甲醇冷凝冷却器的设计

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常压塔冷凝器设计

第 34 卷第 3 期 2011 年 3 月
HEBEI HUAGONG
Vol.34, No.3 Ma r. 2 0 1 1
煤化工
常压塔冷凝器设计
刘天阳，杨云霞，王永占
（河北正元化工工程设计有限公司，河北石家庄 050061）
摘
要：甲醇精馏装置是甲醇生产的重要后处理装置。简述了甲醇三塔精馏工艺原理和工艺流程，通过对常压塔冷
2 2 4( 3 t 2) - 0.025 × π 4 × ( 3 × 0.0322 - 0.025 × π ) 2 4 2 4 de= = 0.025π 0.025 × π =0.020 2 (m) d e u e ρ甲醇 0.020 2 × 0.085 1 × 796 Reo= = =2 277.53 μ甲醇 0.65 × 10-3
甲醇为基本有机化工原料,用于生产多种产品。有些产品生产中需要高纯度的甲醇原料，以免影响产品的纯度和产品的性能,所以粗醇必须提纯。甲醇精馏就是利用粗醇中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使气、液两相逆向多级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分不断从液相往气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离的过程。
2
u
2 =0.5×0.87×29.3×(14+1)× 796 × 0.070 =369.60(Pa) 2 2 2B ) ρ甲醇u 0 △P＇ 2 =NB(3.5D 2 2 2 × 0.2 =14×(3.5)× 796 × 0.070 =83.78( Pa) 1.0 2 △P＇=(△P＇+△ P＇ 1 2 )fs=(369.60+83.78)×1.15
经过模拟发现,当加压塔的采出与常压塔的采

甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器的设计甲醇冷凝冷却器是一种用于回收甲醇的设备，其设计的主要考虑因素包括媒介物流动性、换热效率、材料选择和工艺安全等。

本文将从以上几个方面详细介绍甲醇冷凝冷却器的设计要点。

一、媒介物流动性媒介物的流动性是甲醇冷凝冷却器设计的关键因素之一。

合理的管道布局和设计不仅可以提升流动性，还能使换热效率达到最大值。

在设计当中，应选择外径和厚度合适的管道以保证流速稳定和流动阻力尽可能小。

此外，为了防止管道堵塞或管路断裂，还要考虑并合理选择过滤器、安装支架以及结合设备的清洗周期等因素。

二、换热效率甲醇冷凝冷却器的换热效率对于甲醇回收成本的影响非常大。

同时，换热效率的高低也会影响设备的使用寿命。

因此，在设计甲醇冷凝冷却器时，应从以下几个方面着手提升换热效率：1、管道的散热面积：在设计时应考虑增加管道散热面积，增强甲醇在冷凝过程中的散热。

2、冷却介质的选择：冷却介质的热传导性能要好于甲醇才能达到最佳的换热效果。

常用的冷却介质有水、乙二醇、丙二醇等。

3、管道布局：管道直径、管道长度、管道的弯曲程度对换热效率有重要影响，应根据实际情况进行科学合理的设计。

三、材料选择四、工艺安全甲醇冷凝冷却器的工艺安全至关重要。

应根据设备使用的实际条件、环境，设置安全阀、液位计、温度计等防护装置。

在使用中要定期维护、检测设备，避免机械结构损坏，管道泄漏等安全事故的发生。

五、装置的安装与维护甲醇冷凝冷却器的安装和维护对于提高换热效率和延长使用寿命都至关重要。

在安装中，应确保管道的装配正确，以及管道与设备的密封性。

同时，在日常使用和维护中，也应按照规定周期进行定期检测，并进行适当的清洁和维护，避免任何影响换热效率和安全性的因素的存在。

综上所述，甲醇冷凝冷却器设计的要点主要包括媒介物流动性、换热效率、材料选择和工艺安全等方面。

在实际设计中，应根据设备使用的实际条件，结合技术经验，综合考虑以上因素，做出最佳的设计方案，以确保甲醇回收效果的最大化。

甲醇冷凝器设计计算

甲醇冷凝器设计计算在甲醇生产过程中，甲醇冷凝器是一个非常重要的设备。

它的主要功能是冷却甲醇蒸汽，使其凝结成液体。

在设计和计算甲醇冷凝器时，需要考虑一些关键参数，如冷却介质的温度、流量以及甲醇蒸汽的压力等。

下面将详细介绍甲醇冷凝器的设计计算过程。

首先，需要确定甲醇冷凝器的工作条件。

这包括甲醇蒸汽的进口温度和压力，以及冷却介质的出口温度和流量。

在这里，我们假设甲醇蒸汽的进口温度为110℃，压力为0.5MPa，冷却介质的出口温度为30℃，流量为5t/h。

接下来，需要根据冷却介质的温度和流量，以及甲醇蒸汽的压力，计算出甲醇冷凝器的冷却面积。

这可以通过以下公式计算：Q = U × A × ΔTlm其中，Q为传热量，U为传热系数，A为冷却面积，ΔTlm为对数平均温差。

传热系数U可以通过经验公式进行估算，如Dittus-Boelter公式：Nu=0.023×Re^0.8×Pr^0.33其中，Nu为努塞尔数，Re为雷诺数，Pr为普朗特数。

雷诺数和普朗特数可通过以下公式计算：Re=ρ×v×Dh/μPr=μ×Cp/k其中，ρ为流体密度，v为流体速度，Dh为流动直径，μ为动力粘度，Cp为恒压比热容，k为热导率。

此外，对数平均温差ΔTlm可以通过以下公式计算：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1为冷却介质的进口温度与甲醇蒸汽的出口温度之差，ΔT2为冷却介质的出口温度与甲醇蒸汽的进口温度之差。

利用以上公式，可以计算出甲醇冷凝器的冷却面积A。

根据具体参数，可以得出甲醇冷凝器的冷却面积为100m²。

最后，需要根据甲醇冷凝器的冷却面积和其他设计要求，选择合适的设备型号和尺寸。

这包括选择合适的换热管和冷却塔等设备，以及确定其数量和尺寸。

需要注意的是，以上只是甲醇冷凝器设计计算的基本步骤和方法。

实际的设计过程中，还需要考虑到具体工艺要求、安全性和经济性等因素。

化工原理-甲醇冷却器设计..

