【正文】 ，液壓試驗(yàn)時(shí)。由于水、油腐蝕性不大，故可采用碳鋼，現(xiàn)選擇20號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管。管程分程隔板采用十字型結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是布管緊密。管子正方形排列時(shí)當(dāng)量直徑 式中t——相鄰兩管中心距，m； ——管外徑，m。折流板的作用是可以提高殼程流體的流速，增加湍動(dòng)程度，并使殼程流體垂直沖刷管束，以改善傳熱，增大殼程流體的傳熱系數(shù)，同時(shí)減少結(jié)垢。根據(jù)換熱管外徑查管殼式換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)GB151表12[12]可得換熱管中心距S=25mm；分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)ns 式中：V——水的體積流量，m3/h； di——換熱管的內(nèi)徑，mm； ui——水在換熱管中的流速，m/s；按單程計(jì)算所需換熱管的長(zhǎng)度L m式中：S——換熱管傳熱面積，m2； ns——單程傳熱管數(shù)； d0——換熱管外徑，mm；按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，取傳熱管長(zhǎng)m，則該換熱器的管程數(shù)為傳熱管的總根數(shù) 管排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯(cuò)列三種排列方式。對(duì)清潔的流體，管徑可取小些，而對(duì)黏度較大或易結(jié)垢的流體，考慮管束的清洗方便或避免管子堵塞，管徑可取大些。s水的普朗特?cái)?shù)：Pr2=乙炔的定性溫度： 乙炔密度：ρ1= kg/m3乙炔比熱：Cp1= kJ/kg℃乙炔導(dǎo)熱系數(shù)：k1= W/m℃乙炔粘度：μ1=104 Pa浮頭式換熱器[11]是管殼式換熱器系列中的一種，它的特點(diǎn)是兩端管板只有一端與外殼固定死，另一端可相對(duì)殼體滑移，稱為浮頭。一旦發(fā)生器超壓，乙炔就會(huì)從安全裝置中放空，非常安全。全密封低壓乙炔發(fā)生器全密封低壓乙炔發(fā)生器是用電石桶把已破碎好的規(guī)格電石加入到發(fā)生器上部的電石貯料斗中。不能夠詳細(xì)的列舉數(shù)據(jù)。 （4）以日生產(chǎn)24小時(shí)計(jì)算。4. 物料衡算 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)年生產(chǎn)50萬(wàn)標(biāo)m3溶解乙炔，以年工作日300天計(jì)，可得出原料消耗量為：，年生產(chǎn)乙炔瓶75900瓶。乙炔氣先通過(guò)換熱器和除霧器脫除大部分水，再進(jìn)入分子篩干燥器進(jìn)行吸附脫水。氣柜設(shè)置高低位報(bào)警，根據(jù)氣柜的高低和發(fā)生器的壓力控制電磁振動(dòng)下料器，調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)生器的電石量。電石渣漿從發(fā)生器溢流管不斷排出，濃渣漿和矽鐵等雜質(zhì)從發(fā)生器底部間隙排出。用氮?dú)鈱?duì)一斗、二斗進(jìn)行置換，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，電石從料斗進(jìn)入加料斗。（kg/m3）， 火焰溫度 3150℃，熱值12800（千卡/m3），純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達(dá)3600度。由碳化鈣(電石)制備的乙炔因含磷化氫等雜質(zhì)而有惡臭?；瘜W(xué)式C2H2分子結(jié)構(gòu)：C原子以sp雜化軌道成鍵、分子為直線形的非極性分子。丙酮對(duì)金屬不腐蝕，可貯于鐵、鋁等容器中，丙酮毒性低，毒性近于乙醇，對(duì)中樞神經(jīng)有麻醉作用，吸入蒸汽會(huì)引起頭痛。熔點(diǎn)2300℃，能導(dǎo)電，純度越高，導(dǎo)電越容易。表1 電石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品發(fā)氣量（20℃,≧）粒度(mm)802003052852555080305285255580300280250550300280250乙炔中磷化氫，%（V/V)乙炔中硫化氫，%（V/V)注：本設(shè)計(jì)采用的電石規(guī)格為優(yōu)等品。2. 原料及產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格 電石 電石化學(xué)名稱為碳化鈣，分子式為CaC2，外觀為灰色、棕黃色、黑色或褐色塊狀固體，是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料，利用電石為原料可以合成一系列的有機(jī)化合物，為工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥提供原料。解放以后，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，溶解乙炔工業(yè)也有了一些發(fā)展，但由于對(duì)推廣使用溶解乙炔氣瓶的優(yōu)越性認(rèn)識(shí)不足，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展緩慢，直到1979年全國(guó)生產(chǎn)溶解乙炔的廠也僅有十一家，而且大多數(shù)又是大型企業(yè)的附屬站，規(guī)模都較小，產(chǎn)品主要供給本廠使用，裝置總?cè)萘績(jī)H有300米179。因此溶解乙炔的發(fā)展離不開乙炔瓶，所以溶解乙炔的發(fā)展史，也可以說(shuō)是乙炔瓶的發(fā)展史。隨后人們又采取像液化氣體那樣把乙炔液化成液體貯存在容器中使用，但液化乙炔更具有爆炸性，稍一不慎就發(fā)生爆炸事故。小型的乙炔發(fā)生裝置安全性能差，易發(fā)生爆炸事故，使用不方便。隨著工業(yè)的發(fā)展，1903年法國(guó)首先將乙炔用于金屬的焊接與切割。所以我選擇干法乙炔發(fā)生作為我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。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(huì)占很大的優(yōu)勢(shì)，其反應(yīng)以后得電石粉末具有再利用價(jià)值。 