【正文】 （ 2）機械通風(fēng)：當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足車間的通風(fēng)需要時，就采用機械通風(fēng)，機械通風(fēng)又分為局部通風(fēng)和整體通風(fēng)兩種。車間配電柜的主結(jié)線，電器設(shè)備的選擇，防雷保護(hù)，接地裝置和保護(hù)接零安全措施 （ 5）電氣防爆：生產(chǎn)中需要使用一些易燃易爆的介質(zhì)，可能完全混合形成爆炸性的混合物，到一定的濃度和比例引起火災(zāi)。 （ 3）排水：工業(yè)廢水的排放比較的大，危險也比較大。在本設(shè)計中用燃燒法，由火炬系統(tǒng)燃燒除掉。設(shè)備露天布置有下 列優(yōu)點：增加可用建筑面積，節(jié)約建筑投資，節(jié)約土建施工工程量，加快基建進(jìn)度，對于容易爆炸危險性的設(shè)備，露天布置可降低廠房耐火等級，降低廠房造價，有利于化工生產(chǎn)的防火、防爆和防毒，對廠房的擴(kuò)建，改建具有較大的靈活性。在一幢廠房中不宜采用多種柱距，廠房的寬度，生產(chǎn)廠房為了盡可能的利用自然光和通風(fēng)以及建筑經(jīng)濟(jì)上的要求，一般采用單層廠房寬度不宜超過 30 米，多層的廠房寬度不宜超過 24 米。管程走冷凝物，殼程走冷卻水 2Ⅱ 1 臺 30 公斤 續(xù)表 工藝設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備位號 設(shè)備名稱及規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn)圖號設(shè)備圖型號 單位 數(shù)量 重量 12 E206 丙烯過熱器 U 型管式，殼體直徑為 內(nèi)有 25 長為 的換熱管 14 根，換熱面積為 、單殼程。 選用碳鋼帶頸視鏡 IPg6,Dg125,JB595643，重 公斤。 攪拌軸、攪拌器及傳動裝置的選擇 從強度考慮，由 d= ][?nP計算軸徑 : （ 39） d =3 ? = mm 從剛度考慮，由 d=1537 4 ][?GnP計算軸徑 : （ 310） d =15374 4 ??? = mm 式中，軸材料選用 45 號鋼，取 [τ]=30MPa， [θ]=, G=104MPa,參考公稱軸徑系列，取 d=320mm。 由設(shè)計已知設(shè)備臺數(shù) m = 2 臺 由連續(xù)反應(yīng)釜反應(yīng)容積計算公式得： V = ?????m nVh =164 48 552 ??? = m3 （ 34） 釜的高度與直徑的計算 設(shè)釜的內(nèi)徑為 D0，筒體高度為 H，高徑比為 r（即 r= H/D0； r 一般取13 之間），在確定了殼體的 H/D0； ? 之后，可忽略罐底封頭的容積。設(shè)備選擇時，要能完全滿足上述各方面的條件是相當(dāng)困難的，但一定是要參照上述幾個方面的、對擬采用的設(shè)備進(jìn)行詳盡地比較，并且拿出最佳方案來。(T2T1) （ 216） =(+++) (4095) = kJ/h=106 kJ/h 1120 出來經(jīng)換熱器 1507 升溫到 80℃ 過程中物料由 40℃ ——→80 ℃ ， 同理求得 nBal= kJ/h iBal= C3H8= kJ/h h2 = kJ/h Q 總 =ΔH =∑n= a + bT + cT2 表 215 a、 b、 c 的值 a B103 c106 C3H8 95℃ Cp176。=+368/3682/104+3683/106 = K cal/(kmolnBal=+T/T2/104+T3/106 95℃ Cp176。H2ΔH298.176。nBal ΔH298.176。=+368/368/106 = K cal/(k molK)=0. 460 kJ/(kmolK) = kJ/(kmol=+298/298/106 = K cal/(kmol＝ K cal/(kmolK) 90℃ Cp =+363/363/106 = K cal/(K mol： Tr CO = T/Tc= )9040(21273???= Pr CO =P/Pc= = 查表得 Cp Cp176。 物料表 表 反應(yīng)器進(jìn)口物料表 反應(yīng)器進(jìn)口 物質(zhì) C3H6 H2 CO C3H8 雜質(zhì) K mol/h 49 % mol 32 表 反應(yīng)器出口物料表 反應(yīng)器出口 物質(zhì) nBal iBal C3H8 H2 雜質(zhì) K mol/h % mol 生成熱和燃燒熱 表 生成熱和燃燒熱表 1 atm,25℃ 下生成熱 ΔH/ Kcal/mol 1 atm,25℃ 下燃燒熱 ΔH/ Kcal/mol CO,g iBal,g H2,g H2,g nBal,g CO,g C3H8 C3H6 C3H6 臨界溫度，臨界壓力 表 臨界溫度和臨界壓力表 臨界溫度 tc/℃ 臨界壓力 pc/atm CO H2 C3H6 nBal 253 C3H8 各鍵的 ΔT、 ΔP 表 各鍵的 ΔT和 ΔP表 ΔT ΔP CHO CH CH3 氣體熱容 Cp176。