设计题目：甲醇冷凝冷却器的设计系别专业：学生姓名: 学号:起迄日期: 2015年06 月 03日~ 2015年06 月 13 日指导教师:化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书课程设计说明书设计名称化工原理课程设计2015 年 6 月 3 日化工原理课程设计说明书目录（一）课程设计的任务和要求：设计方案 (1)（二）对课程设计成果的要求：图表 (2)（三）主要参考文献 (2)（四）课程设计工作计划进度 (2)（五）设计计算过程……………………………………………5~11（六）计算结果列表 (12)1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件处理能力10600kg/h甲醇。

设备形式列管式换热器操作条件①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。

②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。

③允许压降：不大于105 Pa。

④每年按330天计，每天24小时连续运作。

3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。

设计方案1．确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。

冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。

从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。

（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。

另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。

同时，在此选择逆流。

选用φ25mm×2.5mm的碳钢管，管内流速取u i = 0.5m/s。

2、确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。

壳程甲醇的定性温度为：管程循环水的定性温度为：根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。

甲醇在57℃下的有关物性数据如下：密度ρo=755.77 kg/m3定压比热容c p o=2.629kJ/(kg·℃)导热系数λo=0.1919W/(m·℃)粘度μo=0.00039 Pa·s循环水在35℃下的物性数据：密度ρi=994kg/m3定压比热容c p i=4.08 kJ/(kg·℃)导热系数λi=0.626 W/(m·℃)粘度μi=0.000725 Pa·s3．计算总传热系数（1）热流量（2）平均传热温差（3）冷却水用量（4）总传热系数K①管程传热系数（⋅=m/2.2733W2733.2W/(m2·℃)②壳程传热系数假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m2·℃)；污垢热阻为R si = 0.000344 m2·℃/WR so = 0.000172 m2·℃/W管壁的导热系数λ=45 W/(m·℃)③总传热系数K=423W/(m2·℃)4、计算传热面积考虑15％的面积裕度，S=1.15×S'=1.15×11.69=13.44m25、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速及管长选用ϕ25mm×2.5mm传热管(碳钢)，取管内流速u i =0.5m/s（2）管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数按单程管计算，所需传热管长度为按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。

分离甲醇水溶液的精馏系统设计冷凝器的工艺设计

理工大学化工课程设计说明书作者:学号：学院(系):化工学院专业:化学工程与工艺题目:分离甲醇水溶液的精馏系统设计——回流系统的设计指导者：评阅者：年月化工课程设计任务书一、设计题目分离甲醇水溶液的精馏系统设计——回流系统的设计二、设计任务1、精馏系统处理能力：4500kg/h；2、精馏系统进料组成：甲醇含量28%（质量，下同），温度为25℃；3、精馏系统工艺要求：甲醇回收率为97.5%，塔底甲醇含量为1%；4、精馏塔操作条件：常压；三、设计内容1、回流系统工艺设计条件的确定；2、回流系统的工艺设计；3、冷凝器的设结构设计；4、冷凝器的强的设计；四、设计要求1、设计说明书一份；2、设计图纸：a、精馏系统工艺流程图一张（采用AutoCAD绘制）；b、回流系统主要设备总装配图一张（A1）；3、答辩。

五、设计完成时间2007.9.3～2007.9.28目录第一章冷凝器的工艺设计 (1)1．1设计任务和操作条件 (1)1．2设计方案的确定 (1)1．3确定物性数据 (1)1．4计算传热面积 (2)1．4．1计算冷凝器的热负荷 (2)1．4．2计算平均温差Δt m (3)1.4.3假定传热系数 (5)1．4．4计算传热面积 (5)1．5工艺结构尺寸 (5)1．6换热器核算 (8)1．7阻力计算 (10)1．8工艺设计汇总表 (13)第二章冷凝器结构及强度设计2.1壳体、管箱壳体和封头的计算 (14)2．1．1壳体管箱的设计 (14)2．1．2封头的设计 (14)2．1．3封头的强度计算 (14)2．1．4筒体的强度计算 (15)2.2进出口的设计 (16)2．2．1接管外伸长度 (16)2．2．2接管最小位置 (16)2．2．3接管与筒体、管箱壳体的连接 (17)2．1．4筒体的强度计算 (18)2．3管板 (18)2．3．1管板的结构 (18)2．3．2管板的尺寸 (18)2．3.3固定管板的强度计算 (19)2．4换热管 (21)2．5法兰的选定 (23)2．5．1管板法兰盖的选定 (23)2．5．2接管法兰的选定 (24)2．6管子与管板的连接 (25)2．7膨胀节 (25)2．8折流板 (25)2．9拉杆、定距管 (26)2．10鞍式支座的选择 (27)2．11分程隔板 (28)2．12防冲挡板 (28)2．13泵的选择 (29)2．14主要零部件汇总表 (30)心得体会 (31)参考文献 (32)第一章再沸器设计任务书一，设计题目分离甲醇水溶液的精馏系统设计——再沸器的设计二，设计任务1）精馏系统的处理能力：4500kg/h；2）精馏系统的进料的组成：甲醇含量28%（质量，下同），温度为25℃；3）精馏系统的工艺要求：甲醇的回收率为97 .5，塔底甲醇含量1%；4）精馏塔操作条件：常压三，设计内容1）再沸器工艺条件的确定2）再沸器的工艺设计3）再沸器的结构设计4）再沸器的强度设计四，设计要求1）设计说明书一份2）设计图纸：a．精馏系统工艺流程图一张（采用AutoCAD绘制）b．再沸器总装配图一张（AI）3）答辩五设计完成时间2007．9．3——2007.9.28第二章再沸器的设计工艺2．1.1塔釜物料基本数据精馏塔计算结果有塔釜釜液的数据：塔釜的组成与流量：Xw=0.565%(摩尔分数)气相摩尔流量= 136(kmol/h)气相体积流量= 4062.27(m3/h)塔釜的温度：=99.86℃塔底气相温度：twv=99.24℃塔底液相温度：twL塔釜的压强：精馏段每块塔板压降398.4pa 塔板数：18提馏段每块塔板压降417.37pa 塔板数：10设塔顶的表压为2000Pa.则塔釜压强（表压）：p=2000+398.4×18+417.37×10=13344.9(pa)由于塔底气相，液相的温度相差不是很大，故在设计的时候可以看成他们的温度相同，为了计算的方便以及物性常数的查找，在设计的时候我们选取的温度为100℃。

