賽區(qū)理工學(xué)院夢之隊設(shè)備設(shè)計說明書

第一章塔設(shè)備的選 T0401的設(shè) T0402的設(shè) T0601的設(shè) T0602的設(shè) T0603的設(shè) 第二章反應(yīng)器的設(shè) 第四章泵的設(shè)計及選 第五章?lián)Q熱器的選 EDR選 1234567T0401為DMOCO由DMO合成反應(yīng)器合成的DMO，并伴有副DMC的生成，DMODMCT0401T0401對其進(jìn)行分離。由于塔釜的DMO進(jìn)入加氫工段，塔頂?shù)幕旌衔镞M(jìn)入T0402對DMC和甲醇進(jìn)行進(jìn)一步分離。1塔板數(shù)對塔頂DMC塔板數(shù)對塔釜DMO15后，分離2進(jìn)料位置對塔頂DMC及塔底DMOA為塔頂DMOB為塔頂DMC位置為8。3回流比對塔頂DMO及DMCA為塔頂DMOB為塔頂DMC0.18時，變化不明顯，冷凝器和再沸器熱負(fù)荷均隨回流比增大而增大，綜合考慮，確定回流比為0.18。ActiveareaperStage Total 3456789. 底空間取2.5m，進(jìn)料段高度取1m。T0402DMC和甲醇分離塔。T0401DMCT0402進(jìn)行進(jìn)一步分離。由于甲醇和DMC容易形成共沸物，較難分離，加壓能降低共沸物的濃度，故度甲醇DMC共沸產(chǎn)物，塔頂產(chǎn)物直接作為吸收DMO，DMC的甲醇原料。1塔板數(shù)對塔釜DMC2全塔壓力對塔釜DMC3進(jìn)料位置對塔釜DMC4回流比對塔釜DMCStageDiameterTotal

perpanel

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2.70524316 4.322861 17 3.89138611.893194 20 21 17.167349 數(shù)據(jù)，將塔分為3段1～5，6～15，16～20進(jìn)行模擬。 122.44m2.5m10，根據(jù)經(jīng)驗選3空間，塔底空間取2.5m，無進(jìn)料。整圓為吸收使用，塔釜為EG，DMO，乙醇和水的混合物，進(jìn)入T0602進(jìn)行進(jìn)一步分離。1234 Total

23456789.. 0.8473，8，13，18，23，28，33塊板上。塔頂空間取1m，塔底空間取2.5m，進(jìn)料1m。T0602T0601DMO，EG為水和乙醇的沸點叫DMO和EGT0602采用常壓精餾。塔頂產(chǎn)物為乙醇和水混合物，為廢液；塔釜為DMO和EG混合物，進(jìn)入T0603進(jìn)行進(jìn)一步分離。1B為塔頂DMO2B為塔頂DMO3B為塔頂DMO DiameterTotalareaActiveareaperpanel sqmsqmsqmStageDiameterTotal

perpanel

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 分為兩段，分別為1~7,8~13,以下為模擬數(shù)據(jù) 2.601m2.6m6，根據(jù)經(jīng)驗選故無塔頂空間，塔底空間取2.5m，進(jìn)料1m。T0603是DMO，EG分離塔。T0602的塔釜產(chǎn)品為EG和DMO的混合物，需要對其進(jìn)行分離才能得到最終產(chǎn)物EG，本塔就是對兩種物質(zhì)進(jìn)行分離。DMO較EG的沸點較低，所1A為塔釜EGB為塔釜DMO2A為塔釜EGB為塔釜DMO的摩爾濃度123A為塔釜EGB為塔釜DMO4A為塔釜EGB為塔釜DMO的摩爾濃度Total2 3 4 5 6 7 8 9 11 30.71224 取1.5m，塔底空間取2.5m，進(jìn)料1m。7-10型 優(yōu)缺

