二甲苯生產(chǎn)工藝中的主要設(shè)備計算及選型分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u6294二甲苯生產(chǎn)工藝中的主要設(shè)備計算及選型分析案例 1135851.1反應器選型 2125091.1.1反應器類型 2322361.1.2反應器的種類 2309381.1.3反應條件的選擇 3141941.1.4反應器體積設(shè)計 3113761.1.5傳熱校核 4159551.1.6熱負荷 4277861.1.6.1總傳熱系數(shù)（含污垢熱阻） 4212381.1.7反應器設(shè)計條件 6139331.1.8反應器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 6189521.1.9反應器設(shè)計小結(jié) 837521.1.11反應器裝配圖 9220511.2塔設(shè)備選型 10175471.2.1二甲苯精餾塔的設(shè)計（T0402） 10235401.2.2T0402填料選擇 1367301.2.3填料裝填與水力校核 1331461.2.4T0402內(nèi)部構(gòu)件選型與設(shè)計 16161771.2.5二甲苯精餾塔結(jié)構(gòu)設(shè)計 1871601.2.6精餾塔裝配圖 21134701.2.9塔設(shè)備一覽表 22285291.3換熱器選型（以E-101AB為例） 23152531.3.1工藝參數(shù)確定 231291.3.2換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 2561871.3.3換熱器結(jié)構(gòu)校核 28139691.3.4換熱器計算與校核小結(jié) 3284811.3.7換熱器選型一覽表 33282521.3.8換熱器裝配圖 3413691.4泵選型（以P-101AB為例） 35158981.5儲罐選型 3727641.1.1原料儲罐 3772201.1.2產(chǎn)品儲罐 38143871.1.3儲罐選型一覽表 3839711.6壓縮機選型 38296581.6.1壓縮機工藝參數(shù) 388771.6.2壓縮機,鼓風機選型一覽表 39278066總結(jié) 401.1反應器選型1.1.1反應器類型本設(shè)計中加氫、氧化均是放熱反應。該設(shè)計中的主要反應是由固體催化劑催化的氣相反應。典型的氣固相反應器主要包含三種類型：固定床，流化床和移動床。1.1.1.1固定床反應器固定床反應器也稱為填充床反應器，它是填充有固體催化劑以實現(xiàn)多相反應的反應器。固體催化劑通常為粒徑為2-15mm的顆粒形式，并堆疊成一定高度（或厚度）的層。床是固定的，流體會通過它起反應[11]AdiabaticFixed-BedReactors[A].ElsevierInc.201511][11]AdiabaticFixed-BedReactors[A].ElsevierInc.20151.1.1.2流化床反應器流化床反應器是使用氣體或液體通過粒狀固體床以使固體顆粒懸浮并進行氣固反應過程或液固反應過程的反應器。當用于氣固系統(tǒng)時，它們也稱為流化床反應器。1.1.1.3移動床反應器移動床類似于固定床，除了固體顆粒在頂部連續(xù)添加并在底部排出之外。移動床離子交換樹脂位于交換器，再生器和洗滌塔之間，周期性流動離子交換裝置。1.1.1.4各類反應器區(qū)別固定床可以處理灰分高，灰分高的煤。投資少，環(huán)保差，夾帶床產(chǎn)量最高，但對煤種有特殊要求。流化床目前無法增加壓力，并且提升受到限制。它們之間的主要區(qū)別（無論是物理的還是化學的）取決于材料的應用和特性。固定床和移動床更適合于氣-氣，氣-液和液-液反應。1.1.2反應器的種類主反應為放熱反應，因此不宜在過高的溫度下進行。所以采用固定床殼管式反應器，使催化劑損耗低，返混少，流體和催化劑完全接觸。1.1.2.1換熱方法必須使工段等溫，所以采用導熱系數(shù)較高的熱管、均勻夾套式1.1.2.2加氫反應器的結(jié)構(gòu)加氫反應器類型為絕熱緣固定床催化反應器選擇的換熱介質(zhì)為30℃、1.2MPa導熱油。1.1.3反應條件的選擇反應溫度在80至100℃之間,氫氣和碳5的摩爾比在1.5至3.5之間空速在40h-1左右,用以排除外擴散和內(nèi)擴散的影響。