【導(dǎo)讀】脫苯用冷凝器冷卻水用量計算：................錯誤!校核筒體和封頭的水壓試驗強度：..............錯誤!

　　

【正文】 = + + =(kg? K) 物料升溫所需熱量為： Q1 = tCmp? = （ 80 70） + （ + ） （ 100 80） = 106 kJ 物料汽化所需熱量計算： 苯和水在常壓下的汽化熱分別為 kJ/kg 和 2258 kJ/kg 物料汽化所需熱量為： Q2 = 2258 + = 107kJ 則回流脫水階段所需熱量為： Q = Q1 + Q2 = 106 + 107 = 107 kJ 若采用 100℃ 的飽和水蒸氣供熱，冷凝為 100℃ 飽和水，已知常壓下水的汽化熱為 2258 kJ/kg，設(shè)熱量利用率為 80%。 則回流脫水階段單釜加熱 水蒸氣用量為： m = 102258 ?? = = 104 kg 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） (2) 回流脫水時，冷凝器冷卻水用量計算 若冷卻水進(jìn)口溫度為 25℃ ，出口溫度為 65℃ 由 Q2 = )( 12 ttCW pcc ? 得 回流脫水階段冷凝器冷卻水用量為： )( 122 ttC QW pcc ?? = 65 25???（ ） = 105 kg 對蒸發(fā)器進(jìn)行熱量衡算 每批進(jìn)料反應(yīng)后經(jīng)過濾得產(chǎn)品環(huán)氧樹脂的量為 kg； 萃取用有機溶劑苯的量為 kg； 液態(tài)環(huán)氧樹脂的密度為 1121 kg/m3,苯的密度為 kg/m3； 則物料總體積為 + = m3 由于物料體積較大，可設(shè) 2 個蒸發(fā)器，則每個蒸發(fā)器處理的物料 量為： 產(chǎn)品環(huán)氧樹脂的量為 萃取用有機溶劑苯的量為 脫苯所需熱量計算 假設(shè)環(huán)氧樹脂與苯的混合物經(jīng)過濾送入蒸發(fā)器后，溫度 升高到 110℃ 物料升溫所需熱量可由下式計算： Q1 = tCmp? 其中 pC = ipni iw Cx ,1 ,?? 查出或計算出環(huán)氧樹脂和苯的平均定壓比熱容分 別為 kJ/(kg ? K)和 kJ/(kg? K)，其在系統(tǒng)中的質(zhì)量百分含量分別為： 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 環(huán)氧樹脂,wx = （ + ） = 苯,wx = （ + ） = 則 pC = ipni iw Cx ,1 ,?? = + = kJ/(kg? K) 物料升溫所需熱量為： Q1 = tCmp? = （ 110 80） =105 kJ 苯汽化所需熱量計算： 苯在常壓下的汽化熱為 kJ/kg 苯汽化所需熱量為： Q2 = = 106 kJ 則脫苯時單個蒸發(fā)器所需熱量為： Q = Q1 + Q2 =105 + 106 = 106 kJ 一批進(jìn)料中脫苯所需總熱量為： Q 總 = 1062 = 106 kJ 若采用 100℃ 的飽和水蒸氣供熱，冷凝為 100℃ 飽和水，已知常壓下水的汽化熱為 2258 kJ/kg，設(shè)熱量利用率為 80%。 則脫苯時單個蒸發(fā)器加熱水蒸氣用量為： m = 102258 ?? = kg 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 一批進(jìn)料中脫苯時加熱水蒸氣總用量為： m 總 = 2 = kg 脫苯用冷凝器冷卻水用量計算 若冷卻水進(jìn)口溫度為 25℃ ，出口溫度為 65℃ 由 Q2 = )( 12 ttCW pcc ? 得 脫苯時單個冷凝器冷卻水用量為： )( 122 ttC QW pcc ?? = 65 25???（ ） = kg 一批進(jìn)料中脫苯用冷凝器冷卻水總用量為： cW 總 = 2 = kg 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第五章 設(shè)備選型 溶解釜的設(shè)計 根據(jù)《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》，選公稱容積為 5 m3的鋼制機械攪拌容器，橢圓形底、蓋，筒體內(nèi)徑 iD = 1600 mm，高度 H = 2200 mm 則溶解釜的容量約為： 42HDV i?? = m3 若選裝料 系數(shù)為 則溶解釜的有效容量為 = m3，能滿足生產(chǎn)需求。 選材 由于原料對鋼材腐蝕不大，工作溫度在 200C～ 1000C，壓力為常壓，可選用 Q235－ A。 確定參數(shù) cP = = MPa； iD = 1600 mm； ??t? = 113 MPa； ? = (雙面焊對接接頭，局部無損檢測 )；取 C2 = 4 mm 計算筒體厚度 ? ?ctic PDPS ?? ??2 = 16002 113 ?? ? ? = mm dS = S ＋ C2 = + 4 = mm 查得 C1 = mm dS + C1 = + = mm 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圓整后 取厚度為 Sn = 6 mm，復(fù)驗 Sn6% = 66% = 故最后取 C1 = mm,該筒體可用 6 mm厚 Q235－ A 鋼板制作。 計算封頭厚度 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其厚度可按下式計算 : ? ?ctic PDPS ?? ?? 