【基于萃取精餾法的十二萬噸年產(chǎn)量的丙烯腈回收工段工藝設(shè)計(jì)8200字（論文）】

基于萃取精餾法的十二萬噸年產(chǎn)量的丙烯腈回收工段工藝設(shè)計(jì)摘要隨著工業(yè)的發(fā)展，丙烯腈的重要性越發(fā)不可被替代。丙烯腈又稱乙烯基腈，丙烯腈是合成纖維、合成橡膠以及合成樹脂的基本且重要的原料，在工業(yè)領(lǐng)域和生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的影響。本文主要研究國內(nèi)目前生產(chǎn)丙烯腈的過程，主要采用萃取精餾的方法，將丙烯腈與乙腈分離。從理論上進(jìn)行分析，了解丙烯腈的基本性質(zhì)和生產(chǎn)方法。然后根據(jù)相關(guān)的理論知識分析物料衡算、熱量衡算，并且且對該工段的的車間設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)闡述，最后對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢該如何處理等等。關(guān)鍵詞：丙烯腈；乙腈；物料衡算；熱量衡算目錄TOC\o"1-3"\h\u52671引言 引言1.1產(chǎn)品性質(zhì)1.1.1物理性質(zhì)丙烯腈又被稱為乙烯基氰、2-丙烯腈、氰（代）乙烯和氰乙烯等，它是一種化學(xué)物質(zhì)。這是一種液體，氣味很刺鼻并且含有很高的毒性。他能在空氣中形成爆炸性混合物，高溫的話能分解出有毒的氣體，所以他是一種非常危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。他的化學(xué)式是C3H3N，它的溶解性較低，微溶于水，但更容易和一些有機(jī)溶劑相溶。密度僅為

0.81g/cm3,外觀是透明且無色。PH值是在6-7.5之間，沸點(diǎn)和熔點(diǎn)分別是77.3℃、-83.6℃。丙烯腈不僅在工業(yè)上，而且在醫(yī)藥等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用性。丙烯腈是一種合成纖維，比如世界上廣泛應(yīng)用的合成橡膠和合成樹脂都離不開它，丙烯腈是合成的重要單體。所以對人類生活起著巨大的促進(jìn)作用。1.1.2化學(xué)性質(zhì)丙烯腈化學(xué)分子式為C3H3N，從這分子結(jié)構(gòu)可以看出它的活潑性非常積極，非常容易與其他有機(jī)分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。比如和一些含有氫的化和物質(zhì)會化學(xué)反應(yīng)生成各種不同的氰物質(zhì)，與氧化物也會發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，甚至可能會發(fā)生嚴(yán)重的爆炸現(xiàn)象。丙烯氰可以與很多有機(jī)物質(zhì)甚至是無機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，主要原因是因?yàn)榈姆肿咏Y(jié)構(gòu)它的摩爾折射率為15.58，等張比容為148.8，摩爾體積為66.5m3/mol等。還有從他的分子式可以看出它包含有C=C雙鍵和-CN鍵，一般含有這兩個鍵它的化學(xué)性質(zhì)就會表現(xiàn)出非常的活躍，因此它在生活領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。例如合成羊毛就是由丙烯腈制成聚丙烯腈纖維，這就是著名的腈綸，它的效果和羊毛可以完全比擬。不僅在生活領(lǐng)域的作用性無法替代，在工業(yè)領(lǐng)域同樣占著很重要的成分，它是有機(jī)化物的生成原料。丙烯蠟與醇反應(yīng)可產(chǎn)生烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液體染料分散劑、抗靜電劑、纖維處理劑、表面活性劑、醫(yī)藥等原料。丙烯酸蠟主要用于生產(chǎn)ABS樹脂、丙烯酰胺、丙烯酸纖維、己二烯和苯乙烯-己二烯樹脂等。1.2丙烯腈生產(chǎn)方法丙烯腈的作用性具有不可替代性，因此全世界都在關(guān)注它的制造過程?，F(xiàn)在的世界經(jīng)濟(jì)向著資本主義發(fā)展，更多的資本家更關(guān)心的還是降低丙烯腈的制造成本，所以西面來講解一下它的生產(chǎn)方法。1.2.1丙烯氨氧化法在傳統(tǒng)的丙烯氨氧化法主要是以丙烯、氨和水以及空氣為基本原料進(jìn)行生成制作。