顺丁橡胶设备计算及选型结果审核

项目目3.3设备计算及算及选型型结果的果的审核核 组员：张远鹏组员：张远鹏 吴雪霞吴雪霞 李艺伟李艺伟 杨杨 冬冬组别：一组组别：一组汇报人：李艺伟汇报人：李艺伟换热器的选择换热器的选择①①预热器预热器加热蒸汽物性数据：加热蒸汽物性数据：根据根据0.9（表压）（表压）MPa查查《《基础化学工程基础化学工程》》P328得加热蒸汽得加热蒸汽的物性数据：温度：的物性数据：温度：179℃℃；比容积：；比容积：0.1985kg/m3；密度：；密度：5.037kg/m3；比热容：；比热容：2.7083kJ/(kg/ ℃℃)；热导率：；热导率：0.327W/(m· ℃℃)；粘度：；粘度：Pa·s；汽液焓差：；汽液焓差：2022.26 kJ/h丁油物性数据：丁油物性数据：组成：组成：79%溶剂油；溶剂油；21%丁二烯丁二烯(包括少量丁烯包括少量丁烯)取进口温取进口温度度35℃℃、出口温度、出口温度70℃℃，定性温度：，定性温度：52.5℃℃查《《化工工艺化工工艺设计手册设计手册》》下册有关图表，得定性温度下的物性数据并整理下册有关图表，得定性温度下的物性数据并整理如下表如下表3-30所示。

所示物性物性n-C5H12n-C6H14n-C7H16溶溶剂油油C4H6丁油丁油Mi728610090.154Wi(%)2.157.840.17921Xi(%)2.6560.9736.3869.2730.73比比热容容CpkJ/(kg·℃)2.61632.5952.39442.6872.33582.33582.37562.54512.54092.3957密度（密度（kg/m3））595590630625656660639.4580595625.94热导率率 W/(m·℃)0.10120.10580.11280.10850.09770.1062动力粘度力粘度 Pa·s1.8*10-42.4*10-42.88*10-42.6*10-41.3*10-42.2*10-4表表3-30热负荷：热负荷：8031.188 2.3957 (70－－35)＝＝673411.1 kJ/h水蒸气用量：水蒸气用量：673411.1÷2022.26＝＝333 kg/h根据工艺条件，选用固定管板式换热器，丁油走管程，蒸汽走壳程；根据工艺条件，选用固定管板式换热器，丁油走管程，蒸汽走壳程；平均温差：平均温差： 根据管程动力粘度查根据管程动力粘度查《《化工原理课程设计化工原理课程设计》》P16表表1-1，取传热系数，取传热系数K为为 600，则：，则：根据根据《《化工工艺设计手册化工工艺设计手册》》上册上册P119表表3-9和表和表3-10，选用，选用G159I-25-3固定管板式换热器，其基本参数如下：固定管板式换热器，其基本参数如下： 外壳直径外壳直径D：：159mm 公称压强：公称压强：0.25 Pa·s公称面积公称面积A：：3 管子排列方法：管子排列方法： 管管 长：长： 3m 管子外径管子外径do：：25 mm管子总数管子总数N：：13 管程数：管程数：1壳程数：壳程数：1 管程通道截面积：管程通道截面积：0.0045按传热面确定需要设备台数按传热面确定需要设备台数 8.9/3=2.97台台考虑考虑20％的备用系数，则圆整取％的备用系数，则圆整取4台换热器进行串联使用。

