【正文】 所設(shè)計(jì)的工藝流程必須可靠即經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)小試、中試，證明技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)安全可靠，才可以設(shè)計(jì)選用。工藝流程設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問題。噪音大的設(shè)備宜采用封閉的隔絕。應(yīng)充分利用高位差布置有壓差的設(shè)備主要設(shè)備如反應(yīng)器布置在中層，貯槽布置在底層。單層或多層廠房：一般情況下多層廠房占地少，但造價(jià)高，單層廠房占地多，但造價(jià) 低，在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)不同的工藝流程及其采用的設(shè)備以及場地的條件，對廠房提出不同的要求。要創(chuàng)造良好的工作條件和環(huán)境。 車間布置設(shè)計(jì)的原則及方法車間布置設(shè)計(jì)的原則：（1）車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應(yīng)盡可能使各車間的平面布置在總體上達(dá)到協(xié)調(diào)，整齊，緊湊，美觀，相互融合，渾為一體，（2）從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度地滿足生產(chǎn)，既要符合流程，滿足生產(chǎn)，便于管理，便于運(yùn)輸，利于設(shè)備的安裝和維修。 氣象資料 氣溫最熱七月份，平均氣溫為 ℃，最冷一月份，℃。 指導(dǎo)方針、基本原則（1）廠址符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求；（2）廠址宜選在原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)；（3）廠址應(yīng)靠近水源充足，良好的地區(qū)；（4）廠址應(yīng)盡可能靠近原有的交通線，即交通便利的地區(qū)；（5）選廠址時(shí)注意自然資源，注意節(jié)約用地，不占用或少占用良田；（6）廠址應(yīng)不妨礙活不破壞農(nóng)業(yè)水利工程，應(yīng)盡量避免拆遷；（7）廠址應(yīng)避開洪水位，避免建在地震、洪水、泥石流的自然災(zāi)害易發(fā)生地區(qū)，采礦區(qū)域，風(fēng)景旅游地，文物保護(hù)區(qū)，自然瘟疫區(qū)。（5）綠化和美化區(qū)：本廠的綠化包括生產(chǎn)區(qū)﹑福利區(qū)的綠化帶。（b）鍋爐房：布置在用蒸汽較多的地方，且是主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。 工廠組織（1）生產(chǎn)車間： a．原料車間：包括原料庫等； b．包裝配套：檢驗(yàn)包裝等；（2）輔助車間：包括鍋爐房、變電站、污水處理站、循環(huán)冷卻水構(gòu)筑物、水泵房等；（3）運(yùn)輸設(shè)施：包括道路、廣場、起吊設(shè)備等；（4）堆場和倉庫：包括原料、燃料的露天堆場，成品出料倉庫等；（5）行政管理部門和生活室；（6）廠區(qū)綠化；（7）擴(kuò)展備用地。（a）光源種類：在廠房較低處大量采用裝置簡單的白熾燈，在廠房較高處采用光效高壽命長的熒光高壓汞燈。（2）通風(fēng)： 露天設(shè)備采用自然通風(fēng)。（d）生活用水：生活用水采用地下水，在廠區(qū)自設(shè)凈化過濾系統(tǒng)，與生產(chǎn)用水分設(shè)系統(tǒng)供應(yīng)。公用工程一般包括供排水、供汽、供電、儀表、制冷、采暖、通風(fēng)。 三聚氰胺設(shè)計(jì)規(guī)模新建裝置一定要考慮技術(shù)起點(diǎn)要高，同時(shí)必須考慮規(guī)模效益，尤其要避免低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象(有關(guān)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為規(guī)模小于 萬噸的新建裝置已不具備國際競爭力) 。