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化工设计年产55万吨甲醇精馏车间设计粗甲醇预热器设计说明

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word格式. 化工设计课程设计 ———— 年产55万吨甲醇精馏车间设计 ————粗甲醇预热器的设计

学生：왕량 学校：대련대학 专业班级：화공101 word格式.

学号：10412041 指导老师：후비민

目录 1.1设计条件及主要物性参数 ....................................... 3 1.1.1设计条件 ................................................. 3 1.1.2.主要物性参数 .............................................. 4 1.2工艺设计计算 ................................................. 5 1.2.1.估算传热面积 ............................................. 5 1.2.2.换热器工艺结构 ........................................... 6 1.2.3.壳体径 ................................................... 8 1.2.4折流板 ................................................... 9 1.2.5.其它主要附件 ............................................. 9 1.2.6接管 .................................................... 10 1.3换热器核算 .................................................. 10 1.3.1.热流量核算 .............................................. 10 1.3.2 换热器流体阻力计算 ...................................... 12 1.4设备设计计算 ................................................ 14 1.4.1筒体及封头壁厚计算 ...................................... 14 1 .4.2主要附件选型 ........................................... 16 word格式.

1.4.3接管选型及补强 .......................................... 17 1 .4.4管板的选型 ............................................. 20 1.4.5管箱的选型 .............................................. 21 1.4.6鞍座的选型 .............................................. 22 1.5主要结构尺寸及计算结果汇总 .................................. 22 附录：预热器装配图 ............................................... 24

1.1设计条件及主要物性参数 1.1.1设计条件 1.设计任务 粗甲醇原料预热器设计，对冷物流粗甲醇（甲醇90%）进行预热（由40 oC加热至69 oC），年需量60.9万吨/年，压力为0.15MPa，要求管程和壳程压差均小于50kpa，设计标准式列管换热器。 2.选择换热器类型 流体温度的变化情况：混合流体进口温度为40 oC，出口温度为69 oC，压力为0.15MPa，查表得对应饱和蒸汽温度为111.2 oC。出口温度不变，但发生相变，转化为水。由于管程和壳程压差均小于50KPa，且进出口温度变化不大。因此，选用固定管板式换热器。 3.流程安排 因为饱和蒸汽比较清净，表面传热系数与流速无关且冷凝液容易排出。所以饱和蒸汽宜走壳程。而甲醇的黏度η<（0.5-1）×10-3Pas。宜走管程。综上， word格式.

甲醇走管程，水蒸气走壳程。 1.1.2.主要物性参数 1. 定性温度 对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。查表得甲醇黏度都很低，故管程液体的定性温度为 406954.52ct ℃

壳程饱和水蒸汽在0.15MPa压力下的定性温度为111.2ht ℃。

2.各组分物性参数 根据定性温度分别查到管程和壳程流体的有关物性数据。如下表

表1 水蒸气在111.2oC下的物性参数 密度ρ 0.8585 kg/m3 定压比热容Cp 4.235 kJkg-1k-1 焓ΔH 466.4 kJkg-1k-1 汽化热r 2228.9 kJkg-1 热导率λ 0.685 wm-1 k-1 黏度η 0.256×10-3 Pas

表2 甲醇在54.5℃下的物性参数 密度ρ 793 kg/m3 定压比热容Cp 2.65 kJkg-1k-1 word格式.

热导率λ 0.187 wm-1 k-1 黏度η 0.49×10-3 Pas

1.2工艺设计计算 1.2.1.估算传热面积 1.换热器的热流量 在热损失可以忽略不计的条件下，对于无相变的物流，换热器的热流量由下式确定：

其中86.09107691333024mq Kg/h =t2-t1=69-40=29 K 所以 热流量6769132.65295.9110mpqCtKJ/h=1641.88KW

对于有相变化的单组份饱和蒸汽冷凝过程，其热流量衡算可表示为 hhDr

则饱和水蒸气的用量65.941026532228.9hhDr

 Kg/h

2.平均传热温差 由于在相同德流体进出口温度下，逆流流型具有较大的传热温差，所以在工程上，若无特殊需要，均采用逆流。故本次设计采用逆流方式。 1212

(111.269)(111.240)111.269lnln111.240mttttt



=55.4 ℃ word格式.

