【正文】 學 生 畢 業(yè) 設 計（論 文） 2022 年 6 月 10 日課題名稱 年產(chǎn) 50 萬標 m3 溶解乙炔工藝設計 姓 名 賴志強 學 號 090810327 院 系 化學與環(huán)境工程學院 專 業(yè) 化學工程與工藝 指導教師 尹志芳 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2022 屆學生 畢業(yè)設計 (論文 )材料 （四） 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………錯誤 ! 未 定 義 書 簽 。 關鍵詞 ……………………………………………………………………………錯誤 ! 未 定 義 書 簽 。 Abstract …………………………………………………………………………錯誤 ! 未 定 義 書 簽 。 Key words……………………………………………………………………… 錯誤 ! 未定義書簽。 1. 概述 ………………………… ……………………………………………………錯誤 ! 未 定 義 書 簽 。 乙炔的用途 ……………………………………………………………… 錯誤 ! 未定義書簽。 乙炔生產(chǎn)方法的選擇 …………………………………………………… 2 新興乙炔化工生產(chǎn)方法 ………………………………………………… 2 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的比較 …………………………… 2 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的風險評估 ……………………… 3 溶解乙炔的概念與由來 ……………………………………………… 3 我國溶解乙炔的發(fā)展 ………………………………………………… 4 2. 原料及產(chǎn)品規(guī)格 …………………………………………………………………錯誤 ! 未 定 義 書 簽 。 電石 ………………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 電石的化學性質(zhì)和物理性質(zhì) ……………………………………… 5 丙酮 ………………………………………………………………… 6 丙酮的性質(zhì) ………………………………………………………… 6 丙酮的質(zhì)量標準及規(guī)格 …………………………………………… 6 乙炔 ……………………………………………………………… 7 乙炔簡介 …………………………………………………………… 7 乙炔的化學性質(zhì)和物理性質(zhì) ……………………………………… 7 乙炔的化工 產(chǎn)出指標 ……………………………………………… 7 3. 生產(chǎn)工藝 …………………………………………………………………… 7 生產(chǎn)工藝流程圖 ………………………………………………… 7 流程簡述 ………………………………………………………… 7 乙炔反應的化學原理 ……………………………………………… 8 乙炔生產(chǎn)的工序工藝概述 ………………………………………… 8 4. 物料衡算 ……………………………………………………………………… 9 5. 溶解乙炔車間設備設計與選型 ………………… …………………………… 11 5 .1 乙炔發(fā)生器的選型 …………………………………………… 11 5 . 2 換熱器的選型與設計 ………………………………………… 1 2 確定設計方案 ………………………………………………… 13 定性溫度和物性參數(shù)計算 …………………………………… 13 核算換熱器的傳熱面積 ……………………………………… 13 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 ………………………………………………… 15 校核總換熱系數(shù) ……………………………………………… 17 換熱器的機械設計計算 ……………………………………… 18 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計算結(jié)果一覽表 ……………… 30 6. 主要設備一覽表 ……………………………………………………………… 32 7. 定員 …………………………………………………………………………… 32 不同層面職能 …………………………………………………… 32 勞動定員的原則 ………………………………………………… 33 8. 工藝控制指標一覽表 ………………………………………………………… 33 9. 車間設備布置 …………………………………………………………… 34 車間設備布置原則 ……………………………………………… 34 車間設備平面布置的原則 …………………………………… 35 車間設立面布置原則 …… …………………………………… 35 車間設備布置及廠址選擇 ……………………………………… 35 車間設備平面布置 …………………………………………… 35 車間設備立面布置 …………………………………………… 36 廠址選擇 ………………………………………………………… 36 圖紙 ……………………………………………………………… 37 10. 經(jīng)濟核算 ……………………………………………………………………… 37 11. 溶解乙炔各工藝操作規(guī)程 …………………………………………………… 38 電石的入、出庫操作規(guī)程 ……………………………………………… 38 電石粉末處理操作規(guī)程 ……………………………………………… 錯誤 ! 未定義書簽。 真空泵操作規(guī)程 ……………………………………………………… 39 一般規(guī)定 ………………………………………………… 39 開機前的準備 ………………………………………………… 39 運轉(zhuǎn)注意事項 ……………………………………………… 40 操作規(guī)定 …………………………………………………… 40 丙酮補加裝置操作規(guī)程 ……………………………………………… 41 新瓶充罐丙酮操作 ………………………………………… 41 乙炔瓶補加操作 …………………………………………… 42 充氣 …………………… …………………………………… 42 補加丙酮 …………………………………………………… 42 氣瓶充裝安全操作規(guī)程 ………………………………………………… 43 氣瓶充裝前、后檢查操作規(guī)程 ………………………………………… 43 氣瓶充裝前檢查操作規(guī)程 ………………………………… 43 氣瓶充裝后復檢操作規(guī)程 ……………………………………… 44 12. 