根據(jù)理論關(guān)系來按一定的比例來進(jìn)行配置。隨著社會科技的發(fā)展，現(xiàn)在最這個方法逐漸完善，主要通過沸騰床和固定床反應(yīng)器來進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)的過程中需要在400-500攝氏度的溫度下并添加相關(guān)的催化劑才能生成丙烯腈。由于沸騰床和固定床反應(yīng)器的問世，丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的成本大大降低。1.2.2氰乙醇法丙烯腈化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，所以科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以通過三甲胺和環(huán)氧乙烷以及氫氰酸的化學(xué)反應(yīng)生成氰乙醇，然后通過脫水就能得到丙烯腈，但是脫水的過程是復(fù)雜的，需要在200-280攝氏度的溫度下并且還要一碳酸鎂作為催化劑，因此這個制作過程復(fù)雜且成本高昂，不太適合大量生產(chǎn)。1.2.3乙\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"炔法這個方法和氰乙醇方法類似，科學(xué)家主要是通過化學(xué)反應(yīng)生成丙烯腈。乙\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"炔法是通過乙\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"炔和氫氰酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是這個化學(xué)反應(yīng)必須在\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"氯化亞銅、\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"氯化鉀、\t"/item/%E4%B8%99%E7%83%AF%E8%85%88/_blank"氯化鈉以及稀鹽酸混合溶液的作用下并且溫度要求是在80-90攝氏度下反映生成丙烯腈。其實(shí)這個方法是比較簡單而且最開始時也是以這個生產(chǎn)方法最為主流，但由于乙炔的成本加高導(dǎo)致這個生產(chǎn)成本增加，也就慢慢發(fā)展其他替代方法。1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景隨著世界科技的飛速發(fā)展，也極大促進(jìn)世界工業(yè)以及生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。丙烯腈的作用區(qū)域非常廣泛，不僅生活領(lǐng)域離不開他，而且在工業(yè)領(lǐng)域上無可替代。它是合成纖維以及合成橡膠的主要合成原料，而且它還能合成人造纖維。所以它的需求量在世界范圍內(nèi)急劇增加。越來越多的國家都把注意力放到這一塊嗎，對生產(chǎn)丙烯腈的原材料都嚴(yán)格控制，進(jìn)出口收取的關(guān)稅也是水漲船高。搜集相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，從2010年到2019年，世界對丙烯腈的消耗量逐步增加，年均增長率約為4%。生產(chǎn)能力也逐步提高，產(chǎn)能從4750kt/a增加到5800kt/a，產(chǎn)量從4330kt/a增加到5050kt/a。下圖1-1是世界對丙烯腈的需求量：表1-1世界丙烯腈需求及預(yù)測（萬噸）地區(qū)2015年2016年2017年2018年2019年歐洲250260270275295中東4561728090亞洲240280285320412拉丁美洲4060758490北美7495105115120全世界約587約615約712約750約812由于改革開放后，我國工業(yè)逐漸的開始發(fā)展，剛開始階段不斷的向西方先進(jìn)國家學(xué)習(xí)并引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備。