1.1.4反應器體積設(shè)計1.1.4.1反應器進出口物料組成表41進出口物料組成物流進料原料出料反應物溫度/℃38.6495壓力/MPa2.602.55氣相分率0.620.76摩爾流量kmol/h934.09877.05質(zhì)量流量kg/h27938.7427938.74體積流量cum/h627.22820.41各組分質(zhì)量流量kg/hN-C5H1210652.2413732.23甲醇001.1.4.2催化劑裝填的確定空速取為40h-1，由此便可以算出反應器的體積以及反應物在反應器中的停留時間。根據(jù)Aspen的說法，氫化反應器入口處的總體積流量v0為627.22m3/h，因此可以計算出反應的有效總體積：V=Aspen的模擬中，設(shè)定用到了1560根管，管徑為0.05m，管長7m，則反應器的總體積為：V根據(jù)文獻的，催化劑的裝填密度為320kg/m3左右，則催化劑質(zhì)量為：（結(jié)合文獻，得知該反應器的床層縫隙率約為0.433。將這些參數(shù)一并輸入到Aspen的反應器中進行模擬。1.1.5傳熱校核1.1.1.1污垢熱阻對于本反應器的管程來說，由于內(nèi)部通入氫氣和C5，C5屬于有機物氣體，則管壁內(nèi)側(cè)的污垢熱阻為Rs1=0.000158(m2·K)/W，反應器殼程通入中壓飽和水，則管壁外側(cè)的污垢熱阻為Rs2=0.00034(m2·K)/W。1.1.1.2換熱面積換熱總面積（基于反應管外表面）：A式中：A0為換熱總面積，md0為反應管外徑，m；L為反應管管長，m；n為反應管總數(shù)。1.1.6熱負荷由Aspen數(shù)據(jù)得，反應器的熱負荷為5446.7KW1.1.6.1總傳熱系數(shù)（含污垢熱阻）1=11000式中：K2:總傳熱系數(shù)；W/(m2?1:管內(nèi)側(cè)給熱系數(shù)；此處取1000W/(m2?2:管外側(cè)給熱系數(shù)；此處取3500W/(m2d1d2dmb：間壁厚度；m；此處為0.003mk：給熱系數(shù)；W/(m·K)；41.0W/(m·K)Rs1：管內(nèi)污垢熱阻；2m2·K/W；0.000158mRs2：管外污垢熱阻；m2·K/W；0.00034m因此：K再由Δ式中：T1管程進口溫度，T1t1殼程進口溫度，tT2管程出口溫度，T2t2殼程出口溫度，t那么，平均傳熱系數(shù)：A=式中：?tK為總傳熱系數(shù)；Q為傳熱速率，W。面積裕量為：H=因此設(shè)計的換熱面積滿足換熱要求。1.1.6.2導熱油用量反應器殼程利用導熱油進行換熱，對管程強制冷卻，因此導熱油用量為：q1.1.6.3選用材質(zhì)選用0Cr18Ni10Ti作為該反應器的主體材料。支座選用Q235A。管程是80-100℃的混合氣。1.1.7反應器設(shè)計條件1.1.7.1設(shè)計壓力反應器管側(cè)的工作壓力為2.06MPa，反應器中的設(shè)計壓力應為工作壓力的1.1倍。因此，反應器管側(cè)的設(shè)計壓力為2.27MPa。。1.1.7.2設(shè)計溫度反應堆觀測的設(shè)計溫度為100℃，殼側(cè)的設(shè)計溫度為140℃。。1.1.8反應器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計1.1.8.1反應器高度固定床催化反應器反應管內(nèi)徑為d0=50mm,管外徑為d=56mm，管長為L=7m。根據(jù)反應器有效反應體積計算管根數(shù)筒體頂部空間：根據(jù)《壓力容器手冊》，H1=1m;筒體底部空間，根據(jù)《壓力容器手冊》，H2=1m;封頭高度，H3=725mm，其中直邊段H4=20mm；總高度H=7+1+1+2×0.725=10.45m1.1.8.2反應器筒體直徑固定床催化反應器反應管在管板上按正三角形排列，按計算列管式換熱器直徑同樣的方法計算反應器直徑：D=[式中：D為反應器直徑，m；n0t為管心距，m；e為最外管心距殼體的距離，m。管心距t一般取管外徑的1.25倍，故t=1.25d=1.25×56=70mm式中：d為反應管外徑，m；反應器直徑：D==（1560×0.07圓整化后取D=3000mm。1.1.8.3管板本換熱器采用帶環(huán)形槽的強度脹接，以提高抗拉脫力及增強密封性[12]張唯瑋,[12]張唯瑋,陸亞東.脫高塔再冷器的雙管板設(shè)計[J].化工設(shè)備與管道.2012,49(01)該熱交換器采用單個弓形擋板，圓度為40％，擋板的間距為500毫米，板數(shù)為10，厚度為10毫米。1.1.8.4接管（1）進料管尺寸管徑d和管內(nèi)流速u的關(guān)系為：d=其中qv：反應器的體積流量，627.22m3/h；u：流速，20m/s；d=根據(jù)《GB/T8163-2008無縫鋼管規(guī)格表》[13]《GB/T8163-2008無縫鋼管規(guī)格表》13]將上述數(shù)據(jù)圓整到110mm，壁厚8mm，則取φ120×10mm的無縫鋼管。