【正文】 天然氣相對(duì)于其它的能源來說比較經(jīng)濟(jì)； （ 3）天然氣部分氧化法在工藝上存在一定的危險(xiǎn)性； （ 4）天然氣部分氧化法在設(shè)備的投資成本上不經(jīng)濟(jì)； B 煤等離子體法 （ 1）煤在我國的存儲(chǔ)量比較大； （ 2）煤在相對(duì)于石油和其它的新興能源上有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)； （ 3）煤在化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染較為嚴(yán)重； （ 4）煤等離子體法是一種高技術(shù)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(shè)備投資成本不經(jīng)濟(jì)； 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(xué)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 通過比較和細(xì)致的觀察，加上對(duì)乙炔市場(chǎng)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(jì)成本問題。在 20 世紀(jì) 60 年代前，乙炔是有機(jī)合成的最重要原料，現(xiàn)仍為重要原料之一。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。在當(dāng)今迅猛發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)中占有及其重要的地位，是國家大力發(fā)展和推廣的一項(xiàng)新工藝。 關(guān)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。 電石 ………………………………………………………………… 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Key words……………………………………………………………………… 錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。 學(xué) 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 2022 年 6 月 10 日課題名稱 年產(chǎn) 50 萬標(biāo) m3 溶解乙炔工藝設(shè)計(jì) 姓 名 賴志強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 090810327 院 系 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師 尹志芳 ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2022 屆學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )材料 （四） 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………錯(cuò)誤 ! 未 定 義 書 簽 。 1. 概述 ………………………… ……………………………………………………錯(cuò)誤 ! 未 定 義 書 簽 。 電石的化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格 …………………………………………… 6 乙炔 ……………………………………………………………… 7 乙炔簡(jiǎn)介 …………………………………………………………… 7 乙炔的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) ……………………………………… 7 乙炔的化工 產(chǎn)出指標(biāo) ……………………………………………… 7 3. 生產(chǎn)工藝 …………………………………………………………………… 7 生產(chǎn)工藝流程圖 ………………………………………………… 7 流程簡(jiǎn)述 ………………………………………………………… 7 乙炔反應(yīng)的化學(xué)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(shè)備設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) ………………………………………… 1 2 確定設(shè)計(jì)方案 ………………………………………………… 13 定性溫度和物性參數(shù)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………… 18 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果一覽表 ……………… 30 6. 主要設(shè)備一覽表 ……………………………………………………………… 32 7. 定員 …………………………………………………………………………… 32 不同層面職能 …………………………………………………… 32 勞動(dòng)定員的原則 ………………………………………………… 33 8. 工藝控制指標(biāo)一覽表 ………………………………………………………… 33 9. 車間設(shè)備布置 …………………………………………………………… 34 車間設(shè)備布置原則 ……………………………………………… 34 車間設(shè)備平面布置的原則 …………………………………… 35 車間設(shè)立面布置原則 …… …………………………………… 35 車間設(shè)備布置及廠址選擇 ……………………………………… 35 車間設(shè)備平面布置 …………………………………………… 35 車間設(shè)備立面布置 …………………………………………… 36 廠址選擇 ………………………………………………………… 36 圖紙 ……………………………………………………………… 37 10. 經(jīng)濟(jì)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(cuò)誤 ! 未定義書簽。Dissolved acetylene gas。 