化工原理甲醇冷凝器的设计

化工原理甲醇冷凝器的设计
甲醇冷凝器的设计是为了将甲醇蒸气冷凝成液体形式，以便进一步进行分离、提纯或者回收利用。

以下是甲醇冷凝器设计的一般步骤和要点：
1. 确定甲醇蒸气的冷凝温度和压力：根据工艺要求和操作条件，确定甲醇蒸气的冷凝温度和压力，通常根据甲醇蒸气的饱和蒸气压和冷凝器的设计温度确定。

2. 选择冷凝器类型：根据工艺要求和操作条件，选择合适的冷凝器类型，常见的有管壳式冷凝器、板式冷凝器、螺旋板式冷凝器等。

根据具体情况选择合适的冷凝器结构，例如在腐蚀性环境中选择耐腐蚀材料的冷凝器。

3. 计算冷凝器传热面积：根据甲醇蒸气的质量流量和冷凝温度差，计算出冷凝器需要的传热面积。

传热面积可以根据传热系数和传热温差来计算，也可以从经验或类似设备中获取。

4. 确定冷凝介质：根据甲醇蒸气和冷凝器结构的材料特性，选择合适的冷凝介质。

常用的冷凝介质有水、空气、冷冻液等，根据经济性和操作要求选择合适的介质。

5. 确定冷凝器布置和结构：根据具体情况，确定冷凝器的布置方式和结构，并进行细节设计。

例如冷凝管的排列方式、管道的布置、冷凝器与其他设备的连接方式等。

6. 考虑安全性和可靠性：在设计过程中，要考虑冷凝器的安全性和可靠性。

例如选择合适的安全阀和压力表，考虑冷凝器的排水和清洗等问题。

7. 进行性能计算和优化：完成初步设计后，进行性能计算和优化。

根据计算结果调整设计参数，以达到最佳的冷凝效果和经济性。

以上是甲醇冷凝器设计的一般步骤和要点，具体的设计还需要根据具体的工艺要求、操作条件和设备参数等因素进行详细的计算和分析。

甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器的设计1. 引言甲醇冷凝冷却器是一种常见的热交换设备，用于将高温甲醇气体冷却并转化为液体。

其设计的合理与否直接影响到甲醇生产过程的效率和能源利用率。

本文将对甲醇冷凝冷却器的设计进行探讨，并提出一些优化建议。

2. 设计原理甲醇冷凝冷却器的设计基于热传导和传热原理。

当高温甲醇气体进入冷凝冷却器时，通过与冷却介质（如水或空气）之间的热交换，使甲醇气体所含的热量转移到冷却介质中，从而使甲醇气体冷却并凝结成液体。

3. 设计要素甲醇冷凝冷却器的设计需要考虑以下要素：(1) 冷却介质的选择：冷却介质的选择应根据具体的工艺要求和环境条件来确定。

水是常用的冷却介质，具有良好的冷却效果和热传导性能。

但在水资源匮乏或恶劣环境下，可以考虑使用空气或其他低温液体作为冷却介质。

(2) 冷凝管道的设计：冷凝管道是甲醇冷却冷凝的关键组成部分。

其设计应考虑到甲醇气体的流量、压力和温度等参数，以及冷却介质的流量和温度。

通过合理的管道布局和尺寸选择，可以达到最佳的热传导效果。

(3) 散热面积的确定：散热面积是冷凝冷却器的重要参数，直接影响到冷却效果。

根据甲醇气体的热量和冷却介质的传热系数，可以计算出所需的散热面积。

在实际设计中，应根据经验和实际情况进行合理的取舍。

(4) 设计材料的选择：甲醇冷凝冷却器需要选择耐腐蚀、导热性能好的材料。

常用的材料有不锈钢、铜、铝等。

根据实际情况和经济性考虑，选择合适的材料可以提高设备的使用寿命和效率。

4. 设计优化为了提高甲醇冷凝冷却器的效率和能源利用率，可以考虑以下优化措施：(1) 采用多级冷凝：多级冷凝是指将冷却介质分成多个级别，依次与甲醇气体进行热交换。

这样可以充分利用冷却介质的温度梯度，提高冷却效果。

(2) 优化冷却介质流动方式：合理的冷却介质流动方式可以增加冷却介质与甲醇气体之间的接触面积，提高传热效率。

例如，可以采用交叉流或逆流方式，增加流体之间的对流传热。

(3) 加强冷凝管道的换热效果：通过增加冷凝管道的长度和表面积，可以增加甲醇气体与冷却介质之间的接触时间和接触面积，提高换热效果。

生产能力为4200Nm3h甲醇制氢生产装置设计冷凝器设计说明

机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为4200m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人：邱宏伟指导教师：班级：过程装备与控制工程07班组号： 7（21）设计时间： 2016年12月20日—2017年1月14日前言氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。

近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。

烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。

这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。

近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。

转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。

甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

它具有以下的特点：1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。

2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。

而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。

4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

摘要本次课程设计是设计生产能力为4200m3/h甲醇制氢生产装置。

在设计中要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计，单参数单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。

在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次工程设计时间的实际训练。

课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。

甲醇冷凝冷却器的设计

化工单元操作课程设计目录一、设计任务书 (2)二、设计方案 (3)1、确定设计方案 (3)2、确定物性数据 (3)3、计算总传热系数 (4)4、计算传热面积 (5)5、工艺结构尺寸 (5)6、换热器核算 (7)设计任务书1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件（1）处理能力11000 kg/h甲醇。

（2）设备形式列管式换热器（3）操作条件①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。

②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。

③允许压降：不大于105 Pa。

④每年按330天计，每天24小时连续运作。

3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。

设计方案1．确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度64℃，出口温度50℃冷流体。

冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。

从两流体温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用列管式换热器。

（2）流动空间及流速的确定由于循环冷却水易结垢，为便于清洗，应使冷却水走管程，甲醇走壳程。

另外，这样的选择可以使甲醇通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。

同时，在此选择逆流。

选用φ25mm ×2.5mm 的碳钢管，管内流速取u i = 0.6 m/s 。

2、确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。

壳程甲醇的定性温度为：6450572+T ==℃ 管程循环水的定性温度为：℃＝＋＝3524030t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。