台换热器进行串联使用 •②②预冷器预冷器•取丁油进口温度取丁油进口温度35℃℃，出口温度，出口温度0℃℃，则定性温度为：，则定性温度为：• T=35+0/2=17.5℃℃•冷却盐水进口温度冷却盐水进口温度-12℃℃，出口温度，出口温度-8℃℃，则定性温度为：，则定性温度为：• T=（（-12））+（（-8））/2=-10℃℃•查查《《化工工艺设计手册化工工艺设计手册》》下册下册P633图图19-63；；P645图图19-73；；P658图图19-81；；P680图图19-100得定性温度下丁油的得定性温度下丁油的物料性数据如表物料性数据如表3-31表表3-31　定性温度（　定性温度（17.5）下丁油物性数据）下丁油物性数据物性物性n-C5H12n-C6H14n-C7H16溶溶剂油油C4H6丁油丁油Mi728610090.154Wi(%)2.157.840.17921Xi(%)2.6560.9736.3869.2730.73比比热容容CpkJ/(kg·℃)2.46972.38602.26042.33742.33582.3371密度密度(Kg/m3)614648672657630651热导率率 W/(m·℃)0.10930.11280.11860.11510.11680.1155动力粘度力粘度 Pa·s2.1*10-42.8*10-43.6*10-43.1*10-41.8*10-42.7*10-4•查查《《化工工艺设计手册化工工艺设计手册》》得定性温度下冷却盐水的物料性数据如下：得定性温度下冷却盐水的物料性数据如下：•比热容比热容Cp：：2.8590 kJ/(kg·℃℃)•密度密度 ：：1245 热导率热导率 ：：0.4885 W/(m·℃℃)•动力粘度动力粘度:6.15 Pa·s•热负荷：热负荷：8031.188×2.3371× (35－－0)＝＝656939.13 kJ/h•冷却盐水用量：冷却盐水用量：••根据工艺条件，选用浮头式列管换热器。

确定丁油走壳程，冷却盐水根据工艺条件，选用浮头式列管换热器确定丁油走壳程，冷却盐水走管程•平均温差：平均温差：• 656939.132.8590×（（-8+12））= 57444.835kg/h[35-(-8)]-[0-(-12)]△tm=ln35-(-8)0-(-12)=24.3℃℃ 根据管程冷却盐水动力粘度查根据管程冷却盐水动力粘度查《《化工原理课程设计化工原理课程设计》》P16表表1-1，取传热，取传热系数系数K为为350 W/(m2· ℃℃) ，则：，则：传热面积：传热面积： A=656939.13350×24.3=77.24m2根据传热面积查根据传热面积查《《化工工艺设计手册化工工艺设计手册》》下册下册P145表表3-26选择选择FLB600-85-25-4浮头式冷凝器，其结构参数查浮头式冷凝器，其结构参数查P131 表表3-19确定如下：确定如下：公称直径公称直径DN：：600mm 换热面积换热面积A：：90公称压力公称压力PN：：2.5MPa 管管 程程 数：数：2管程管程换热管长度：换热管长度：6000mm 换热管规格：换热管规格： 25 2.5排排 管管 数数 ：： 194根根 排列方式：正方形旋转排列方式：正方形旋转管中心距管中心距 ：： 32 mm 挡板挡板 间距：间距：300 mm管程能道面积：管程能道面积：305 材材 质：质：1Cr18Ni9Ti校验K值管层α1•⑵⑵丁二烯升压器丁二烯升压器•选用选用1台浮头式冷凝器，型号台浮头式冷凝器，型号FA-400-20-40-4，蒸汽走壳，蒸汽走壳程，丁二烯走管程。

