夹套侧冷却水对流传热系数 ? K 16802.8W/(m.C) 2o搅拌槽总传热系数 869.6W/(m.C) 2o所需夹套面积 F 23.3m 2由于釜内介质具有一定的腐蚀性, 要求对釜体及釜盖内表面进行搪铅处理(铅层厚6—8 )并衬耐酸瓷板二层。考虑到搪铅工艺的实施和搪铅时的铅中毒， 釜体和釜盖须采用法兰连接。此外 ，还考虑到釜内介质的反应速度难以控制以及介质的腐蚀性， 设备不宜采用安全阀作超压泄放装置， 故设置了一泄放口径为200mm的爆破片 （厚 3mm的铅制平板型爆破片内衬厚 2mm 的耐酸橡胶板）作为设备的超压泄放装置。
2、冷凝器的设计与选型
对于二级酯化反应，由于是可逆反应，过程中有水生成，从而会影响反应的进行程度。所以需要将水带出反应釜，促进反应向产物方向进行。反应液中，异辛醇将作为带水剂把水从反应釜中带出，而这样必将浪费原料，因此在反应釜上安装一个换热器加一个分离器，用于排水和回流异辛醇。
这里将以二级反应第一个釜为例进行换热器的计算与选型。 2.1选择换热器的类型
由于反应温度在2000C以下进行，两流体温度变为：热流体进入换热器的温度为1900C，出口温度定为600C；冷流体（循环水）进口温度为250C，出口温度为550C。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。
2.2流动空间及流速的确定
由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，因使循环冷却水走管路，热流体走壳程。选用?25?2.5的碳钢管，管内流速取0.5m/s。
2.3传热面积的确定
两股流体的进出口温度为：热流体（出换热器气） 200→60℃ 冷流体 （水） 55 ← 25 ℃ 故传热推动力： △Tm =
(200?55)?(60?25)=77.46℃
(200?55)ln(60?25)分子量：苯酐 148.12 异辛醇130.0 DOP 390.3 H2O 18
组分 比热容 异辛醇 200C 0水 200C 4.505 14.10 154262.2 0N2 060C 060C 4.178 200C 0.796 0.32216 1016.6 060C 0.745 0KJ/(kg.℃) 组成 kmol 产生热Q1 kJ/h 2.225 1.715 35.25 1263853.5
表10入冷凝器的气体的比热容 Q1=mcp△T,△T=1400C
∴Q1=1263853.5+154262.2+1016.6=1419132.3kJ/h
表11 冷凝液组分气化热和液体热容
组分 气化热wr KJ/mol 液体比热容KJ/(kg.℃) 组成 kmol/h 冷凝放热 kJ/h 异辛醇 61.99 2.294 35.25 2185147.6 水 40.69 4.178 14.10 57372.9 冷凝放出总热Q2=2185147.6 + 57372.9 =2758876.6kJ/h Q总=Q1 + Q2 =1419132.3 + 2758876.6 =4178008.9kJ/h =1160.6kw
故冷却水用量：w水=
Q总4178008.9??33333.4kg/h c水?t4.178?30总传热系数K=869.6W/(m2.oC)
管程流体的定性温度t=(55+25)/2=40oC,循环冷却水相关物性数据 密度ρ=992.2kg/m3
定压比热容cp=4.174KJ/(kg.℃) 导热系数 0.6338W/(m2.oC) 粘度 0.000656Pa.s
由公式Q=AK △Tm 可得 A’=Q/（K△Tm）=116060/（77.46×869.6）=25.47m2 考虑15%的裕度，则 A=1.15A’=29.3m2 2.4工艺尺寸的计算 2.4.1管子数n的确定
选用?25?2.5的碳钢管，管内流速取0.5m/s。按单管程计算管字数： ns?4V4?33333.4??59.4?60根
?di?di?u992.2?3600?3.14?0.02?0.02?0.5A29.3L1???6.2m
?dons3.14?0.025?60采用四管程，则L=L1/4=1.5m 管数n1=4n=240根
2.4.2管子的排列方式，管间距的确定
设计采用正三角形排列，取管间距为a=32mm 。 2.4.3 壳体直径的确定
壳体直径： Di=t(nc-1)+2do 式中：Di——换热器内径，mm；
nc——横过管束中心线的管数，由于是正三角形排列，
nc?1.1ns?1.1300?19.1根?19根； do —— 换热管外径，mm；
所以，Di=32×（19-1）+2×25=625mm ，圆整取700mm。
2.4.4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：h=175mm
取折流板间距B=0.3Di,则B=210mm。
折流板数 NB=L/B -1 =6.76≈7 块，折流板圆缺面水平装配。
查《化工设备机械基础》得，折流板最小厚度为4mm，折流板外径696mm，折流板开孔直径为Ф25.80+0.41，材料为Q235-A钢；拉杆选用Ф16，共6根，材料为Q235-AF钢。 2.4.5接管
壳程流体进出接管：去接管内热流体流速5m/s d?4V4?2404??0.41m ?u3.14?3600?5管程流体进出接管：去接管内冷却水流速为2.99m/s,则接管内径为 d1?4V4?33333.4??0.063m ?u13.14?2.99?3600?992.2取标准值径为90mm 2.5.壳体厚度
壳体材料选用20R钢，计算壁厚的公式为：
S=PcDi/（2「σ」tФ-Pc）
式中：Pc——计算压力，取Pc为1×1.1=1.1MPa ； Di=700mm；Ф=0.85
「σ」80=130Mpa（取壳体温度为80℃）
S=700×1.1/（2×130×0.85-0.11）=3.18mm
取C2=2mm ；C1=0.25mm，圆整后取S=6mm，复验6×6%=0.36〉0.25 故最终取C1=0.25mm
故S=6mm
2.6换热器封头的确定
上下封头均采用标准椭球形封头，根据封头为DN1400×5。曲面高度h1=100mm，直边高度h2=25mm，材料选用20 R钢。 2.7容器法兰的选择
材料选用16MnR钢，根据JB/4703-2000标准，选用PN1.6Mpa，DN400mm的榫槽密封面长颈对焊法兰。 2.8开孔补强
换热器封头和壳体上的接管都需要补强，在开孔外面焊接上一块与容器壁材料和厚度都相同的，即5mm厚的20R钢板。 2.9支座
选用型号JB/4712-92 鞍座 BI 700 F 。 2.10冷凝器设计汇总
表12 冷凝器设计汇总
筒体 内径(mm) 壁厚(mm) 封头 （椭球型） 半径(mm) 高度(mm) 直边高度(mm) 拉杆 接管 尺寸(mm) 数目 700 6 700 100 25 Ф16 6 列管 管长 数目 尺寸(mm) 1630 300 Ф25×2.5 折流板 数目 间距(mm) 高度(mm) 7 210 175 壳程流体进出接管公称直径：410mm，厚度4mm 不凝性气体排除接管公称直径：20mm,厚度3mm 管程流体进出接管公称直径： 90mm,厚度4mm 管程数 4
五．环境保护与劳动安全
1.DOP生产过程“三废”处理
生产过程中工业废水的主要来源是酯化反应中生成的水；经多次中和后含有单酯钠盐等杂质的废碱；洗涤粗酯用的水；脱醇时汽提蒸汽的冷凝水，它们的组成大致如下面所示：