内蒙古工业大学化工原理课设

《内蒙古工业大学化工原理课设》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、内蒙古工业大学化工原理课程设计摘要课程设计是化工原理课程中综合性和实践性较强的一个环节，它是理论联系实际的桥梁，进行体察工程实际问题复杂性的初次尝试。关键词：预热器全凝器冷却器再沸器工业生产中过程中，两种物流之间热的交换通过换热器实现。在石油、化工、食品加工、轻工、制药等行业的生产过程中，换热器是通用的工艺设备，可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，换热器的类型性能各异，但设计所依据的传热基本原理相同，不同之处是在结构设计上需要根据各自设备特点采用不同的计算方法，本次设计采用应用广泛的列管换热器。列管换热器的应用已有悠久的历史，

2、在很多工业部门中，列管换热器仍处于主导地位。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强，换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型的换热器相继问世。换热器作为工艺工程必不可少的单元设备，广泛的应用于石油、化工、动力、轻工、冶金、交通、制药等行业的工程领域中，据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资约占装置建设总投资的30%：在合成氨厂中，换热器约占全部设备总台数的40%。由此可见，换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。36内蒙古工业大学化工原理课程设计目录第

3、一章换热器的设计21.1流程方案的确定21.2设计方案的确定31.2.1换热器选择的要求31.2.2列管式换热器结构的确定31.2.3流体流动空间的选择41.2.4 流体流速的选择41.2.5流体进出口温度的确定51.2.6管程和壳程数的确定51.3列管式换热器的设计计算51.3.1设计计算步骤51.3.2计算主要公式71.3.3流体流动阻力计算主要公式8第二章列管式换热器的工艺设计112.1系统物料衡算112.2预热器的工艺计算122.3塔顶全凝器的工艺计算172.4塔顶冷却器的工艺计算232.5再沸器的物料和热量衡算282.6塔底冷却

4、器的物料和热量衡算29第三章设计结果汇总31第四章结果评价34第五章心得体会3参考文献3636内蒙古工业大学化工原理课程设计第一章换热器的设计1.1流程方案的确定设计的换热设备为精馏系统的换热设备，包括原料预热器、塔顶全凝器、塔顶产品冷却器、塔底再沸器。其中只对原料预热器和塔顶全凝器进行精算；对塔底再沸器、塔顶冷凝器进行粗算。随着环境保护意识的增强，节约能源、减少热污染等问题在换热器设计过程中已经成为必须考虑的问题。因此在流程方案的初步设计中，考虑使用塔底残液的废热来预热原料液，达到废热再回收的效果，实现节能减排。具体的流程设计方案包括三

5、个方面。原料预热方面：使原料先流经塔底的冷却器，同时达到既预热原料又冷却塔底残液的目的，使热量得以回收，节省加热蒸汽的消耗量，并且降低塔底残液排出的热污染。当原料液在塔底经过预热升高到一定温度后，再将其输送到精馏塔的入口处，使用加热蒸汽来进一步预热原料，使其达到要求的温度进行泡点进料。塔顶产品的冷凝和冷却方面：塔顶的产品先以气相进入全凝器，在全凝器中通过冷却水和气相产品的传热过程使气相产品发生相变从而冷凝成为液相，其中一部分再次回到塔中进行精馏，另一部分液态的产品接着进入塔顶冷却器，再次通过与冷却水的传热使产品的温度降低到要求的温度，最后

6、输送到储液罐中。塔底残液的再沸和冷却方面：塔底的残液一部分进入再沸器，通过与加热蒸汽发生传热，使液相转化为气相再回到塔中进行精馏。塔底残液的另一部分则进入塔底冷却器用原料液冷却，同时热原料液。36内蒙古工业大学化工原理课程设计精馏塔全凝器乙醇冷却器原料液乙醇蒸汽贮存器塔底残再沸塔冷却器下水道液1.2设计方案的确定1.2.1换热器选择的要求1、符合工艺条件的要求  2、传热效率要高 换热器为了提高传热效率，必须提高流体的传热系数，减小热阻。  3、流体阻力损失要小 1.2.2列管式换热器结构的确定列管式换热器主要分为管程和壳程两大部分。由换

7、热管、管板、封头和管箱、壳体、折流挡板等组成，结构简单、牢固，操作弹性大，应用材料广。不同形式的列管式换热器主要针对换热器管程与壳程流体的温度差不同而设计。由于列管式换热器管束与壳体内通过流体的温度不同，会引起管束与壳体热膨胀程度的差异，若两侧流体的温度差较大时，就可能由于热应力而引起管子弯曲或使管子从管板上拉脱，因此必须考虑热补偿，根据热补偿的方法可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器。36内蒙古工业大学化工原理课程设计1.2.3流体流动空间的选择在列管式换热器的设计计算中，需要预先确定哪一种流体走管程，那种流体走壳程。

8、影响选择结果的因素主要有以下三个方面：1.传热效果（1）粘度大的流体或流量小的流体宜走管程。流体在有折流挡板的壳程流过时，由于流速和流向的不断改变，使流体在很低的雷诺数（>100）下便达到湍流