Расчет поверхности теплообмена

1. Коэффициент теплообмена от стенки трубок к реакционной массе

Критерий Рейнольдса

Re=

Где: u-линейная скорость, d-диаметр трубки, – плотность, – вязкость

Re = =422

Критерий Прандтля

Pr= =

Где: – вязкость, с-удельная теплоёмкость, -теплопроводность

Критерий Нуссельта (Rc<2300)

Nu=1,55(RePrd/L)*0,33=1,55(422*6*0,021/9)*0,33=1,8

Коэффициент теплопередачи

d2= = =14,5 Вт/м2*К

2. Принимаем коэффициент теплопередачи от пара к трубки

d1=5000 Вт/м2*К

3. Коэффициент теплопередачи от пара к реакционной массе

К= = =14,4 Вт/м2*К

4. Средний температурный напор

130->130 пар

100<- 20

t=30 t =110

tcр= =62°

Поверхность тепелообмена

F=

Для проведения реакционного процесса устанавливаем четыре реактора общей площадью поверхности теплообмена 311м²+670м².

Инженерные решения, предлагаемые в проекте

Стадия выделения анилина.

Выделение анилина осуществляется на вакуумной ректификационной колонне поз.1125, представляющей собой вертикальный аппарат с решетчатыми провальными тарелками: 12 штук в исчерпывающей; 8 штук в укрепляющей части.

Подвод тепла в колонну осуществляется подачей пара 0,9 МПа в выносной кожухотрубчатый теплообменник поз.1130. Расход пара поддерживается автоматически (к.т. 1).

Температурный режим в колонне контролируется (к.т.2, к.т.3). Остаточное давления по колонне контролируется: верхней (к.т. 4), средней (к.т. 5) и нижней частью (к.т. 6).

Вакуум впоз.1125 создается вакуум-насосом поз.1171/1-3 и поддерживается автоматически (к.т.7) подачей азота 2 кПа в линию всаса насоса. Возвратный анилин с примесями со стадий регенерации толуола и возврата анилина и мономера из сборника поз.1133 вместимостью 3,2 м³ анализируются (к.т. 1а) и насосом поз.1142/1 непрерывно расходом 1,0 - 1,2 м³ /час (к.т.8) подается на тарелку питания колонны поз.1125. Уровень в сборнике поз.1133 контролируется (к.т.9), минимальное и максимальное значение уровня сигнализируются.

Давление нагнетания насоса поз.1142/1 контролируется (к.т.10) и сигнализируется. Предусмотрено автоматическое отключение насоса при минимальном значении уровня в сборнике поз.1133, минимальном давлении нагнетания и максимальном токе электродвигателя, дистанционное отключение с ЦЩУ.

Пары анилина, выходящие из колонны поз.1125 конденсируются в холодильнике поз.1126, охлаждаемом оборотной водой. Абгазы, пройдя хвостовой холодильник поз.1127, охлаждаемый оборотной водой, выбрасываются насосом поз.1171/1-3 через фазоразделитель поз.2190 и узел мокрой очистки поз.1050 в систему местных отсосов в соответствии с действующим регламентом ТР-2-71.

Дистиллят (регенерированный анилин) проходит через гидрозатвор поз.1141/А, анализируется (к.т.2а) и поступает в расходную емкость поз.1141. Уровень в поз.1141 контролируется (к.т.11), максимальное и минимальное значения уровня сигнализируется. Дистиллят из сборника поз.1141 и насосом поз.1142/2 непрерывно подается на синтез в смеситель поз. 2007.

Давление нагнетания насоса поз. 1142/2 контролируется (к.т.12) и сигнализируется. Предусмотрено автоматическое отключение насоса при минимальном значении уровня в сборнике поз. 1142/2, минимальном давлении нагнетания и максимальном токе электродвигателя.

Флегмирование колонны осуществляется дистиллятом, подаваемым из холодильника поз.1126. Расход флегмы поддерживается автоматически (к.т.13).

Кубовая жидкость колонны поз.1125 проходит гидрозатвор поз.3030/А, анализируется (к.т.3а) и поступает непрерывно в сборник поз.3030 вместимостью 6,3 м³ для сжигания в цехе 81.

Автоматизация производства