第五章 辅助设备及型号
5.1附属设备设计
(1)冷凝器的选择
⑴热负荷Qc
??????=1100.18????╱???? ??????=2343.92????╱????
塔顶温度tD=64.677℃,查该温下甲醇的汽化潜热为1100.18kJ/kg,水的汽化潜热为2343.92kJ/kg,平均汽化潜热为：
??=??????????????+(1?????)×(??????)????=0.9823×1100.18×32.04+(1?0.9823)×2343.92×18.01
=35373.03????╱????????
??219.498
????=??=×35373.03=2156.75????
3600??3600⑵冷却水用量qm1
取冷却水的进口温度为20℃,出口温度为35℃,水的比热容为4.186kJ/(kg.℃),则
????2156.75????===34.35????╱??
????(????2?????1)4.18635╱20⑶传热系数K
查表取K=1000w/(㎡.℃) ⑷泡点回流时的平均温差?tm
?????????1?(?????????2)64.677?20?(64.677?35)
△????===36.67℃ ?????????164.677?20????(?????)????()64.677?35????2⑸换热面积A
103103
????=????=2156.75×=58.82╱
??△??????1000×36.67根据换热面积选择设备型号：E103
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(2)再沸器的选择
⑴热负荷Qb
??????=1022.52????╱???? ??????=2258.89????╱????
塔底温度tW=99.802℃,查该温下水的气化潜热为2258.89
??=??????????????+(1?????)×(??????)????=0.0011×1022.52×32.04+(1?0.0011)×2258.89×18.01=40673.9????╱????????
????=
??219.498
????=×40673.9=2479.96???? 36003600⑵加热蒸汽用量qm2
选用0.25Mpa(表压)的饱和蒸汽加热，温度为T=138.8°C,水的汽化潜热为2152kJ/kg
??2479.96????===1.15????╱??
????2152考虑10%的热损失，
??′??=(1+??)×(????)=(1+0.1)×1.15=1.265????╱??
⑶传热系数K
查表取K=1000w/(㎡.℃) ⑷泡点回流时的平均温差?tm
△????=?????????=138.8?99.802=39℃
⑸换热面积A
103103
????=????=2479.96×=63.59╱
??△??????1000×39考虑10%的热损失，
??′=(1+??)×(??)=(1+0.1)×63.59=69.95╱
根据换热面积选择设备型号：E102
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(3)泵的选择
进料液温度tF=82.019℃,ρF=885.59kg/?,μLF=0.332mP.s 进料质量流量：
??401.99??=??=×20.73=2.3148????╱??
3600??3600????=
取管内流速u=2m/s,则：
??2.3148
==0.00261385?╱?? ????885.59??=√
4????4×0.00261385
×1000=????????×1000=41╱ ????3.14×2
内径d取41mm,代入得：
??=
??(
4??????
)10002=
4×0.002613853.14(
41
)10002=2??╱??
41
??????1000×2×885.59????===218.73
??0.332取绝对粗糙度为ε=0.35 相对粗糙度为:ε/d=0.0085
?12由??
得摩擦系数λ=0.14
??1.11
=1.8╱10((??)+6.9????)
3.17╱╱╱╱╱╱╱?=20×0.45+2.09+3+
800
=14.89?? 1000???214.8922
∑????=??=0.14×=20.7315??
????419.81扬程??＞∑????+?=20.7315+14.89=35.62??
查表选取：原料泵：P101A 出料泵：P101C
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5.2塔附件的计算
(1)塔顶蒸汽出料管
直管出气，取出口气速u=20m/s,则
4????4×1.72508
????=√×1000=√×1000=331.48╱
??????3.14×20经圆整后选取热轧无缝钢管（GB8163-87）,规格取φ377×12mm
(2)进料管
进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T形进料管。本设计采用直管进料管。取uf=1.6m/s,ρLF=885.59(kg/?)
??????
??????401.99×20.73===0.0026??╱?? 3600??????3600×885.594????4×0.0026
√????=√×1000=×1000=45.5╱
??????3.14×1.6经圆整后选取热轧无缝钢管（GB8163-87）,规格取φ45×3mm
(3)回流管
采用直管回流，取uR=1.6m/s
????=√
4????4×0.00119×1000=√×1000=30.78╱ ??????3.14×1.6经圆整后选取热轧无缝钢管（GB8163-87）,规格φ32×3mm
(4)塔釜出料管
直管出料，取uw=1.6m/s
??????
??????322.92×18.03===0.0017??╱?? 3600??????3600×958.0236
????=√
4????4×0.0017
×1000=√×1000=36.79╱ ??????3.14×1.6经圆整后选取热轧无缝钢管（GB8163-87）,规格φ38×3mm
(5)塔底进气管
采用直管，取气速u=23m/s
4????4×1.82151
??????=√×1000=√×1000=317.63╱
????????3.14×23经圆整后选取热轧无缝钢管（GB8163-87）,规格取φ325×10mm
(6)管道设计结果一览表
主要工艺管道汇总表
表5-1主要工艺管道汇总表 项目 塔顶蒸汽出料管 进料管 回流管 塔底出料管 塔底进气管 直径mm 331.48mm 45.5mm 30.78mm 36.79mm 317.63mm 外径×厚度mm 377×12mm 45×3mm 32×3mm 38×3mm 325×10mm 实际流速m/s 20m/s 1.6m/s 1.6m/s 1.6m/s 23m/s
(7)法兰
由于常压操作，所有法兰均采用标准管法兰，平焊法兰，由不同的公称直径，选用相应的法兰。
①进料管接管法兰:PN6DN40 ②回流管接管法兰:PN6DN25
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化工课程设计 - 图文