[13]《GB/T8163-2008無縫鋼管規(guī)格表》（2）換熱介質(zhì)接管尺寸反應器冷卻介質(zhì)的體積流量，q依據(jù)上圖，流速取3m/s；d=圓整為95mm，取φ108×6mm的管。表42接管尺寸接管類型物質(zhì)流向內(nèi)徑壁厚外徑物料接管上進下出1108120換熱介質(zhì)接管下進上出956108（3）出料管尺寸由Aspen數(shù)據(jù)可知，氣體進出料流率一致，因此，氣體出料口也選擇外徑為120mm的管子。1.1.8.5氣體分布器進料采用錐形分配器，保證反應物有效供給1.1.8.6人孔選擇500mm直徑，反應堆中總共有3個人孔。1.1.9反應器設(shè)計小結(jié)表43反應器設(shè)計小結(jié)表反應器R-101殼程管程設(shè)計壓力Ps1.32MPa設(shè)計壓力Ps2.27MPa設(shè)計溫度Ts140℃設(shè)計溫度Ts100℃殼程圓筒內(nèi)/外徑3000/3060mm反應管材質(zhì)S22053殼體材質(zhì)0Cr18Ni10Ti管箱筒體材質(zhì)S22053反應器尺寸直徑3.0m長度10.45m反應器列管詳情反應管管徑Φ120×10mm管心距70mm管長7000mm管排列方式正三角形管數(shù)目1560折流板（單弓形，圓缺率為40%）間距500mm計算結(jié)果前端管箱筒體名義厚度δn=22mm后端管箱筒體名義厚度δn=22mm內(nèi)壓圓筒名義厚度δn=30mm前端管箱封頭名義厚度δn=39mm后端管箱封頭名義厚度δn=39mm管板厚度δn=10mm校核結(jié)果校核合格1.1.11反應器裝配圖圖7固定床反應器表44反應器一覽表設(shè)備名稱類型數(shù)量內(nèi)徑/mm設(shè)計溫度/℃設(shè)計壓力/Mpa材料壁厚/mm加氫反應器固定床反應器130001402.270Cr18Ni10Ti10芳構(gòu)化反應器固定床反應器124003702.20Cr18Ni10Ti101.2塔設(shè)備選型1.2.1二甲苯精餾塔的設(shè)計（T0402）1.2.1.1塔設(shè)計條件（1）流股參數(shù)表45二甲苯精餾塔流股情況流股進料塔頂出料塔底出料相態(tài)液相液相液相溫度C160.9214150.6193206.6165壓力bar61.313251.91325摩爾汽相分率000摩爾液相分率111摩爾固相分率000質(zhì)量汽相分率000質(zhì)量液相分率111質(zhì)量固相分率000摩爾焓cal/mol-399.305-431.171-7211.79質(zhì)量焓cal/gm-3.68319-4.05013-57.1769摩爾熵cal/mol-K-92.1486-92.2428-112.803質(zhì)量熵cal/gm-K-0.84998-0.8585-0.89384摩爾密度mol/cc0.0067680.0069160.005667質(zhì)量密度gm/cc0.7337630.7431470.715119焓流量cal/sec-8539.34-8826.66-7953.75平均分子量108.4128107.4461126.201摩爾流量kmol/hr76.9877673.019593.968174質(zhì)量流量kg/hr8346.4617841.673500.7876體積流量l/min189.5813171.95611.67142摩爾流量N-C4H10kmol/hr0001-C5H10kmol/hr7.70E-3500C-C5H10kmol/hr000T-C5H10kmol/hr0002-M-1-Bkmol/hr0002-M-2-Bkmol/hr000I-C5H12kmol/hr000N-C5H12kmol/hr3.25E-21001,4-C5H8kmol/hr000H2kmol/hr000C1kmol/hr000H2Okmol/hr1.43E-2300C2H4kmol/hr000C2H6kmol/hr000C3H6kmol/hr000C3H8kmol/hr000C4H8kmol/hr000I-C4H10kmol/hr7.70E-3500C6H6kmol/hr4.61E-1600C6H12kmol/hr000C6H14kmol/hr000C7H8kmol/hr0.0004360.0004361.41E-11C7H16kmol/hr000C8H10kmol/hr66.3726466.36840.004233C8H18kmol/hr000COkmol/hr000CO2kmol/