所以我國對丙烯腈的需求量也是出處于穩(wěn)步上升的姿態(tài)，下圖1-2是我國對丙烯腈主要生產(chǎn)廠商與生產(chǎn)能力的數(shù)據(jù)：表1-2我國丙烯腈主要生產(chǎn)廠商與生產(chǎn)能力(kt/a)生產(chǎn)廠商生產(chǎn)能力備注上海石化股份有限公司50實(shí)際可達(dá)70大慶石化總廠60大慶油田聚合廠60齊魯石化公司丙烯青廠40蘭州石化公司石化廠32撫順石化公司青綸廠50計(jì)劃擴(kuò)展到70吉林石化公司化肥廠66計(jì)劃擴(kuò)展到100安慶石化公司青綸廠50總計(jì)408自改革開放近三十余年，我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對丙烯腈的需求量的急劇增加，所以導(dǎo)致對丙烯腈生產(chǎn)量也大大增加。每年大概以百分之二十多增長率的速度增加。目前國內(nèi)市場還是供不應(yīng)求，很大一部分還是需要去國外進(jìn)口，也是對世界丙烯腈的發(fā)展起了很大的促進(jìn)作用。2工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1工藝原理隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，丙烯腈的工藝也逐漸得到完善?，F(xiàn)在的主要工藝是利用丙烯蠟和乙基蠟相溶后，然后通過的沸點(diǎn)加入萃取劑來進(jìn)行蒸餾，最后通過相關(guān)技術(shù)就可以得到丙烯腈。下圖2-1就是整個回收工段流程示意圖：圖2-1整個回收工段流程示意圖2.2主要的工藝指標(biāo)表2-1主要工藝指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)回收塔溶劑水溫度（C）40?48回收塔進(jìn)料溫度（C）66±2回收塔靈敏點(diǎn)溫度（C）82?94回收塔頂部溫度（C）69±2回收塔底溫度（C）114±2回收塔溶劑水溫度（C）40?48回收塔進(jìn)料溫度（C）66±2回收塔頂部壓力（MPa）0.001?0.020T-9104塔底液位(%)20?80V-9111水相界面液位(%)40?70V-9111油相液位(%)20?802.3工藝流程簡述2.3.1回收塔工序首先介紹的是回收塔工序，這個過程主要是將吸收塔中的液體回收到塔中，這是通過高溫加熱將液體升華為氣體，最后通過蒸餾方式進(jìn)行萃取。由于液體中含有很多其他物質(zhì)，比如其他氧化物或者酸化物。這就大大增加萃取的難度性。這時就需要加入水，原理是以水為溶劑可以增加這些雜質(zhì)的相對揮發(fā)性，這樣操作更有利于將進(jìn)行分離。2.3.2乙腈塔工序下面來介紹一下乙腈塔工序，乙腈塔和回收塔是兩個獨(dú)立的流程，但這兩者的工作原理是相似的。從上面介紹的回收塔工藝，乙腈是在回收塔底，所以需要從7#塔板中進(jìn)行提取。然后還是通過高溫的方式蒸餾，腈丙烯腈從乙腈塔中分離出來。將那些雜志返還給回流槽。這就是乙腈塔的工序，隨著科技的發(fā)展，這工藝也得到了完善，丙烯腈的純度也得到了保障。2.4物料衡算2.4.1回收塔物料衡算根據(jù)理論知識，這部分主要來計(jì)算回收塔是否遵循物料守恒原則。我國每年大概年產(chǎn)丙烯腈是12萬噸，這次主要對回收裝置出料平衡的介紹：表2-2回收裝置出料平衡組份分子量kg/hkmol/h%(kmol)%(wt)丙烯腈53.0611665.75219.861.333.81乙腈41.05382.209.310.060.12氫氰酸27.031272.7047.080.280.42水18.00292700.8616261.698.3395.65乙腈41.05382.209.310.060.12合計(jì)139.14306021.5116537.41100100表2-3回收塔出料中的百分比例(kg/h)組份去脫氰塔(D1)去乙腈塔(D2)回收塔釜液(去貧水W1)丙烯腈78%0.6%— —乙腈—11%— —?dú)淝杷?6%0.4%— —水13.4%88%128389.09kg/h圖2-2回收塔物料圖對整個回收塔進(jìn)行物料衡算，全塔物料衡算根據(jù)公式:F=D+W（2-1）FF=DD+WW（2-2）設(shè)：丙烯腈的的百分比為X我國年產(chǎn)丙烯腈12萬噸，將一年轉(zhuǎn)化成小時，一年三千小時計(jì)算，所以就可以得出丙烯腈的的進(jìn)料量F=306021,51kg/h，D1為去分層器丙烯腈含量，W2為去乙腈塔丙烯腈的含量，D3為去層器溶劑水的含量，D4為去乙腈塔溶劑水的含量，W2為上一工段去回收塔的溶劑水的含量。W3為下一工段從脫氰塔的溶劑水的含量。