宇课程设计预热器

12、产品苯组成： 99.5%(质量分数，下同)、3、原料为常温液体，原料组成 70%、41、物料（精馏塔、预热器、冷凝器、再沸器2、热量（预热器、冷凝器、再沸器34567812选定工艺参数，对单个设备作出示意图，进行物料、热量，以表格形式表达结果，其中的数据（非给定数据）及计算（经验）345概本次课程设计仅对苯-甲苯混合液体的精馏装置进行设计，设计原料处理量4451.45-工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。50℃，不设置分离要求为塔顶甲苯含量不大于0.5%，塔顶产品含C6H699.5%、CH3（C6H5）6苯：分子式CH，分子量78，相对密度0.8794g/cm3(20℃)。6沸点80.1℃，燃点为562.22℃，在常温常压下是无色透明的液体，并具特殊芳香气味，。苯遇热、明火易燃烧、，苯蒸气与空气混合物的爆冰醋酸、、油等混溶，因此常用作合成化学制品和制药的及溶剂。苯酸铝+乙酸)、过氧化钠等。.苯是、塑料、合成橡胶、、合成纤维、合成药物和等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为。 - 6的溶剂；它还容易硝化，生成对硝或邻硝，它们都是的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成性物质，因此它可以制造梯思梯。20℃下进入预热器加热至泡点，在转入精馏塔提馏段，部分经过原料组成：C6H670%、CH3（C6H5）30%（均为质量分数，下同）1.3原料处理量：4451.45kg/h1.4第一部 物原料处理量精馏塔物料示意图 塔顶采出进料 塔底采出塔顶出料组成xD= 99.578

塔进料组

0.73357078塔底出料组成xW= =0.00590.578产品的平均相对分子质量MD=0.9958×78+0.0042×92=MWF=GMF=D+FxF=DxD+W= D=40.03精馏塔物料表2-1精馏塔物的 苯2Σ 第二部 热量CAD上据[1]1-1320℃，出料温度为精馏塔的泡点温度：85.8℃。2-2苯进口状态：20出口状态：85.8℃（泡点温度），xF=0.7335T=（85.8+20）÷2=52.9℃下根据已知条件查阅参考文献附表十[1]、附表十一[1]3-2汽化热苯Q吸=wc=529000Q损=5%Q放；由热平衡：0.95Q放=Q吸Q放=Q吸mm=Qr第一部 设备设x0y0作出平衡线（x—y）：q=1,q从而求得:R 实际回流比为精馏段操作线方程：y=Rx／(R+1)代入数据得：y=2.145x／(2.145+1)+0.98／(2.145+1)L′=LqF y=L′x／(L′-W)–WXW／（L′-代入数据得：y=138.75x／(138.75-38.02)-38.02×0.023／(138.75-=1.38x-因为苯-甲苯混合物是理想溶液，故可利用Fa=POA／POB=155.7／63.3=2.46F 由T-X-Y图求得：T T=93.35 T 塔顶与塔釡的平均温度：T=(T+T B按《化工原理》[1]下册P8列表1查得此温度下 甲苯：PO=63.3KPa B按《化学化工物性》[2]查得：苯的粘度：u1=0.268m甲苯的粘度：u2=0.276muixiui=x1u1+x2u2=0.44×0.268+(1-由全塔效 ：ET 0 -ETET=NT／NP×100%(NT:理论板数 实际塔板数：NP=NT／ET=16／0.547=30(不包括再沸器q=Q

529000146944.44w,Q20℃，查附表十[1]120.2℃,120.2℃

lnT1T2

ln120.2120.2

按照资料查[1]4-6300*

查附表四[1]知：60℃ρ苯=836.6kg/m3ρ甲苯A=VS/u=0.015n选定换热管规格为in=4A/∏d2i

4*3.14*0.0015*

单根管长，故选择双管程 且单管长度管中心距：t=1.25do=1.25×19=23.75mmt筒体直径：DNtnc-1)+2b′=24×(7-D=300mCADS′=nπdo(L-A′=管程实际流速uoVs

0.474m/A 且S′=11.17m2≥1.1S=1.1×9.32m2 故符合04(3t2d2 4(30.02423.140.019200d 0.0144m0 3.14shD(1do)0.2*0.4*(10.019) 由附表九[1]查得：120℃下的水蒸气的密度ρ水=1.1199kg/m3 uo

v 0.0167

5.101m/3m/s＜5.101m/s＜15m/s流体流动阻力（压强降）

lρu

P2——局部阻力（包括回弯；进、出口等）

P2

Fi——结垢校正因数，无因次。φ25×2.5mm的管子取Fi=1.4，φ19×2mmFi=1.5查附表四[1]得管程流体物理特性ρ苯=836.60kg/m3、ρ甲苯μ苯=0.381mPa·s、μ甲苯10.420.58

μ0.977μρ 甲

甲 易得：ρ=833.33kg/m3，μ=0.373Reidiiμ

0.015*0.474*833.331-2[1]选管壁粗糙度则ε0.3 1-25查得：摩擦系数

P1d

u23u23*833.33*0.4742 PiP1P2FiNsNp(1295.63280.84)*1.5*1*2 1)ρuPλ d2 d2e式中：λ1.72R019Rdeu uo——按壳程流通截面

hD1dOO

t查附录九[1]得：120℃下的水蒸气的密度黏度μ=0.013

deu00.0144*5.101*1.1199 1.72R0191.72*6327.81019 DNB

0.3*(191)P 0

1979.09d de

1

dO

Rso1O1管程传热系数57.07℃5，9，4[3]cp苯=1.828kJ/kg℃5，3，4[3]查得：苯、甲苯的粘度分别是μ苯=0.381mPa·sμ甲苯5，10，3[3]λ苯λ甲苯由附录十六[1]查得：μW=0.252mPa·s、μW则：cp=0.4406×1.828+0.5594×1.834=1.8314kJ/kg℃μ=0.4406×0.381+0.5594×0.373=0.3765mPa·sλ=0.4406×0.1318+0.5594×0.1284=0.1299W/m℃μw=0.4406×0.252+0.5594×0.237=cpμ1.8314*103Pr *λ

μ0 R08Pr1/3 i ω0.027*(0.1299)*12690.3608*2.831/3*(0.3765)0 壳程传热系数120℃查附表十一[1]λ=0.684查附表六[1]ρ=943.1kg/m3μ=0.23731g23ro则：o0.725n23tdo

1/ 482/3*0.019*0.2373*103*(120查附表二十二[1]Rso=0.8598×10-查资料P512附录 不锈钢导热系数λ=17.451

Rsido

Rso+

1.1794*104*0.0190.002*0.0190.8598*104 674.11* 17.45* 24.54，所以：ko407.5ko407.5， 选取椭圆形封头，标准号为：JB/T4373—95，其厚度和圆筒相等，即厚度6甲型平焊法兰Dδd径Dbcd数422

A、物料接管的直径计436003.14436003.14采用φ159×4.5mm热轧无缝，实际物料管内流速为u1

436003.14

0.114B、蒸气接管的直径计36000.597取u36000.597采用φ159×4.5mm热轧无缝，实际蒸气管内流速为

4

mn口88口本设计