【正文】 在定性溫度t=(80+70)/2=75℃下的等壓熱容CP(KJ/Kmol.℃)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CH4 N2 CO2 Q= =(+++++++)(8070) =106KJ/h Q總=106+106=106KJ/h 假設(shè)冷卻水溫升8℃，則冷卻水耗用量 水的Cw= WW=106/8=103Kmol/h 第二膜式吸收器1． 計(jì)算依據(jù) (1)進(jìn)口氣體組成同一膜出口氣體組成 (2)進(jìn)口氣體溫度70℃，出口氣體溫度60℃ (3)% (4)吸收水溫42℃，冷卻水溫33℃ (5)(表壓)2． 物料衡算 需要吸收劑的量同一膜l= 得到稀酸的量 l0=V0(y2y1)/(x2x1) =()/() =吸收劑的單位耗用量l=被吸收的氯化氫氣體量：wa=()=剩余氣體總量：=各氣體含量：CH3Cl 100%=%CH2Cl 100%=%CHCl3 100%=%CCl4 100%=%HCl 100%=%N2 100%=%CO2 100%=%CH4 100%=%1. 熱量衡算42℃%的鹽酸的溶解熱Φ=Q溶解==6105KJ/h在定性溫度t=(70+60)/65℃下物質(zhì)的等壓熱容Cp(KJ/kmol.℃)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CH4 CO2 N2 Q= =(+++++++)(7060) =105Q總=105+105=105從一膜出來的冷卻水逆流進(jìn)入二膜，進(jìn)口溫度33℃其溫升：Δt=105/(103)=出口水溫：33+=℃3．2．4 中和塔（填料塔）1．計(jì)算依據(jù)（1）進(jìn)塔氣體組成同二膜出口氣體組成（2）用20℃，15%的稀氫氧化鈉溶液吸收,出塔堿濃度4%（質(zhì)量）（3）出塔氣體溫度60℃（4）出口氣體中無氯化氫和二氧化碳?xì)怏w入塔氣摩爾流量：WV=惰氣流量：G0==平均分子量：M=%+%+119,%+154%+%+44%+16%+28% =則入塔氣質(zhì)量流量：=入塔氣密度：ρV=()=15%和4%的氫氧化鈉溶液化為摩爾濃度：15%（質(zhì)量）=100%=%（摩爾）4%（質(zhì)量）=100%=%（摩爾）氫氧化鈉溶液耗用量：Wl=(+2)/(%%)=出塔氣中無氯化氫氣體和二氧化碳?xì)怏w，但帶出3Kmol/h的水蒸氣，則總量為G0=各氣體含量：CH3Cl 100%=%CH2Cl2 100%=%CHCl3 100%=%CCl4 100%=%N2 100%=%CH4 100%=%第四章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算及選型4．1 空冷器 本過程傳熱量大，一般的換熱器不能達(dá)到換熱效果。用于處理量較大的吸收過程。實(shí)際上換熱面積大點(diǎn)更能維持等溫，假設(shè)為等溫更合理。被吸收的氯化氫的量為：=。1． 計(jì)算依據(jù)（1）進(jìn)塔酸濃度98%（質(zhì)量），出塔酸濃度85%（質(zhì)量）（2）進(jìn)口酸溫度25℃（3）硫酸的量為3 Kmol/h2． 塔徑計(jì)算需要的硫酸的量：M=(M+318)85%/98%=查得25℃下，98%的硫酸的密度ρL=V=M/ρL=105m3/s=動(dòng)能參數(shù)(Lh/VN)(ρL/ρV)1/2 （4—11）式中：Lh，VN—分別為塔內(nèi)液氣兩相的體積流量，m3/hρL，ρV分別為塔內(nèi)液氣兩相的密度，Kg/m3此時(shí) ρV=WV/V=(+85++154+28+16+318)/()=動(dòng)能參數(shù)(Lh/VN)(ρL/ρV)1/2 =()(1833/)1/2=—，取板間距310mm，所以HThL=230mm查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20=查得硫酸的σ=C=C20(σ/20) （4—12） =()由式（3—3）umax=C[(ρLρV)/ρV]1/2 （4—13）ρL—液相密度,Kg/m3ρV—?dú)庀嗝芏?Kg/m3umax—極限空塔氣速，m/sC—負(fù)荷系數(shù)則umax=[()/]1/2 =u===塔徑D=(4VS/πU)1/2 =[(4)/(π3600)]1/2 =，即800mm空塔氣速：u=4VS/πD2=(4)/(π3600)=，則板上液層體積V=π/=π/4=理論塔板數(shù):NT=取總板效率70%，則實(shí)際板數(shù)為NT/ET=，取為7塊則有效高度為：ET=NT/ （4—14） =7 =4．6 熱交換器1． 計(jì)算依據(jù)（1）熱流體進(jìn)口溫度40 ℃，出口溫度20℃（2）冷流體為冷凝器出來的循環(huán)氣，進(jìn)口溫度20℃2． 計(jì)算傳熱量 《化工設(shè)計(jì)》得總傳熱系數(shù)在190—370Kcal/.℃取K=220 Kcal/.℃在t=(40+20)/2=30℃定性溫度下的等壓熱容(Kcal/kg.℃)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH4 N2 Q==(+85++154+16+28)(4020)=104KJ/h3． 