3.估算传热面积 PAKt ，假设K=600 W/（m2·k）

所以 95.911049.4360060055.4pA m2

1.2.2.换热器工艺结构 1.管径及管流速 若选择较小的管径，管表面传热系数可以提高，而且对于同样的传热面积来说可以减小壳体直径。但管径小，流动阻力大，清洗困难，设计可根据具体情况用适宜的管径。 管流速的大小对表面传热系数及压力降的影响较大，一般要求所选的流速应使流体处于稳定的湍流状态，即雷诺指数大于10000，对于传热热阻较大的流体后易结垢流体应选取较大的流速。另外还要考虑在所选的流速下，换热器应有适当的管长和管程数，并保证不会由于流体的动力冲击导致管子强烈振动而损坏换热器。 综上考虑，选用252.5mm无缝钢管（20号钢），选取管流速u=1m/s。 2. 确定管长、管程数和总管数 选定管径和管流速后，可以下式确定换热器的单程传热管数。

227691385.6863600793(0.02520.0025)144viqndu

根

单程传热管长度：0PsALnd=49.43.14860.025=7.3m 如果按单程计算的传热管长度太长，则应采用多管程。确定了每程传热管长度之后，即可求管程数。取每程传热管长度l=4.5 m word格式.

则 管程数 7.3N1.624.5Ll

换热器的总传热管数为286172

TNNn•（根）

3.平均传热温差校正及壳程数 选用多管程换热器损失部分传热温差，这种情况下的平均传热温差由mtmtt逆计算，其中温差校正系数t与流体的进出口温度有关，也与换

热器的壳程数及管程数有关。

其中 1221=TTRtt热流体的温降冷流体的温升111.2111.206940

2111=TttPt

冷流体的温升两流体最初温差

69400.407111.240

对单侧温度变化流体，逆流的平均传热温差相等。即t=1，壳程数为1 =155.455.4mtmtt逆℃

4.传热管排列 传热管在管板上的排列有三种基本形式，即正方形、正四边形和同心圆排列。 传热管的排列应使其在整个管板上均匀而紧凑地分布，同时还有考虑流体性质，管箱结构及加工制造等方面等方面的要求。一般说来，正三角形排列在管板面积上课排较多的传热管，而且管外表面的表面传热系数较大。但正三角形排列时管外机械清洗较为困难，而且管外流体的流动阻力也较大。正方形排列在同样的管板面积上可配置的传热管最少，但管外易于进行机械清洗，所以当传热管外壁需要机械清洗时，常采用这种排列方法。同心圆排列方式的优点在于靠近壳体的地方管子分布较为均匀，在壳体直径很小的换热器中可排列的传热管数比正三角形排列还多。 由于壳外是清洁的饱和蒸汽，所以采用正三角形排列。

