湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
∴m=11649.625 kg ⅱ 循环水： 在石墨预热器时， 进口温度：110℃， 出口温度：95℃。
95℃时，C水蒸气=4.214 kJ(kg·℃)-1 110℃时，C水蒸气=4.238 kJ(kg·℃)-1
C平均=（4.214＋4.238）÷2=4.226 kJ(kg·℃)-1 Q=1032906.553 kJ
∴需水量m=1032906.553÷4.226÷（110-95）=16294.47157 kg
① 在转化器中， 进口温度：95℃， 出口温度：110℃。 Q=16383219.49kJ
∴需水量m=16383219.49÷4.226÷（110-95）=258451.167 kg
② 在石墨冷却器Ⅱ中， 进口温度：15℃ 出口温度：95℃
95℃时，C水气=4.214 kJ(kg·℃)-1 15℃时，C水气=4.187 kJ(kg·℃)-1
C平均=（4.214＋4.187）÷2=4. 2 kJ(kg·℃)-1 Q=710056.72 kJ
∴需水量m=710056.72÷4.2÷（95-15）=2113.264 kg 表24 水消耗综合表
项目 分相 热量/kJ 质量/kg 盐水 石墨冷却器 561628.422 11649.625 循 石墨预热器 1032906.553 258451.167 环 转化器 16383219.49 2113.264 水 石墨冷却器Ⅱ
710056.72 276858.902
∑
18126182.76
276858.902
∵石墨预热器中的水可以由转化器的出水来提供；
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石墨冷却器出口处的水又可以提供给转化器。 ∴实际用水258451.167 kg 。
3 主要设备的设计与选型
3.1 石墨冷却器的选型 3.1.1 已知条件
总热负荷：Q=561628.422 kJ/h 盐水流量：11649.625 kg/h 进口温度：-35℃ 出口温度：-20℃ 混合气 进口温度：25℃ 出口温度：-13℃
3.1.2 计算两流体的平均温度差
?t?t2??t1?25???13?????20???35??m???24.ln?t?2?tln25???13?7℃
1?20???35?P?t2?t1T?冷流体温升两流体的最初温差
1?t2R?T1?T2热流体的温降t?t? 21两流体的温升而：P?t2?t1?20???35T???0.25 1?t225???35?R?T1?T225t????13??20???35??2.533 2?t1查文献[5] 得
??t?0.89
?tm???t??t?m?0.89?24.7?21.983
查文献[5]，列管式换热器中的总传热系数K的经验值 设K=100w/（m2·℃）
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S?QK?t?561628.422?255.48m2 m100?21.983查文献[4]，浮头列管式石墨换热器系列参数组合， 参考查文献[3]，
选用换热管有效长度为5000mm，换热管根数为625根， 型号：CHA1100-260（F），A型?32mm。 3.2 石墨预热器的选型： 3.2.1 已知条件：
总热负荷：Q=1032906.553 kJ/h 盐水流量：11649.625 kg/h 进口温度：110℃ 出口温度：95℃ 混合气 进口温度：75℃ 出口温度：-13℃
3.2.2 计算两流体的平均温度差
?t?t2??t1??75???13????110?95?m???41.26℃ln?t 2?tln88115而：P?t2?t175???15?T?t??0.715
12100???13?R?T1?T2110?95t?t???0.170
2175???13查文献[5]，图4-17， 得
??t?0.94
?tm???t??t?m?0.94?41.26?38.784℃
查文献[5]，列管式换热器中的总传热系数K的经验植 设K=100w/（m2·℃）
S?QK?t?1032906.553?266.3228m2 m100?38.784 33
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查文献[4]，浮头列管式石墨换热器系列参数组合， 参考文献[3]，
选用换热管有效长度为5000mm，换热管根数为721根， 型号：CHA1200-305（F），A型?32mm。 3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 3.3.1 已知条件：
总热负荷：Q=710056.72 kJ/h 盐水流量：11649.625 kg/h 进口温度：15℃ 出口温度：95℃ 混合气 进口温度：25℃ 出口温度：110℃
3.3.2 计算两流体的平均温度差
?t?t2??t1m??ln?t?80?85?82.475℃
2?tln80185而：P?t2?t1T?95?1595?0.842
1?t2R?T1?T2t?t?110?25?15?1.0625
2195查文献[5]， 得
??t?0.94（四壳程）
?tm???t??t?m?0.94?82.475?77.527℃
查文献[5]，
列管式换热器中的总传热系数K的经验植 设K=100w/（m2·℃）
S?QK?t?710056.72?91.588m2 m100?77.527查文献[4]，浮头列管式石墨换热器系列参数组合， 参考文献[3]，
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选用换热管有效长度为5000mm，换热管根数为313根， 型号：CHA900-105（F），A型Φ32mm。 3.4 转化器的设计 3.4.1 已知条件：
空速为25～40m3/m3催化剂·h时，转化率最大[1] 反应温度：新触媒：150℃，旧触媒：180℃ HgCl2含量：10.5%～12.5% 水分含量：小于0.3% 松装粒度：540～640 g/L
粒度：0.75～6.50mm（大于92%） 采用经验设计法[6] 空间速度：SV?V0V， RV0——原料混合气进料流量，m3（STP/h） VR——催化剂床层体积，m3 SV——空间流速，h-1 ∴30?V0V， R表25 已知量表
进料 质量kg 物质的量kmol
CH≡CH 3595.566 138.291 HCl 5449.951 149.314 H2O 0.3866 0.0215 O2 1.9136 0.0598 ∑
9047.8168
287.6863
3.4.2 计算：
∴混合气的体积流量：V0 =287.6863 × 22.4 =6444.173 m3（STP/h） ∴VR=214.806 m3（STP/h） 选管子?57mm?3.5mm[6]，
∴管子内径为dt?0.05m，管长为6m，催化剂填充高度为5.7m ∴n?214.806??19203根
4??0.05?2?5.7分为8个转化器，则每个用2401根管子
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