hr000CH3OHkmol/hr000C9H12kmol/hr8.9047596.6443442.260415C10H14kmol/hr1.7099340.0064071.703527摩爾分率N-C4H100001-C5H101.00E-3600C-C5H10000T-C5H100002-M-1-B0002-M-2-B000I-C5H12000N-C5H124.23E-23001,4-C5H8000H2000C1000H2O7.05E-2500C2H4000C2H6000C3H6000C3H8000C4H8000I-C4H101.00E-3600C6H61.99E-1800C6H12000C6H14000C7H81.66E-061.97E-061.36E-11C7H16000C8H100.8621190.9089120.001067C8H18000CO000CO2000CH3OH000C9H120.1156650.0909940.569636C10H140.022218.77E-050.4292971.2.1.2設(shè)計溫度與設(shè)計壓力 對于T0402而言，設(shè)計壓力為1.31bar。安全閥安裝在塔頂，安全閥的設(shè)定壓力必須為正常工作壓力的1.05至1.1倍，因此取設(shè)計壓力為P=1.1×Pw=1.44bar塔頂溫度為149℃，設(shè)計溫度為220℃，根據(jù)該操作條件，選擇S30408來作為本塔的材料。1.2.1.3總板數(shù)與加料板的確定由Aspen得出的的理論板數(shù)為20塊，理論加料板位置在第9塊。1.2.1.4塔型的選擇選擇塔型為填料塔。1.2.1.5設(shè)計條件匯總表46設(shè)計條件匯總表設(shè)計溫度℃220設(shè)計壓力Mpa0.144理論板數(shù)20加料位置9填料高度m9.00材料S30408（填料高度由以下設(shè)計與校核具體得出）1.2.2T0402填料選擇選擇金屬板瓦楞型的進階版填料。1.2.3填料裝填與水力校核1.2.3.1塔直徑與填料高度的確定我們采用的是ASPENRadfrac模塊中的Interactivesizing和Rating功能，其中初步設(shè)計使用了Interactivesizing功能，圓整后使用了Rating功能。1.2.3.2填料段初步設(shè)計填料選擇了MellapakPlus752Y，等板高度在0.45m左右，根據(jù)以上來設(shè)計。填料塔設(shè)置如下圖所示，塔徑為軟件自動優(yōu)化給出的塔徑，HETP通過文獻值輸入[14]劉建新,[14]劉建新,白鵬,王世昌.基于不同模型的規(guī)整填料塔設(shè)計計算[J].石油化工設(shè)備.2001,(01)圖8teractivesizing設(shè)計水力學結(jié)果如下圖：圖9teractivesizing水力學結(jié)果水力學性能剖面表如下：表47水力學性能剖面表塔板填料高度%液泛率（常數(shù)L/V）壓降液相流速meterbarcum/hr/sqm20.5062569.20380.0012697429.251531.012568.75120.0012566329.141741.5187568.37740.0012457929.057552.02568.04870.0012365328.991362.5312567.74090.0012283228.936173.037567.43770.0012204128.885783.5437567.12750.001212528.835294.0580.67390.0014195138.3132100.49558.38930.0008072413.236110.9958.79150.0008155713.4284121.48559.33640.0008261413.646131.9859.79110.0008350613.8303142.47560.0580.0008407713.96152.9760.14240.0008434214.0401163.46560.08020.0008436714.0831173.9659.90960.0008422714.102184.45559.68440.0008402414.1134194.9559.69080.0008407114.1433觀察填料模擬結(jié)果，表明它在包裝的良好使用范圍內(nèi)，并且符合要求。壓降不大，說明工作條件良好，包裝塔的包裝更合適，表明包裝設(shè)置合理。