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表4.3 反应器热量衡算表
进入的热量 kJ 输出的热量
kJ
Q1 295620.621 Q3 1640671.4
Q2 3841582.256 360264.6
Q4 2136266.877
Σ 4137202.877 Σ 4137202.877
5 设备选型及计算
5.1 加热器
5.1.1 加热器的换热面积的计算
(1) 进出口温度的设定
在经过加热器的过程中，反应原料是作为冷物流，而热物料用的是加热油，因为通过调查发现，油的加热效果比较好，而且价廉。
已知：t1—冷物料的进口温度（℃）
t2—冷物料的出口温度（℃）
T1—热物料的进口温度（℃）
T2—热物料的出口温度（℃）
由热量衡算已得，t1为氧化反应的原料混合加热的进口温度t1=25℃，出口温度t2=70℃，而热物料油的温度设定为T1=200℃，T2=120℃。
(2) 平均传热温差的计算
平均传热温差： （5.1）
由上述已知条件可知：
T1=200℃ ,T2=120℃,t1=25℃, t2=70℃
而 =T1-t2 （5.2）
=T2-t1 （5.3）
所以 =200-75=125℃ =120-25=95℃
(1) 加热器热量的计算
由热量衡算算得的室温下苯乙烯、CHP与水在催化剂的作用下反应产生的热量为：
Q=295620.621 kJ=295620621J=295620621/3600W=82116.84W
所以，加热器反应液放出的热量为：82116.84W
(2) 加热器的换热面积计算
传热系数K = 29～290 kcal/m2∙h∙℃，而1kcal/h=1.163w,所以K=34~337w/m2∙℃,取传热系数K = 45w/m2∙℃；
根据传热速率方程Q=K•A• （5.4）
可计算换热面积A：
82116.84=45×A×109.3
A=16.7m2
考虑20%的面积裕度，A=16.7×1.2=20.4m2
所以，该加热器的换热面积为20.4m2。
5.1.2 加热器的工艺结构尺寸的计算[16]
(1) 管内和管外流速
管径和管内流速选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速u1=3m/s。