目前，我國生產(chǎn)的三聚氰胺近一半用于出口創(chuàng)匯，隨著我國加入世貿(mào)組織，更為我國的三聚氰胺產(chǎn)品參加國際市場競爭提供了極為有利的條件。本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)6萬噸三聚氰胺工廠設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了工藝計(jì)算、設(shè)備選型，并繪制了全廠平面布置圖、工藝流程圖、設(shè)備裝備圖、生產(chǎn)車間的立面圖和平面圖。I / 57年產(chǎn) 6 噸三聚氰胺工廠設(shè)計(jì)摘 要三聚氰胺是一種用途十分廣泛的有機(jī)化工產(chǎn)品。臨近尿素生產(chǎn)裝置，能向三聚氰胺裝置可靠地提供熔融尿素原料，又能將三聚氰胺裝置的副產(chǎn)品甲胺液返回到尿素裝置再生產(chǎn)尿素。 我國三聚氰胺產(chǎn)業(yè)概況隨著中國經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展水平的不斷提高，人們對高檔建筑裝飾材料的需求不斷增加，極大地刺激了三聚氰胺在建筑裝飾材料生產(chǎn)方面的消費(fèi)。近幾年中國三聚氰胺消費(fèi)快速增長，中國需求量較大的市場是廣東、廣西、蘇南地區(qū)，東北、浙閩、西北、湘贛等地的市場，其需求量不斷增加，價(jià)格也比較穩(wěn)定，隨著西部大開發(fā)的進(jìn)行，今后西部地區(qū)的用量也將不斷的增加，預(yù)計(jì)未來幾年中國對三聚氰胺消費(fèi)增長幅度仍會保持在10%～20%，2022年中國消費(fèi)量將達(dá)到22萬噸左右。消耗定額（按生產(chǎn)每噸產(chǎn)品計(jì)）：尿素： 噸 公用工程概述公用工程是指全廠各部門有密切聯(lián)系的，為這些部門所共有的一類動力類輔助設(shè)施。（c）鍋爐用水： 用地下水，直接使用會產(chǎn)生結(jié)垢影響傳熱，損壞鍋爐，因此須經(jīng)沉淀軟化、離子交換等處理，使水符合鍋爐給水的的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。（b）對于集中分布的生活區(qū)，行政建筑采用熱水采暖以利于凝結(jié)水的回收，由廠區(qū)提供蒸汽，在生活區(qū)設(shè)置熱交換站。（4）照明系統(tǒng)：良好和安全的照明對安全生產(chǎn)，提高勞動率都有重要意義。 總平面設(shè)計(jì)任務(wù)（1）結(jié)合建廠地區(qū)的具體條件，按照原料進(jìn)廠到出廠的整個生產(chǎn)工藝過程，合理安排場內(nèi)外各建筑物、構(gòu)筑物﹑堆場等的相對位置；（2）經(jīng)濟(jì)合理的搞好平面和豎向布置，正確選擇標(biāo)高，確定場內(nèi)外運(yùn)輸方式﹑動力和水源；（3）節(jié)約用地，布置緊湊，合理布置技術(shù)管網(wǎng)；（4）給化工廠的發(fā)展留有余地；（5）重視綠化，廠區(qū)衛(wèi)生安全、消防條件，創(chuàng)造美好的工作條件。（2）輔助車間布置：根據(jù)總平面布置原則，以生產(chǎn)車間為中心，對各個輔助車間布置如下：（a）維修車間：遠(yuǎn)離廠區(qū)前，降低噪音污染，在主力生產(chǎn)車間附近，便于設(shè)備維修。（4）行政管理部門和生活室：一般布置在生活區(qū)的邊緣且位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向。 新建廠的主要原料，直接從工廠的尿素工段取原料，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。本地區(qū)處于非地震帶上。車間布局直接影響到項(xiàng)目建設(shè)的投資，建設(shè)后的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，設(shè)備維修安全，以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成。第三，符合安全要求。本廠生產(chǎn)規(guī)模中等，采用集中式廠房。 車間設(shè)備布置（1）保證工藝流程的暢通，既保證工藝流程在水平方向和豎直方向的連續(xù)性，以利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行。