乙炔的用途 乙炔是一種重要的有機(jī)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。乙炔燃燒時(shí)能產(chǎn)生高溫，氧炔焰的溫度可以達(dá)到 3200℃ 左右，用于切割和焊接金屬。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。其數(shù)據(jù)就不一一羅列。 干法乙炔發(fā)生是對(duì)濕法乙炔發(fā)生的改進(jìn)，通過綜合的考慮和出于對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，我認(rèn)為干法乙炔發(fā)生具有很好的工業(yè)化價(jià)值。它雖在 1836 年就被人們發(fā)現(xiàn)，但直到 1892年利用電爐生產(chǎn)電石的方法被發(fā)明以后，它才開始被用于照明。但是由于大型的乙炔發(fā)生裝置搬運(yùn)不便。焦耳的能量）就會(huì)發(fā)生分解爆炸，試驗(yàn)遭受到失敗。這種被稱為溶解乙炔氣瓶的特殊鋼瓶的誕生，使溶解乙炔在工業(yè)上得到了更廣泛的應(yīng)用。 1936 年法商又在青島開設(shè)東方修焊公司，這就是我國解放以前僅有的三個(gè)溶解乙炔廠 [5]，其規(guī)模都較小，而且主要用于我國沿海的航標(biāo)燈。同時(shí)，在國家 “十二五 ”規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大方針下，溶解乙炔面臨巨大的市場(chǎng)投資機(jī)遇，行業(yè)有望迎來新的發(fā)展契機(jī)。碳化鈣質(zhì)量應(yīng)符合表 1 要求。 電石的物理性質(zhì)是外觀呈灰色、棕色、紫色或黑色的固態(tài)物。 丙酮能和水等非極性、極性溶劑混合，是一種良好的溶劑，它沸點(diǎn)低，揮發(fā)性大，對(duì)日光和堿不穩(wěn)定，屬一級(jí)易燃液體，故應(yīng)在陰涼處密閉貯存并勿進(jìn)火源。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 HC≡CH，是最簡(jiǎn)單的 炔烴 。工業(yè)品乙炔帶輕微大蒜臭。在空氣中爆炸極限 %%（ vol）。 3. 生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)工藝流程圖 原料的準(zhǔn)備粗乙炔氣的發(fā)生粗乙炔氣的冷卻粗乙炔氣的凈化粗乙炔氣的低壓干燥乙炔氣的三級(jí)壓縮乙炔氣的油水分離乙炔氣的高壓干燥乙炔氣的充瓶充瓶后的靜置檢查運(yùn)輸 流程簡(jiǎn)述 8 乙炔反應(yīng)的化學(xué)原理 電石水解反應(yīng)原理 : CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol 由于工業(yè)電石含有大量雜質(zhì) ,CaC2 在水解反應(yīng)的同時(shí) ,還進(jìn)行一些副反應(yīng) ,生成相應(yīng)的雜質(zhì)氣體 ,其反應(yīng)式如下 : CaO+2H2O→Ca(OH)2+CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑ Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑ 乙炔生產(chǎn)的工序工藝概述 經(jīng)過計(jì)量的電石由電葫蘆送到加料斗上方。乙炔氣從發(fā)生器頂部溢出，經(jīng)洗泥器進(jìn)入正水封后進(jìn)入換熱器和水洗塔，冷卻后的乙炔氣進(jìn)入清凈系統(tǒng)在進(jìn)入氣柜。當(dāng)發(fā)生器壓力過高時(shí)，安全水封自動(dòng)排氣，以降低發(fā)生器的壓力， 當(dāng)發(fā)生器壓力過低時(shí)，為了避免在負(fù)壓時(shí)空氣進(jìn)入發(fā)生器和管道，形成爆炸性氣體，氣柜的乙炔氣經(jīng)逆水封進(jìn)入發(fā)生器，以升高發(fā)生器的壓力。 從中和塔出來的乙炔進(jìn)入干燥工序。發(fā)生器溢流及由人工間隙排出的渣漿經(jīng)渣漿罐除去硅鐵后流至沉降池。 （ 3）以年工作日 300 天計(jì)算，平均每日生產(chǎn)乙炔 。 本身所散失的熱量 Q1 隨產(chǎn)生的乙炔和廢氣所帶走的熱量 Q3 隨電石渣所散失的熱量 Q2 對(duì)此連續(xù)穩(wěn)定的過程 ∑Q 總 =∑Q 出 即 Q 總 =Q1+Q2+Q3+Q4 由于公司的保密要求，只能對(duì)主要設(shè)備做簡(jiǎn)單的物料和熱量的衡算。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用全密封低壓乙炔發(fā)生器 [9]作為反應(yīng)設(shè)備。在安全性能方面，發(fā)生器 發(fā)生器里自發(fā)產(chǎn)生熱量 Q 水中的熱量 Q4 12 該發(fā)生器有超壓、超液位兩種保護(hù)裝置。 換熱器的選型與設(shè)計(jì) 型號(hào) NRY20 NRY40 NRY60 NRY80 NRY100 NRY120 NRY140 NRY160 乙炔 產(chǎn)量(m3/h) 20 40 60 80 100 120 140 160 乙炔 純度(%) C2H2 ≥98 C2H2≥98 C2H2 ≥98 C2H2 ≥98 C2H2 ≥98 C2H2 ≥98 C2H2 ≥98 C2H2 ≥98 發(fā)生器出口壓力(MPa) 發(fā)生器水溫(℃ ) ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 ≤ 70 電石 粒度(mm) 10200 10200 10200 10200 10200 10200 10200 10200 電石 耗量(kg/h) 95 190 285 380 475 570 665 760 乙炔壓縮機(jī)型 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 M2V220/25 配用 電機(jī)(KW) 2 3 4 5 6 7 8 充瓶 壓力(MPa) 13 本設(shè)計(jì)從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及生產(chǎn)能力的需求，選擇合適的換熱器類型，然后根據(jù)具體生產(chǎn)工況，按相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)