1万吨年气相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(13)
根据化工原理取床层孔隙率为0.3，则反应管长为：
H=68.82+68.82*0.3=89.466m
圆整为89.466m
5.2.3 管束尺寸和反应管的排列
选取工业上所用的Φ35×2.5的列管，则单管催化剂体积为：
V1=1/4πd2l=0.785*0.032*68.82=0.0486m3
则管数为：n=VR/V1=319.33/ 0.0486=6570根
采用2个反应器并联，则每个反应器管数为3285根，每个反应器采用正三角形排列采用正三角形排列。
按正三角形排列，取管心距为t=1.25d0=0.04375m,采用三角形排列，则单管所占的面积为
则每个反应器的直径为
5.2.4 反应器进口管口设计
反应器进口总流量:
Vin=13016.26L/h=13.02m3/h
选进入反应器之前管道运输速度为1.5m/s,则进口管直径为：
圆整为3mm
反应器出口总流量:
Vout=1301.68/1.04+221.04/1+7012.88/0.967+1610.6/1.429+2664.32/0.87=12914.38L/h= 12.914m3/h
选进入反应器之前管道运输速度为1.5m/s,则出口管直径为：
圆整为55mm
5.3冷凝器
5.3.1 冷凝器换热面积的计算
(1) 进出口温度的设定
在经过反应器（1）的过程后，反应后的出料作为热物流，而冷物料用的是循环水，因为通过调查发现，循环水的冷却效果比较好，而且价廉。
已知：t1—冷物料的进口温度（℃）
t2—冷物料的出口温度（℃）
T1—热物料的进口温度（℃）
T2—热物料的出口温度（℃）
由热量衡算已得，T1为氧化反应后的出料的温度T1=465℃，T2=50℃，而冷物料冷却水的温度设定为t1=25℃，t2=40℃。
(2) 平均传热温差的计算
平均传热温差：
由上述已知条件可知：
t1=25℃，t2=40℃, T1=465℃，T2=50℃
而 =T1-t2
=T2-t1
所以 =465-40=425℃
=50-25=25℃ =141.19℃
(3) 冷凝器热量的计算
由热量衡算算得的氧化反应结束后，将剩余的甲苯和氧气以及反应生成的苯甲醛由出口温度465℃降低到50℃时产生的热量设为Q为：
Q=-6572676.837 kJ=-6572676837J=-6572676837/3600=-1825743.57W
所以，冷凝器的热量为：1825743.57 W
(4) 冷凝器的换热面积计算
传热系数K = 10~150 kcal/m2∙h∙℃，而1kcal/h=1.163w,所以K=12~174w/m2∙℃,取传热系数K = 153w/m2∙℃；根据传热速率方程Q=K•A• ,可计算换热面积A：
1825743.57=153*A*178.22
A=66.96m2
考虑20%的面积裕度，A=66.96*1.2=80.352m2
所以，该冷凝器的换热面积为80.352平方米。
5.3.2 冷凝器的工艺结构尺寸的计算
(1) 管内和管外流速
管径和管内流速选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=2.5m/s。
(2) 管长和管径
Ns=
按单程管计算，所需的传热管长度为
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