根據(jù)物質(zhì)守恒原則就可以得出：F=W2（2-3）F=3水1+D4X2+W2+3（2-4）將一直數(shù)據(jù)代入得：×78﹪＋W1×0.6﹪（2-5）306021.51=D1×13.4﹪＋D2×88﹪＋128389.09＋15927.69（2-6）由(2-5)和(2-6)公式聯(lián)立：可求得：D1=14631.5kg/h；D2=3504.9kg/h總和=D1+D2+W1+W2=14631.5+3504.9+128389.09+15927.67=306021.51kg/h所以F=D1+D2+W1+W2回收塔塔物料守恒。2.4.2乙腈塔物料衡算乙腈塔物料守恒是對丙烯腈的生產(chǎn)至關(guān)重要，畢竟這是資本經(jīng)濟(jì)，無論生產(chǎn)任何產(chǎn)品都要計(jì)算生產(chǎn)成本，所以這一步需要重點(diǎn)講解。下圖是乙腈塔出料平衡表的介紹：表2-4乙腈塔出料平衡表組份分子量kg/hkmol/h%(kmol)%(wt)丙烯腈53.0621.60.410.620.23乙腈41.05382.20 9.3110.905.12382.20 9.31氫氰酸27.0310.20 0.380.290.2110.20 0.38水18.003090.90171.729094.44合計(jì)139.143504.93504.90100100表2-5出料中的百分比例（﹪）組份塔頂塔釜丙烯腈30.01乙腈500.75氫氰酸1.40.01圖2-3乙腈工段物料表設(shè)丙烯腈的組份分?jǐn)?shù)為X，設(shè)水的組份分?jǐn)?shù)位YFF=DD+WW（2-6）FYF=DYD+WYW(2-7)D為乙腈塔塔頂丙烯腈的含量，W為乙腈塔塔釜丙烯腈的含量。各個物質(zhì)的含量百分比為查化工手冊得到：3504.9×5.12=D×50﹪+W×0.75﹪ (2-8)3504.9×90﹪=D×45.6﹪+W×99.23﹪ (2-9)根據(jù)(2-8)和(2-9)聯(lián)立解得：D=577.92kg/h；W=2782.4kg/h總和=D+W=577.92+2782.4=3054.9kg/h所以F=D+W乙腈塔物料平衡。2.4.3回收塔分成器物料衡算從上表可以得知總數(shù)據(jù)：F=389.15丙烯腈的含量60％，氫氰酸的含量13.2％，溶劑水的百分含量31.5％AN=F×60％=11814.62kg/h=222.82kmol/hHCN=F×12.5％=1333.20kg/h=49.32kmol/hH2O=F×29.5％=2080.28kg/h=115.57kmol/h表2-6分層器物料衡算平衡表組份進(jìn)口進(jìn)口丙烯腈222.82kmol/h222.82kmol/h氫氰酸49.32kmol/h49.32kmol/h水115.57kmol/h115.57kmol/h所以根據(jù)物料守恒，進(jìn)料量等于出料量，所以分層器的物料守恒。3熱量衡算3.1回收塔的熱量計(jì)算上面介紹的是乙腈塔物料衡算，這一節(jié)主要是對回收塔的熱量進(jìn)行計(jì)算。熱量衡算也要遵循物質(zhì)守恒原則，所以此工藝把控非常嚴(yán)格，各種因素都會造成相應(yīng)的影響，比如溫度，壓強(qiáng)、酸堿度等。這個過程不僅經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，有時候也會伴隨一些物理反應(yīng)。下圖為乙腈塔熱量平衡圖和各組分不同溫度下定壓比熱容圖：圖3-1乙腈塔熱量平衡圖表3-1各組分不同溫度下定壓比熱容（J/(mol·k)）組份丙稀腈乙腈氫氰酸水125.90110.38121.9575.42125.39———130.75113.74180.9975.9669.94—79.0635.0675.5759.68120.4337.2176.23———76.30對回收塔進(jìn)行熱量衡算，根據(jù)熱量守恒，可以按下面公式計(jì)算：Q=mCP△t(3-1)根據(jù)熱量守恒：進(jìn)入的熱量等于出去的熱量。進(jìn)入的熱量為主料、貧水、成品塔、乙腈塔釜液。帶出的熱量為塔頂成品、去乙腈塔、設(shè)備損失。