甲基丙烯酸甲酯生产换热器的选型计算案例1400字

甲基丙烯酸甲酯生产换热器的选型计算案例综述1换热器的选型1.1换热器设计选型示例（E201的选型）E201是精馏塔冷凝器热交换后的低压水蒸气循环，将mma合成后的甲醇预热到工艺要求的反应进料温度。由于其温差小、壳程压力低、不易结垢等特点，广泛应用于固定管板式换热器中。与其他换热器相比，固定管板式换热器操作简单，成本低，金属消耗少。由于合成甲基丙烯酸甲酯后的循环甲醇是加热流体，为了获得更好的加热效果，并考虑到饱和水蒸气在常压下的相变，为了减小壳层厚度，使循环甲醇顺其自然流动，因此在合成甲基丙烯酸甲酯的过程中应选择流体通道和换热器长度。由于管道过多的穿孔次数，管道的流动阻力增大，功率和能耗增加，平均温差减小。※工艺计算提取AspenPlus数据如表3-16所示。表3-16工艺操作参数操作参数参数壳程管程介质水蒸气循环甲醇质量流量（kg/s）1.85244.0536进口温度（oC）103.564出口温度（oC）8070进口压力（bar）1.013251.01325出口压力（bar）1.01.0初步选定换热器的形式后，根据任务要求利用AspenExchangerDesign＆RatingV8.0进行模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数如图3-12所示。※结构设计利用此软件也可以对换热器进行结构设计，模拟出来的结果如图3-13所示。图3-13换热器结构设计图3-12换热器工艺参数对模拟的数据进行圆整，并考虑到热损失等，换热面积有余量，选定换热器的基本参数如下：公称直径为DN=500mm，换热管长度L=3.2m,管程数N=1,壳程数N=1，管程公称压力Pt=0.15MPa，壳程公称压力Ps=0.15MPa，换热面积为A=32.3m2，换热管规格为φ19×2.5，管子根数176根，采用正三角形排列，中心排管数为10。※换热器的机械设计(1)管板的选择管板板用来固定换热管并起着分隔管程和壳程的作用，这里选择固定管板兼做法兰的管板，根据选定的换热器公称直径及操作压力查表可得管板数据，这里选用其默认的管板类型为标准单管板。(2)传热管利用AspenExchangerDesign＆RatingV8.0模拟出来的传热管排列如图3-14所示。图3-14传热管排列方式由AspenExchangerDesign＆RatingV8.0里面模拟的尺寸再结合标准GB/T1047-2005管道元件进行圆整。得到壳程进出口管子规格分别是外径φ273mm,DN=253mm及外径φ60.3mm,DN=50mm；管程进出口管子规格分别是外径φ88.9mm,DN=80mm及外径φ60.3mm，DN=50mm。1.2换热器选型结果汇总其他的换热器采用同样的方法进行选型，换热器汇总结果如设计结果中表5-1所示。选择P201为例，对泵进行设计计算，此泵输送介质为液体甲醇。根据AspenPlus模拟得具体参数如表3-17所示。表3-17泵P201输送介质参数进料温度(oC)进料压力（atm）体积流量(m3/h)出料压力(atm)702.881.1334※进出口直径取进口液体流速u1=3.2m/s，则进液管直径为：圆整后取d1=100mm。此时实际流速：取出口液体流速u2=4.8m/s，则出液管直径：圆整后取d2=80m。此时实际流速：※泵所需的扬程进料管水头损失分为局部阻力损失和沿程阻力损失，查得局部阻力系数，如表3-18所示。表3-18进料管局部阻力系数底阀进口止回阀进口闸阀进口弯管进口锥形过度66.50.10.30.1则进料管水头损失为出液管水头损失也分为局部阻力损失和沿程阻力损失，查得局部损伤系数，如表3-19所示。表3-19出液管局部阻力系数出口止回阀出口闸阀出口弯管出口锥形过度6.50.10.30.1则出水管水头损失为，则泵所需扬程为，考虑到余量，则设计的泵扬程为H=1.1H′=21.56m。※泵的选型此泵所需要求：①密封性能好；②流量稳定；③对介质具有抗腐蚀性能。综合考虑到以上几点，利用智能选泵软件对此要求的泵进行选型，经过对比之后，选择IX1100-80-160B泵，具体参数如表3-20所示。表3-20泵的具体参数型号额定流量（L/s）总扬程（m）汽蚀余量（m）效率（％）电机功率（kw）转数（r/min)数量IX1100-80-1