异丁烷脱氢制异丁烯工艺设计+车间布置图+答辩PPT(15)
9 T0102 异丁烯预精馏塔 浮阀塔 2.6 25.06 306不锈钢 是 标准椭圆 封头
10 T0503 异丁烯精馏塔 筛板塔 5.5 40.2 306不锈钢 是 标准椭圆封头
5.2 换热器设计选型
5.2.1 概述
塔顶回流冷凝器通常采用壳式换热器，有卧式、立式、管内或管外冷凝等形式。按冷凝器与塔的相对位置区分，可分为：整体式及自流式、强制循环式。
5.2.2 换热器设计
下面以换热器E0105为例做一详细的选型说明。
E0105的作用是加热混合原料到反应温度后进入反应器，经Aspen模拟后得到两流体的操作参数情况如下：
混合原料进口温度80℃，出口温度20℃；
混合液摩尔流量 105.98kmol/h，进口压力7.0bar。
1） 流程安排
混合气走管程。又因逆流的传热温差大，所以让两股流体逆流传热。
本例为两流体均不发生相变的传热过程，因混合原料的对流传热系数较大，且易结垢，故选择混合原料走换热器的管程，水蒸汽走壳程。
（1） 计算和初选换热器的规格
计算热负荷和水蒸气流量
由Aspen plus 模拟可得Q=1254.68 KW
计算两流体的平均温度差。暂按单壳程、多管程进行计算。逆流时平均温度差为 ℃
而 由图查得： 所以 ℃
初选换热器规格。根据两流体的情况，假设K=300 W/(㎡•℃),故
㎡
由于 ℃ 50℃，因此需考虑热补偿。据此，由换热器系列标准中选定F400Ⅳ-2.5-18.8型换热器，有关参数见附表5-4.
表5-4 换热器参数
壳径/mm 400 管子尺寸/mm
公称压强/MPa 2.5 管长/m 3
公称面积/㎡ 18.8 管子总数 108
管程数 4 管子排列方法 正方形斜转45°
实际传热面积
若选择该型号的换热器，则要求过程的总传热系数为
（2） 核算压强降
管程压强降其中，
管程流通面积
设管壁粗糙度 由 关系图中查得： ，所以
则 壳程压强降
其中，
管子为正方形斜转 排列， 。
取折流挡板间距 。
壳程流通面积
所以
计算表明，管程和壳程压强降都能满足题设的要求。
（3） 核算总传热系数
管程对流传热系数
壳程对流传热系数 。
取换热器列管之中心距 。则流体通过管间最大截面积为
壳程中混合原料被加热，取 。所以
污垢热阻 参考附录，管内、外侧污垢热阻分别取为
④ 总传热系统
管壁热阻可忽略时，总传热系数 为
由前面的计算可知，选用该型号换热器时要求过程的总热系数为 ,在规定的流动条件下，计算出的 为 ，故所选择的换热器是适合的。安全系数为 。
所以经计算后选定F400Ⅳ-2.5-18.8型换热器。
表5-5 换热器一览表
设备号 名称 类型 型号 材料 数量
E0101 异丁烷换热器 固定板式 BEM1200-4-468.2-6/19-4I 低合金钢 1
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