甲醇在57℃下的有关物性数据如下：密度 ρo =755.77 kg/m 3定压比热容 c p o =2.629kJ/(kg ·℃) 导热系数λo =0.1919W/(m ·℃)粘度 μo =0.00039 Pa ·s 循环水在35℃下的物性数据：密度 ρi =994kg/m 3 定压比热容 c p i =4.08 kJ/(kg ·℃) 导热系数λi =0.626 W/(m ·℃)粘度 μi =0.000725 Pa ·s 3．计算总传热系数（1）热流量Q 0=w o c po △t 0=110003600×2.629×103×（64-50）= 112463 w（2）平均传热温差△t m ′=△t 1−△t 2ln △t 1△t 2=(64−40)−(50−30)ln64−4050−30= 21.9 ℃（3）冷却水用量W i=Q 0C pi △t =112463×36004.08×1000×（40−30）=9923 kg/h（4）总传热系数K ①管程传热系数R e=d i u iρi µi =0.02×0 .6×9940.000725=16452.44.0ii pi 8.0i i i i i i i c p u d d 023.0）（）（λμμλα==0.023×0.6260.02×16452.40.8×（4.08×1000×0.0007250.626）0.4= 3162.5 W/(m 2·℃)②壳程传热系数假设壳程的传热系数αo = 800 W/(m 2·℃)；污垢热阻为R si = 0.000344 m 2·℃/W R so = 0.000172 m 2·℃/W 管壁的导热系数λ=45 W/(m ·℃) ③总传热系数Koso m o i o i i i o 1d bd d d d d 1αλα＋＋＋＋R R K ==10.0253162.5∗0.020+0.000344∗0.0250.020+0.0025∗0.02545∗0.0225+0.000172+1800=433.1W/(m 2·℃) 4、计算传热面积s ′=Q 0k △t m = 112463433.1×21.9=11.86 m2考虑15％的面积裕度，S=1.15×S'=1.15×11.86=13.64 m 2 5、工艺结构尺寸（1）管径和管内流速及管长选用ϕ25mm ×2.5mm 传热管(碳钢)，取管内流速u i =0.6 m/s （2）管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数N s = V(π4)d i 2u i 2= 9923(3.144)∗3600∗994∗0.02∗0.02∗0.6 = 15 根按单程管计算，所需传热管长度为L =sπd 0n s=13.643.14∗0.025∗11.6 = 11.6 m按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。

甲醇合成系统冷却器改造方案论文

甲醇合成系统冷却器改造方案摘要：在甲醇合成系统中需要用冷却器把粗甲醇进行气液分离，现用合成水冷器在使用过程中存在诸多不足，为节能减低成本，通过可行性研究，增加复合型蒸发式冷却器会取得良好地经济效益。

关键词：甲醇合成合成水冷器复合型蒸发式冷却器一、改造背景在甲醇合成系统中需要合成水冷器把粗甲醇进行气液分离。

我车间合成水冷器为卧式u型管式冷却器，利用循环水与合成气进行换热，每小时通过水冷器的循环水量为1000吨，换热量很大。

该水冷器为单台运行。

在甲醇车间近年来的生产过程中，单台水冷器生产存在一定问题，主要包括：1.我公司地处山区，水资源缺乏，造成整个循环水系统补水困难，经长期使用的循环水水质较差，污泥、藻类物质较多，这些杂质随循环水进入合成水冷器壳程，在长时间运行后造成水冷器换热效果变差，出口合成气温度升高（夏季时合成水冷器出口温度最高达到55℃），合成气中的甲醇蒸汽不能顺利冷却（甲醇沸点64.5℃），造成甲醇产量下降，而且无法冷却下来的甲醇蒸汽进入二合一机组循环段，将对二合一机组叶轮造成冲刷，造成机组运行工况下降，转子振动增大，影响二合一机组使用寿命，二合一机组维修在无备用转子的情况下，至少需要停车检修40天左右，将严重影响甲醇正常生产。

2.合成水冷器单台运行，若水冷器出现泄漏，需要维修处理时，甲醇系统必须停车，停车时间在20小时左右，影响甲醇产量。

3.一旦合成水冷器泄漏，甲醇蒸汽将串入循环水系统，势必造成循环水系统cod升高，水质将进一步恶化，形成恶性循环，更难保证甲醇正常生产。

二、改造方案鉴于上述情况，经车间领导研究并到兄弟单位实地考察后，建议甲醇合成系统增加一套复合型变频蒸发式冷却器，新增蒸发式冷却器与原来水冷器并联设计，并分别设置阀门进行控制，正常生产时新增蒸发式冷却器单独运行即可满足生产需要，当蒸发式冷却器出现问题需要检修时，可将蒸发式冷却器切出，投用原合成水冷器，不用停车检修，若在夏季气温过高时，两套冷却器共用可增大冷量，使合成冷却器气体出口温度降到工艺指标要求温度，满足夏季生产需要。