1.2.3.3塔徑圓整與水力學校核塔徑圓整為1.5m，填料尺寸不變，填料塔具體設(shè)計如圖：圖10后填料塔設(shè)置（rating）各段填料層的高度分別為4.05m、4.95m，總填料高度為9.00m，段間設(shè)置液體再分布器，所得水力學校核如下：圖11后水力學校核（Rating）表48水力校核結(jié)果塔板填料高度%液泛率（常數(shù)L/V）壓降液相流速meterbarcum/hr/sqm20.5062548.69240.000769936.3153331.012548.37390.00076526.2911241.5187548.11080.000761486.2769352.02547.87960.000758366.2677662.5312547.6630.000755556.2601673.037547.44970.000752876.2519583.5437547.23150.000750166.2415994.0556.76280.0007953612.7727100.49556.80040.0007801212.8758110.9957.19160.000788313.063121.48557.72170.0007985713.2747131.9858.1640.0008072513.4539142.47558.42370.0008128613.5801152.9758.50580.0008155513.658163.46558.44530.0008159613.6999173.9658.27930.0008148213.7182184.45558.06030.0008130913.7293194.9558.06650.0008136113.7584該填料塔的負荷性能符合標準。1.2.4T0402內(nèi)部構(gòu)件選型與設(shè)計1.2.4.1概述塔內(nèi)件主要包括以下幾部分：（1）液體分布裝置；（2）料支撐裝置；（3）液體收集再分布及出料裝置；（4）除沫裝置1.2.4.2液體分布裝置的選擇綜合考慮，選用盤式孔流分布器。對于較小的塔徑，其裝置圖如下，寬度為200mm：圖12器裝置圖1.2.4.3填料支撐裝置的選擇下圖表示由兩段、16塊組成的格柵式支承板，板擱置于其底部的支承環(huán)和中心支承梁上，寬度為100mm。圖13柵式支撐板1.2.4.4液體收集裝置綜合考慮，液體收集裝置選擇整體式遮板式收集裝置，寬度為200mm。圖14體式遮板式收集裝置1.2.4.5除沫裝置的選擇選用絲網(wǎng)除沫器，絲網(wǎng)消泡劑對粒徑≥3?5um的霧氣的收集效率為98％-99.8％[15]曹柏.用新型除油器進行伴生氣分離[J].油氣田地面工程.2009,28(06)15]。[15]曹柏.用新型除油器進行伴生氣分離[J].油氣田地面工程.2009,28(06)1.2.5二甲苯精餾塔結(jié)構(gòu)設(shè)計1.2.1.1塔直徑的確定根據(jù)水力學校驗以及圓整的結(jié)果可以得到塔的直徑確定為1.5m。1.2.1.2塔頂空間設(shè)計塔頂高HD：空間的高度通常為1.0到1.5m。在此設(shè)計中，我們使用HD=1.0m。1.2.1.3塔底空間設(shè)計塔底空間根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，塔底出料為0.010m3/min，塔徑為1.5m，因此計算在塔底空間放置液體收集裝置，取HB1.2.1.4填料段間空間設(shè)計（含人孔）在本填料塔中，取液體再分布器與分布器與填料段的距離為HFHR=500+200+200+100=1000mmQUOTEHR1.2.1.5設(shè)備筒體壁厚計算圓筒計算厚度：式中：Pc為計算壓力，在液柱低時可認為與設(shè)計壓力P近似相等；Di為筒體內(nèi)徑1.5m；為材料在設(shè)計溫度下許用應力，選材為S30408，為13MPa；為0.85；從而可得QUOTE，取壁厚負偏差C1為0.6mm，腐蝕裕量C2=2mm，因此名義厚度為12mm，為方便焊接、制造等。1.2.1.6封頭設(shè)計本設(shè)計采用規(guī)定橢圓封頭，材料與筒體相同為S30408,公稱直徑DN=1500mm，曲高h1=375mm，直高h2=25mm，封頭高為H下封頭計算厚度： 式中：Pc為計算壓力，對于上封頭可認為與設(shè)計壓力P近似相等；Di為筒體內(nèi)徑1.5m；為材料在設(shè)計溫度下許用應力，為130MPa；為0.85。從而可得QUOTE取壁厚負偏差C1為0.6mm，腐蝕裕量C2=2mm，向上圓整則名義厚度為12mm，上封頭同理則算得名義厚度為12mm。1.2.1.7裙座設(shè)計本工藝中選擇圓柱形裙座，材料選擇Q345R,裙座計算高度如下：H其厚度采用經(jīng)驗值20mm，同時裙座開一DN500mm的人孔。