年30万吨甲醇合成工段换热器的设计

年30万吨甲醇合成工段换热器的设计

摘要

本次设计主要内容是对以煤为原料合成甲醇的工艺设计。根据神华宁夏煤业集团煤

制油净化合成厂甲醇合成车间其甲醇合成工段换热器的设计为基础，选定毕业设计题目为年产30 万吨甲醇合成工段换热器进行初步设计。

本设计主要研究目的是是通过对换热器的设计，掌握换热器的内部结构以及换热器在实际中的应用，熟悉实习企业该工段的工艺流程。

本设计采用的方法是有内插法，物料衡算，试差法，查图法等。

通过本次设计得到的结论：甲醇的进出口温度分别为；T1=60℃，T2=40℃；冷却水的进出口温度分别为：t1=20℃，t2=28℃；流体的流向为逆流；换热管根数为：n=94根；换热管长为：L=18m；换热管径为：D=400mm；计算出的换热管面积为：A=43.5m2；折流板的间距为：B=250mm，折流板数为：N B=23 块。

关键词:

粗甲醇；冷却器；折流板

目录

1绪论 (1)

1.1甲醇简介 (1)

1.2甲醇工艺简介 (2)

1.2.1工业上合成甲醇的主要工艺 (2)

1.2.1甲醇合成工艺简介 (3)

1.3换热器简介 (3)

1.3.1套管式换热器 (3)

1.3.2管壳式换热器 (4)

1.3.3固定管板式换热器 (4)

1.3.4浮头式换热器 (4)

1.3.5板式换热器 (5)

1.4本设计的目的和意义 (5)

1.5本设计的任务和内容 (5)

2 换热器的设计条件 (7)

2.1设计任务及操作条件 (7)

3 换热器的工艺设计 (8)

3.1确定设计方案 (8)

3.1.1热负荷及冷却水用量的计算 (8)

3.1.2确定流体的定性温度 (8)

3.2估算换热面积 (8)

3.2.1计算平均温差 (8)

3.2.2估算换热面积 (9)

3.3换热器的选型及结构尺寸的确定 (9)

3.3.1换热器的选型 (9)

3.3.2管内流速 (10)

3.3.3折流板 (10)

3.4核算换热器的流动阻力 (10)

3.4.1管程流体阻力 (11)

3.4.2壳程流体阻力 (12)

3.5核算总传热系数 (14)

3.5.1壳程对流传热系数 (14)

3.5.2管程对流传热系数 (14)

3.5.3总传热系数 (15)

3.6面积裕度 (15)

3.7核算壁温 (15)

4 附属设备选型及计算 (17)

4.1筒体壁厚的计算 (17)

4.2封头厚度计算 (18)

4.3管板设计 (20)

4.4法兰设计 (20)

4.5接管设计 (21)

4.5.1壳程流体进出口接管设计 (21)

4.5.2管程流体进出口接管设计 (22)

4.5.3接管法兰选取 (23)

4.6管箱及分程隔板设计 (24)

4.6.1管箱设计 (24)

4.6.2分程隔板的设计 (25)

4.7拉杆、定距管的设计 (26)

4.7.1拉杆的结构形式 (26)

4.7.2拉杆的尺寸 (26)

4.8支座及安装位置确定 (26)

4.9折流板布置 (27)

4.10传热管与管板的连接 (27)

5 强度计算及校核 (28)

5.1鞍座校核 (28)

5.2筒体校核 (28)

结论 (31)

主要符号说明 (33)

致谢 (35)

参考文献 (36)

附录 (37)

附录A年产30万吨甲醇合成工段换热器设计图纸 (37)

附录B年产30万吨甲醇合成工段甲醇合成工艺流程图 (37)

附录C年产30万吨甲醇合成工段厂房平面布置图 ......................... .. (37)

1 绪论

1.1甲醇简介

甲醇(Methanol)又名木醇，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化学分子式为CH3OH，结构式如下：