50万吨年甲醇精馏工段及加压塔冷却器设计

50万吨/年甲醇精馏工段及加压塔冷却器设计摘要本文对甲醇精馏双塔工艺、三塔工艺、四塔工艺和五塔工艺进行了简要地介绍，通过对不同工艺地对比显示出五塔工艺地优越性.新型五塔工艺在四塔工艺高压塔后面加了个中压塔，可在高压塔底部和中压塔顶部与中压塔顶部和常压塔底部实现高效热集成，并用加压塔底部废热作为回收塔热源，节约能源.通过本课题地设计了解甲醇精馏地发展历程和国内外地研究现状，熟悉甲醇精馏工艺流程、技术设备等.应用aspen对五塔流程全程进行了初步地物料衡算，并且对加压塔甲醇冷却器进行了初步地设计.最后绘制出五塔工艺地PFD图、加压塔PID图、设备图和设备布置图.关键词：甲醇精馏多效精馏 Aspen Plus流程模拟AbstractThis paper described two columns distillation process,three columns distillation process , four columns distillation process and five distillation process in methanol rectificationtechnology ,showed the advantage of the five columns rectification process.The new five-column scheme adds a medium-pressure column after the original higher-pressure column. The five-column arrangement creates a multi-effect distillation configuration involving efficient heat integration between higher-pressure and medium-pressure columns and medium-pressure and atmospheric columns.And used the waste heat at the bottom of higher-pressure as recovery column's source of heat,which is energy-saving. Understanding of this issue through the design development process and the methanol distillation research status at home and abroad, familiar with the methanol distillation process, and technical equipment. The aspen software is applied to a preliminary balance of five column. Making a preliminary design for the condenser of higer-pressure column. Finally draw the process flow chart, flow chart with a control point of materials, equipment layout drawings and equipment.Keywords：Methanol Distillation Multi-effect distillation Aspen Plus process simulation第一章综述 (6)1.1概述 (6)1.1.2 甲醇地用途 (6)1.1.3 国内甲醇地工业现状和发展前景 (8)1.1.4 国内外甲醇生产工艺技术 (9)1.1.5 粗甲醇地组成 (13)1.2工艺流程选择 (14)1.2.1普通双塔流程 (14)1.2.2三塔精馏工艺 (16)1.2.3双效法四塔精馏工艺流程 (18)1.2.4五塔流程 (20)1.3选择甲醇工艺流程地依据 (21)1.4甲醇精馏残液回收技术 (21)1.5换热器 (23)1.5.1换热器分类 (23)1.5.2管壳式换热器工艺设计 (24)第二章五塔工艺条件设计 (25)2.1 物料衡算 (25)2.1.1 操作条件 (25)2.1.2 物料衡算 (25)2.2五塔地精确计算 (32)2.2.1五塔塔板数 (32)2.2.2五塔实际模拟 (35)第三章加压塔冷却器地设计 (39)3.1确定设计方案 (39)3.2确定物性数据 (39)3.2.1计算总传热系数 (39)3.2.2 工艺结构尺寸 (40)3.3换热器核算 (42)3.4 确定折流挡板形状和尺寸 (46)3.5 波形膨胀节 (46)3.6 设备主要附件地选择 (47)3.6.1 接管及法兰地选型 (47)3.6.2 左管板地选型 (49)3.6.2 换热管地选择 (49)3.6.3 左管箱短节地选择 (50)3.6.4 左管箱封头地选择 (50)3.6.5 左管箱隔板地选择 (50)3.6.6 左管箱法兰和密封垫片地选型 (51)3.6.7 右管板 (51)3.6.9 鞍座地选型 (51)3.7 设计结果一览表 (52)结论 (53)参考文献 (54)符号说明 (55)附图 (56)附图一全程地物料流程图 (56)附图二加压塔地带控制点地工艺流程图 (56)附图三平面地设备布置图 (56)附图四换热器地设备图 (56)第一章综述1.1概述1.1.1甲醇地性质及用途甲醇又名木醇，无色、透明、高度挥发、易燃液体.略有酒精气味.分子式 C-H4-O.分子量32.04.相对密度0.792(20/4℃).熔点-97.8℃.沸点64.5℃.闪点 12.22℃.自燃点463.89℃.蒸汽密度 1.11.蒸汽压 13.33KPa(100mmHg 21.2℃).蒸汽与空气混合物爆炸下限 6～36.5 % .分子结构：C原子以sp3杂化轨道成键，O原子以sp3杂化轨道成键.分子为极性分子.最早从木材干馏得到所以又称木醇或木精.甲醇是无色有酒精气味易挥发地液体，能溶于水和许多有机溶剂.甲醇有巨毒，误饮5～10毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡.1.1.2 甲醇地用途甲醇是一种重要地有机化工原料,应用广泛，它地下游产品种类很多，结合市场需求.发展国内市场紧缺，特别是可以替代石油化工产品地甲醇下游产品，是未来大规模发展甲醇生产，提高甲醇竞争力地主要方向.甲醇是一种重要地有机化工原料，主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲酵总产量地一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少地原料.用甲醇作甲基化试剂可生产丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲胺、甲基苯胺、甲烷氯化物等；甲醇羰基化可生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等重要有机合成中间体，它们是制造各种染料、药品、农药、炸药、香料、喷漆地原料，目前用甲醇合成乙二醇、乙醛、乙醇也日益受到重视.甲醇也是一种重要地有机溶剂，其溶解性能优于乙醇，可用于调制油漆.一些无机盐如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵、氯化钠都或多或少地能溶于甲醇.作为一种良好地萃取剂，甲醇在分析化学中可用于一些物质地分离，还用于检验和测定硼.甲醇还是一种优良燃料可作能源.在汽车燃油中可直接添加3-5％地甲酵，目前直接将甲醇当燃料已引起世界各国地兴趣，它已被某些发电站作燃料. 1985年5月加拿大政府曾宣布过一项全国计划，实验用甲醇做公共汽车和运输卡车地燃料.1987年我国在北京顺义也建成投产第一座年产万吨地甲醇汽油厂，甲醇汽油中50%地汽油、40％地甲醇和10％地添加剂组成.前些年我国汽车用“高比例甲醇汽油”地研制和应用也取得成果，并通过鉴定.使用这种燃料汽车发动机无需改装，燃料辛烷值高，造成空气污染远比柴油、汽油要小，该项科技成果对缓解我国燃油短缺，促进煤炭深加工和环境保护有重要意义.在宇宙航空中甲醇能作火箭燃料.甲醇可作为防冻剂使用，严冬时节在汽车水箱中添加适量甲醇，能使水箱中循环冷却水不冻，在禁酒国家中甲醇用作酒精变性剂，将甲醇掺在乙醇之中得到变性乙醇，具有一定毒性使之不宜饮用.甲醇经微生物发酵可生产甲醇蛋白，富含维生素和蛋白质，具有营养价值高而成本低地优点，是颇有发展前景地饲料添加剂,能广泛用于牲畜、家禽、鱼类地饲养.甲醇制烯烃地MTO工艺和甲醇制丙烯地MTP工艺是目前重要地C1化工技术，是以煤基或天然气基合成地甲醇为原料，生产低碳烯烃地化工工艺技术，是以煤替代石油生产乙烯、丙烯等产品地核心技术.随着我国国民经济地发展及对低碳烯烃需求地日渐攀升，作为乙烯生产原料地石脑油、轻柴油等原料资源，面临着越来越严重地短缺局面.因此，加快甲醇制烯烃工艺地工业应用问题引起了各方面地重视.石油资源短缺已成为我国乙烯工业发展地主要瓶颈之一，国民经济地持续健康发展要求我们必须依托自身地资源优势发展石化基础原料生产，国际油价地节节攀升使MTO/MTP工程地经济性更具竞争力.甲醇制低碳烯烃(MTO/MTP)工程将成为众多煤化工工程产业链中地重要一环.国外研究实践表明，用甲醇生长促进剂喷施在不同地农作物上，可以大量增产.另外喷施甲醇生长促进剂后，农作物还会保持枝叶鲜嫩、茁壮茂盛，有利于干旱地区农作物地生长，近几年来，甲醇生长促进剂地肥效作用已经引起国内外专家地高度重视.无论从甲醇下游产品开发，还是从饲料工业需求角度分析，甲醇蛋白都是十分重要且极具市场潜力和发展前景地产品.以甲醇为原料经微生物发酵生产地甲醇蛋白被称为第二代单细胞蛋白.据中国农科院饲料研究所地有关专家分析，到2010年和2020年，我国蛋白质饲料需求量分别为0.6亿吨和0.72亿吨，而资源供给量仅为0.22亿吨和0.24亿吨，供需缺口分别为 0.38亿吨和0.48亿吨，如果到2010年10%地蛋白质缺口由甲醇蛋白顶替，则需求量为380万吨.这个数字如果能够实现，对甲醇工业地意义将十分重大.1.1.3 国内甲醇地工业现状和发展前景国内甲醇生产始于1957 年, 以小甲醇起家.2004 年全国生产能力已超过6000kt/ a.规模在200kt/ a 地仅两套, 分别在上海焦化有限公司和陕西榆林天然气公司, 另外, 内蒙古苏里格天然气化工股份有限公司建有一套180kt/ a 装置.100kt/ a 规模地有9 套.40～100kt/ a( 不含100 kt/ a) 规模地有22套.其余小甲醇均为联醇装置.近年来, 我国甲醇产量有较大地增长, 1998～2005 年, 年均增长率为19. 8% .虽然国内甲醇产量增长很快, 但装置开工率一直较低, 尤其是在1998～2002 年, 开工率一直在40%～55% .2003、2004 和2005 年由于甲醇需求旺盛、价格高, 开工率上升到近年来地高峰, 达到62%、73%和77% .国内甲醇装置开工率低地主要原因是我国联醇装置产能约占总产能地50%左右, 多数联醇装置规模小、产品成本高、缺乏竞争力, 造成开工严重不足.近年我国甲醇需求迅速增长, 消费量已由1998年地2151kt 增长到2005 年地6705. 80kt, 1998～2005 年均增长速度为17. 7% .虽然我国甲醇生产能力已不算低, 但是由于规模小、竞争力差, 每年还是要进口大量地甲醇, 除了2002 年进口量达到1800kt以外, 其他年份均在1300～1400 kt, 2005 年进口量为1360kt.近两年国内甲醇产能地大幅增长, 使得甲醇地国内满足率大幅上升, 2005 年国内满足率达77%.满足率上升地主要原因是国内经济地快速增长使得甲醇地需求大幅增加.另外, 世界范围内能源( 石油、煤炭、天然气) 价格地上涨, 造成了化工产品价格大幅飙升, 甲醇价格也达到近年来地高峰, 而且一直维持在高位徘徊.甲醇地高价格刺激了企业地生产, 使得国内产量大幅增加.2002～2005 年产量年增长率达到45. 9% .客观地说, 虽然甲醇行业发展很快, 但整体水平仍然较低, 尤其是煤炭、动力、运费等价格地上涨, 使得甲醇生产成本在不断增加.甲醇地下游衍生物主要有甲醛、醋酸、MTBE、甲胺、对苯二甲酸二甲酯、聚乙烯醇、甲烷氯化物、甲基丙烯酸甲酯、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯等.2005 年在甲醇衍生物消费结构中, 甲醛是第一消费大户, 占38. 9% 。

