油气集输课程设计干气贫甘醇换热器.doc

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 ；进/出口压力/MPa：2.15/2.0管程天然气流体的定性温度为 （）（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/贫甘醇换热器热负荷为： 其中， 4、计算传热面积考虑 10的面积裕度，A=1.1A=1.111.44=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252.5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 (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，隔板两侧采用正方形排列。(5） 壳体内径 采用多管程结构，取管板利用率0.7，则壳体内径为 圆整可取D380mm （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h0.2538095(mm)，故可取h90 mm。 取折流板间距B0.25D，则B0.2538095mm)，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/（kgk）4.022.34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mm252.5传热管(碳钢)管长m6传热管长度m2.14传热管数75壳体内径mm380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，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：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：=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，大部分数据取自于小组成员和文献数据，其基础值需要量较多，换热器计算的部分数据较