管子法兰阀门泵选型反应器控制经济分析.doc

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1、5管道设计5.1管子选型1.材料——综合考虑设计温度、压力以及腐蚀性（包括氢腐蚀），本装置主管道选择20g无缝钢管，理由如下：l腐蚀性——本生产装置原料甲醇、导热油对材料无特殊腐蚀性；产品氢气对产品可能产生氢腐蚀，但研究表明碳钢在220℃以下氢腐蚀反应速度极慢，而且氢分压不超过1.4MPa时，不管温度有多高，都不会发生严重的氢腐蚀。本装置中临氢部分最高工作温度为300℃，虽然超过220℃，但转化气中氢气的分压远低于1.4MPa。所以20g无缝钢管符合抗腐蚀要求。l温度——20g无缝钢管的最高工作温度可达475℃，温度符合要求。l经济性——20g

2、无缝钢管属于碳钢管，投资成本和运行维护均较低。l注：二氧化碳用于食品，其管道选用不锈钢。2.管子的规格尺寸的确定及必要的保温层设计①导热油管道的规格和保温结构的确定流量＝91872Kg/h＝0.033m3/s流速范围0.5～2.0m/s取为2.0m/s则Di＝＝145.0mm壁厚t＝＝＝0.29mmSch.x=1000×=1000×=3查表应选用Sch.5系列得管子故选择RO0101、RO0102、RO0103、RO0104管道规格为φ159×4.5无缝钢管流速校正u==1.998m/s保温层计算:管道外表面温度T0=320,环境年平均温度Ta

3、=20℃,年平均风速为2m/s,采用岩棉管壳保温,保温结构单位造价为750元/m3,贷款计息年数为5年,复利率为10%,热价为10元/106kJ.设保温层外表面温度为30℃,岩棉在使用温度下的导热系数为0.0609W/(m.K),表面放热系数为12W/(m2.K)保温工程投资偿还年分摊率S==0.264计算经济保温层经济厚度=0.316查表得保温层厚度δ=107mm.计算保温后的散热量=131.244W/m计算保温后表面温度==29.4℃计算出来的表面温度29.4℃略低于最初计算导热系数是假设的表面温度30℃,故δ=107mm的保温层可以满足工

4、程要求.②甲醇原料管道的规格流量＝844.566Kg/h＝0.000314m3/s一般吸水管中流速u1=1m/s,出水管中流速u2=1.8m/s则Di＝＝19.99mm/14.90mm故选择PL0101管道规格为φ25×2无缝钢管选择PL0102管道规格为φ20×2无缝钢管流速校正u1==0.91m/s,合适u2==1.56m/s③脱盐水原料管道的规格流量＝712.603Kg/h＝0.00021m3/s计算过程同上选择DNW0101管道规格为φ22×2无缝钢管选择DNW0102管道规格为φ18×2无缝钢管流速校正u1==0.83m/su2==1

5、.36m/s④甲醇水混合后原料管道的规格流量＝1557.169Kg/h＝0.00053m3/s计算过程同上选择PL0103管道规格为φ32×2无缝钢管选择PL0104、PL0105管道规格为φ25×2无缝钢管流速校正u1==0.86m/su2==1.53m/s⑤吸收液碳酸丙烯酯管道的规格流量＝4200Kg/h＝0.0012m3/s计算过程同上选择PL0106管道规格为φ159×4.5无缝钢管选择PL0107、PL0108管道规格为φ133×4无缝钢管流速校正u1==0.962m/su2==1.39m/s⑥冷却水管道的规格流量＝82578Kg/h

6、＝0.023m3/s计算过程同上选择CWS0101管道规格为φ159×4.5无缝钢管选择CWS0102、CWR0101管道规格为φ133×4无缝钢管流速校正u1==1.3m/su2==1.87m/s⑦PG0101、PG0102、PG0103、PG0104混合气管道的规格流量＝1646.15Kg/h＝0.038m3/s计算过程同上200℃:壁厚t＝＝＝0.656mm300℃:壁厚t＝＝＝0.8mm选择PG0101、PG0102、PG0103、PG0104管道规格为φ89×4.5无缝钢管流速校正u1==7.56m/s⑧其它管道规格尺寸选择PG010

7、5管道规格为φ73×4PG0106管道规格为φ89×4.5PG0107管道规格为φ89×4.5PL0109管道规格为φ32×4类似以上管道规格的计算过程,将本工艺所有主要管道工艺参数结果汇总于下表：序号所在管道编号管内介质设计压力设计温度流量状态流速公称直径材料1PG0106-80M1B氢气1.650165.18气相8.2　80　20g2PG0101-80M1B甲醇54.5%水45.5%2001646.15气相8.6　80　20g3PG0102-80M1B-H3001646.15气相8.6　80　20g4PG0103-80M1BH210%CO2

8、73%H2O17%3001646.15气相8.6　80　20g5PG0104-80M1B-H2001646.15气相8.6　80　20g6PG0105