甲醇设计(参考)讲解

2 煤制甲醇概述2.2操作条件（1）年产甲醇量：36万t/a（2）年操作时间：7200小时（本次请你330天计算）2.3设计依据（1）.西安建筑科技大学化工教研室下发的“毕业论文设计任务书”；（2）.中华人民共和国煤、甲醇行业标准；（3）.中华人民共和国化工行业标准；（4）.中华人民共和国国家钢制压力容器标准。

2.4设计原则（1）采用先进成熟的Lurgi低压法甲醇合成工艺；（2）依国内现有的技术、设备及条件的基础上，对工艺流程及合成反应器进行改进（3）采用一乙醇胺法脱硫工艺，加氢串氧化锌工艺脱硫提高脱硫效果，保证合成气总硫≤0.1×10-6；（4）甲醇精馏采用三塔流程，提高精馏效率，保证了精甲醇的质量，降低蒸汽消耗；（5）回收甲醇合成弛放气并返送至合成氨系统，降低原料消耗，减少污染。

2.5工艺原理及流程2.5.1流程图图2.1 甲醇合成工艺流程2.5.2流程介绍首先制气，将原料煤和水及蒸汽通入气化炉进行加热反应，其中的煤尘要降尘，灰通入循环水槽回收以防止污染环境。

从气化炉出来的气体经洗涤器通入废热锅炉进行预热，其后的气体要净化。

先进行煤气脱硫，因为出来的气体含有大量的灰尘及硫化物，通入入口水封的水箱后进入煤气脱硫塔进行脱硫，由于出来的气体含有大量的油雾，所以要先通入旋流板除雾器后进入气柜。

其中的气体先进行CO变换，从气柜出来的气体通入活性炭过滤器，然后再进入第一、二煤气换热器换热后通入变换炉变换后将变换气冷却至45℃进行分离，通入变换气脱硫塔进行脱硫后，通入CO2吸收塔将CO2吸收，后通入净化气冷却器将气体冷却，然后通入净化器分离器进行分离后，净化气再进行干法脱硫.由于甲醇合成催化剂要求气体总含硫量≤0.1×10-6,所以还要进行干法脱硫以达到要求。

先后分别通入预脱塔、预热器、水解塔、精脱塔后才能进行甲醇合成。

新鲜气先压缩通入甲醇合成塔进行合成，后经中间换热器换热，再经过甲醇分离器进行分离后通入粗甲醇储罐，其中甲醇分离器分离的部分气体有驰放气去氨系统，一部分经循环气压缩机再通入甲醇合成塔进行循环。

甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器设计书化工单元操作课程设计化工单元操作课程设计题目甲醇冷凝冷却器的设计学院应用技术学院专业石油化工生产技术班级2012级学号**********学生姓名舒洋完成日期2013年12月目录一、设计任务书 (2)二、方案简介 (3)三、选型与设计指导思想 (4)四、设计方案 (5)1、确定设计方案 (5)2、确定物性数据 (5)3、计算总传热系数 (6)4、计算传热面积 (7)5、工艺结构尺寸 (7)6、换热器核算 (10)五、设计结果一览表 (14)六、主要符号说明 (15)设计任务书1、设计题目甲醇冷凝冷却器的设计2、设计任务及操作条件（1）处理能力11000 kg/h甲醇。