选择过程略程，丁二烯走管程选择过程略•⑶⑶冲油预冷器冲油预冷器•选用选用1台浮头式冷凝器，型号台浮头式冷凝器，型号FLB-400-15-25-4，油走壳，油走壳程，冷冻盐水走管程选择过程略程，冷冻盐水走管程选择过程略•⑷⑷溶剂油冷凝冷却器溶剂油冷凝冷却器•选用选用2台浮头式冷凝器，并联使用，型号台浮头式冷凝器，并联使用，型号FLA-1100-425-25-4，油走壳程，冷冻盐水走管程选择过程略油走壳程，冷冻盐水走管程选择过程略•⑸⑸溶剂油升压器溶剂油升压器•选用选用1台浮头式冷凝器，型号台浮头式冷凝器，型号FA-325-10-40-2，蒸汽走壳，蒸汽走壳程，溶剂油走管程选择过程略程，溶剂油走管程选择过程略⒐泵的选择（以溶剂油泵的选择为例）⑴基础数据：输送介质：溶剂油(组成2.1％n-C5H12；57.％ n-C6H14；40.1％n-C7H16)输送条件（20℃）下的物性数据见表3-32 表表3-32　溶剂油　溶剂油20℃℃下的物性数据下的物性数据n-C5H12n-C6H14n-C7H16溶溶剂油油Mi728610090.1Wi(%)2.157.840.1Xi(%)2.6560.9736.38蒸汽蒸汽压 MPa0.0560.0180.0050.0143密度（密度（kg/m3））628660685669动力粘度力粘度 Pa·s2.31×10-43.25×10-45.0×10-43.86×10-4操作温度：20℃贮罐液面压力：0.02MPa；聚合釜液面压力0.45 MPa流 量：14m3/h 入口液面至泵中心距离：4.5m出口液面至泵中心距离：6.5m吸入管管长：20 m (管径：893.5 m m；闸阀1个，止回阀1个，三通2个；弯 头5个)排出管管长：120 m (管径：763 m m；闸阀5个；止回阀1个；换热器2个；出口变 径1个；三通2个；弯头10个)⑵确定流量与扬程流量(考虑1.2倍的安全系数)扬程以泵中心线为基准，在贮罐液面与聚合釜液面之间列出柏努利方式为：查查《《化工原理化工原理》》上册上册P45表表1-1，取，取ε＝＝0.25mm，则，则ε/d=0.003.；再查；再查P46图图1-31得：得：λ＝＝0.028。

查查P53表表1-3得：得： 三通：三通：ζ＝＝1.3；闸阀全开：；闸阀全开：ζ＝＝0.17；止回阀全开：；止回阀全开：ζ＝＝2 ；；ζ入＝入＝0.5；；900弯头弯头 ：：ζ＝＝0.75×5＝＝3.75 ∑Hf出＝出＝∑Hf出管＋出管＋∑Hf∑Hf出管＝(λ/d＋∑ζ )查《化工原理》上册P45表1-1，取ε＝0.25mm，则εd=0003.57；再查P46图1-3得：λ＝0.029查查P53表表1-3得：得： 三通：三通：ζ＝＝1.3×2＝＝2.6；闸阀；闸阀1/2开：开：ζ＝＝4.5×5＝＝22.5；；止回阀全开：止回阀全开：ζ＝＝2 ；；900弯头弯头 ：：ζ＝＝0.75×10＝＝7.5；；ζ出＝出＝1.0查查《《化工原理化工原理》》上册上册P240可知，换热器的压降范围在可知，换热器的压降范围在10.3～～101.3kPa，设计取，设计取50 kPa则两台压降为则两台压降为100 kPa 若考虑若考虑1.1的安全系数，则扬程为的安全系数，则扬程为96m液柱液柱87.2+0.389=87.589m(液柱液柱)⑶⑶选泵选泵 根据输送物料的流量、扬程及性质确定选择根据输送物料的流量、扬程及性质确定选择Y型油泵。

型油泵具体型号查具体型号查《《化工工艺设计手册化工工艺设计手册》》上册上册P798表表7-11确定为确定为65Y-100×2A型有关性能如下：型有关性能如下：流量：流量：23 扬程：扬程：175 m转数：转数：2950r/min 效率：效率：41％％允许气蚀余量：允许气蚀余量：2.8m 叶轮直径：叶轮直径：270 mm叶轮出口宽度：叶轮出口宽度：6.5mm 泵重：泵重：280kg⑷⑷选电机选电机 配套电机功率配套电机功率40KW；轴功率：；轴功率：26.7KW⑸⑸几何安装高度的确定几何安装高度的确定 根据根据《《化工原理化工原理》》上册上册P105式式(2-7b)，其几何安装高度计算公式：，其几何安装高度计算公式：带入相应数据得：带入相应数据得：即泵应安装在贮罐液面即泵应安装在贮罐液面2.32m以下以下⑹⑹总台数总台数 2台台(正常生产正常生产1台，备用台，备用1台台)。