1.2.1.8塔筒體及總高度確定筒體高度不包括封頭與裙座：H=1+1+9+1=12m塔的總高度通過上述部件的高度確定，最后算得塔的總高度為：H=HD+HB+HW+HQ+HR+H1=11.525m1.2.1.9地腳螺栓大小及個數(shù)確定在本塔中，選擇材料為Q345R,公稱直徑為24mm的地腳螺栓36個。1.2.1.10接管設(shè)計（一）進料接管設(shè)計根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，進料的體積流量為10.1m3則管道內(nèi)徑為：QUOTE根據(jù)GB/T8163-2008，選擇Φ219×6mm規(guī)格的無縫鋼管，且該開孔接管在兩填料段段段間。（二）塔頂蒸氣接管設(shè)計根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，可以得到塔頂蒸汽出口進入冷凝器的流量為9.4m3dΦ219×12mm規(guī)格的無縫鋼管，材料為16Mn，該開孔接管在上封頭處。（三）塔底至再沸器液體接管設(shè)計根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，可以得到塔底液體進入再沸器的流量dΦ108×3mm規(guī)格的無縫鋼管，材料為16Mn，該開孔接管在塔底富余空間筒體處。（四）塔頂回流接管設(shè)計根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，可以得到冷凝器回流進入塔的流量dΦ57×6mm規(guī)格的無縫鋼管，材料為16Mn，該開孔接管在第一填料段與塔頂富余空間處。（五）塔底蒸氣接管設(shè)計根據(jù)Aspen的模擬結(jié)果，可以得到再沸器氣體出口的流量dΦ159×4.5mm規(guī)格的無縫鋼管，材料為16Mn，該開孔接管設(shè)計在下封頭處。1.2.6精餾塔裝配圖圖15精餾塔裝配圖1.2.9塔設(shè)備一覽表表49塔設(shè)備一覽表設(shè)備位號設(shè)備名稱類型公稱直徑/mm塔高/m設(shè)計溫度/℃設(shè)計壓力/Mpa封頭形式材料保溫層保護層溢流類型腐蝕余量/mmT-107異戊烷塔填料塔380013.241331.21標準橢圓封頭Q235R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-101吸收塔板式塔10008653.00標準橢圓封頭Q235R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-102解析塔板式塔180013.53003.50標準橢圓封頭Q245R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-103穩(wěn)定塔板式塔200011.53003.00標準橢圓封頭Q245R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-104苯塔板式塔200011.52001.00標準橢圓封頭Q245R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-105甲苯塔板式塔1500162000.80標準橢圓封頭Q245R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-106二甲苯塔板式塔2800142500.800標準橢圓封頭Q245R巖棉不銹鋼薄板單溢流2T-201嚴格異戊烷塔填料塔28009.81001.20標準橢圓封頭Q345R巖棉不銹鋼薄板單溢流21.3換熱器選型（以E-101AB為例）1.3.1工藝參數(shù)確定1.3.1.1流股參數(shù)確定表50流股參數(shù)一覽流股名稱壓力/bar溫度/℃質(zhì)量流量/kg/h氣相分率主要介質(zhì)名稱和組成（MoleFrac）管程入口1.80240392650水蒸氣管程出口1.8050392650冷卻水殼程入口1.9530123250碳5：69.2%、甲醇：30.8%殼程出口1.95150123250碳5：69.2%、甲醇：30.8%1.3.1.2設(shè)計溫度所以，殼側(cè)的設(shè)計溫度為110℃，管側(cè)的設(shè)計溫度為139℃1.3.1.3設(shè)計壓力該換熱器的操作壓力為殼程1.95bar，管程1.80bar。換熱器的設(shè)計壓力為設(shè)計溫度下的最大工作壓力[16]楊培邦.深海采礦閥控式清水泵礦石輸送系統(tǒng)研究[D].中南大學碩士論文.2010[16]楊培邦.