算出口氣體溫度設(shè)出口溫度t2，用公式Cp=a+bT求Cp查得Cp=a+bT中a,b的為：a (J/) b(J/)N2 103CO2 103CH4 103CH3Cl 103 Q==[(+103T)+(+)+( (1)+103T)+(+103T)](t1t2)T=(t1+t2)/2 (2)解(1),(2)得t2=3℃Δt1=42℃ Δt2=40℃ 則 Δtm=41℃S=Q/ =104/(220) =選用FA32510402型浮頭式換熱器1． 計(jì)算依據(jù)（1）熱流體進(jìn)口溫度20℃，出口溫度20℃（2）冷凍鹽水進(jìn)口溫度25℃出口溫度20℃（3）將CH2Cl2,CHCl3冷凝成液體2． 計(jì)算換熱面積CH2Cl2,CHCl320℃,定性溫度t=(2020)/2=0下的Cp(KJ/)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 CH4 N2 Q1=+=105KJ/HQ2=(+28+16+85+)(20+20)=105KJ/hQ總=105+105=105 KJ/hΔt1=40℃ Δt2=5℃ 則Δtm=℃查得冷凝器總傳熱系數(shù)K=500(kcal/.℃)S=Q/ =105/(500105) =選用FLB40015252浮頭式冷凝器4．8鹽酸分離器旋風(fēng)分離器是利用慣性力的作用從氣體中分離出塵粒的設(shè)備。顆粒直徑8μm，允許壓降1800Pa，蒸汽密度：標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器的阻力系數(shù)ζ=，依《化工原理》式331ΔP=ζρul2/2 （4—15）即1800=(ul2/2)解得進(jìn)口氣速ul=旋風(fēng)分離器進(jìn)口截面積為Hb=D2/8 Hb=VS/ul故設(shè)備直徑為d=(8VS/ul)1/2=[(8)/(3600)]1/2=標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器是以圓筒直徑為參數(shù)，其它尺寸都與直徑成一定比例。4．11配堿槽參照鴻化廠，則配堿槽容積：15000/1169=假設(shè)D=3000,則H=27184．12 濃酸中間槽因?yàn)檫B續(xù)化生產(chǎn)，中間槽考慮1天的用量24= 假設(shè)D=2000，則H=14654．13 濃酸泵，濃酸液密度1833kg/m3，則濃酸液體積流量：Q=壓頭H=ΔZ+ΔP/ρ+Δu2+∑hf取ΔZ=10 ∑hf=4其余兩項(xiàng)很小，忽略不計(jì)。 第五章 綜合表 表6—1 原料消耗綜合表序號(hào)物料名稱單位成分每噸產(chǎn)品的消耗量每 小 時(shí)每年100% 工業(yè) 100% 工業(yè) 100% 工業(yè)1甲烷m3 95% 3918816 4125069 5799816 6041475 437184 437184 1585 10296 2772 2氯氣m396%3工業(yè)水t100%4氫氧化鈉溶液t15%5硫酸溶液t98% 表6—2 排出物料綜合表序號(hào)物料 特性和 單位 每噸產(chǎn)品 每小時(shí) 每年名稱 成分 的排出量1排出堿液堿濃度4%（質(zhì)量） t t t 2副產(chǎn)濃酸酸濃度28%（質(zhì)量）3排出硫酸硫酸濃度85%（質(zhì)量） 第六章 設(shè)備一覽表下表是初步設(shè)計(jì)階段經(jīng)過設(shè)備的工藝計(jì)算初定的工藝設(shè)備一覽表。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說，無疑是非常重要的。(15%)，(98%)。這次設(shè)計(jì)有成功有不足。但是，由于本設(shè)計(jì)資料有限，再加上工藝本身的不完善，反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)模型無法建立，不能進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)；所以我主要是設(shè)計(jì)吸收器；而且自身水平的限制，盡管已盡最大努力，最終不足之處仍然存在,希望大家批評(píng)指正。 [4]北京石油化工工程公司主編《氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1988年。[8]黃璐、王保國(guó)編《化工設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1987年。[12]空氣冷卻器設(shè)計(jì)，《石油化工設(shè)備技術(shù)》，1978（18）。[16]華南理工大學(xué)徐偉萍、陳佩珍、程達(dá)芬編《化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社教材出版中心，2000年。[20]侯亮平主編《甲烷氯化物工藝操作規(guī)程》，自貢鴻鶴化工股份有限公司，1998年致謝這次設(shè)計(jì)的完成應(yīng)該說是集體智慧的