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蒸馏釜冷凝器换热面积计算及其相关管道之管径大小选择的确定

时间: 2019-08-26 08:22:47来源: 无锡市顺达化工容器设备厂

蒸馏釜冷凝器换热面积计算及其相关管道之管径大小选择的确定

1.1、加成脱溶釜冷凝器及釜相关管径的选择

加成脱溶釜选择5000L反应釜,其中叔丁醇1345公斤、加成物3000公斤,脱去反应釜中的溶剂叔丁醇。

叔丁醇汽化潜热=546.3KJ/Kg,5000L反应釜换热面积12.73㎡,蒸汽汽化潜热热(0.3MPa/133℃)=2163KJ/Kg,蒸汽流速选择18m/s,饱和蒸汽密度1.497Kg/m。

蒸发叔丁醇需要热量Q=1345*546.3=734773KJ


蒸汽需求量:m蒸汽=Q/=340Kg,V蒸汽=340/1.497=227m

选择管径DN40的蒸汽管道对反应釜进行加热,热量损失为10%,需要加热时间:

t=227*1.1/(0.02*0.02*3.14*18*3600)=3.07h

每小时蒸发叔丁醇量为1345/3.07=438.4Kg/h

每小时产气量为:V叔丁醇=22.4L/mol*438.4/74.12=132.5m/h

冷凝器选择一级冷凝器,冷却介质为30℃的水,冷却水出口温度不超过40℃,冷热流体呈逆流流动。采取常压蒸发,冷凝温度为82.8℃,冷却至40℃。叔丁醇的比热容为3.04KJ/(Kg·K)。

冷却段的热流量为Q1=438.4*3.04*(82.8-40)/3.6=15844.75W

冷凝段的热流量为Q2=438.4*546.3/3.6=66527.2W

循环水用量为q=(15844.75+66527.2)/[(40-25)*4200]=1.31Kg/s

冷凝段与冷却段循环水的温度设为t*=15844.75/(1.31*4200)+25=27.88℃

冷却段的对数平均温差为:△t1=[(82.8-27.88)-(40-25)]/ln[(82.8-27.88)/(40-25)]=30.8℃

冷却段所需传热面积为:A1=15844.75/100/26.5=5.98㎡(导热系数为100W/(㎡·℃))

冷凝段的对数平均温差为:△t2=[(82.8-27.88)-(82.88-40)]/ln[(82.8-27.88)/(82.88-40)]=48.65℃

冷凝段所需传热面积为:A1=66527.2/500/48.65=2.74㎡(导热系数为500W/(㎡·℃))

所需总传热面积为A=5.98+2.74=8.72㎡

实际选择传热面积为A实=8.72*1.2=10.46㎡,选择10㎡的列管冷凝器。

冷凝器循环水进口选择DN=2*(1.31*1000/3.14)2=43mm,进出口选择DN50

热体进气口DN=2*(132.5/3600/10/3.14)-2=71mm,进气口选择DN80

结论:冷凝器选择10㎡的列管冷凝器,循环水进出口为DN50,上汽口为DN80。反应釜蒸汽进口选择DN40,蒸发时间大约为3小时!

关键词:蒸馏釜

文章来源:http://www.wxssdhgrq.com/gongsi-show-34.html

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