油气集输课程设计---干气贫甘醇换热器

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1、 1 摘要 某三甘醇天然气脱水工艺流程中， 根据提供的资料， 对该工艺流程中的干气/贫甘醇 换热器，贫甘醇/富甘醇换热器的计算与选型。 关键词：干气 贫甘醇 富甘醇 换热器 温度 此三甘醇天然气脱水工艺流程中， 干气/贫甘醇换热器选用固定管板式换热器， 贫 /富甘醇换热器选用板式换热器。 干气干气/贫甘醇换热器贫甘醇换热器 一设计意义一设计意义 在油气集输工业过程中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，经常见到食品物 料与加热或冷却介质间的热交换，而用于进行热交换的设备称为换热器。换热器还广泛 应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。在众多类型的换热器 结构中， 管壳式换热器

2、应用最为广泛， 因此要根据特定的工艺要求， 设计合理的换热器， 以满足不同场所的需求。 二、设计计算二、设计计算 1、确定设计方案、确定设计方案 两流体温度变化情况： 热流体进口温度 88， 出口温度 38。 冷流体进口温度 30， 出口温度 40。该换热器用贫三甘醇与脱水干气进行换热，热流体为贫三甘醇，冷流体 为干气。由此可见，管束和壳体之间的温差不大，热膨胀不大，并且其壳程结垢不严重。 所以选取固定管板式换热器。对于环境温差较大的地区，可增添膨胀节。 2、确定物、确定物性数据性数据 管程（干气） 进/出口温度/：33/37 ； 2 进/出口压力/MPa：2.15/2.0 管程天然气流体的定

3、性温度为 35 2 3733 t （） （定性温度：取流体进口与出口温度的平均值。 ） 壳程（贫甘醇） 进/出口温度/：33/37 ； 壳程贫甘醇的定性温度为 63 2 3888 T （） 3、计算总传热计算总传热 （1）贫甘醇负荷 贫甘醇进口温度为 88 0C ，出口温度为 38 0C 贫甘醇在平均温度为 63 0C 时的比热容为 )/(34.2kkgkJ ， 贫甘醇热负荷为： 26.41626)3888(34.278.355Q w （2）气体温降 由于出吸收塔的干气质量流量远大于贫甘醇质量循环流量， 故干气经过气体/贫甘醇 换热器后的降温较小，其值可由热量平衡来确定。 干气摩尔流量为： h

4、kmol/2.5369 24.422.6155.1273 5.12731021 4 干气的摩尔热容为 )/(.737kkmolkJ ，由热量平衡确定干气温降 t 为： t.7372.53696.241626 所以， Ct9.92 （3）平均传热温差 天然气与有机溶剂间的传热系数经验值为 21 200wmk ，热负荷考虑 10%的裕量， 即气体/贫甘醇换热器热负荷为： kw72.21kJ/h 89.57884.1126.41626 3 C t t tt tm 2.18 4 50 ln 4-50 ln 2 1 21 其中， CtTt5038-88 211 CtTt43337 122 4、计计算传热

5、面积算传热面积 2 44.11 2.18200 26.41626 m tK Q A 考虑 10的面积裕度，A=1.1A=1.111.44=12.58(m 2) . 5 5、工艺结构尺寸工艺结构尺寸 (1)、管径和管内流速 三甘醇体积流量：0.319m/h 质量流量：355.78kg/h 选用252.5 传热管(碳钢)，取管内流速 u=8.7m/s。 (2)管长 选用管长 6m (3)管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 75 7.8025.0 4 14.3 319.0 4 22 ud V N （根） 按单程管计算，所需的传热管长度为m dN A L14.2 75025.014

6、.3 58.12 （3）平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 16040 12 4030 R 4030 0.0769 16030 P 4 (4）传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。 (5）壳体内径 采用多管程结构，取管板利用率 0.7，则壳体内径为 mm N tD380 7.0 75 3505.105.1 圆整可取 D380mm （6）折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 25，则切去的圆缺高度为 h0.2538095(mm)，故可取 h90 mm。 取折流板间距B0.25D，则 B0.2538095mm)，可取 B 为 100。 折流板数 NB=传热管长/折流板间距-1=6