（6）考慮物料的防火、防爆、防毒及噪音。 工藝流程設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性（1）工藝流程設(shè)計(jì)是工廠設(shè)計(jì)最主要的內(nèi)容。要防止只考慮先進(jìn)性，而忽視裝置的可靠性。 工作制度正常工作日采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制：工作日=365 —設(shè)備維修日 =365－ 65 =300(天) 成品主要技術(shù)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量指標(biāo)（國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T95671997）指標(biāo)名稱 優(yōu)等品 一等品外觀 白色粉塵，無外來雜質(zhì)純度 %　　 　≥ 水分 %　　 　≤ PH 值 PH 值甲醛水溶解試驗(yàn)：色度（Hazen）單位 鉑一鈷色號，度 ≤2030濁度（高嶺土濁度，度）　 ≤20 30 工藝設(shè)計(jì) 三聚氰胺生產(chǎn)流程敘述生產(chǎn)流程包括 7 個系統(tǒng)：熔鹽系統(tǒng)、尿素洗滌系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、熱氣過濾系統(tǒng)、反應(yīng)氣體的淬冷、分理系統(tǒng)、尾氣吸收系統(tǒng)（1）熔鹽系統(tǒng)： 在三聚氰胺反應(yīng)器中，尿素生成三聚氰胺所需的熱量由熔鹽系統(tǒng)供給。為了使反應(yīng)后的氣態(tài)混合物帶出的催化劑降到最低，在反應(yīng)器的頂部出口管設(shè)置三個高效率的旋風(fēng)分離機(jī)，反應(yīng)后的氣態(tài)混合物從反應(yīng)器的頂部出來。19 / 576(NH2)COC6HO6 +NH3 +CO2 R101 塔的工藝計(jì)算（1）物料衡算小時(shí)生產(chǎn)能力：按年生產(chǎn)工作日 300 天，損失率為 3%，三聚氰胺小時(shí)生產(chǎn)量為：㎏∕??）－（根據(jù)反應(yīng)式： 1kg 三聚氰胺的轉(zhuǎn)化率為 %，尿素每小時(shí)供給量為： =26678㎏/h 8591載氣供給量一般為原料尿素質(zhì)量的 倍：載氣質(zhì)量流量為： 26678=40017㎏/h載氣來自尾氣故 CO2 與 NH3 的比例為: CO2 : NH3= : 則反應(yīng)器出口中 NH3 的質(zhì)量流量為： 40017 =17427㎏/h+出口中 CO2 的質(zhì)量流量為： 4001717427=22590㎏/h反應(yīng)產(chǎn)生的 NH3 的質(zhì)量流量為： 26678 =7756㎏/h反應(yīng)產(chǎn)生的 CO2 的質(zhì)量流量為： 26678 =9794㎏/h 須補(bǔ)充的 NH3 的質(zhì)量流量為： 174277756=9671㎏/h 須補(bǔ)充的 CO2 的質(zhì)量流量為： 225909794=12796㎏/h催化劑采用 γ－Al 2O3，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，投料負(fù)荷為 65～85g/ h將 T1=，T 2= 代入： kmolcaCp?? ????????/ )().(76 263 kmolJCp??/.0查化工手冊得 ~ 下三聚氰胺平均熱容為： )(NH3 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入得)/(.20) )(.(.6. 260kmolcaCp????? ????? ?? )/(??hkJTnp/ )()()1203?? ?????????hkJ/ 7832?????????熱損失取 的 10%則由熔鹽系統(tǒng)進(jìn)行加熱提供的熱量為：??hkJQ/?其中熱損失為Q 損 = kJ/h78..????（3）塔工藝計(jì)算(1) 計(jì)算依據(jù)：壓力：常壓反應(yīng)溫度：390℃，氣體離開稀相段的溫度為 390℃，熔鹽加熱溫度為 400℃。