前者可從物料衡算中求得，后者則依據(jù)能量守衡定律，利用能量傳遞和轉(zhuǎn)化的規(guī)律，通過平衡計算求得，這樣的化工計算稱為能量衡算。物料平衡圖如下： 圖 物料平衡圖 100Kmol/h 合成氣中含 CO= 10049100? =49 Kmol/h H2= ? = Kmol/h 因為 H2過量，所以以 CO 為反應(yīng)基準(zhǔn)，需 C3H6 49 Kmol/h CO 的量 [4] 因為產(chǎn)物 n nbal: n ibal = 10:1 所以主反應(yīng)消耗 CO 的量 = ?? Kmol/h C3H6的量 = ?? Kmol/h 生成 nbal 的量 = ?? Kmol/h 副反應(yīng)消耗 CO 的量 = ?? Kmol/h C3H6的量 = ?? Kmol/h 生成 ibal 的量 = ?? Kmol/h H2的量 主反應(yīng)消耗 H2 = ?? Kmol/h 副反應(yīng)消耗 H2 = ?? Kmol/h，因為 n nbal: n C3H8 = 11: , n ibal: n C3H8 = 11:， 所以反應(yīng)生成 C3H8的量 = 33 ?? Kmol/h 所以三個反應(yīng)共消耗 H2 = + 49 = Kmol/h 反應(yīng)剩余的 H2 = – = Kmol/h 、副反應(yīng)共消耗 C3H6 = + 49 = Kmol/h 因為丙烯凈化后組成為 C3H695%，其余為 C3H8 所以丙烯用量為 247。物料衡算的結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)成本和車間運輸量，對工廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有舉足輕重的影響。在化學(xué)工程中，為了導(dǎo)出某 一過程的基本方程式和建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計或改造工藝流程和設(shè)備，了解和控制生產(chǎn)操作流程，核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益等都要驚醒物料衡算。反應(yīng)產(chǎn)品丁醛被循環(huán)氣體從反應(yīng)器中汽提出來，經(jīng)過霧沫分離器 V1304A/B 除去循環(huán)氣體中夾帶的含有催化劑的液滴，去羰基合成循環(huán)冷卻器 V1311A/B，將產(chǎn)品丁醛冷凝下來，并將循環(huán)氣體冷卻到 40℃ ，然后進(jìn)入羰基合成產(chǎn)品收集器 V1310中， V1310中收集的液相產(chǎn)品丁醛一部分用粗環(huán)泵 P1301打會反應(yīng)器 V1305A/B 中，用 LIC301/303控制保持 V1305A/B 液位穩(wěn)定，環(huán)壓縮機 P1302， P1302將氣體從 壓縮到 ，返回反應(yīng)器V1305A/B 中。丙烯從 V1302出來后，在 FIC202控制流量下，進(jìn)入丙烯蒸發(fā)器 E1302的蒸發(fā)段， E1302用 蒸汽再加熱使殼程中的甲醇蒸發(fā)，甲醇冷凝下來， E1302殼程里的甲醇飽和壓力由 PIC209控制，蒸發(fā)溫度由 TIC203控制。改性 銠法又分為氣相循環(huán)和液相兩種。因此工段主要為利用催化劑將微量雜質(zhì)脫出。隨后，大慶石化總廠，齊魯石化公司從英國 DAVY 公司成套引進(jìn)丁辛醇生產(chǎn)技術(shù)，并在 1986 年， 1987 年相繼投產(chǎn)。自低壓銠法問世以來，該法在丁辛醇工業(yè)領(lǐng)域獨領(lǐng)風(fēng)騷，先后轉(zhuǎn)讓給 9 個國家，共建設(shè)了 23 套裝置，采用該法生產(chǎn)的丁醛產(chǎn)量超過 ，占丁醛總產(chǎn)量的 70%。 設(shè)計依據(jù) （ 1）化工工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定； （ 2）國家經(jīng)濟(jì)、建筑等相關(guān)政策； 丁辛醇作用及意義 意義及作用 丁辛醇是重要的基本有機化工原料。