深海采礦閥控式清水泵礦石輸送系統(tǒng)研究[D].中南大學碩士論文.20101.3.1.4傳熱系數(shù)確定本換熱器殼程和管程的介質(zhì)污垢熱阻均為0.000158m2-K/W。1.3.1.5流體空間選擇選擇冷流體走殼程，熱流體走管程[17]楊燾.[17]楊燾.苯甲酸釜殘液分離技術(shù)研究[D].天津大學碩士論文1.3.1.6導出EDR初步結(jié)果首先，將換熱器E-101AB改為嚴格模型的，類型改為設(shè)計。圖16換熱器模型修改界面然后就可以得到EDR文件，在EDR文件里面修改換熱器的參數(shù)。圖17EDR結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步修改修改參數(shù)后，就可以的到換熱器的初步設(shè)計結(jié)果。1.3.2換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定1.3.2.1換熱器結(jié)構(gòu)形式選擇圖18熱器結(jié)構(gòu)形式一覽（1）前端管箱的確定選擇D型前端管道箱可輕松清潔灰塵。。（2）殼體型式選擇換熱器的殼體選用使用最廣泛的殼體型式，E型殼體。（3）后端管箱確定后端管箱采取工業(yè)上常用的M型管箱。1.3.2.2換熱管選擇（1）管子外形管子外形選擇光滑管。（2）管徑根據(jù)生產(chǎn)成本和熱交換器的實際換熱要求，換熱管的外徑為19mm，管厚為2mm。管子排列方式和管間距本設(shè)計換熱器E-101AB采用普通的正三角形的排列方式。（4）換熱管計算長度根據(jù)EDR得熱交換器使用的管長為6000mm。（5）管程數(shù)隨著通過管道的次數(shù)增加，管道的流量增加，總傳熱系數(shù)也增加。而且，管中的流體是具有低粘度的流體，并且管通過中的壓降較小。因此，該熱交換器采用雙管通過。1.3.2.3殼徑熱交換器外殼的直徑取整為260毫米。1.3.2.4殼程折流板該熱交換器的抗污染性相對較大，因此必須增加傳熱系數(shù)[18]于春柳,任金平,廖武平.換熱器折流板間距和換熱管排布形式對管板熱應力影響分析[J].[18]于春柳,任金平,廖武平.換熱器折流板間距和換熱管排布形式對管板熱應力影響分析[J].當代化工.2020,49(11)（1）折流板間距最小擋板間距為殼體內(nèi)徑的1/5，且必須至少為50mm。如果擋板間隙太小，則壓降會增加，發(fā)生過多的泄漏和旁通流，并且對管子外部進行機械清潔變得更加困難。表51折流板于殼徑關(guān)系項目最小最大一般范圍最佳值折流板間距/殼徑1/5最大無支撐管束長度的一半0.3~0.61/3（單相流）該熱交換器的折流板間距根據(jù)EDR的初步設(shè)計結(jié)果進行了調(diào)整，調(diào)為300mm。（2）折流板圓缺率本換熱器的圓缺率經(jīng)調(diào)整取為35%。1.3.2.5接管接管經(jīng)圓整如下圖所示：圖19殼體接管直徑圓整值圖20側(cè)接管圓整值1.3.3換熱器結(jié)構(gòu)校核1.3.3.1圓整后結(jié)構(gòu)參數(shù)圖21圓整后結(jié)構(gòu)參數(shù)經(jīng)圓整后，該換熱器的殼徑取為260mm，管徑為19mm，管長為6000mm，管程數(shù)為雙管程，管間距為25mm。折流板形式為單弓形折流板，折流板為橫缺型，其圓缺率為35%。折流板間距為300mm，在理論值范圍之內(nèi)。1.3.3.2選型結(jié)果圖22算結(jié)果圖圖23態(tài)結(jié)果圖24壓降結(jié)果由上述計算結(jié)果可以看到，換熱器換熱面積為29.4m2，設(shè)計余量為31%，符合設(shè)計要求；流態(tài)分布合理；殼程壓降為0.316bar，管程壓降為0.101bar，壓降在可接受范圍內(nèi)。總傳熱系數(shù)（含污垢熱阻）為453.6W/(m2·K)。管程和殼程流體的雷諾數(shù)皆大于4000，處于湍流狀態(tài)，符合設(shè)計要求。E-101AB型號為DEM273-1.6-31.0-6/19-2-Ⅰ。