某三甘醇天然气脱水工艺设计——换热器选型.docVIP

重庆科技学院 《油气集输工程》 课程设计报告 院（系）:_石油与天然气工程学院_ 专业班级:油气储运09-2 学生姓名: 向晋宏 学 号: 2009443854 设计地点（单位）____________K713__ __ ________ __设计题目: 某三甘醇天然气脱水工艺设计——换热器选型 完成日期： 2012 年 6 月 20日  指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _ 成绩（五级记分制）:______ __________  指导教师（签字）:________ ________ 摘要 热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备，换热器是石油工业及其它行业中广泛使用的热量交换设备。通常在石油中，换热器约占全部工艺设备投资的35-40%。石油装置中的换热设备，应用最广泛的是管壳式换热器。裕度 1确定设计方案 确定设计方案的原则:满足工艺和操作上的要求，确保安全生产，做到经济、技术上的合理，即尽可能节省设备费用和操作费用。根据《换热器设计手册》和《天然气集输工程》的一般设计，贫甘醇应走壳程，富甘醇应走管程。由给出的温度考虑，两液体应该是逆流设计。 1.1选择换热器的类型 贫/富甘醇进口与出口温度： 贫甘醇进口温度196℃，出口温度为86℃； 富甘醇进口温度为32℃，出口温度为t。 计算贫甘醇热负荷： 贫甘醇在平均温度为144℃的比热容为2.86， 贫甘醇热负荷为： 计算富甘醇出口温度： 假定富甘醇出口温度为149℃。富甘醇（99.0%）在88.5℃时的比热容为 2.6157 由热量平衡确定富甘醇的出口温度，经迭代计算得： t=149℃ 从两流体的温度来看，换热器的管壁温度和壳体壁温之差不会很大，因此初步确定选用固定管板式换热器。 1.2固定管板式换热器主要特点 （1）耐腐蚀性：聚丙烯具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸，碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎直到100℃都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、径、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。 （2）耐温性：聚丙烯塑料熔点为164-174℃，因此使用温度可达110-125℃。 （3）无毒性：不结垢，不污染介质，也可用于食品工业。 （4）重量轻：对设备安装维修极为方便。 1.3固定管板式换热器可选用和设计步骤 （1）确定设计方案。 （2）计算传热量和平均温差，平均温差一般按逆流计算后再用系数校正。 （3）估算总传热系数和冷却水的流速，估计传热面积。 （4）计算出单程管数、管长，确定选用哪种型号的换热器。管程数Np,壳程数Ns,总管数N等. （5）核算总传热系数K，若与假设值相差不大（/=1.15~1.25）就不再重新计算，否则应重新K值选型。 （6）校核传热面积，若欲度在15%~28%之间不再重新计算。 （7）校核壁温，与初始假设壁温相差在±1℃范围内不再重新计算。 （8）计算管程、壳程阻力损失。 1.4流速的选择 流体在壳程或管程内的流速增大，不仅对流传热系数增大，也可减少杂质沉积或结垢，但流体阻力也相应增大。故应选择适宜的流速，通常根据经验选取。表1、表2附出了一些经验值。 表 管壳式换热器中常用的流速范围 S-1） 管程 壳程 低黏度流体 0.5 ～～ 易结垢流体 1 0.5 气体 5～～ 表管壳式换热器中不同粘度液体的常用流速液体粘度，mPas 1500 1500～500 500～100 100～35 35～1 1 最大流速，m/s 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4 壳程贫甘醇的定性温度为： 富甘醇在90.5℃的有关物性数据如下： 密度：=1086kg/m3 定压热容比：=4190J/(kg·K) 热导率：=0.662W/(m·K) 粘度：=0.00054Pa·s 液化热：=2168.1kJ/kg 贫甘醇在142℃的有关物性数据如下： 密度：=1047kg/m3 定压热容比：