《化工原理课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理课程设计（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工原理课程设计（一）碳八分离工段原料预热器设计学生姓名：学校：专业班级：101学号：10412041指导老师：时间：2012.07.08化工原理课程设计（一） 化工 101 王亮1目 录一、设计任务书 .3二、概述及设计方案简介 .41.碳八芳烃分离工艺简介 .42.换热器简介 .4三、设计条件及主要物性参数 .71.设计条件 .72.主要物性参数 .7四、工艺设计计算 .91.估算传热面积 .92.选择管径和管内流速 .113.选取管长、确定管程数和总管数 .124.平均传热温差校正及壳程数 .135.传热管排列 .146.管心距 .157.管束的分程方法 .158.壳体内径 .169.折
2、流板和支承板 .1610.其它主要附件 .1711.接管 .17五、换热器核算 .171.热流量核算 .172. 传热管和壳体壁温核算 .243. 换热器内流体阻力计算 .26化工原理课程设计（一） 化工 101 王亮2六、设计自我评述 .31七、参考文献 .32八、主要符号表 .32八、附录 .33附录 1 工艺尺寸图 .33附录 2 工艺流程图 .34化工原理课程设计（一） 化工 101 王亮3一、设计任务书化工原理课程设计任务书姓名：王亮 班级：化工 101碳八分离工段原料预热器设计冷流体：液体（流量 15Koml/h）组成摩尔分率乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯18% 18% 40%
3、 24% 加热水蒸气压力为 12 2/Kgcm由 20加热到 162要求管程和壳程压差均小于 50KPa,设计标准式列管换热器化工原理课程设计（一） 化工 101 王亮4二、概述及设计方案简介1.碳八芳烃分离工艺简介碳八芳烃分离即 C8 芳烃分离，根据工业需要将碳八芳烃分离成单一组分或馏分的过程。C 8 芳烃分离的主要目的是活的经济价值较高的对二甲苯和邻二甲苯。因此，C 8 芳烃分离有常常与碳八芳烃异构化结合在一起，以获得更多的对、邻二甲苯。在个别情况下，也要分离出高纯度的乙苯、苯乙烯。各种 C8 芳烃间沸点很接近难以用一般的精馏方法分离，各种 C8 芳烃沸点如表所示。乙苯和邻二甲苯沸点与对、
4、间二甲苯的相差较大，可以通过精馏的方法分离。C8 芳烃分离顺序是：首先蒸馏出沸点较低的乙苯，在蒸馏分出沸点较高的邻二甲苯。所剩对二甲苯和间二甲苯混合物，可因熔点不同，采用低温结晶或吸附法分离。分离出的乙苯，邻、间二甲苯颗单独进行化工利用，也可异构化。根据对产品种类要求的不同，还可采用其他分离程序。2.换热器简介换热器，是工业生产中要实现热量交换而采用的一种交换热量的设备。是化工、石油、动力、轻工、机械、冶金、交通及其他许多工业部门的通用设备。它不仅可以单独作为加热器，冷却器等使用，而且是一些化工单元操作的重要附属设备。化工生产中所用的换热器按其用途可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等
5、，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分四大类，即间壁式、直接接触式、蓄热式和中间载热体式。这四类换热器中，间壁式换热器中的列管式换热器应用最多。列 管 式 换 热 器 又 称 管 壳 式 换 热 器 ， 是 最 典 型 的 间 壁 式化工原理课程设计（一） 化工 101 王亮5换 热 器 ， 它 在 工 业 上 的 应 用 有 着 悠 久 的 历 史 ， 而 且 至 今 仍在 所 有 换 热 器 中 占 据 主 导 地 位 。 它 的 突 出 优 点 是 单 位 体 积设 备 所 能 提 供 的 传 热 面 积 大 ， 传 热 效 果 也 较 好 。 由
6、 于 结 构坚 固 ， 而 且 可 以 选 用 的 结 构 材 料 范 围 也 比 较 宽 广 ， 故 适 应性 强 ， 操 作 弹 性 较 大 。 尤 其 在 高 温 、 高 压 和 大 型 装 置 中 采用 更 为 普 遍 。管 壳 式 换 热 器 主 要 由 壳 体 、 管 束 、 管 板 和 封 头 等 部 分 组 成 ，壳 体 多 呈 圆 形 ， 内 部 装 有 平 行 管 束 ， 管 束 两 端 固 定 在 管 板上 ， 在 管 壳 式 换 热 器 内 进 行 换 热 器 的 两 种 流 体 ， 一 种 在 管内 流 动 ， 其 行 程 称 为 管 程 ； 另 一 种 在 管 外
7、流 动 ， 其 行 程 称为 壳 程 ， 管 束 的 壁 面 即 为 传 热 面 。为 了 提 高 壳 程 流 体 流 速 ， 往 往 在 壳 体 内 安 装 一 定 数 目 与管 束 相 垂 直 的 折 流 挡 板 ， 折 流 挡 板 不 仅 可 防 止 流 体 短 路 、增 加 流 体 流 速 ， 还 迫 使 流 体 按 规 定 路 径 多 次 错 流 通 过 管 束 ，使 湍 流 程 度 大 为 增 加 。流 体 在 管 内 每 通 过 管 束 一 次 称 为 一 个 管 程 ， 每 通 过 壳 体一 次 称 为 一 个 壳 程 。 为 提 高 管 内 流 体 速 度 ， 可 在 两 端
8、 封 头内 设 置 适 当 隔 板 ， 将 全 部 管 子 平 均 分 隔 成 若 干 组 。 这 样 ，流 体 可 每 次 只 通 过 部 分 管 子 而 往 返 管 束 多 次 ， 称 为 夺 管 程 。同 样 ， 为 提 高 管 外 流 速 ， 可 在 壳 体 内 安 装 纵 向 挡 板 使 流 体多 次 通 过 壳 体 空 间 ， 称 多 壳 程 。根 据 所 采 用 的 温 差 补 偿 措 施 ， 列 管 式 换 热 器 可 分 为 以 下 几种 主 要 类 型 ： 固 定 管 板 式 换 热 器 ： 当 冷 热 两 流 体 温 不 大 时 ， 可 采 用 固 定 管 板 的 结 构 型 式。 这 种 换 热 器 的 特 点 是 结 构 简 单 ， 制 造 成 本 低 。 但 由 于 壳程 不 易 清 洗 或 检 修 ， 管 外 物 料 应 是 比 较 清 洁 、 不 易 结 垢 的。 对 于 温 差 较 大 的 而 且 壳 体 承 受 压 力 不 太 高 时 ， 可 在 壳 体壁 上 安 装 膨 胀 节 以 减 少 热 应 力 。 浮 头 式 换 热 器 ： 这 种