事故應急處理操作規(guī)程 ……………………………………………………… 44 一般性事故 …………………………………………………………… 44 重大事故應急救援處理操作規(guī)程 …………………………………… 44 13. 環(huán)境保護 ……………………………………………………………………… 47 執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標準及排放標準 ………………………………… 47 噪聲處理方案 ………………………………………………………… 47 三廢處理 …………………………………………………………… 47 綠化 ………………………………………………………………… 47 其它環(huán)保措施 ………………………………………………………… 48 參考文獻 ……………………………………………………………………… 49 致謝 ……………………………………………………………………………… 50 附錄 ……………………………………………………………………………… 52 1 年產(chǎn) 50 萬標 m3 溶解乙炔工藝設計 賴志強 （湖南城市學院化學工程與工藝專業(yè) 2022 屆學生，益陽， 413000） 摘 要 ： 本文針對年產(chǎn) 50 萬 標 m3 溶解乙炔生產(chǎn)任務，進行整個生產(chǎn)流程的工藝設計。設計的內(nèi)容包括主要反應和后續(xù)處理生產(chǎn)工藝流程及設備的設計和選型，主要設備包括乙炔發(fā)生器、換熱器、凈化塔、以及計量罐、各工序貯罐、接收罐、壓縮機等附加設備。 關鍵詞： 換熱器；溶解乙炔氣體；乙炔發(fā)生器 50 Million Standard m3 Dissolved of Acetylene Process Design per Year Lai Zhiqiang (2022 year Student of Chemical Engineering and Technology Major,Hunan City University, Yiyang, Hunan, 413000, China) Abstrsct:In this paper, an annual output of 50 million standard m3 dissolved acetylene production tasks, process design for the entire production process,Major equipment includes acetylene generator, heat exchanger, purification tower, and the metering tank, the receptacle of each step, receiving tanks, pressors and other additional equipment. Key words: Heat exchanger。Dissolved acetylene gas。Acetylene generator 2 1. 概述 將生產(chǎn)的氣態(tài)乙炔壓縮充裝至填有多孔填料并含溶劑（一般采用丙酮）的鋼瓶內(nèi)，使乙炔氣體溶解于丙酮液體中，當使用時將乙炔氣體從丙酮中放出，這樣的乙炔稱 “溶解乙炔 ”[1]，溶解乙炔能達到安全貯存、運輸和使用方便的目的。它被廣泛的用于照明、焊接、切割及各種火焰加工，能滿足科研、施工等特殊用戶的需要。在當今迅猛發(fā)展的國民經(jīng)濟中占有及其重要的地位，是國家大力發(fā)展和推廣的一項新工藝。 乙炔的用途 乙炔是一種重要的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，它的用途很廣泛如： 乙炔在高溫下分解為碳和氫，由此可 制備乙炔炭黑。一定條件下乙炔聚合生成苯，甲苯，二甲苯，萘，蒽，苯乙烯，茚等芳烴。通過取代反應和加成反應，可生成一系列極有價值的產(chǎn)品。乙炔還可用以照明、焊接及切斷金屬（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。乙炔燃燒時能產(chǎn)生高溫，氧炔焰的溫度可以達到 3200℃ 左右，用于切割和焊接金屬。供給適量空氣，可以安全燃燒發(fā)出亮白光，在電燈未普及或沒有電力的地方可以用做照明光源。乙炔化學性質(zhì)活潑，能與許多試劑發(fā)生加成反應。在 20 世紀 60 年代前，乙炔是有機合成的最重要原料，現(xiàn)仍為重要原料之一。如與 氯化氫、氫氰酸、乙酸加成，均可生成生產(chǎn)高聚物的原料。 乙炔生產(chǎn)方法的選擇 乙炔的化工生產(chǎn)方法主要有以下幾種： （ 1） 干法制乙炔 [2] （ 2） 濕法制乙炔 [3] （ 3） 天然氣部分氧化法 （ 4） 煤等離子體法 新興乙炔化工生產(chǎn)方法 由于國際能源的緊張，當今比較流行新興的乙炔化工生產(chǎn)方法有天然氣部分氧化法和煤等離子體法。 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的比較 新興的乙炔生產(chǎn)方法主要是天然氣部分氧化法和煤的等離子體法。 3 A 天然氣部分氧化法 （ 1）我國的天然氣儲量比較大，便 于開采； （ 2）天然氣相對于其它的能源來說比較經(jīng)濟； （ 3）天然氣部分氧化法在工藝上存在一定的危險性； （ 4）天然氣部分氧化法在設備的投資成本上不經(jīng)濟； B 煤等離子體法 （ 1）煤在我國的存儲量比較大； （ 2）煤在相對于石油和其它的新興能源上有一定的價格優(yōu)勢； （ 3）煤在化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染較為嚴重； （ 4）煤等離子體法是一種高技術的手段其可行性和穩(wěn)定性值得商榷； （ 5）煤等離子體法的設備投資成本不經(jīng)濟； C 干法和濕法制乙炔 （ 1）都是傳統(tǒng)的生產(chǎn)乙炔的方法； （ 2）干法乙炔是用略多與理論的 水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解； （ 3）干法乙炔發(fā)生和濕法乙炔發(fā)生的化學原理是相同的； （ 4）濕法乙炔發(fā)生是塊狀電石投入發(fā)生器中（發(fā)生器中有水）使之水解； （ 5）干法制乙炔產(chǎn)生的污染物比濕法制乙炔的少； （ 6）干法制乙炔的成本略小于濕法制乙炔的成本； 新興乙炔化工生產(chǎn)方法與舊法的風險評估 通過比較和細致的觀察，加上對乙炔市場的考察，新興的兩種乙炔發(fā)生方法既天然氣部分氧化法和煤等離子體法，都有很大的局限性和經(jīng)濟成本問題。其數(shù)據(jù)就不一一羅列。而干法乙炔發(fā)生和濕法乙炔發(fā)生是傳統(tǒng)的制備乙 炔的方法，其安全性和穩(wěn)定性都有一定的保障，其中如果考慮環(huán)保的問題，乙炔干法發(fā)生會占很大的優(yōu)勢，其反應以后得電石粉末具有再利用價值。濕法