溶劑水帶入的熱量(溶劑水)：Q1=C1m1△t1=75.258××(48-0)=18574308.57kJ/h進(jìn)料帶入的熱量（含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q2=Cm△t2=（125.896×+110.382×+121.949×+75.42××（69.2-0）=59502326.67kJ/h乙腈塔釜液帶入的熱量（含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q3=Cm△t3=（130.746×+75.96×）×（102.7-0）=1202774.95kJ/h來自成品塔帶入的熱量（含有丙烯腈）：Q4=Cm△t4=125.389××(65.3-0)=104246.83kJ/h塔頂帶出的熱量（含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q5=Cm△t5=（69.94×+79.062×+121.949×+35.064×）×（70.9-0）=1598271.829kJ/h乙腈塔進(jìn)料帶出的熱量（含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q6=Cm△t6=（74.513×+59.683×+121.949×+120.432×+37.206×）×（108-0）=758200.82kJ/h裝置本身損失的熱量：Q損=15﹪Q進(jìn)=79279410.19×15﹪=11891911.53kJ/hQ進(jìn)=Q1+Q2+Q3+Q4=18574308.57+59502326.67+1202774.95+104246.83=79279410.19kJ/hQ帶=Q5+Q6+Q損=1598271.829+758200.82+79279410.19×15﹪=76574303.01kJ/h所以Q進(jìn)≈Q帶，從而回收塔熱量守恒，根據(jù)熱量守恒回收塔符合熱量守恒定律。3.2乙腈塔的熱量計(jì)算圖3-2乙腈塔熱量平衡圖表3-2各組分不同溫度下定壓比熱容（J/(mol·k)）溫度丙烯腈乙腈氫氰酸水108℃74.57359.683120.43237.20641.0℃122.515108.17572.25375.22692.7℃72.60558.288102.59136.144102.7℃130.746113.738180.98675.960對回收塔進(jìn)行熱量衡算，計(jì)算過程和上述一致。進(jìn)入物料帶入的熱量(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q1=C1m1△t1=7582200.82kJ/h塔頂物料帶走的熱量（含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水）：Q2=C2m△t2=91447.826kJ/h塔頂冷凝器去除的熱量(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水)：Q3=C3m△t3=24547.83kJ/h塔底釜液帶走的熱量(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水)：Q4=C4m△t4=573466.18kJ/h塔底再沸器帶進(jìn)的熱量(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水)：Q5=C5m△t5=1443368.173kJ/h裝置的熱損失:Q損=10﹪Q進(jìn)Q損=772568.99×10﹪=77256.90kJ/hQ總進(jìn)=Q1+Q4=772568.99kJ/hQ總出=Q2+Q3+Q5=766718.17kJ/h故而Q進(jìn)≈Q帶所以乙腈塔熱量守恒，根據(jù)熱量守恒乙腈塔符合熱量守恒定律。3.3回收塔分層器的熱量計(jì)算在回收塔進(jìn)行回收過程中，各化學(xué)物質(zhì)之間會發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)以及物理反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒原則可以知道，總體物質(zhì)的質(zhì)量和能量是不會發(fā)生變化。可以利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)律，通過平衡計(jì)算求得，這樣的化工計(jì)算成為能量衡算。圖2-7分層器熱量平衡圖回收塔塔頂氣體帶入的熱量:Q1=1598271.83kJ/h回收塔分層器水槽帶出的熱量(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水)：Q2=C2m△t2=（122.433×+755.22×）×（40.2-0）=223642.09kJ/h回收塔分層器去脫氰塔進(jìn)料帶出的熱量:(含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、溶劑水)：Q3=C3m△t3=（122.4×+70.491×+75.227×）×（40-0）=1288701.68kJ/hQ總進(jìn)=Q1+Q4=1598271.83kJ/hQ總出=Q2+Q3=1512343.77kJ/h因而Q進(jìn)≈Q帶，所以分層器熱量守恒。