（2）设备形式列管式换热器（3）操作条件①甲醇：入口温度64℃，出口温度50℃，压力为常压。

②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃，压力为0.3MPa。

③允许压降：不大于105 Pa。

④每年按330天计，每天24小时连续运作。

3、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算。

方案简介本设计任务是利用循环水给甲醇降温。

利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。

选择换热器时，要遵循经济、传热效果优、方便清洗、符合实际需要等原则。

换热器分为几大类：夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器、热管式换热器、列管式换热器等。

如下表所示，不同的换热器适用于不同的场合。

而列管式换热器在生产中被广泛利用。

它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大，尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。

选型与设计指导思想目前，我国已制定了管壳式换热器系列标准，设计过程中应尽可能选用系列化的标准产品，这样可以简化设计的加工。

但是实际生产条件千变万化，当系列化产品不能满足需要时，仍应根据生产的具体要求而自行设计非系列标准的换热器。

确定设计方案应遵循的主要原则为：满足工艺和操作的要求，经济效益好，确保生产安全。

甲醇冷凝冷却器的设计

甲醇冷凝冷却器的设计甲醇冷凝冷却器是工业过程中常用的设备之一，用于将热力循环系统中的甲醇蒸汽冷却并转化为液态甲醇。

它的设计对于提高生产效率和降低能源消耗具有重要意义。

本文将从设备选择、结构设计、运行参数以及维护保养等方面介绍甲醇冷凝冷却器的设计要点。

首先，在选择甲醇冷凝冷却器设备时，应考虑生产规模、甲醇冷凝量、工艺要求等因素。

常见的设备有板式冷凝器、管壳式冷凝器以及换热管冷凝器等。

其中，管壳式冷凝器由于其较大的换热面积和适应性强的优点，多被工业生产中采用。

其次，在结构设计方面，甲醇冷凝冷却器应具备良好的传热性能和流体动力特性。

合理设计冷凝管束的间距和管道尺寸，以确保冷却剂在冷凝器内充分接触甲醇蒸汽，并能快速传热。

此外，冷凝器应设置泄露口和底部排污装置，以保证设备的安全运行。

在运行参数的选择方面，需要根据生产工艺的要求和环境条件，确定甲醇冷凝温度、冷凝压力、冷却剂流量等参数。

合理选择冷凝温度可有效提高甲醇冷凝效果，减少能源浪费。

同时，冷却剂的流量和速度也需要进行适当的调整，以确保冷凝器的散热效果。

最后，在维护保养方面，甲醇冷凝冷却器的防腐保养工作尤为重要。

由于甲醇具有腐蚀性，冷凝器内部壁面往往会产生积垢和腐蚀。

因此，定期进行冷凝器的清洗和防腐处理是必要的。

此外，要加强设备的检查和维修工作，及时发现并解决冷凝器内部的故障问题，确保设备的正常运行。

综上所述，甲醇冷凝冷却器的设计要点包括设备选择、结构设计、运行参数选择以及维护保养等方面。

合理设计和选择冷凝器设备，优化结构设计，合理确定运行参数，并加强维护保养工作，可以有效提高甲醇冷凝冷却器的工作效率和寿命，为工业生产提供有力的技术支持。

甲醇冷凝器设计计算

1.1 确定物性数据热流体进口温度：337.85K,出口温度：337.85K 冷流体进口温度：300.15K,出口温度：317.15K 定性温度:可取流体进口温度的平均值。

壳程甲醇蒸气的定性温度为T =337.85K ，2T =337.85K ，1T = 337.85K管程冷却水的定性温度为1t =300.15K ，2t =317.15 ， t=(300.15+317.15)/2=308.15K根据定性温度，分别查取相关文献[1]，【2】壳程和管程流体的有关物性数据甲醇蒸气在337.15K 下的物性数据: 密度 ρ1=1.193/Kg m 定压比热容 p1c =1.620/()KJ Kg K ⋅ 热导率 λ1 =0.013/()KJ Kg K ⋅ 粘度 μ1 =0.011mPa s ⋅ 汽化潜热 γ =1100/KJ Kg 冷却水在308.15K 下的有关物性数据: 密度 ρ0=994.063/Kg m 定压比热容 p0c =4.165/()KJ Kg K ⋅ 热导率 λ0 =0.623/()KJ Kg K ⋅ 粘度 μ0 =0.7245mPa s ⋅ 1.2 估算传热面积 1.2.1热流量甲醇质量流量：s1W =1.2×3600×1.19=5140.8/h Kg =1.428/s Kg甲醇热负荷：1Q '=5140.8×1100=5.655×610/KJ h =1570.8KW1.2.2平均传热温差t ∆m=t t ln t -2121∆∆∆∆t =5.1317-5.83375.1300-85.337ln 5.1317-5.8337-5.1300-85.337）（）（K 628.3 ≈ 其中t 1∆=t -11T ，t Δ2=t -22T ，T 1=T 2=337.85K 1.2.3冷却水用量s0W =）（t C Q p Δ000=5.655×610/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2/h Kg=22.2/s Kg 1.2.4传热面积初值估算查文献[1]取总传热系数K=8002/()W m K ⋅估算传热面积:A 估=）（t K Q Δm =1570.8×310/（800×28.36）=69.2352m 1.3 核算总传热系数K 1.3.1管径和管内流速选用Φ19mm ×2mm 的碳钢管，取管内u i =0.57m /s ,其内径m i 015.0d =，外径m d o 019.0=1.3.2计算管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数u d V n i 2i e 4π==.57015.0085.706.099422.22⨯⨯=221.83≈221（根）按单管程计算，所需传热管长度为L =n d A e o π估=22119.004.1369.235××=5.25m 根据传统换热器管长可取6米单程换热器，则传热管总根数N T =221（根）1.3.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数R=5.1300-5.13175.8337-5.8337=0P=5.1300-5.83375.1300-5.1317=0.45查文献[4]，按单壳程温差校正系数应查有关图表。

