酚油冷却器换热效果评估(完整)

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1、工业萘酚油冷却器换热效果测算一、工艺现状工业萘原料泵将脱酚萘油抽出，经过原料第一预热器、第二预热器换热升温后进入初馏塔，从塔顶分离出酚油，酚油通过第一预热器与原料换热后，再经过酚油冷却器降温，进入初馏塔回流槽。塔底用支管采出的萘油进入精馏塔中。精馏塔塔顶分离出工业萘，通过蒸汽发生器自产蒸汽，再由温水冷却降温后送往萘结片工段进行包装销售。精馏塔底分离出甲基萘油，甲基萘油经过第二预热器与原料换热后，送往甲基萘油槽区。近期，由于初馏塔回流液温度经常超过设计指标，严重影响丫初馏塔中的气液传质过程，且不利于通过回流液控制塔顶的温度，造成生产系统各项指标波动

2、较大。通过分析判断，可能是酚油冷却器冷却后的温度不达标，从而使进入初回流槽的酚油温度过高造成的。二、指标现状通过现场实际测量发现，在酚汕冷凝冷却的过程中，酚汕温度由176°C降至112°C,其流量约为10m3/h，冷却介质采用30°C的循环水。(1)、基本物性数据的查取：a、酚油的定性温度=(176+112)/2=144°C查得酚油在定性温度下的物理数据：Ph=961kg/m3，Cp,h=2.348kJ/(kg•°C)b、冷却水的定性温度=(30+40)/2=35°C查得水在定性温度K的物理数据:Pc=994.1kg/m3,Cp,c=4.174k

3、J/(kg•°C)(1)、热负荷的计算QT=Qm•hXCp•hX(TrT2)=961X10X2.348X103X(176-112)/3600=4.01X105W所以，可以推算出冷却水的消耗量为：qm-c=QT/[Cp.cX(t2-t,)]=4.01X105/[4.17X103X(40-30)]=9.61kg/s=34596kg/hqL•c=34596/994.1=34.8m3/h(2)、计算平均温差酚油176->112冷却水40-30At13682Atm-(At2-At,)/^(AWAt!)=106.72°C计算R=(Tt-T2)/(t2-tO=

4、6.4P=(t2-t])/(T厂10=0.0685rilR、P值，查化工原理(上)图5-11(a)得温差校正系数0At=0.97所以At,二中二0.97X106.72-103.52°C(1)、选K值，估算传热面积参照化工原理(上)附录，取K=48W/(m2•°C)根据传热速率方程Qt=SXKX△tm可以得出：传热面积S=Q,/KXAtm=4.01X105/(48X103.52)=80.7m2三、设计指标工业萘冷凝冷却器设计指标是将酚油由176°C将至60°C，其流量约为10m3/h,冷却介质采用30°C的循环水。(1)、基本物性数据的查取：a、酚

5、油的定性温度=(176+60)/2=118°C奋得酚油在定性温度下的物理数据：Ph=972kg/m3,Cp,h=2.27kJ/(kg•°C)b、冷却水的定性温度=(30+40)/2=35°C查得水在定性温度下的物理数据：Pc=994.1kg/m3,Cp,c=4.174kJ/(kg•°C)(2)、热负荷的计算Qt-Qip.hXCp.hX(T1-T2)=972X10X2.27X103X(176-60)/3600=7.1X105W所以，可以推算出冷却水的消耗量为：qm-c=Qt/[Cp.eX(t2-ti)]=7.1X105/[4.17X103X(40-

6、30)]=17.03kg/s=61308kg/hqL•c=61308/994.1=61.67m3/h(1)、计算平均温差酚油176—60冷却水40-30At13630Atm=(At2-At,)/ln(At2/At!)=70.15°C计算R=(T厂T2)/(t2-tt)=10.6P=(t2-ti)/(T「ti)=0.0735由R、P值，查化工原理(上)图5-11(a)得温差校正系数中At=0.965所以△UAtXAt'm=0.965X70.15=67.69°C(2)、选K值，估算传热面积参照化工原理(上)附录，取K=89W/(m2•°C)根据传热速

7、率方程Qt=SXKXAtm可以得出：传热面积S=QT/KXAtm=7.1X1O5/(89X67.69)=117.85m2四、换热器参数酚汕冷凝冷却器初始设计参数为：换热器管径采用025x2.5mm的不锈钢管，管长3000mm，右效传热面积为132m2。壳程：酚油/进口温度：195°C/出口温度：60°C管程：冷却水/出门温度：32°C/出口温度：45°C五、有效传热面积比率存效传热面积率=S'/SX100%=80.7/132X100%=61.1%六、结论根据以上计算结果可以得出，酚油冷凝冷却器的有效换热面积为设计而积的61.1%。换热器的换热而积

8、基木可以满足生产需求，但是由于多种客观因素的存在，导致换热器的换热效果并没有达到设计要求。分析其冷却效果不理想的原因有：1、冷却介质冷却