根據(jù)熱量守恒分層器符合熱量守恒定律4設(shè)備的選型4.1選擇原則由于科技的發(fā)展，每個公司研究的方向也不一致，所以每個公司研發(fā)生產(chǎn)丙烯腈的設(shè)備也將不同，但是總體方向是一致的。所以在生產(chǎn)丙烯腈的過程中塔是重要的化工設(shè)備。所以這個設(shè)備需求量是大量增加，但是客戶對塔設(shè)備的要求比較嚴(yán)格，產(chǎn)品質(zhì)量，效率以及后期維護(hù)等各種考慮，客戶也會謹(jǐn)小慎微。首先考慮的就是產(chǎn)品生產(chǎn)效率，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，各廠家都必須考慮以下各種需求：產(chǎn)能力大。在同種人力物力情況下以及較大的氣液流速情況下，不能發(fā)生各種液體泄漏以及能量流失的問題，一定要保證各物質(zhì)盡量按照理論計(jì)算的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。操作穩(wěn)定、彈性大。當(dāng)設(shè)備正在進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)時，里面的反應(yīng)偶爾會有較大的劇烈，這時在保證效率的同時還需要保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性，畢竟廠家是需要長時間生產(chǎn)的，這樣才能保證產(chǎn)能。（3）流體流動的阻力小，這個設(shè)備對壓強(qiáng)要求很嚴(yán)格，即流體通過塔設(shè)備的壓力降小。這可以降低設(shè)備對電量的消耗，減少產(chǎn)家的生產(chǎn)成本。（4）結(jié)構(gòu)簡單、材料耗用量小、制造和安裝容易。一般這些設(shè)備都需要從生產(chǎn)廠商通過長途運(yùn)輸?shù)阶约旱墓S，只有體積小的情況下才更方便運(yùn)輸。同樣體積小，工作原理簡單，它的耐用性也會增加，更好的幫助廠家減少后期的維護(hù)費(fèi)用。4.2關(guān)鍵設(shè)備的選型4.2.1回收塔塔徑、塔高和孔徑的計(jì)算在計(jì)算過程需要用的數(shù)據(jù)，在100℃的前提下，其表面的張力σ=11.2N∕m，連續(xù)相粘度μc=0.3×10-3Pa·s，孔徑選0.0015m，孔間距一般是孔徑的2.5-3.5倍，故取孔間距t=0.00375m。極限空塔氣速最大流速umaxumax上=c=1.015m/s（4-1）umax下=c=0.802m/s（4-2）根據(jù)u=（0.6～0.8）umax，取安全系數(shù)為0.8umax上=0.8umax=0.8×1.015=0.81m/sumax下=0.8umax=0.8×0.802=0.64m/s因?yàn)椋篤S上=3.86m3/s，VS下=2.73m3/s求塔徑：D上=2.26mD下=2.93m表4-1浮閥塔板間距的參考值塔徑m0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.02.0-2.42.4-2.8板間距mm200-300300-350350-450450-500500-600600-700由上表得：HT上=500m，HT下=700mm，所以HT=600mm=0.6m4.2.2塔高和塔厚計(jì)算（1）塔高板間距根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為0.4則L=（n－1）HT=（60－1）×0.4=23.6m塔的切線高度H=23.6+1.7+4.3+0.6×3=31.4m（2）塔厚?=PcDi2塔體材料為16MnR，查得：[σ]t=170由Di=2.600，Pc=1.0MPa，焊縫采用雙面對接焊，局部無損傷故φ=0.85，取腐蝕裕量C2=2mm根據(jù)數(shù)據(jù)可得?=9.03mm設(shè)計(jì)厚度為：δd=δ+C2=9.03+2=11.03mm查（化工原理）鋼板厚度負(fù)偏差表知C1=0.8mm。