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(guó)際能源的緊張，當(dāng)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。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。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。年產(chǎn)50萬(wàn)標(biāo)m3溶解乙炔工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄 摘要………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞……………………………………………………………………………1 Abstract …………………………………………………………………………1 Key words………………………………………………………………………11. 概述………………………………………………………………………………2 乙炔的用途………………………………………………………………2 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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估………………………3 溶解乙炔的概念與由來(lái)………………………………………………3 我國(guó)溶解乙炔的發(fā)展…………………………………………………42. 原料及產(chǎn)品規(guī)格…………………………………………………………………5 電石…………………………………………………………………5 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)………………………………………………73. 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…………………………………………84. 物料衡算………………………………………………………………………95. 溶解乙炔車間設(shè)備設(shè)計(jì)與選型………………………………………………11 乙炔發(fā)生器的選型……………………………………………11 換熱器的選型與設(shè)計(jì)…………………………………………12 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………………306. 主要設(shè)備一覽表………………………………………………………………327. 定員……………………………………………………………………………32 不同層面職能……………………………………………………32 勞動(dòng)定員的原則…………………………………………………338. 工藝控制指標(biāo)一覽表…………………………………………………………339. 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………………………………………………………………3710. 經(jīng)濟(jì)核算………………………………………………………………………3711. 溶解乙炔各工藝操作規(guī)程……………………………………………………38 電石的入、出庫(kù)操作規(guī)程………………………………………………38 電石粉末處理操作規(guī)程………………………………………………39 真空泵操作規(guī)程………………………………………………………39 一般規(guī)定…………………………………………………39 開機(jī)前的準(zhǔn)備…………………………………………………39 運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng)………………………………………………40 操作規(guī)定……………………………………………………40 丙酮補(bǔ)加裝置操作規(guī)程………………………………………………41 新瓶充罐丙酮操作…………………………………………41 乙炔瓶補(bǔ)加操作……………………………………………42 充氣…………………………………………………………42 補(bǔ)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(fù)檢操作規(guī)程………………………………………4412. 事故應(yīng)急處理操作規(guī)程………………………………………………………44 一般性事故……………………………………………………………44 重大事故應(yīng)急救援處理操作規(guī)程……………………………………4413. 環(huán)境保護(hù)………………………………………………………………………47 執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及排放標(biāo)準(zhǔn)…………………………………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(xiàn)………………………………………………………………………49致謝………………………………………………………………………………50附錄………………………………………………………………………………521. 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?jī)?nèi)，使乙炔氣體溶解于丙酮液體中，當(dāng)使用時(shí)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(dá)到安全貯存、運(yùn)輸和使用方便的目的。 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(guò)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(guó)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(guó)沿海的航標(biāo)燈。同時(shí)，在國(guó)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(lái)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。%%（vol）。3. 生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)工藝流程圖 流程簡(jiǎn)述 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