油气集输课程设计---干气贫甘醇换热器

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1、摘要某三甘醇天然气脱水工艺流程中，根据提供的资料，对该工艺流程中的干气/贫甘醇换热器，贫甘醇/富甘醇换热器的计算与选型。关键词：干气贫甘醇富甘醇换热器温度此三甘醇天然气脱水工艺流程中，干气/贫甘醇换热器选用固定管板式换热器，贫/富甘醇换热器选用板式换热器。干气/贫甘醇换热器一．设计意义在油气集输工业过程中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，经常见到食品物料与加热或冷却介质间的热交换，而用于进行热交换的设备称为换热器。换热器还广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器应

2、用最为广泛，因此要根据特定的工艺要求，设计合理的换热器，以满足不同场所的需求。二、设计计算1、确定设计方案两流体温度变化情况：热流体进口温度88℃，出口温度38℃。冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。该换热器用贫三甘醇与脱水干气进行换热，热流体为贫三甘醇，冷流体为干气。由此可见，管束和壳体之间的温差不大，热膨胀不大，并且其壳程结垢不严重。所以选取固定管板式换热器。对于环境温差较大的地区，可增添膨胀节。2、确定物性数据管程（干气）进/出口温度/℃：33/37；8进/出口压力/MPa：2.15/2.0管程天然气流体的定性温度为（

3、℃）（定性温度：取流体进口与出口温度的平均值。）壳程（贫甘醇）进/出口温度/℃：33/37；壳程贫甘醇的定性温度为（℃）3、计算总传热（1）贫甘醇负荷贫甘醇进口温度为88，出口温度为38贫甘醇在平均温度为63时的比热容为，贫甘醇热负荷为：w（2）气体温降由于出吸收塔的干气质量流量远大于贫甘醇质量循环流量，故干气经过气体/贫甘醇换热器后的降温较小，其值可由热量平衡来确定。干气摩尔流量为：干气的摩尔热容为，由热量平衡确定干气温降为：所以，（3）平均传热温差天然气与有机溶剂间的传热系数经验值为，热负荷考虑10%的裕量，即气体/贫甘醇

4、换热器热负荷为：8其中，4、计算传热面积考虑10％的面积裕度，A=1.1×A′=1.1×11.44=12.58(m2).5、工艺结构尺寸(1)、管径和管内流速三甘醇体积流量：0.319m/h质量流量：355.78kg/h选用ф25×2.5传热管(碳钢)，取管内流速u=8.7m/s。(2)管长选用管长6m(3)管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数（根）按单程管计算，所需的传热管长度为（3）平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数8(4）传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用

5、正方形排列。(5）壳体内径采用多管程结构，取管板利用率η＝0.7，则壳体内径为圆整可取D＝380mm（6）折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25％，则切去的圆缺高度为h＝0.25×380＝95(mm)，故可取h＝90mm。取折流板间距B＝0.25D，则B＝0.25×380＝95mm)，可取B为100。折流板数NB=传热管长/折流板间距-1=6000/100=60(块)折流板圆缺面水平装配。干气/贫甘醇换热器数据名称干气贫甘醇操作温度℃33/3788/38定性温度℃3563定压比热容/[kj/（kg•k）]4

6、.022.34总传热系数200热负荷W41626.26平均传热温差℃18.2传热面积m212.58管径mmф25×2.5传热管(碳钢)管长m6传热管长度m2.14传热管数75壳体内径mm3808贫/富甘醇换热器（储罐与闪蒸罐间）贫/富甘醇进口与出口温度：贫甘醇进口温度t℃，出口温度为88℃；富甘醇进口温度为45℃，出口温度为65℃。贫甘醇的比热容为2.86,富甘醇的比热容为2.6157。1.贫/富液换热器热负荷为：2.计算贫甘醇进口温度：由热量平衡确定贫甘醇的进口温度，经迭代计算得3.计算对数平均温差：热负荷考虑10%的裕量，

7、即贫/富甘醇换热器热负荷为：其中取传热系数取经验值为：计算传热面积：8贫/富甘醇换热器（储罐与闪蒸罐间）数据名称贫甘醇溶液富甘醇溶液操作温度107/8845/65总传热系数K,100热负荷Q，kW5.88平均温差，40贫/富甘醇换热器（闪蒸罐与再生塔间）贫/富甘醇进口与出口温度：贫甘醇进口温度193℃，出口温度为t℃；富甘醇进口温度为65℃，出口温度为149℃。贫甘醇的比热容为2.86,富甘醇的比热容为2.6157贫/富液换热器热负荷为：计算贫甘醇出口温度：由热量平衡确定贫甘醇的出口温度，经迭代计算得：）计算对数平均温差：=8

8、热负荷考虑10%的裕量，即贫/富甘醇换热器热负荷为：传热系数取值为：计算传热面积：贫/富甘醇换热器（闪蒸罐与再生塔间）数据名称贫甘醇溶液富甘醇溶液操作温度193/11365/149总传热系数K,100热负荷Q，kW24.7平均温差，76总结此次课程设计过程中，大部分数据取自于