年產(chǎn)5萬噸癸二酸二辛酯dos生產(chǎn)工藝設(shè)計(已改無錯字)
2023-07-01 12:36:15 本頁面
【正文】 /s (εDi4/V3)=（1021）=104 =(εDi4/V3)(d/D)(b/D)=104=104故αj=104/=498W/(m2℃) 采用下式計算：αDe/λ=(1+(De/Dc))即α=(1+(De/Dc))λ/De冷卻水進入夾套溫度25℃,冷卻水出夾套溫度55℃，則其定性溫度 t=40℃，在此溫度下，水的相關(guān)物性如下：比熱容Cp=(kg℃) 導熱系數(shù)λ=密度ρ=黏度181。=。 Pr=由于反應(yīng)物系放出熱量Q1=106kJ/h=，攪拌功率N=4546W故攪拌槽需移出熱Q=Q1+N=。所以冷卻水質(zhì)量流量m=Q/Cp(t2t1)= (30)=。 夾套中水流速u=m/(ρPE)=()=，De=4E= Dc=Re=Deuρ/181。=106 Pr=105αDe/λ=(1+(De/Dc))=(106)(105)(1+)=α=(m2℃)所以總傳熱系數(shù)：1/K=1/jα+1/α=1/+1/= K=599W/( m2℃)由Q=KF?t m ?t m=℃得F=Q/K?t m=103/()=需要核算一下夾套可能傳熱面積是否滿足傳熱要求。由于攪拌槽能提供的最小傳熱面積：πDiH==。該面積大于所需傳熱面積F=，因此夾套設(shè)計符合要求。因為夾套需要有較高的強度，所以應(yīng)選用材質(zhì)為16MnR的合金鋼制作。對于反應(yīng)釜的封頭，采用橢圓形：則2b==b=505mmDi=2a=2560mma=1280mm 表9 反應(yīng)釜的主要技術(shù)特性項目符號設(shè)計計算數(shù)據(jù)及選型攪 拌 器攪拌形式六片平直葉圓盤渦輪式攪拌器葉輪直徑d葉輪寬度b攪拌轉(zhuǎn)速n槳葉數(shù)z6攪拌功率N4546W擋板數(shù)nb6攪拌 附件擋板寬度w反 應(yīng) 釜 攪拌釜全容積（不包括封頭部分）v反 應(yīng) 釜液面深度h攪拌釜實際高度H攪拌釜內(nèi)經(jīng)Di工作壓力Pt攪拌釜厚度Sn5mm夾套形式螺旋板夾套夾套螺旋板螺距P夾套環(huán)隙E夾套內(nèi)冷卻水流速u冷卻水每小時移出熱量Q被攪拌液體側(cè)的對流傳熱系數(shù)aj(m2.℃)夾套側(cè)冷卻水對流傳熱系數(shù)a(m2.℃)攪拌槽總傳熱系數(shù)K599 W/(m2.℃)所需夾套面積F 封頭封頭形式橢圓形長半軸a1280mm短半軸b505mm厚度5mm由于釜內(nèi)介質(zhì)具有一定的腐蝕性, 要求對釜體及釜蓋內(nèi)表面進行搪鉛處理(鉛層厚6—8 )并襯耐酸瓷板二層。考慮到搪鉛工藝的實施和搪鉛時的鉛中毒， 釜體和釜蓋須采用法蘭連接。此外 ，還考慮到釜內(nèi)介質(zhì)的反應(yīng)速度難以控制以及介質(zhì)的腐蝕性， 設(shè)備不宜采用安全閥作超壓泄放裝置， 故設(shè)置了一泄放口徑為200mm的爆破片 （厚 3mm的鉛制平板型爆破片內(nèi)襯厚 2mm 的耐酸橡膠板）作為設(shè)備的超壓泄放裝置。 對于酯化反應(yīng)，過程中有水生成。反應(yīng)液中，異辛醇將作為帶水劑把水從反應(yīng)釜中帶出，而這樣必將浪費原料，因此在反應(yīng)釜上安裝一個換熱器加一個分離器，用于排水和回流異辛醇。這里將反應(yīng)第一個釜為例進行換熱器的計算與選型。工作條件：（1）進入冷凝器的氣體溫度200℃；（2）殼程工作壓力為1MPa；（3）.(4) 冷卻水溫度25℃.由于反應(yīng)溫度在200℃以下進行，兩流體溫度變?yōu)椋簾崃黧w進入換熱器的溫度為190℃，出口溫度定為60℃；冷流體（循環(huán)水）進口溫度為25℃，出口溫度為55℃。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式式換熱器。由于循環(huán)冷卻水交易結(jié)垢，為便于水垢清洗，因使循環(huán)冷卻水走管路，熱流體走殼程。選用Φ25， 兩股流體的進出口溫度為：熱流體（出換熱器氣） 200→60℃ 冷流體（水） 55←25℃ 故傳熱推動力為： Q1=mCp△T, △T=140℃∴Q1=++=表10入冷凝器的氣體的比熱容組分異辛醇水N2比熱容kJ/(Kg.℃)200℃60℃200℃60℃200℃60℃組成Kmol產(chǎn)生熱Q KJ/h表11冷凝液組分氣化熱和液體熱容組分異辛醇水汽化熱wr KJ/mol液體比熱容KJ/(kg.℃)組成kmol/h冷凝放熱kJ/h冷凝放出總熱Q2=+=Q總=Q1+Q2=+=故冷卻水用量：W水=Q總/Cp△T=(30)=總傳熱系數(shù)K=599W/(m2℃)管程流體的定性溫度t=(55+25)/2=40℃,循環(huán)冷卻水相關(guān)物性數(shù)據(jù)密度ρ=定壓比熱容Cp=(Kg ℃)(m2℃)由公式Q=AK △tm可得A’=Q/（K△tm）=724700/（599）=考慮15﹪的裕度，則A= A’=選用Φ25，：N≈32根每小時流入冷凝器的總物質(zhì)的量n=,冷凝器的工作壓力為1MPa.L1=采用四管程，則L=L1/4=,管子數(shù)n1=4n=432=128根管子的排列方式，管間距的確定：設(shè)計采用正三角形排列，取管間距為t=32mm.殼體直徑：Di=t(Nc1)+2do式中：Di換熱器內(nèi)徑，mm。 Nc橫過管束中心線的管數(shù)，由于是正三角形排列， Do換熱管外徑，mm。所以，Di=32(131)+225=434mm,圓整取500mm.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﹪，則切去的圓缺高度為：h=75mm取折流板間距B=,則B=159mm.折流板數(shù)Nb=L/B1=，圓整后取10塊，折流板圓缺面水平裝配。查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》得，折流板最小厚道為6mm,折流板外徑323mm,，材料為Q235A鋼；拉桿選用Φ16，共6根，材料為Q235AF鋼。殼程流體進出接管：去接管內(nèi)熱流體流速5m/sd=管程流體進出接管：,則接管內(nèi)徑為取標準直徑為70mm參照《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》表621，殼程流體進出接管管長200mm,殼體材料選用20R鋼，計算壁厚的公式為： S= PcDi/(2[σ]tΦPc)式中：Pc計算壓力，取Pc為1=。Di=300mm；Φ=[σ]80=130MPa（取殼體溫度為80℃）S=300(2130)=取C2=2mm；C1=,圓整后取S=6mm,復(fù)驗66﹪=＞=故S=6mm上下封頭均采用標準橢球形封頭，根據(jù)封頭為DN14005。曲
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