化工原理课程设计(原料预热器①)
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目录
一、设计题目 __ 错误!未定义书签。
二、设计依据 __ 错误!未定义书签。
三、设计要求 __ 错误!未定义书签。
第1节:物料衡算、热量衡算 _________________________ 错误!未定义书签。
1.精馏塔物料衡算_________________________________________ 错误!未定义书签。
2.冷凝器物料衡算及热量衡算_______________________________ 错误!未定义书签。
3.产品冷却器物料衡算及热量衡算___________________________ 错误!未定义书签。
4.原料预热器(1)的物料衡算及热量衡算____________________ 错误!未定义书签。
5.原料预热器(2)的物料衡算及热量衡算____________________ 错误!未定义书签。
6.再沸器的物料衡算及热量衡算_____________________________ 错误!未定义书签。
7.物料衡算汇总表_________________________________________ 错误!未定义书签。
8.热量衡算及换热器要求汇总表_____________________________ 错误!未定义书签。
第2节:列管式换热器选型及校核(原料预热器①)______ 错误!未定义书签。
1.初选原料预热器(1)规格________________________________ 错误!未定义书签。
2.核算总传热系数_________________________________________ 错误!未定义书签。
第3节:所选固定管板式换热器的结构说明______________ 错误!未定义书签。
1.管程结构_______________________________________________ 错误!未定义书签。
2.壳体结构_______________________________________________ 错误!未定义书签。
3.其他主要附件___________________________________________ 错误!未定义书签。
第4节:换热器的主要结构和计算结果 _________________ 错误!未定义书签。
第5节:参考文献及资料_____________________________ 错误!未定义书签。
附_________ 错误!未定义书签。
设计任务书
一、设计题目:乙醇水精馏系统换热器设计
二、设计依据:
1、产量:7万吨
2、年工作时间:330天
3、原料乙醇:浓度50%(质量),出库温度25℃
4、产品乙醇:浓度95%(质量),入库温度≤45℃
5、乙醇回收率:%
6、原料乙醇泡点进料,回流比R=
7、循环冷却水进口温度:30℃
8、再沸器饱和水蒸气温度:150℃
9、系统散热损失:不考虑系统散热损失
10、换热器KA值裕度:20~40%
11、原料预热器(2)设计
三、设计要求:
第1节:物料衡算、热量衡算
1.精馏塔物料衡算
乙醇、水的相对分子质量为M乙醇=mol,M水=mol
由原料乙醇质量浓度为50%得原料乙醇的摩尔分率为:
F=
50%/M X 50%/M M 50%/46.07
=50%/46.07+50%/18.02=0.2812乙醇
乙醇水
+50%/ 由产品乙醇质量浓度为95%得产品乙醇的摩尔分率为:
D 95%/X =
95%/95%/46.07
95%/46.075%/18.020.8814M M =
+=乙醇
乙醇水
+5%/M 原料F 、塔顶馏出液D 的平均相对分子质量:
F X M /F F M X g mol
=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=25.91乙醇水(1-)=0.2812(1-0.2812) D D D X M 8814881442.74/M X g mol
=⨯M +⨯⨯46.07+⨯18.02=乙醇水(1-)=0.(1-0.) 塔顶产品流率D :
(33024)D M
D M h
=
⨯⨯
()7
371042.7433024206.79/8.83810/h kmol h kg h
⨯=
⨯⨯==⨯
由乙醇回收率99.5%D
F
DX FX η=
=得:
206.790.8814
0.28120.995651.42/D F DX F X kmol h
η
=⨯=
⨯=
4
651.4225.9116878.29/1.68810/F kg h
kg h =⨯=≈⨯
流率W :
651.42206.79444.63/W F D
kmol h
=-=-= 塔底残液摩尔分率:
3651.420.2812206.790.8814444.63
2.0610F D
W FX DX X W
--=
⨯-⨯=
=⨯
塔底残液W 的平均相对分子质量:
()()mol g M X M X M W W W /08.1802.181006.2-107.461006.213-3-=⨯⨯+⨯⨯=⨯-+⨯=水
乙醇 3444.6318.08
8038.91/8.04010/W kg h kg h
=⨯=≈⨯ 计算R min