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年产6万吨甲醇精馏工艺设计

年产6万吨甲醇精馏工艺设计

年产 6 万吨甲醇精馏工艺设计 摘要
《6万吨甲醇精馏设计》是为大型合成氨厂联产甲醇而设计的，对精馏的原理、 方法进行了介绍，在对甲醇精馏的工艺路线、流程进行分析、调研的基础上选择了6 万吨甲醇精馏设计，并对甲醇精馏系统进行了物料平衡和热量平衡的计算，并对精馏 塔进行了设计，提出了相应的配套设施。
关键词：联醇；精馏；萃取
为了使装置简化，又能达到制取纯组分的目的，将图1－1b的装置做成所谓的 精馏塔，即为工业上用以精馏的主要设备。
4
第 1.3 节 主要技术路线
1.3.1 精馏工艺的要求
精馏工艺的设计，首先要使产品精甲醇的各项指标达到国家标准的要求。其 次，精馏及加工中甲醇损耗与能耗也是考核生产工艺的重要指标。在精馏过程中， 甲醇损耗约占加工费用的三分之二，所以降低加工费用应主要着眼于降低甲醇的损 耗。另外，对于加工过程中流出物的回收利用、环境保护及安全技术措施也是十分 重要的。
1.2.2 精馏的方法
在实际生产中如何体现精馏操作，试用图1-1a的装置形式来说明。原料液加入 容器A，并在容器内加热使之沸腾，液相组成x1，部分气化成气相y1，y1进入容器B 并使部分气化成y2，这样液相中的甲醇浓度x1<x2<x3<x4……。虽然原料液不断向A 加入，但由于甲醇的不断蒸发，蒸汽组成y始终大于x，液相中的甲醇组份越来越少， 致使操作不能持久继续下去。
第1.1节 设计要求......................................................................................... 3 第1.2节 甲醇精馏的原理与方法.................................................................3 第1.3节 主要技术路线.................................................................................5 第2章 方案和工艺流程的评定.......................................................................7 第2.1节 双塔流程的特点...........................................................................7 第2.2节 工艺说明....................................................................................... 7 第2.3节 主要设备选型.............................................................................10 第3章 设计计算书......................................................................................... 11 第3.1节 给定数据..................................................................................... 11 第3.2节 物料和热量衡算.........................................................................11 第3.3节 精馏塔的设计.............................................................................23 结论................................................................................................................... 30 参考文献........................................................................................................... 31 致 谢............................................................................................................... 32
化工原理课程设计说明书 预热器

化工原理课程设计说明书 预热器

第一章列管换热器设计概述1.1.换热器系统方案的确定进行换热器的设计，首先应根据工艺要求确定换热系统的流程方案并选用适当类型的换热器，确定所选换热器中流体的流动空间及流速等参数，同时计算完成给定生产任务所在地需的传热面积，并确定换热器的工艺尺寸且根据实际流体的腐蚀性确定换热器的材料，根据换热器内的压力来确定其壁厚。

1.1.1全塔流程的确定从塔底出来的釜液一部分进入再沸器再沸后回到精馏塔内，一部分进入到冷却器中。

为了节约能源，提高热量的利用率，采用原料液冷却塔底釜液，这样不仅冷却了釜液又加热了原料液，既可以减少预热原料所需要的热量，又可减少冷却水的消耗。

从冷却器出来的釜液直接储存，从冷却器出来的原料液再通往原料预热器预热到所需的温度。

塔顶蒸出的乙醇蒸汽通入塔顶全凝器进行冷凝，冷凝完的液体进入液体再分派器，其中的2/3回流到精馏塔内，另1/3进入冷却器中进行冷却，流出冷却器的液体直接储存作为产品卖掉。

1.1.2加热介质冷却介质的选择在换热过程中加热介质和冷却介质的选用应根据实际情况而定。

除应满足加热和冷却温度外，还应考虑来源方面，价格低廉，使用安全。

在化工生产中常用的加热剂有饱和水蒸气、导热油，冷却剂一般有水和盐水。

综合考虑，在本次设计中的换热器加热介质选择饱和水蒸气，冷却介质选择水。

1.1.3换热器类型的选择列管式换热器的结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广，历史悠久，设计资料完善，并已有系列化标准，特别是在高温、高压和大型换热设备中占绝对优势。

所以本次设计过程中的换热器都选用列管式换热器。

由于本次设计过程中所涉及的换热器的中冷热流体温差不大（小于70℃）,各个换热器的工作压力在1.6MP以下，都属于低压容器，因固定管板式换热器两端管板与壳体连在一起，这类换热器结构简单、价格低廉、管子里面易清洗，所以可选择列管式换热器中的固定管板式换热器。