式中 cP = MPa； iD = 1600 mm； ??t? = 113 MPa； ? = ； 取 C2 = 4 mm 則 S = 0 .1 1 1 6 0 02 1 1 3 0 .8 5 0 .5 0 .1 1?? ? ? ? = mm dS = S ＋ C2 = + 4 = mm 查得 C1 = mm dS + C1 = + = 圓整后取厚度為 Sn = 6 mm，復(fù)驗 Sn6% = 66% = 故最后取 C1 = mm,該封頭可用 6 mm厚 Q235－ A 鋼板制作。 校核筒體和封頭的水壓試驗強度 根據(jù)式 se eiTT S SDP ??? ??? ）（ 式中 PT = = = MPa（ ??? /??t? = 1； P = Pc = ）， Se = Sn–C = 6– = mm， s? = 235 MPa 則 eeiTT S SDP 2 ）（ ??? 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） = ? ?? ）（ = MPa 而 s?? = 235 = MPa 可見 T? ＜ s?? ，所以水壓試驗強度足夠。 夾套的設(shè)計 夾套選用 U型夾套 ， 采用碳鋼制造和釜體焊接 。 攪拌器 的設(shè)計 攪拌器 選用框式，直徑選 DJ = 1140 mm。 反應(yīng)釜的設(shè)計 根據(jù)《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》，選公稱容積為 5 m3的鋼制機械攪拌容器，橢圓形底、蓋，筒體內(nèi)徑 iD = 1600 mm，高度 H = 2200 mm。 選材 由于原料對鋼材腐蝕不大，工作溫度在 200C～ 1000C，壓力為常壓，可選用 Q235－ A。 確定參數(shù) cP = = MPa； iD = 1600 mm； ??t? = 113 MPa； ? = (雙面焊對接接頭，局部無損檢測 )；取 C2 = 4 mm 計算筒體厚度 ? ?ctic PDPS ?? ??2 = 1 6 0 ??? ? = mm dS = S ＋ C2 = + 4 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） = mm 查得 C1 = mm dS + C1 = + = mm 圓整后取厚度為 Sn = 6 mm，復(fù)驗 Sn6% = 66% = 故最后取 C1 = mm,該筒體可用 6 mm厚 Q235－ A 鋼板制作。 計算封頭厚度 采 用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其厚度可按下式計算 : ? ?ctic PDPS ?? ?? 式中 cP = MPa； iD = 1600 mm； ??t? = 113 MPa； ? = ； 取 C2 = 4 mm 則 S = 1 32 1 6 0 ???? ? = mm dS = S ＋ C2 = + 4 = mm 查得 C1 = mm dS + C1 = + = mm 圓整后取厚度為 Sn = 6mm，復(fù)驗 Sn6% = 66% = 故最后取 C1 = mm,該封頭可用 6 mm厚 Q235－ A 鋼板制作。 校核筒體和封頭的水壓試驗強度 根據(jù)式 se eiTT S SDP ??? ??? ）（ 式中 PT = = = MPa（ ??? /??t? = 1； P = Pc = ）， Se = Sn–C = 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6– = mm， s? = 235 MPa 則 eeiTT S SDP 2 ）（ ??? = ? ?? ）（ = MPa 而 s?? = 235 = MPa 可見 T? ＜ s?? ，所以水壓試驗強度足夠。 法蘭的選取 材料選 Q235－ A，根據(jù) JB47012020 標(biāo)準(zhǔn)選用 DN1600， （ MPa）的甲型平焊法蘭。 夾套的設(shè)計 夾套選用 U型夾套，采用碳鋼制造和釜體焊接。 夾套的直徑選取依據(jù)《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》表 4－ 3，則選取夾套的直徑 Dg ＝ Di ＋ 100 ，其中 Di為釜體內(nèi)徑 iD = 1600 mm，所以夾套內(nèi)徑為 1700 mm。 (1) 夾套壁厚的確定 夾套工作溫度為 100℃ ，壓力為常壓，故材料可選用 Q235－ A。 壁厚的計算 計算公式為： ? ?ctic PDPS ?? ??2 = 1 7 0 ??? ? = mm dS = S ＋ C2 = + 4 = mm 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 查得 C1 = mm dS + C1 = + = mm 圓整后取厚度為 Sn = 6 mm，復(fù)驗 Sn6% = 66% = 故最后取 C1 = mm,該筒體可用 6 mm厚 Q235－ A 鋼板制作。 同理，封頭材料也選用 Q235－ A，厚度為 6 mm。 (2) 夾套筒體 和封頭的水壓試驗強度校核 根據(jù)式 se eiTT S SDP ??? ??? ）（ 式中 PT = = = MPa（ ??? /??t? = 1； P = Pc = ）， Se = Sn–C = 6– = mm， s? = 235 MPa 則 eeiTT S SDP 2 ）（ ??? = ? ?? ）（ = MPa 而 s?? = 235 = MPa 可見 T? ＜ s?? ，所以水壓試驗強度足夠。 (3) 夾套高度的計算 反應(yīng)釜容積按下封頭和筒體二部