丁醇是生產(chǎn)丁醛、丁酸、丁胺和醋酸丁酯等有機化合物的原料，可用做樹脂、油漆、粘接劑的溶劑及選礦用的消泡劑，也可用做油脂、藥物和香料的萃取劑及醇酸樹脂涂料的添加劑。由于工藝技術(shù)落后，這類的丁辛醇生產(chǎn)裝置已經(jīng)停產(chǎn)。引進(jìn)了 UCC/DAVY第四代低壓液相循環(huán)羰基合成技術(shù)，在保留了原裝置的異構(gòu)物分離、丁 醛縮合、辛烯醛液相加氫、醇的精餾分離等幾部分的基礎(chǔ)上，另外擴(kuò)建了一套氣相加氫、丁醛縮合、液相加氫、醇精餾分離系統(tǒng)，改造后的裝置于 2021 年 8 月投產(chǎn)，目前吉化公司丁醇、辛醇合計最大生產(chǎn)能力可達(dá) 120kt/a。一種是以乙醛為原料，巴豆醛縮合加氫法；另一種是以丙烯為原料的羰基合成法。丙烯在經(jīng)過該催化劑床層時，大部分 H2S 被吸附除去，同時在過量水的存在下，將丙烯中的全部 CoS 水解為 H2S。反應(yīng)溫度由 TIC305/316通過冷卻盤管的調(diào)溫水控制。 3 OXO 反應(yīng)溫度 TIC305/316 0C 87120 4 OXO 反應(yīng)液位 LI306/307 % 803848 5 OXO 進(jìn)料壓力 PIC301 MPa ＜ 6 OXO 系統(tǒng)壓力 PIC305 MPa 177。通過物料平衡在已知產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)情況下算出所需要的原材料，生成的副產(chǎn)物及廢物等的生成量，或者在已知原料投放情況下，算出產(chǎn)品，副產(chǎn)物及廢物量。 涉及到的反應(yīng)有： CH2 CH=CH2 +CO+H2 09 0 ~1 1 0 1 .6 5 .R h TP PC M P a g???????? ， CH3 CH2 CHi CHO CH3 CH=CH2 +CO+H2 09 0 ~1 1 0 1 .6 5 .R h TP PC M P a g???????? ， （ CH3 ） 2 CHCHO CH3 CH=CH2 +H2 ??? CH3 CH2 CH3 上述三個反應(yīng)，正丁醛是目的產(chǎn)物，而異丁醛是副產(chǎn)物，在選擇的反應(yīng)條件下，正丁醛 /異丁醛生成的比率為 10： 1。在這過程中，各類化工單元操作，或者有動量的傳遞（如流量傳送）；或者有熱量的傳遞（如換熱設(shè)備）；或者有伴隨熱量的質(zhì)量傳遞（如精餾，吸收等）。 羰基 合成裝置 合成氣 K mol/h K mol/h iBal K mol/h 丙烯 K mol/h C3H8 K mol/h K mol/h 雜質(zhì) K mol/h 由此可見，能量衡算作為化工計算的一部分是非常重要的，所以我們必須對能量衡算進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)格的計算。經(jīng)預(yù)加熱器 1519 加熱到 90℃ ，進(jìn)入 1120： 查表得： tc CO = ℃ , pc CO = atm = MPa tc H2 = ℃ , pc H2 = atm = MPa 求 Q CO： Q CO = n= a + bT + cT2 （ 23） 表 CO 的 a、 b、 c 的值 a b103 c106 CO 40℃ Cp176。K) 所以 Q CO= =（ 9040） = KJ/(K mol=+368/368/106 = K cal/(kmol： Cp176。K) 求： H2 的 Cp Cp176。K) Cp176。K) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)=(kmol(T2T1) （ 29） =（ +） （ 2995） = kJ/h (2)反應(yīng)熱 ΔH2 由于查到的數(shù)據(jù)為 nBal 和 C3H8 在 25℃ ， 1atm下的生成熱， iBal 查到的數(shù)據(jù)為 20℃ ， 1atm下的燃燒熱，所以： ΔH298 reac nBal=∑（ niΔH298.176。C） prod =ΔH298.176。H2ΔH298.176。K) = kJ/(kmolK) 所以 =(Cp1+ Cp2)/2=1/2(+)= kJ/(kmolK) = kJ/(kmol(T2T1) （ 212） =（ +） （ 2995） = kJ/h (4) ΔH nBal ΔH nBal=ΔH1+ΔH2+ΔH3 （ 213） =+ =106 kJ/h ΔH iBal =ΔH1+ΔH2+ΔH3 （ 214） =+ = KJ/h=106 k