1.1.4流体流动空间的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)。

甲醇精馏系统设计总结

甲醇精馏系统设计总结

甲醇精馏系统设计总结甲醇精馏系统是一种常见的化工装置，在化工生产中起着至关重要的作用。

通过对甲醇精馏系统的设计总结，我们可以深入了解甲醇精馏系统的工艺特点、设计考虑要点以及系统运行中可能遇到的问题，并为今后类似系统的设计和优化提供参考。

本文将从以下几个方面对甲醇精馏系统进行总结。

一、甲醇精馏系统概述甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于有机合成、塑料加工等领域。

甲醇的制备过程中，需要对甲醇进行精馏，去除其中的杂质，得到纯度较高的甲醇产品。

甲醇精馏系统一般包括进料系统、精馏塔、冷却系统、浓缩系统和产品收集系统等组成。

二、甲醇精馏系统的设计考虑要点1. 精馏塔的选择：精馏塔是甲醇精馏系统中最核心的部分，选取合适的精馏塔对系统的性能有着重要影响。

在选择精馏塔时，需要考虑流体性质、流量、操作压力和温度等因素，以确保精馏塔能够满足系统的要求。

2. 进料预处理：为保证甲醇精馏系统的正常运行，必须对进料进行适当的预处理。

预处理主要包括沉淀、过滤和脱水等步骤，以去除其中的杂质和水分。

3. 热力学计算：在甲醇精馏系统设计过程中，需要进行热力学计算，以确定塔板塔压、回流比和冷凝温度等参数。

这些参数的选择直接影响系统的能耗和产品质量。

4. 冷却系统设计：冷却系统在甲醇精馏系统中起着非常重要的作用，可以将蒸汽冷凝为液体，从而促使精馏塔中的溶质凝聚。

在冷却系统的设计中，需要考虑冷凝器的换热面积、冷却介质的选择以及冷凝水的排放等问题。

5. 安全措施：在甲醇精馏系统设计过程中，必须重视安全问题。

甲醇具有易燃、易爆和有毒的特性，因此需要在系统设计中考虑到这些特点，合理配置防爆设备和防火措施，并确保系统在运行中具有良好的安全性能。

三、甲醇精馏系统设计中可能遇到的问题1. 能耗高：甲醇精馏系统在操作过程中容易产生大量废热，导致能耗较高。

为了解决这个问题，可以采取适当的措施，如增加热耗散装置和优化换热设备等。

2. 运行不稳定：甲醇精馏系统的精馏塔易受到进料质量波动的影响，容易出现运行不稳定的情况。

年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计

年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计

【年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计】一、引言甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、塑料、纺织品等行业。

而甲醇精馏工段则是甲醇生产中至关重要的环节。

本文将对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计进行全面评估，并撰写有价值的文章。

二、甲醇精馏工段工艺设计1. 工艺流程甲醇精馏工段主要包括蒸馏塔、再沸器、冷凝器、分馏塔等设备。

在年产45000吨的工艺设计中，应充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素，进行合理的工艺流程设计。

2. 设备选型在工艺设计中，设备选型直接影响着甲醇精馏工段的效率和成本。

应根据生产规模和工艺要求，选择性能稳定、耗能低的设备，确保生产稳定、能耗低。

3. 过程控制合理的过程控制是甲醇精馏工段工艺设计的关键。

应建立完善的监测系统，对关键参数进行实时监控，并采取相应的调整措施，确保工艺参数在合理范围内，避免产生不必要的损失。

三、对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的个人观点和理解在进行对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估时，我深刻理解了其在化工生产中的重要性。

合理的工艺设计可以提高生产效率，降低能耗，减少生产成本，增强企业竞争力。

在工艺设计中需要充分考虑各种因素，确保设计方案的全面性、深度和广度，以实现最佳的生产效果。

四、总结与回顾通过本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的全面评估，我对该主题有了更加深入的了解。

在工艺设计中，需要充分考虑工艺流程、设备选型、过程控制等方面，以确保生产稳定、能耗低。

在实际的生产过程中，我将更加注重细节，不断优化工艺流程，提高生产效率，为企业的可持续发展贡献力量。

以上是本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估和撰写，希望对您有所帮助。

甲醇精馏工段的工艺设计是化工生产过程中极为重要的一环，它直接影响着甲醇生产的效率和品质。

在年产45000吨甲醇的工艺设计中，需要充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素，以确保工艺设计的合理性和可行性。