甲醇冷却器的工艺设计

甲醇冷却器的工艺设计甲醇冷却器的工艺设计一、概述甲醇冷却器是一种用于降低甲醇温度的设备，通常用于化工、石化等行业。

本文将介绍甲醇冷却器的工艺设计，包括设计原则、选材、结构设计、制造工艺等方面。

二、设计原则1. 安全性：甲醇为易燃易爆物质，因此冷却器的设计必须符合安全要求。

2. 效率性：冷却器的主要作用是降低甲醇温度，因此需要保证其散热效率。

3. 经济性：在保证安全和效率的前提下，应尽量减少成本。

三、选材1. 管道材料：建议使用不锈钢或碳钢等耐腐蚀材料。

2. 冷却介质：可选用水或空气作为冷却介质。

四、结构设计1. 管道布局：应根据实际情况确定管道布局方式，一般采用多级串联或并联方式。

2. 管子直径：管子直径应根据流量和压力损失计算确定。

3. 管子长度：管子长度应根据实际情况确定，一般建议在5-10米之间。

4. 换热面积：应根据甲醇流量和温度差计算确定，一般建议在10-50平方米之间。

5. 冷却介质流量：应根据甲醇流量和温度差计算确定，一般建议在1-3倍之间。

五、制造工艺1. 切管：将不锈钢或碳钢管材按照设计要求切割成相应长度。

2. 弯管：将切好的管子按照设计要求进行弯曲处理。

3. 焊接：将弯好的管子进行焊接处理，确保其密封性和安全性。

4. 安装：将焊接好的管道安装到冷却器设备中，并连接相应的冷却介质进出口。

六、总结甲醇冷却器是一种重要的化工设备，其设计必须符合安全、效率和经济等原则。

在选材、结构设计和制造工艺等方面都需要严格把控，以确保其质量和可靠性。

甲醇冷凝器设计计算

1.1 确定物性数据热流体进口温度：337.85K,出口温度：337.85K冷流体进口温度：300.15K,出口温度：317.15K定性温度:可取流体进口温度的平均值。

壳程甲醇蒸气的定性温度为T =337.85K ，2T =337.85K ，1T = 337.85K管程冷却水的定性温度为1t =300.15K ，2t =317.15 ， t=(300.15+317.15)/2=308.15K根据定性温度，分别查取相关文献[1]，【2】壳程和管程流体的有关物性数据甲醇蒸气在337.15K 下的物性数据:密度 ρ1=1.193/Kg m定压比热容 p1c =1.620/()KJ Kg K ⋅热导率 λ1 =0.013/()KJ Kg K ⋅粘度 μ1 =0.011mPa s ⋅汽化潜热 γ =1100/KJ Kg冷却水在308.15K 下的有关物性数据:密度 ρ0=994.063/Kg m定压比热容 p0c =4.165/()KJ Kg K ⋅热导率 λ0 =0.623/()KJ Kg K ⋅粘度 μ0 =0.7245mPa s ⋅1.2 估算传热面积1.2.1热流量甲醇质量流量：s1W =1.2×3600×1.19=5140.8/h Kg =1.428/s Kg甲醇热负荷：1Q '=5140.8×1100=5.655×610/KJ h =1570.8KW1.2.2平均传热温差t ∆m =t t ln t -2121∆∆∆∆t =5.1317-5.83375.1300-85.337ln 5.1317-5.8337-5.1300-85.337）（）（K 628.3 ≈ 其中t 1∆=t -11T ，t Δ2=t -22T ，T 1=T 2=337.85K1.2.3冷却水用量s0W =）（t C Q p Δ000=5.655×610/[4.165×（317.15-300.15）]=79867.2/h Kg =22.2/s Kg1.2.4传热面积初值估算查文献[1]取总传热系数K=8002/()W m K ⋅估算传热面积:A 估=）（t K Q Δm =1570.8×310/（800×28.36）=69.2352m1.3 核算总传热系数K1.3.1管径和管内流速选用Φ19mm ×2mm 的碳钢管，取管内u i =0.57m /s ,其内径m i 015.0d =，外径m d o 019.0= 1.3.2计算管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数u d Vn i 2i e 4π==.57015.0085.706.099422.22⨯⨯=221.83≈221（根）按单管程计算，所需传热管长度为L =n d A e o π估=22119.004.1369.235××=5.25m 根据传统换热器管长可取6米单程换热器，则传热管总根数N T =221（根）1.3.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数 R=5.1300-5.13175.8337-5.8337=0 P=5.1300-5.83375.1300-5.1317=0.45 查文献[4]，按单壳程温差校正系数应查有关图表。

甲醇溶液冷却器设计

伞板式换热器是在六十年代我国独创的一种新型高效式换热器。它不仅具有一般板式换热器的特点，同时还具有螺旋通道，兼有螺旋板换热器的一些特点。由于它制造简便，加工过程简化，成程。
在化工生产中，除了遇到高温、高压、高真空和深冷等一些操作条件以外，有时还常常伴随着所处理物料的强烈腐蚀性，为了在换热过程中能妥善的解决这个问题提出和
使用了一些新型材料的换热器，如玻璃、石墨和聚四氟乙烯等非金属材料以及钛、钽、锆等稀有金属材料制作的换热器,以此达到耐热、耐压和防腐的效果。玻璃换热器主要应用于制药工业生产中，石墨换热器主要用来处理盐酸、硫酸、醋酸和磷酸等腐蚀介质的生产场合。国内石墨换热器在农药生产中用得较多。美国“石墨换热设备公司”生产的石墨换热器有100多种型号，面积从0.16～240㎡，操作温度可达800℃，操作压力可达2.0Mpa。联邦德国更为广泛地使用块状石墨换热器，同时也制作了一种石墨板式换热器，用于两腐蚀介质之间的换热。聚四氟乙烯换热器主要用于冷却各种浓度的硫酸，加热腐蚀性极强的氯化物溶液和醋酸，用于混合二甲苯冷却器、矿用泥浆冷却器和加热苛刻性介质等。钛、钽、锆等稀有金属换热器也开始应用于化工生产中，虽然这些金属价格很昂贵，但由于它们具有一些优良特性，而得到推广使用。国内钛换热器早已开始应用于氯碱工业(钛制外冷器，氨母液换热器等的使用，解决了氯碱行业长期以来换热管腐蚀，结疤等严重问题)。
在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程，如加热、冷却、蒸发和冷凝等。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺上的需求。换热器随使用目的的不同，可分为：热交换器、加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。在换热设备中，应用最为广泛的是管壳式换热器。目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量的使用。尤其在化工生产中，无论是国内还是国外，它在所有的换热器设备中，仍占主导地位。它具有选材范围广，换热表面清洗较方便，适应性强，处理能力大，能承受高温和高压等特点，因此它的使用范围不断扩大。工艺上要求裂化气进行冷却，然后进行深冷分离，其中所使用的高温高压气体冷却器，大都采用管壳式结构，由于现代化工厂的生产规模日益增大，换热设备也相应的向大型化方向发展，以降低动力消耗，减少占地面积和金属消耗，管壳式结构的换热器就能满足这一要求。