年产.万吨酒精精馏换热器设计

《年产.万吨酒精精馏换热器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、年产2.9万吨酒精精馏换热器设计题目课程设计说明书：内蒙古工业大学本科课程设计摘要换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。换热器既可是一种单元设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备，根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的

2、甚至高达30%，其重要性可想而知。在接到完成设计年产2.9万吨酒精的生产任务时，我的思路是：在正常的生产过程中，利用低压蒸汽作为加热介质在预热器中对原料液进行预热，达到泡点81.9℃后利用离心泵输送到精馏塔中进行蒸馏，塔顶蒸馏出的酒精蒸汽输送到塔顶冷凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体，输送到分配器中，调节分配器使回流比为2，使部分酒精液体回流。未回流部分作为产品输送到塔顶冷却器中，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到35——————————————————————————————————————

3、—————————℃输送到储装罐中。同时，利用塔釜再沸器将塔釜内液体进行快速加热使之达到泡点，输送到精馏塔中进行蒸馏，剩余的釜残液经过塔底冷却器冷却后输送到储装罐中。换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流

4、时可使加热或冷却流体消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，所以在我的设计中应该尽量采用逆流换热。关键词：换热器；年产2.9万吨酒精的生产任务；酒精蒸馏；流向内蒙古工业大学本科课程设计内蒙工业大学本科课程设计第一章换热器的设计1.1设计方案的确定及选型在进行换热器的设计时，首先应根据年产2.9万吨酒精的生产任务的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

5、热器的材料，根据换热器内的压力来确定其壁厚。流程方案的初步设计中，使用塔底残液的废热来预热原料液，达到废热再利用的效果，实现节能减排。———————————————————————————————————————————————1.1.1流程方案的确定所选的换热器，应尽量满足以下要求：具有较高的传热效率、较低的压力降；重量轻且能承受操作压力；有可靠的使用寿命；产品质量高，操作安全可靠；所使用的材料与过程流体相容；设计计算方便，制造简单，安装容易，易于维护与维修。换热器设计的第一步是确定换热系统的流程。在正常的

6、生产过程中，利用低压蒸汽作为加热介质在预热器中对原料液进行预热，达到泡点81.9℃后利用离心泵输送到精馏塔中进行蒸馏，塔顶蒸馏出的酒精蒸汽输送到塔顶冷凝器，利用循环冷却水作为冷却介质使酒精蒸汽转为液体，输送到分配器中，调节分配器使回流比为2，使部分酒精液体回流。未回流部分作为产品输送到塔顶冷却器中，在塔顶冷却器中再次用冷却水使其降到35℃输送到储装罐中。综合考虑地理位置等因素，我认为使用水蒸汽作为加热介质和循环冷却水做为冷却介质是比较经济的。材料中的两流体温差介于50℃和70℃之间，可选择带补偿圈的固定管板式

7、换热器。1内蒙工业大学本科课程设计1.1.2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。不同形式的列管式换热器主要针对换热器管程与壳程流体的温度差不同设计。由于列管式换热器管束与壳体内通过流体的温度不同，会引起管束与壳体热膨胀程度的差异，若两侧流体的温度差较大时，需加入膨胀节。换热器的选择类型有：（1）固

8、定管板式换热器固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，适合处理两流体温差小于50。C且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。补偿圈的弹性变形可减少温差应力，这种补偿方法使用于两流体温差小于70。C，且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。（2）浮头式换热器换热器的管板有一个不与外壳连接，该端被称为浮头，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头式换热