李晓(苯塔冷凝器)

1、工艺计算12-135.1 冷凝器的基本计算及选型5.1.1定性温度及物体性质参数壳程进出口定性温度为 32管程温度的定性温度为 (110+60)/2=85根据定性温度，分别查找壳程和管程流体的有关物性数据。14-15表3. 80.1混合整齐及液体的物性参数物质类型蒸汽密度黏度导热系数定压比热容Cp 导热系数90kg/m31.5×10-5Pa·s3.297 J/(mol·k)0.0297w/(m·k)表4. 循环冷却水的物性参数温度t25 3239密度 黏度 定压比热容Cp 导热系数997.0 kg/m3 0.8937mPa·s4.702 kJ/

2、(kg·k)995.05kg/m3 0.7679 mPa·s4.169kJ/(kg·k)0.624 w/(m·k)992.62 kg/m30.6685 mPa·s4.1699kJ/(kg·k)5.1.2 计算冷却水用量（1）热流量Q = Wh Cpt=22780×3.297×103×（11060）=1043134.167J（2）冷却水用量Wc = Q/(Cp×t)= 1043134.167/4.169*1000*14=64335kg/h5.1.3 计算流体的平均传热温差假设选用单壳程、多管程的列

3、管卧式冷凝器，按逆流过程其温度为：热流体：11060冷流体：3925t1=110-39=71t2=60-25=355.1.4 估算传热面积根据冷流体和热流体的具体情况，参考换热器的传热系数的大致范围假设总传热系数K为： 则传热面积为： 5.1.5 选择冷凝器类型规格由系列标准中选定型冷凝器，有关参数表5。表5.选定冷凝器的性能参数参数名称参数参数名称参数壳径，mm公称压强，MPa公称面积，m2管程数折流挡板数10002.57.0239管子尺寸，mm管长，m管子总数管子排列方式管心距，mm25×2.56606正方形斜转45°32其他附件：1拉杆 根据选取的冷凝器型号确定拉杆的

4、数量为4个，拉杆直径可选12mm。2防冲挡板 因为壳程介质为蒸汽，应设置防冲挡板，以防止气体直接冲击传热管，产生冲蚀。3接管 壳程流体进出口接管：取接管内混合蒸汽的流速为：圆整后可取管内径为：800mm.管程流体进出口接管：取接管内循环水的流速为：圆整后可取管内径为：200mm.实际的传热面积为：若采用此传热面积的换热器，则要求过程的总传热系数为：5.2 核算压强降5.2.1 管程压强降 其中 管程流通面积：管程流速为：管程雷诺数：设管壁粗糙度,由-Re关系图中查得：=0.034所以 则所以管程流动阻力在允许范围之内。5.2.2 壳程压强降用埃索法计算壳程压强降：其中 管子为正方形斜转45o排

5、列， 取折流挡板间距为： 壳程流通面积为：壳程流速为：壳程雷诺数： 所以 所以壳程流动阻力也比较适宜。5.3 核算总传热系数5.3.1 管程对流传热系数 应用迪特斯和贝尔特关联式计算管程的对流传热系数.5.3.2壳程对流传热系数5.3.3 污垢热阻 参考附录，管内外侧污垢热阻分别取为：5.3.4总传热系数 由前面的计算可知，选用该换热器时要求过程的总传热系数，在规定的流动条件下，计算出的总传热系数为。由于该冷凝器用于精馏过程，考虑到精馏操作常需要调整回流比，同时还可能兼有调节塔的作用，因而应适当加大面积裕度，按经验，其面积裕度应在左右。计算所需要的换热面积为：本次设计选型的面积裕度：。故所选择

6、的换热器是合适的，安全系数为16.46. 冷凝器的主要结构尺寸和计算结果表6 冷凝器的主要计算结果主要计算结果管程壳程流速/（m/s）表面传热系数/W/(m2.K)污垢热阻/(m2.K/W)阻力/Pa热流量/kW传热温差/K传热系数/W/(m2.K)裕度/%0.6233582.50.000271006730932.8591416.4%0.6136730.0001725994表7 冷凝器的主要结构尺寸参数尺寸形式换热器个数传热面积/m2壳体内径/mm管径/mm管长/mm管数/根管程数壳程数管心距/mm管子排列折流挡板数/个折流板间距/mm膨胀节/个材质浮头式（内导流）换热器1285.625025

7、×2.560006062132正方形斜转45°3021901碳钢结束语本文主要介绍了Mobil-Badger法生产乙苯设计中苯回收塔冷凝器的工艺设计和选型，这是一个相当成熟的工艺，具有广阔的市场前景及发展趋势。但是在设计的整个过程中仍存在很多不足之处，由于时间仓促，手头查到的资料欠缺再加上经验贫乏，为了简化计算，在物料衡算和热量衡算过程中，忽略了副产物的影响。还有计算时有的数据取的是经验值和估计值，因而计算出的结果和实际有些偏差，仍需要进一步改进。参考文献1 廖巧丽,米镇涛编.化学工艺学M.化学工业出版社,2001.2 John W Ward. Ammonia-stable

8、 Y zeolite compositions: US,3929672P.1975-10-30.3 InwoodTexasV, W ightCarlyleG, Ward JohnW. Liquid-phase alkylation and transalkylation process: US, 4459426P. 1984-07-10.4 Juguin Bernard, Raatz Francis. Process for the productionof alkylbenzene using a mordenite modified based catalyst:EP, 0366515P.

9、 1990-05-02.5 赵国方主编.化工工艺设计概论M.北京:化学工业出版社,2003. 6 吴指南主编.基本有机化工工艺学M.北京:化学工业出版社,2001. 7 王延吉. 有机化工原料M.北京:化学工业出版社,2004. 8 中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册M.北京:化学工业出版社,2002.9 全国化工化学工程设计技术中心站编.化工单元操作设计手册M.北京:化学工业出版社,2001. 10 张承翼玉编.化工工程制图M.北京:化学工业出版社,2003. 11 董大勤编.化工设备机械基础M.北京:化学工业出版社,2004. 12 夏清 陈常贵主编 姚玉英 主审 化工原理（上册）M.天津:天津大学出版社,2007.13 陈敏恒 丛德滋等编.化工原理M.北京:化学工业出版社,2001.14 汪家鼎等主编.化学工程手册M.北京:化学工业出版社,2001. 15 马沛生等编.石油化工基础数据手册M.北京:化学工业出版社,1998.谢 辞本次毕业设计是在我的指导老师张杏梅讲师的悉心指导下完成的。在本次的设计期间，张老