【正文】 [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)計的完成應(yīng)該說是集體智慧的結(jié)晶。[12]空氣冷卻器設(shè)計，《石油化工設(shè)備技術(shù)》，1978（18）。 [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》，化學(xué)工業(yè)出版社，1988年。這次設(shè)計有成功有不足。這次畢業(yè)設(shè)計對我來說，無疑是非常重要的。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 濃酸中間槽因為連續(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其余兩項很小，忽略不計。1． 計算依據(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 ρV=WV/V=(+85++154+28+16+318)/()=動能參數(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． 計算傳熱量 《化工設(shè)計》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。實際上換熱面積大點(diǎn)更能維持等溫，假設(shè)為等溫更合理。 Lx1 Vy1 Lx1 Vy1第一膜式吸收器(1).%（摩爾）,出口氣體氯化氫含量8%,% (2)一膜進(jìn)口氣體溫度80℃, 出口氣體溫度70℃, 二膜出口氣體溫度60℃(3).吸收水溫42℃(4).進(jìn)口氣體組成同反應(yīng)器出口(5).（表壓）(6).出口酸濃度28%（質(zhì)量），即16%（摩爾）(7).冷卻水進(jìn)口溫度25℃ 對并流高濃度氣體吸收，操作線方程為： L()=V() （3—5）解得：x2=即一膜進(jìn)口酸，需要的吸收劑用量： = =副產(chǎn)鹽酸的量：l0=V0（y2y1）/(x1x2 ) =()/ =吸收劑的單位耗用量（氣體入口處） l=L/V=()=被吸收的氯化氫氣體的量：wA=()=剩余氣體總量：=各氣體的含量：CH3Cl 100%=%CH2Cl2 100%=%CHCl2 100%=%CCl4 100%=%HCl ()/100%=%N2 100%=%CH4 100%=%CO2 100%=% 42℃氯化氫溶解成16%的鹽酸的溶解熱Φ=Q溶解==106KJ/h 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。(KJ/kmol)輸入 CH4 Cl2 CO2 輸出 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl 量(kmol) ΔHf216。C的冷凍鹽水由冷凍崗位送給。反應(yīng)氣經(jīng)兩次水洗，除去酸霧（氯化氫含量低于1%），再進(jìn)行中和，中和塔用10%—20%的氫氧化鈉溶液除去反應(yīng)中殘余的氯化氫、游離氯、二氧化碳等。這種氯化氫裝置與熱氯化系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)甲烷氯代物的過程是一高效的過程。1．（甲烷）天燃?xì)鉄崧然ㄌ烊細(xì)馀c氯氣反應(yīng)，經(jīng)水吸收氯化氫副產(chǎn)鹽酸后，用堿液除去殘余微量的氯化氫，再經(jīng)干燥、壓縮、冷凝、蒸餾得到產(chǎn)品。因此，要保證甲烷熱氯化反應(yīng)順利進(jìn)行的主要條件是：a. 保證原料氣的正確配比；b. 保證甲烷和氯氣充分均勻混合；c. 有效和及時引出反應(yīng)熱。 在甲烷熱氯化反應(yīng)過程中，反應(yīng)溫度不高時，反應(yīng)按自由基連鎖反應(yīng)進(jìn)行。．4產(chǎn)品的市場需求二氯甲烷又稱甲叉二氯、氯化次甲基。如金屬和塑料加工工業(yè)中用作氣相脫脂劑，尤其適合不耐三氯乙烯和四氯乙烯等其它高溫脫脂溶劑的產(chǎn)品清洗。據(jù)估計，在二氯甲烷的世界產(chǎn)量中，大約80%被釋放到大氣中去，