選用 JB/T 471592 型管殼式列管換熱器一臺，設(shè)備殼體直徑 D=1500mm，內(nèi)有內(nèi)徑 20mm，外徑 25mm，長 6m 的不銹鋼管，換熱管為正三角形排列，管心距為32mm。 氣體淬冷器的熱量衡算330℃ NHCO 三聚氰胺210℃ NH CO 2 三聚氰胺140℃，xkg NHCO 2氣體淬冷器設(shè)有 x kg 的 NHCO 2 與從熱氣過濾器出來的 NHCO 2 混合，330℃ NHCO 2 的氣體比率為 ，x kgNH CO 2 仍為此比率。 尾氣吸收塔的工藝計(jì)算來自尿素洗滌塔得剩余尾氣進(jìn)入尾氣吸收塔,尾氣用軟化水吸收 NHCO 2，氣體在溶劑中反應(yīng)，形成甲胺溶液，甲胺溶液送去尿素工段.（1）物料衡算進(jìn)塔氣體流量和組成：NH 3 7756kg/h CO2 9794kg/h kmol/h溫度：進(jìn)口 氣體 140℃ 軟化水 25℃ 出口 氣體 80℃ 甲胺 80℃從甲胺溶液的三元組成相圖查得，在 80℃下甲胺溶液各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：W(NH3) W(CO2) W(H2O) 在氣相中 CO2 的體積分?jǐn)?shù)約為 %。sa =250m2/m3ε=97%代入泛點(diǎn)氣速計(jì)算公式： 112 ? ??? ??????? ?????????????? ?W解得：W F =空塔氣速為（泛點(diǎn)率取 70%）： ??氣體在操作條件下的流量為： ??塔徑： ???塔徑取 填料高度：液體噴淋密度： )/( hmU????250Y 型塑料孔板波紋填料的液相傳質(zhì)單元高度 HOL：當(dāng) 時(shí)，25℃下的 HOL 為 ；)/(2023hmU??時(shí)，25℃下的 HOL 為 。k1水升溫吸收的熱量為： 4216WCp(t)().73kJ/h??????假設(shè)設(shè)備損失 10%的熱量，則 ()Q[]0=.J/h?????（3）吸收塔的工藝計(jì)算進(jìn)塔氣體流量和組成：表 31 物料組成名稱 kmol/h kg/hNH3 7756CO2 9794總計(jì) 17550出塔氣體流量和組成33 / 57表 32 物料組成名稱 kmol/h kg/hNH3 CO2 總計(jì) 塔頂噴淋量：L 1=37515kg/h；塔底排出量：L 2= kg/h；入塔氣體溫度 140℃，出塔氣體溫度 80℃塔頂壓力 ，塔底壓力 ；填料采用 250Y 型塑料孔板波紋填料?！??10u25m/s，符合操作要求。代入數(shù)據(jù)得 2 220e334(td)4[(.0)(.05)4d .19md????????(1/t)1.().98m32???管外冷卻水流速為 ??? .??27 / 57△H 1Re 值在 2022~106 之間可采用下式計(jì)算給熱系數(shù)： ????????帶入數(shù)據(jù)得 50..(.1)29829?6??（c）總傳熱系數(shù) 碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù) ，管壁厚 ，冷卻水側(cè)污垢熱)/(kmW??阻為 103m2(6) 擴(kuò)大段高度 : 據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得 H3= 出塔氣換熱器的工藝計(jì)算（1）物料、熱量衡算NH3 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入得kmolJCp????? ???? ??/)(98 )()( 2260?)/(kmolJ?CO2 平均熱容為：將 T1=，T 2= 代入： )/( )().(86 226kmolcaCp?? ???????/(??查化工手冊得 ~ 下三聚氰胺平均熱容為： )/(??氣體冷卻放出的熱量為： op216QnC(T))(.)?????????設(shè)冷卻器熱損失為 5%，則熱負(fù)荷為： ()??冷卻水在 25℃~80 ℃下的比熱容為 (kg反應(yīng)溫度 390℃。 通過旋風(fēng)分離器的分離，210℃的混合氣體從旋風(fēng)分離器頂部出來，又熱氣風(fēng)機(jī)將一部分混合氣體作為冷卻氣體打到氣體淬冷器循環(huán)使用，另一部分混合氣體通過換熱器將進(jìn)入反應(yīng)器的載氣加熱到 140℃，然后進(jìn)入尾氣吸收系統(tǒng)。（2）尿素洗滌系統(tǒng)： 固體原料尿素用風(fēng)扇輸送