小時消耗量小時生成量周消耗/生成量00周生成/消耗質(zhì)量CH410000m3231m33m17.9mEG選取公稱容積為10000m3的儲罐，個數(shù)2個，內(nèi)徑31m33m17.9m2003-2009-2003-1990-5- 150- 151-HG/T20570.6-HG20553-《石油化工企業(yè)尺寸系列SH3405-JB/T7658.4-JB/T4712-好的換熱器，如果換到另一種場合可能傳熱效果和性能會有很大的改變。在換熱器選型中，除考慮上述因素外，還應(yīng)對結(jié)構(gòu)強度、材料來源、加工指標(biāo)分析、投資和操作費用對比，從而使設(shè)計達(dá)到該具體條件下的最佳設(shè)計。管殼式換熱器，主要應(yīng)用的有浮頭式和固定管板式兩種，工藝條件允許時，優(yōu)先選用固定管板式，但下列條件下使用浮頭式：殼體和管子的溫度差超過30度，或者冷流體進(jìn)口和熱流體進(jìn)口溫度差超過110度； 表示公稱直徑為 表示公稱換熱面積為 表示公稱長度為 表示換熱管外徑為 表示管程數(shù)為 表示管束為 級，采用較高級冷拔這個型號代表平蓋管箱，公稱直徑500mm，管程和殼程設(shè)計壓力均為1.6MPa，公稱換熱面積54m，碳素鋼較高級冷拔換熱管外徑25mm，管長6m，4根據(jù)工藝條件，熱蒸汽使用125℃（2.5bar）和175℃（9.0bar）的飽和蒸汽，作為熱公用工程。同時，選擇溫度為20℃的冷卻水作為冷公用工程。一般情況下冷卻水出口溫度不高于60℃，避免結(jié)垢嚴(yán)重，高溫端的溫差不應(yīng)小于20℃，低溫端的溫差不應(yīng)小于5℃。當(dāng)在兩工藝物流之間進(jìn)行換熱時，低溫端的溫差不應(yīng)小于20℃。當(dāng)采應(yīng)高于工藝物流的出口溫度。管程；粘度較大的流體應(yīng)該走殼程，在殼程可以得到較高的傳熱系數(shù)；對于壓力降有特定要求的工藝物流應(yīng)走管程，因管程的傳熱系數(shù)和壓降計算誤差較小；流蝕性的物流走管程，否則對殼程和管程都會造成腐蝕；對于流體宜走管程，使表8- 換熱管規(guī)格管子規(guī)格GB/TGBGBGBGB/TGB/T銅GB/TGB/TGB/T在選擇管道規(guī)格時，通常選用Φ19mm的管子；對于易結(jié)垢的物料，為方便，采用外徑Φ25mm或Φ38mm的管子；對于有氣液兩相流的工藝物流或者物流流量較大工藝物流，一般選用較大的管徑。隨著管程數(shù)增加，管內(nèi)流速和傳熱系數(shù)均相應(yīng)的增加，因此一般選在或者4表8-換熱管中心距正三角形排列更為緊湊，管外流體的湍動程度高，給熱系數(shù)大，而正方形排列的管束方便，對易結(jié)垢流體為適用，如將管束旋45℃放置，也可提高熱系數(shù)。表8- 折流板間距公稱直 管 折流板間4500-——600-1500-—900-———1400-———1700-6000-———依據(jù)表6.18中的數(shù)據(jù)，可以確定折流板數(shù)目。對于DN500mm，選擇一對；對于DN500～1000，選擇兩對；對于DN＞1000m，選擇三對以上。對于工藝物流間的換熱，留有40%?50%的裕量；對于工藝物流與公用工程間的換熱，留有15%?25%的裕量。相間的熱量及質(zhì)量傳遞 此物流先經(jīng)過T0301精餾塔流入冷凝器，進(jìn)料溫度表8- 設(shè)計條ToCooling進(jìn)口溫度出口溫度壓力111.T64.263.7 t2024.39 熱導(dǎo)率：c0.212W/(m℃)粘度：c0.59103Pascpc2.48kJ/(kgK)密度：c791kg/m3熱導(dǎo)率：b0.626W/(mK)粘度：b7.27104Pascpb4.174kJ/(kgK)密度：b672.6kg/m3Qt'(T1t2)(T2t1)(63.720)(64.224.39) T2t

ln63.764.2

根據(jù)《傳熱傳質(zhì)過程設(shè)備設(shè)計》中對K值的范圍，假設(shè)K=640W/（m2K），根據(jù)以上溫度參數(shù)及平均傳熱溫差，選擇臥式固定管板式換熱器。參閱相關(guān)化工與石油化工單元設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)JBT4715-92《固定管板式式換熱器型式與基本S參數(shù)》，

公稱直徑DN=1800mm，傳熱管規(guī)格為Φ192mm，傳熱管總長L=6000mm，傳熱傳熱管按正三角形排列，如圖所示。根據(jù)Φ192mm的傳熱管規(guī)格，取常用圖8- 傳熱管正三角形排列方熱器，忽略殼體壁厚，其殼體內(nèi)徑約為D=1800mm，采用無縫制作筒體。采用圓缺形折流板，所選換熱器的折流板間距為600mm，折流板數(shù)NBN傳熱管長 60001 折流板間距 Ⅰ、殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由克恩法計算可得0.36cRe055Pr1/3(

)0

——W/(m℃)de——mRe0——Pr——流體在定性溫度下 數(shù)——Pas4[3t2d2 4[30.02520.0192de

)SBD(1d0)0.451.8(10.019) 殼程流量mc由AspenPlusmc殼層流速0uVO 0.47m/s0 則殼程流體的雷諾數(shù)Re

deu0

0.5910-3①中Re的適應(yīng)范圍為2(103~106)，符 (1)要求Pr

Cp 2.511030.5910-Pr 則殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 0.36cRe055Pr1/3(

()0

)0.14 0.360.21210722.850.556.991/311414W/m2Ⅱ、管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)管程為冷物流，無相變傳熱，根據(jù)aspenEnergy i1.35107J/(hm2℃)3750w/(m20管外側(cè)污垢熱阻0

R0.00008m2管內(nèi)側(cè)污垢熱阻:Ri0.00017m2K 0Rid0R i 3750

0.000170.0190.00008

746.09W/(m2經(jīng)計算得到的Kc與假設(shè)的K=640W/(m2·K)，基本一致，所選用的換熱器可以CA C7.9310 AC64041.72pApH 換熱器E3