1.3.4換熱器計算與校核小結(jié)表52換熱器計算以及校核小結(jié)換熱器E-101AB殼程管程設(shè)計壓力Ps2.15Bar設(shè)計壓力Ps1.98MPa設(shè)計溫度Ts110℃設(shè)計溫度Ts139℃殼程直徑Di272mm換熱器換熱管詳情換熱管直徑Φ19×2mm管心距25mm管長6000mm管子排列方式正三角形管數(shù)目82折流板間距300mm計算結(jié)果前端管箱筒體名義厚度δn=12mm后端管箱筒體名義厚度δn=12mm殼程圓筒名義厚度δn=12mm前端管箱封頭名義厚度δn=12mm后端管箱封頭名義厚度δn=12mm管板厚度δn=8mm校核結(jié)果校核合格接管尺寸水平1.3.7換熱器選型一覽表表53換熱器選型一覽表設(shè)備位號設(shè)備名稱型號管數(shù)數(shù)量換熱面積/m2面積余量/%殼程材料管程材料總重量/kgE-201碳五反應產(chǎn)物換熱器BEM-600-0.6-72.0-3/19-2-Ⅰ416151.238Q345RS316083492E-202循環(huán)氫氣換熱器BFM-1600-0.6-1327.4-9/25-4-Ⅰ19001967.437Q345RS3160812834E-101AB甲醇、C5換熱器DEM273-1.6-31.0-6/19-2-Ⅰ82129.431Q345RS316087381E-103再生循環(huán)氣冷卻器BFM-1200-0.6-510.4-6/25-2-Ⅰ11021359.230S31608S316088434E-105壓縮富氣水冷器BEM-700-0.6-99.4-3/19-2-Ⅰ574172.737Q345RS316032943E-106吸收塔進料水冷器BEM-700-0.6-99.4-3/19-2-Ⅰ574176.031Q345RS316032943E-203吸收塔冷凝器BEM-550-0.6-36.6-1.5/25-1-Ⅰ237127.832S31608S316081543E-110干氣冷卻器BFM-1800-0.6-2223.8-9/19-2-Ⅰ418611648.235Q345RS3160819435E-109干氣換熱器BEM-450-1.6-77.5-6/19-2-Ⅰ220154.742Q345RS316083452E-111解析塔重沸器DEM273-1.6-31.0-6/19-2-Ⅰ82123.731Q345RS316081884E-116穩(wěn)定塔塔底冷凝器BFM900-0.6-351.3-6/19-1-Ⅰ10091254.640Q345RS316087619A-101再生循環(huán)氣空冷器BEM325-1.6-11.2-3/19-2-Ⅰ88111.0387Q345RS316081395A-104富氣空冷器BEM159-1.6-3.7-2/19-1-Ⅰ3312.832Q345RQ345R394E-102碳五原料加熱器AEM400-0.6-13.7-2/19-1-Ⅰ164110.432Q345RQ345R1246E-101一級反應產(chǎn)物、二級反應產(chǎn)物換熱器BEM400-0.6-19.7-2/19-1-Ⅰ174114.833Q345RQ235C17371.3.8換熱器裝配圖圖25換熱器裝配圖1.4泵選型（以P-101AB為例）以碳5進料泵P-101AB為例。（1）AspenPlus模擬獲得的數(shù)據(jù)表54模擬所得數(shù)據(jù)項目入口出口質(zhì)量流量kg/hr21030.8621030.86體積流量cum/hr21.63021.630溫度C150150壓強kpa101180蒸汽分率00出口與進口壓差kpa79所需揚程m18（2）使用化學工業(yè)出版社的智能泵選擇軟件選擇泵。這是泵選擇的結(jié)果。圖26安裝尺寸圖1.4.1泵選型一覽表表55泵選型一覽表序號泵型號轉(zhuǎn)速r/min流量L/min揚程m效率%功率kW汽蝕余量m備注1P-101IS200-150-4001450460487634.24.512P-101ABIS200-150-2501450400188226.63.513P-102ABIS80-65-125290030020.4374.5455214P-201IS150-125-250145024017.57828.53.515P-202IS200-150-4001450400407627.23.816P-103ABIS100-80-1602900350287552.2517P-106ABIS50-32-125290042018.56048.22.518P-104ABIS50-32-125290042018.56050.22.519P-203IS150-125-250145024017.57823.53.5110P-112IS150-125-3151450200327922.12.5111P-113IS200-150-4001500220187624.93.011.5儲罐選型1.1.1原料儲罐1.1.1.1C5(1)基本性質(zhì)標準大氣壓下沸點36℃，相對密度為0.6（水=1）。(2)工藝要求本廠的C5儲存溫度為25℃，壓力為0.1MPa，進料量為17.431m3/h，碳5來自市內(nèi)廠家，儲存時間為7天。(3)選型