Тепловой расчет. 
Проектирование и расчет производства этаноламинов

С =? */М (1).

где: — число одноименных атомов в молекуле.

— атомная теплоемкость элемента «Краткий справочник физико-химических величин».

7,53 дж/моль.к (твердые вещества).

9,62 дж/моль.к.

= 11,30 дж/моль.к.

= 16,74 дж/моль.к Для жидких веществ:

11,72 дж/моль.к.

17,99 дж/моль.к.

= 20 дж/моль.к.

= 25,1 дж/моль.к Находим теплоемкости:

Состав смеси, поступающей в реактор № 6.

Аммиак — 72,2.

Окись этилена — 23,40 100%.

МЭА — 0,5.

Вода — 3,9.

Теплоемкость смеси, поступающей в реактор:

(2).

где: , — содержание компонентов, входящих в состав раствора в процентах.

— теплоемкости компонентов.

Состав, выходящий из реактора реакционной смеси:

МЭА — 14,0.

ДЭА — 9,1.

ТЭА — 6,8 100%.

— 66,2.

O — 3,9.

кдж/кг.моль.

Q = C*G -) (3).

где: G — вес поступающего или уходящего материала.

C — теплоемкость материала.

— температура начальная и конечная.

= 3,85*17 303,54*(120−85) = 2 331 652,02 вт.

= 3,93*17 303,54*(120−85) = 2 380 101,93 вт.

= - = 48 449,91.

(4).

где n — число однотипных аппаратов.

Из формулы Q = kFT (5).

Рассчитываем поверхность теплообмена.

F = Q/kt (6).

(7).

T — температура реакции получения этаноламинов;

• — температура охлаждающей воды на входе в теплообменник;
• — температура охлаждающей воды на выходе из теплообменника.

Коэффициента теплопередачи:

(8).

где — коэффициент теплоотдачи от первичного теплоносителя к разделяющей стенке;

— коэффициент теплоотдачи от стенки к теплоносителю;

б — толщина стенки;

б = 6 мм (из механического расчета).

? — коэффициент теплопроводности материала к стенки.

Материал корпуса аппарата — сталь марки Ст. 3.

? = 52 Вт/м. определяем.

(9).

D = 0,7 м.

? = 0,48 Вт/м. — теплопроводность реакционной смеси.

(10).

(11).

(12).

? = j / q; dw = 0,056 м (56мм).

=0,049.

µw=0,019* Па*с; µf = 0,016* Па*с.

Определяем :

(13).

где: = 0,056 м.

= 1000 г/; = 0,016* Па*с.

? = 0,019 м/с.

Движение турбулентное.

(14).

Длина теплообменника.

L = F/p* (15).

Количество необходимого теплоносителя:

(16).

Расход воды на охлаждение:

G*C*(-) =W (-).

Т.к. по опыту работы большое количество тепла выделилось во II реакторе, то вместо аппарата № 6 II используют аппарат № 3.

Реакционные объемы:

*n*1 = 0,785**61*7 = 0,67.

где: n = 61 — количество трубок;

l = 7 — длина трубок.

Размеры трубок: 57×6.

*151*7=1,69.

Объем аппарата № 3 составляет 55 процентов от общего объема.

Принимаем выделение тепла во II-м реакторе 60 процентов от общего количества тепла.

= 2 380 101,93 * 0,6=1 428 061,16 Вт Тепло реакции отводится конденсатом, имеющим температуру 110 .

Необходимая поверхность II-го реактора:

К = 250 ккал/.град.час (на две нитки).

(на одной нитке) = 103.

Установлен аппарат F = 165.

Количество тепла, выделяемое в I-м и II-м реакторах на одной нитке, суммарно:

Вместе в I-м и III-м реакторах:

Установлен аппарат F = 70.