則名義厚度為δn=δd+C1+Δ=11.3+0.8+1.9=14mm（圓整植Δ=1.9）則有效厚度為δe=δn－C1－C2=14－0.8－1.2=12mm4.2.3換熱器的選擇計(jì)算熱負(fù)荷：Q1=m1CpΔt1=23425×4.152×(35－28)=684451KW計(jì)算流體平均溫度差：△t=18℃?zhèn)鳠崦娣e:通過以上的數(shù)據(jù)，根據(jù)管殼式換熱器中的總傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗(yàn)值,K=400w∕m·℃則估算的面積為：A===95m2,考慮到估算性質(zhì)的影響，故實(shí)際傳熱面積為估算的1.05倍，那么實(shí)際的傳熱面積為:A0=1.05×95=100m25車間設(shè)備布置與設(shè)計(jì)5.1車間布置設(shè)計(jì)原則車間布置設(shè)計(jì)的原則如：(1)車間布置一定要符合生產(chǎn)操作要求，首先保證生產(chǎn)安全。(2)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備商家的指定安裝方法，以免生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。最大限度的滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備安裝、檢修的要求；(3)盡量有效的利用車間的建筑面積和空間，以免面積過小導(dǎo)致生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不必要的失誤；(4)一定要滿足車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)符合生產(chǎn)的要求；（5）考慮其它專業(yè)對本車間布置的要求，力求本車間與其他車間輸送管線最短，聯(lián)系最方便5.2車間設(shè)備平面布置車間設(shè)備平面布置一定要具有科學(xué)性，嚴(yán)格按照、設(shè)備布置手冊進(jìn)行安裝與布置。裝置設(shè)備主要包括設(shè)計(jì)道路，安全通道、電梯、防火裝置、柵欄、場坪、休息區(qū)、貨物運(yùn)輸通道等構(gòu)筑物裝置布置。道路設(shè)計(jì)分為建筑物區(qū)，設(shè)備區(qū)，中間罐區(qū)，設(shè)置貫通式道路，6m寬路面和4m寬路面各一條，使裝置內(nèi)各分區(qū)均能與裝置外相通，便于施工、消防和檢修。圖5-1車間0.00平面布置圖圖5-2車間6.00平面布置圖5.3車間設(shè)備立面布置車間設(shè)備立面布置更為嚴(yán)格，主要采用單層與多層相結(jié)合的形式。在露天工作的區(qū)域一定要布置圍欄，嚴(yán)禁非工作人員的閑雜人等進(jìn)入。中間罐區(qū)需要用磚砌防火墻，這樣有利于達(dá)到消防的標(biāo)準(zhǔn)。所有的邊界線全部按照要求用磚鋪砌。鋪砌面積大概為：12270m2。場地豎向設(shè)計(jì)需要根據(jù)場地找相關(guān)的人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，地面坡度一般為5～25％，由于夏季雨水偏多，以免造成洪澇影響生產(chǎn)。多層區(qū)高為6m，每層樓板上設(shè)置泄爆孔。車間A-A平面剖視圖車間B-B平面剖視圖6安全和環(huán)境保護(hù)6.1環(huán)境保護(hù)現(xiàn)在國家提倡綠色環(huán)保，減少環(huán)境污染，各地政府也越來越嚴(yán)格要求綠色發(fā)展，因此采取如下等措施：（1）對生產(chǎn)車間各設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查紡織設(shè)備中液體有滲漏或者溢出等現(xiàn)象，盡量選用屏蔽泵輸送溶劑和芳烴等液體。（2）嚴(yán)格按照設(shè)備指導(dǎo)說明進(jìn)行生產(chǎn)，以防錯誤操作導(dǎo)致事故的發(fā)生。通過冷凝操作回收液體進(jìn)行循環(huán)使用，一些危害氣體一定要按照求進(jìn)行處理，嚴(yán)格保證環(huán)境的安全。（3）各個設(shè)備（塔、泵、換熱器、容器等）排出的廢液集中到地下罐，再根據(jù)廢液的組分定期用泵輸送回濕溶劑罐或原料容器進(jìn)行循環(huán)使用，不排出廢液。6.2三廢產(chǎn)生危害當(dāng)前政府一直在堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，對工業(yè)上的三廢排放越來越嚴(yán)重。三廢”主要是指廢氣、廢水、廢渣。隨著社會的發(fā)展，很多國家都出現(xiàn)了因三廢沒有按照要求排放