【正文】 同時還要感謝我的同學(xué)們，謝謝他們這些年來對我的幫助和鼓勵。在此我衷心的向葛老師、和在設(shè)計中幫助我們的老師們表示深深的感謝！我的設(shè)計能夠很順利的完成，化工系各位老師對我的指導(dǎo)同樣使我受益匪淺。葛老師平時工作都很繁忙，但他們?yōu)榱宋覀兊脑O(shè)計傾注了大量心血和精力，在畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)都給我們悉心指導(dǎo)，才使得設(shè)計能夠順利進(jìn)行。5）通過此次設(shè)計，讓我們的理論與實(shí)踐同時得到提高。2）分析比較了雙塔、三塔、四塔精餾的區(qū)別，了解了四塔精餾的優(yōu)勢。 設(shè)計結(jié)果一覽表 換熱器工藝設(shè)計結(jié)果如下表所示： 殼徑D，mm700換熱面積S，m2管程數(shù)Nt2管長L，m9管徑，mmΦ25管子排列正三角形管中心距t，mm32管數(shù)n314殼程數(shù)Ns1折流板直徑，mm700折流板缺口高度175mm折流板厚，mm8折流板間距h，mm250折流板數(shù)量35第五章 結(jié)論本文通過對甲醇精餾工藝工段的設(shè)備設(shè)計，得到以下結(jié)論：1）分析了國內(nèi)甲醇不同工藝流程的本質(zhì)區(qū)別，確定了甲醇流程選擇的原則:常壓塔側(cè)線取舍取決于加壓塔設(shè)計壓力的選取。根據(jù)公稱直徑，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2008)書中表134的對應(yīng)條目，獲得鞍座的具體尺寸和重量。 鞍座的選型根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑700mm，可知鞍座的公稱直徑也是700mm。長寬厚：550*12*4mm。(4) 右管箱法蘭和密封墊片的選型：①法蘭：與左管箱的相同。⑤重量：單個左管箱隔板重=(10mm)103103kg③數(shù)量：右管箱需要1塊隔板。(3）右管箱隔板的選擇：①材質(zhì)選擇普通的碳素鋼：Q235A。選擇Q235A材料制作。(2）右管箱短節(jié)的選擇：①右管箱短節(jié)的內(nèi)徑與壁厚：右管箱短節(jié)為圓柱筒體，內(nèi)徑與壁厚選擇與設(shè)備殼體相同。 右管板 右管板沒有拉桿開孔，只有一道管程隔板密封槽，其他與左管板相同，具體見設(shè)備圖。重量略。(2)密封墊片:選擇甲型平焊容器法蘭用非金屬軟墊片,公稱直徑700mm,。標(biāo)記：法蘭—FM 700— JB4701—2000。選擇甲型平焊容器法蘭，公稱直徑700mm，密封面為凹面(FM)，與凸密封面的左管板連接。mm3=17kg。面積: ，厚度：10mm。(2）管箱隔板厚度的選擇：由于管程壓強(qiáng)降較小，用公式計算隔板厚度會小于GB151規(guī)定的隔板最小厚度（換熱器公稱直徑=600時，碳鋼隔板的最小厚度為10mm），所以直接選擇隔板厚度為10mm。標(biāo)記：EHA 5508Q235A JB/T 47462010。壁厚與殼體相同，也是10mm。左管箱短節(jié)的標(biāo)記：筒體 DN700 10=8 L=500。選擇左管箱短節(jié)的長度為管口接管公稱直徑的兩倍，即2502=500mm。 左管箱短節(jié)的選擇(1）左管箱短節(jié)的內(nèi)徑與壁厚：左管箱短節(jié)為圓柱筒體，內(nèi)徑與壁厚選擇與設(shè)備殼體相同。(或者:換熱管與管板連接采用脹接。(2) 換熱管的長度為6000mm。管板開孔形狀和內(nèi)表面環(huán)向槽的位置、尺寸見下圖： 、尺寸③拉桿安裝孔和管程隔板密封槽的尺寸見設(shè)備圖。（或者:為了便于在管板上脹接換熱管， mm,。② 安裝換熱管的開孔尺寸：為了便于在管板上焊接換熱管， mm, mm。外周均布24個Φ18螺孔。（2）管板形狀：管板同時起到法蘭的作用，密封面為凸面，可以和管箱的法蘭(密封面為凹面)連接。當(dāng)設(shè)計壓力小于1MPa時，取為1MPa；表中的設(shè)備殼體內(nèi)徑壁厚最接近本課程設(shè)計值的是70010；管、殼程的溫度差==℃；根據(jù)上述的設(shè)計壓力、殼體內(nèi)徑壁厚以及溫度差，查表得管板的厚度δ=52mm。 左管板的選型（1）管板厚度：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2008)中有表168 管板厚度表。（6）管口F管口F為循環(huán)水進(jìn)口。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 50(B) RF Q235A。 1 接管長度的選擇：接管的長度L選擇90mm。接管、法蘭與管口A和B的完全相同。 該法蘭有4個均布在外周的螺孔，使用4個M10螺栓、螺母、墊片與配套的法蘭蓋裝配。接管的標(biāo)記：接管 Φ32 L=100 ③接管法蘭的選擇： 查《大學(xué)工程制圖》（華東理工大學(xué)出版社，2005）表145，接管外徑dH=32mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=25mm。 ①接管管徑的確定：接管的外徑選擇32mm，材質(zhì)為20鋼，（GBT 173951998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。則接管的內(nèi)徑=== = 45mm。廢水在接管中的合理流速u=——2m/s。（2）管口B管口B為廢水出口。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 150(B) RF Q235A。 ②接管長度的選擇：接管的長度L選擇150mm。則接管的內(nèi)徑====250mm。循環(huán)水為低粘度流體，在接管中的合理流速u=——2m/s。根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑700mm，可知波形膨脹節(jié)的公稱直徑也是700mm，根據(jù)公稱直徑，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》(化學(xué)工業(yè)出版社，2008)書中表169的對應(yīng)條目，獲得波形膨脹節(jié)的具體尺寸(見換熱器設(shè)備圖) 設(shè)備主要附件的選擇[17] 接管及法蘭的選型（1）管口A管口A為循環(huán)水出口?？紤]到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差較大，因此確定選用帶波形膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。選擇折流擋板間距h=250mm。缺口弓形高度為圓形板直徑的約1/4，本設(shè)計圓整為200mm。 其中，F(xiàn)——管子排列方式對壓強(qiáng)降的校正因數(shù) fo——?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re500，f= Nc——橫過管束中心線的管子數(shù) NB——折流擋板數(shù)管子為三角形排列，F(xiàn)=，NB=49，nc=12，u0=所以 = =∴ 由式（），得：= =6004 Pa (318) =35（－） = =6004 +=C合理壓降在常壓操作下，操作壓力范圍0—(表壓)，合理壓降為ΔP=P/2 MPa(表壓)，合理壓降ΔP=P/2=（﹢）/2= MPa（絕壓）通過比較，管程壓降與殼程壓降亦在合理范圍。，雷諾準(zhǔn)數(shù)13640（湍流）?！?D. 傳熱面積S===該換熱器的實(shí)際傳熱面積SPSp＝=（）(31422) =㎡該換熱器的面積裕度為：F=＝＝％傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務(wù)?！?B. 管程對流傳熱系數(shù)αi＝ 管程流通截面積Si＝＝314/2＝㎡管程流體流速ui=Vs/Si=＝Rei＝＝＝普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr＝＝＝αi＝＝(m2===取標(biāo)準(zhǔn)管徑為250mm筒體材料選擇為Q235A，單位長度的筒體重110kg/m,殼體總重為110()= 。殼體的標(biāo)記：筒體 DN700 δ=10采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，折流板的板間距為h==175mm，則折流板數(shù)去折流板間距=，則==(mm),可取B為250mm。=12=12℃?zhèn)鳠峁芘帕泻头殖谭椒ú捎媒M合排列法，取管心距t = ，則t = 25 = ≈ 32 mm橫過管束中心線的管數(shù)===22(根)殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η= ，則殼體內(nèi)徑為===圓整可取D = 700mm圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為D=700mm，殼體厚度選擇10mm。===考慮15%的面積裕度，S=S39?！?W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ= 45W/(m?K)=== W/(m2℃)；污垢熱阻= [18]⑴流體平均溫度Tm和tmTm1＝（Ti＋To）/2＝（71＋49）/2＝60℃tm1＝（ti＋to）/2＝（25＋30）/2＝℃⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) 表31 各組分物性數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)水密度kg/m3994甲 醇密度 kg/m3760粘度pa?s粘度pa?s導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)比熱容kJ/(kg?K)比熱容kJ/(kg?K)⑴熱負(fù)荷 = Q0 cp0 t0+Q0r =（7149）+= ⑵平均傳熱溫差39。則取加壓塔回流比R=回流量=RD=22209=64406kg/h 加壓塔全塔物料流程圖