甲苯-乙苯的精餾工藝項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案-資料下載頁(yè)
2025-05-04 13:01本頁(yè)面
【正文】 口的阻力B=，D=，F(xiàn)s= ，殼程流動(dòng)阻力也能接受。 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 表 11換熱器形式：固定管板式 工藝參數(shù) 名稱 管程 殼程 物料名稱 循環(huán)水 甲苯 定壓比熱容(kg℃)(kg℃)操作溫度，℃30/70流量，kg/h流體密度，kg/m3流速，m/s傳熱量，kW總傳熱系數(shù)，W/m2K傳熱系數(shù)，W/m2K污垢系數(shù)，m2K/W阻力降，MPa程數(shù) 21管子規(guī)格 ф25管數(shù)60管長(zhǎng)mm:6000管間距，mm32排列方式 正三角形 折流板型式 上下 間距 mm150切口高度25%殼體內(nèi)徑，mm400換熱面積（m2） 第四部分 再沸器的設(shè)計(jì) 有關(guān)物性的確定 若把再沸器當(dāng)作一層理論板，且認(rèn)為壓降與壓力損失近視相等則其操作壓力P=127 kPa（與塔釜相等），在此溫度下乙苯的液態(tài)與氣態(tài)的物性基本數(shù)據(jù)如下 計(jì)算此溫度下的乙苯的物性：液態(tài)密度ρL=ρWm= Kg/m3 蒸汽密度ρV=ρVm2= Kg/m3 液態(tài)粘度μL=μWm= mPas 蒸汽粘度μV=＋= mPas液態(tài)比熱容CpL=+= KJ/(kg℃)液態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)λL=+= W/(m℃)表面張力σ=＋= mN/m液體蒸氣壓曲線的斜率比氣化焓ΔhV≈r=＋=液體的臨界壓力Pc= Kpa =160℃，此溫度下水蒸汽的物性數(shù)據(jù)如下：液態(tài)粘度為μL水= mPas汽化潛熱為r= KJkg液態(tài)密度ρL水= kg/m3 蒸汽密度ρV水= kg/m3液態(tài)導(dǎo)熱率λL水= W/(m℃) 有關(guān)物性數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)歷如下液態(tài)乙苯的蒸氣壓與溫度溫度 ℃6080100120140160蒸氣壓 Kpa氣態(tài)乙苯的粘度與溫度的關(guān)系溫度 ℃050100150200粘度 μ液態(tài)乙苯的比熱容與溫度的關(guān)系 溫度 ℃6080100120 乙苯 CpL液態(tài)乙苯的導(dǎo)熱率與溫度的關(guān)系溫度 ℃80100120140160180導(dǎo)熱率 λ乙苯的汽化熱與溫度的關(guān)系溫度℃6080100120140汽化熱r（KJ/Kg）370 估算傳熱面積、初選換熱器型號(hào) 熱負(fù)荷Q ?顯熱加熱段熱負(fù)荷Q1蒸發(fā)量設(shè)出口氣化率x=（～）；由于壓力變化引起液體沸點(diǎn)溫度的變化，設(shè)為Δt=2℃ ?蒸發(fā)段熱負(fù)荷Q2 ?熱負(fù)荷Q=Q1+Q2= KW 傳熱溫差 假設(shè)K值，估算傳熱面積 ?假設(shè)K值： 因有機(jī)物走管程且μL= mPas mPas，水蒸汽走 殼程，其傳熱系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)值可知其傳熱系數(shù)K在582～1193 W/(m2/K),現(xiàn)假設(shè)K=1000 W/(m2/K)。 ?估算傳熱面積 初選再沸器 管規(guī)格 …………φ252 管長(zhǎng) ………… L=3 m 計(jì)算管數(shù) ……… 中心距 ………… t=32 mm 采用正方角形排列，中心線管束： 計(jì)算殼徑……… 圓整……………取D=600 mm (長(zhǎng)徑比L/D=5在4～6之間,合理) 管程流體進(jìn)、出口接管：取接管內(nèi)流體流速 u＝1 m/s，則接管內(nèi)徑為：，取標(biāo)準(zhǔn)管徑 70 mm。三、傳熱能力核算 確定顯熱段傳熱系數(shù)KL ?計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱系數(shù)αi 釜液循環(huán)質(zhì)量流量： 管內(nèi)流通截面積： 管內(nèi)總質(zhì)量流速： 管內(nèi)流體流速： (～ m/s內(nèi)說(shuō)明假設(shè)氣化率合理) ?殼程對(duì)流傳熱系數(shù)α 整個(gè)過(guò)程由熱量衡算Q=msr得 水蒸汽用量: 冷凝負(fù)荷： 雷諾數(shù)： ?計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL 查得管金屬的導(dǎo)熱系數(shù)λ′=45 W/(mK) 乙苯液體的污垢熱阻Rs1=104 m2K/W 水蒸汽的污垢熱阻Rs2=104 m2K/W 蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE的計(jì)算 將蒸發(fā)段分為兩部分即兩相對(duì)流曲和核狀沸騰區(qū) ?兩相區(qū)傳熱系數(shù)K1的計(jì)算 兩相區(qū)的平均密度以出口氣化率的三分之一計(jì)算 兩相流 計(jì)算允許最大熱流密度為 因傳熱系數(shù)與給熱系數(shù)相差不大為計(jì)算方便此設(shè)計(jì)?。? ?核狀沸騰區(qū)傳熱系數(shù)K2的計(jì)算 兩相流 計(jì)算允許最大熱流密度為 因傳熱系數(shù)與給熱系數(shù)相差不大為計(jì)算方便此設(shè)計(jì)?。? ?蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE KE=(K1+K2)/2=(+)/2= W/(m2℃) 計(jì)算顯熱段、蒸發(fā)段的高度 計(jì)算平均傳熱系數(shù)Kc 面積裕度核算 該再沸器的實(shí)際傳熱面積Sp 四、循環(huán)流量的校核 計(jì)算循環(huán)推動(dòng)力 液體氣化后產(chǎn)生密度差為推動(dòng)力 循環(huán)阻力 ?管程出口阻力 出口管長(zhǎng)取Li=4 m ?傳熱管顯熱段阻力 ?傳熱管蒸發(fā)段阻力 Ⅰ、汽相阻力 Ⅱ、液相阻力 Ⅲ、傳熱管蒸發(fā)段阻力 ④管內(nèi)動(dòng)量變化產(chǎn)生的阻力 動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù)： ⑤管程出口段阻力 ⑥循環(huán)阻力計(jì)算 循環(huán)推動(dòng)力與循環(huán)阻力的比值 正常工作時(shí)，亮相數(shù)值相等，設(shè)計(jì)時(shí)推動(dòng)力應(yīng)略大于阻力(安全設(shè)計(jì)) (比值太大應(yīng)降低x，反之亦然)（滿足傳熱和流體力學(xué)驗(yàn)證。 再熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 表 12再沸器形式：立式熱虹吸式工藝參數(shù) 名稱 管程 殼程 物料名稱 乙苯 水蒸汽 操作溫度 ℃160流量 kg/h傳熱量，kW 總傳熱系數(shù)，W/m2K傳熱系數(shù)，W/m2K污垢系數(shù)，m2K/W104 104 管子規(guī)格 ф25管數(shù)161管長(zhǎng)3m管間距，mm32排列方式 正三角形 殼體內(nèi)徑，mm600換熱面積（m2）62
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