甲基丙烯酸甲酯生產換熱器的選型計算案例綜述1換熱器的選型1.1換熱器設計選型示例（E201的選型）E201是精餾塔冷凝器熱交換后的低壓水蒸氣循環，將mma合成后的甲醇預熱到工藝要求的反應進料溫度。由于其溫差小、殼程壓力低、不易結垢等特點，廣泛應用于固定管板式換熱器中。與其他換熱器相比，固定管板式換熱器操作簡單，成本低，金屬消耗少。由于合成甲基丙烯酸甲酯后的循環甲醇是加熱流體，為了獲得更好的加熱效果，并考慮到飽和水蒸氣在常壓下的相變，為了減小殼層厚度，使循環甲醇順其自然流動，因此在合成甲基丙烯酸甲酯的過程中應選擇流體通道和換熱器長度。由于管道過多的穿孔次數，管道的流動阻力增大，功率和能耗增加，平均溫差減小。※工藝計算提取AspenPlus數據如表3-16所示。表3-16工藝操作參數操作參數參數殼程管程介質水蒸氣循環甲醇質量流量（kg/s）1.85244.0536進口溫度（oC）103.564出口溫度（oC）8070進口壓力（bar）1.013251.01325出口壓力（bar）1.01.0初步選定換熱器的形式后，根據任務要求利用AspenExchangerDesign＆RatingV8.0進行模擬計算，模擬出來的換熱器工藝參數如圖3-12所示。※結構設計利用此軟件也可以對換熱器進行結構設計，模擬出來的結果如圖3-13所示。圖3-13換熱器結構設計圖3-12換熱器工藝參數對模擬的數據進行圓整，并考慮到熱損失等，換熱面積有余量，選定換熱器的基本參數如下：公稱直徑為DN=500mm，換熱管長度L=3.2m,管程數N=1,殼程數N=1，管程公稱壓力Pt=0.15MPa，殼程公稱壓力Ps=0.15MPa，換熱面積為A=32.3m2，換熱管規格為φ19×2.5，管子根數176根，采用正三角形排列，中心排管數為10。※換熱器的機械設計(1)管板的選擇管板板用來固定換熱管并起著分隔管程和殼程的作用，這里選擇固定管板兼做法蘭的管板，根據選定的換熱器公稱直徑及操作壓力查表可得管板數據，這里選用其默認的管板類型為標準單管板。(2)傳熱管利用AspenExchangerDesign＆RatingV8.0模擬出來的傳熱管排列如圖3-14所示。圖3-14傳熱管排列方式由AspenExchangerDesign＆RatingV8.0里面模擬的尺寸再結合標準GB/T1047-2005管道元件進行圓整。得到殼程進出口管子規格分別是外徑φ273mm,DN=253mm及外徑φ60.3mm,DN=50mm；管程進出口管子規格分別是外徑φ88.9mm,DN=80mm及外徑φ60.3mm，DN=50mm。1.2換熱器選型結果匯總其他的換熱器采用同樣的方法進行選型，換熱器匯總結果如設計結果中表5-1所示。選擇P201為例，對泵進行設計計算，此泵輸送介質為液體甲醇。根據AspenPlus模擬得具體參數如表3-17所示。表3-17泵P201輸送介質參數進料溫度(oC)進料壓力（atm）體積流量(m3/h)出料壓力(atm)702.881.1334※進出口直徑取進口液體流速u1=3.2m/s，則進液管直徑為：圓整后取d1=100mm。此時實際流速：取出口液體流速u2=4.8m/s，則出液管直徑：圓整后取d2=80m。此時實際流速：※泵所需的揚程進料管水頭損失分為局部阻力損失和沿程阻力損失，查得局部阻力系數，如表3-18所示。表3-18進料管局部阻力系數底閥進口止回閥進口閘閥進口彎管進口錐形過度66.50.10.30.1則進料管水頭損失為出液管水頭損失也分為局部阻力損失和沿程阻力損失，查得局部損傷系數，如表3-19所示。表3-19出液管局部阻力系數出口止回閥出口閘閥出口彎管出口錐形過度6.50.10.30.1則出水管水頭損失為，則泵所需揚程為，考慮到余量，則設計的泵揚程為H=1.1H′=21.56m。※泵的選型此泵所需要求：①密封性能好；②流量穩定；③對介質具有抗腐蝕性能。綜合考慮到以上幾點，利用智能選泵軟件對此要求的泵進行選型，經過對比之后，選擇IX1100-80-160B泵，具體參數如表3-20所示。表3-20泵的具體參數型號額定流量（L/s）總揚程（m）汽蝕余量（m）效率（％）電機功率（kw）轉數（r/min)數量IX1100-80-1