年产5200吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计.doc

化工原理课程设计任务书 设计题目：年产 5200 吨合成氨厂变换工段列管式热交换器的工艺设计 一．基础数据 1.半水煤气的组成（体积%） H 36.69 CH 0.31 CO 32.07 HS 0.2 CO 8.75 O 0.2 N 21.78 2.水蒸汽饱和半水煤气时的体积比为 1.2:1 ;饱和水蒸汽后湿混合煤气压力为 7.45 kgf/cm(绝)；温度为 144 ℃；要求经热交换器后温度达到 378 ℃后再进变换炉。 3.变换率为 90 % ;变换炉出口变换气温度为 480 ℃，压力为 7.15 kgf/cm (绝)。 4.每年估计大修、中修两个月，年工作日按300天计。 5.每生产一吨氨需耗半水煤气量为 3562 标准米。 6.要求热交换器管、壳程的压力降均小于 250 毫米水柱。 二．设计范围 1.列管热交换器传热面积； 2.列管热交换器结构及工艺尺寸； 3.绘制列管热交换器结构图。 目录 摘要………………………………………………………………………………… 5 一．概述…………………………………………………………………………… 6 二．热交换器设计的主要因素…………………………………………………… 6 三．列管式换热器的设计步骤…………………………………………………… 7 3.1.物料衡算……………………………………………………………………… 7 3.1.1.净化前组成…………………………………………………………………7 3.1.2.净化后组成 ……………………………………………………………… 8 3.1.3.混合后组成 ……………………………………………………………… 9 3.1.4.变换气组成……………………………………………………………… 10 3.2.热量衡算及物性数据……………………………………………………… 11 3.2.1.冷、热流体的摩尔流率………………………………………………… 11 3.2.2.冷流体的物性参数……………………………………………………… 11 3.2.2.1.冷流体的定性温度…………………………………………………… 11 3.2.2.2.冷流体的比热………………………………………………………… 12 3.2.2.2.1.常压下，各气体在时的比热………………………… 12 3.2.2.2.2.常压下，混合气在时的比热………………………… 12 3.2.2.2.3.比热的校正………………………………………………………… 12 3.2.2.3.冷流体的黏度………………………………………………………… 13 3.2.2.3.1.各气体在时的黏度………………………………………13 3.2.2.3.2.混合气在时的黏度………………………………………13 3.2.2.4.冷流体的导热系数………………………………………………………14 3.2.2.4.1.各气体在时的导热系数…………………………………14 3.2.2.4.2.混合气在时的导热系数…………………………………14 3.2.2.5.冷流体的密度……………………………………………………………14 3.2.2.5.1.各气体在时的密度………………………………………14 3.2.2.5.2.混合气在时的密度………………………………………15 3.2.2.6.冷流体的吸热量…………………………………………………………15 3.2.2.7.冷流体的平均摩尔质量…………………………………………………15 3.2.3.热流体的物性参数…………………………………………………………15 3.2.3.1.热流体的出口温度T2………………………………………………… 15 3.2.3.2.热流体的定性温度………………………………………………………16 3.2.3.3.热流体的比热……………………………………………………………16 3.2.3.4.热流体的黏度……………………………………………………………16 3.2.3.4.1.各气体在时的黏度…………………………………… 17 3.2.3.4.2.变换气在时的黏度…………………………………… 17 3.2.3.5.热流体的导热系数………………………………………………………17 3.2.3.5.1.各气体在时的导热系数……………………………… 17 3.2.3.5.2.变换气在时的导热系数……………