南京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

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