【正文】 O4H 2O %、 Na2CO3 %、 NaCl % NaOH 1%、 (NH2)2CO 1%、 H2O % 物料衡算 1000 kg粗肼為計(jì)算基準(zhǔn) ,各種組分的量為 : (1)(NH2)2 經(jīng)五層塔蒸發(fā)，水合肼 絕大部分蒸發(fā)出來，少量的水合肼殘留在固體之中。 燒堿的小時(shí)流量： 103/(30024)=103kg/h。 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 Q=Q39。FH2O (l)=－ 根據(jù)蓋斯定律得： △HfNaClO(l) =2△H176。f (NH2)2h10H2O結(jié)晶熱 操作方式：四小時(shí)冷一槽，每槽冷凍二小時(shí)的物料量 放熱 25℃冷卻到 5 ℃放熱 Q1=cm△t=103[25(5)]= Q2=m△H=[(103103)/286)]= Q放 = Q1 + Q2 = 所需冷量，冷損考虛 10% Q冷 =Q放 = 換熱面積 F= Q放 /k△t 對(duì)于帶攪拌器的有結(jié)垢產(chǎn)生的換熱器給熱系數(shù)取 460～ 710 kcal/ m2℃ 取 k 值為 1000 kcal/ m2 氧化反應(yīng)管 氧化反應(yīng)管的小時(shí)流量仍為 ，一天流入為 ，比重為 ，用一支氧化反應(yīng)管，則每支流入量為 ，所占體積為 ，選Φ 108 4/Φ76 3， L=6500。 7580℃時(shí)平均粘度即 Ux=106kgs/m2,液態(tài)密度為： 977kg/m3 關(guān)于上升蒸汽極限速度 Uf可按下式計(jì)算 U2f ∑3px=[4(L/G)(Py/Px)] 精餾塔選用鋼制 5050鮑爾環(huán)，比表面 a=103m2/m3 空隙率 ∑=∑3=1201/m 對(duì)于精餾段 U2f ∑3px=[4()()] 得精餾段的蒸汽極限速度 Uf ℃ 計(jì) (1)收入的熱量 ①進(jìn)料帶入的熱量 QF=cmΔt=1031=②回流帶入的熱量（回流液溫度 50℃ ） QR=RGDCRtR=11031(501)=③ Q收 = QF+QR =(2)支出的熱量 ① 塔頂蒸汽帶出的熱量 QD=GD(R+1)Hv=103(1+1) =② 塔底產(chǎn)品帶走的熱量 Qw=GwCwtw=103(800)= ③ Q支 = QD +Qw =(3)凈支出熱量即需蒸汽補(bǔ)充熱量 QB=(Q支 Q入 )=則 GB=QB/HB=塔頂冷凝器冷卻水消耗量 Gc 塔頂冷卻水進(jìn)口溫度 25℃ ，出口 40℃ ， 水蒸氣進(jìn)口 75℃ ，出口 50℃ ，需移走的熱量： Q=MH+cmΔt=103[+1(7550)]=冷卻水量 Gc=(4025)=所以，精餾塔的參數(shù)為：理論板數(shù)： 22塊；塔徑為： ，塔高： 五層塔蒸發(fā)器 總的蒸發(fā)面積為 ，去 30%的富余量，總面積為 ，選 Φ480500， ，則每臺(tái)的蒸發(fā)面積為 ，共需用 ，即選用一臺(tái)蒸發(fā)設(shè)備。再入折流池內(nèi)處理。 堿 及鹽渣 按傳統(tǒng)的尿素法水合肼工藝，經(jīng)五層塔排放的廢渣量比較大，資源浪費(fèi)大，本設(shè)計(jì)工藝中采用冷凍析堿工藝，將大部分純堿回收，從而減少了五層塔排放的渣打量。 廢水處理 廢水主要是精餾塔塔頂冷凝器冷凝下來的含肼水，除回流部分以外的排放部分，每生產(chǎn)一噸水合肼排放量為 8～ 9噸，每小時(shí) 。其中含氨、含氮?dú)?3～ 4 公斤。t== 故精餾段的塔徑為 dj=[4GJ/(∏UJPyJ)]=[4 /()]= 提餾段的塔徑為 dT=(4GJ/(πUTPy (4)精餾塔真空度 —。 次鈉貯槽 次鈉年用總量為 ，小時(shí)流量為 ，兩天流入的量為 ，比重為 ，所占的體積為 V=，取 30%的富余量，體積為，選型號(hào)為Φ 1900 1700?！? △t1=25(25)=40℃ △t2= 5(10)=5℃ △tm=)/ln( 21 21 tt tt ?? ???=)5/40ln( 540?=℃ 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 F=Q冷 /k△tm=(500)= 考虛操作波動(dòng)，留 20%的富余量，則換熱面積選取為 冷凍鹽及水量 冷凍鹽水比重 1. 冷凍鹽水量比 Q冷 = cm△t=m[ 10(15)] m= 體積流量 V=2. 管內(nèi)流速 v 換熱器選用蛇管換熱器 盤管選 φ 38 截面積 S= 流速 v= 五層塔換熱計(jì)算 進(jìn)出五層塔物料及熱容 物料名稱 流量 t/h 溫度 ℃ 熱容 kcal/kg℃ 進(jìn)塔 精肼液 18 出塔 水合肼蒸汽 75 1 出塔 鹽渣 進(jìn)塔 蒸汽 汽化熱 H= 冷凝水 精肼液組成 N2H4h 出 =蒸汽量 需要補(bǔ)充熱為 Q= Q出 － Q入 = 采用 (表 )生蒸汽作熱源，則蒸汽汽化熱為 H=則需蒸汽量 G G=蒸汽體積流 量 G=1/=氧化反應(yīng)管換熱面積 F 1. 換熱器型式 采用 φ1084/φ763,L=6500的套管反應(yīng)器，中心管走反應(yīng)物，夾套內(nèi)走蒸汽 2. 加熱面積 F 及環(huán)隙面積 f F=∏DH=() = f=(D2外－ D2內(nèi) ) ∏/4=( – ) ∏/4=103m2 3. 環(huán)隙蒸汽流速 W(取一根反應(yīng)管 ) W=()/(3600103)= 不滿足湍流狀的操作要求 4. 換熱面積校核 (1)套管式換熱器，傳熱系數(shù) K取 1000kcal/m2H 2O(l) + NaCl(l) + Na2CO3(l) 副反應(yīng)： (1).(NH2)2CO(l) + 3NaClO(l) + 2NaOH(l) → N2↑(g) + 3H2O(l) + 3NaCl(l) + Na2CO3(l) (2).(NH2)2CO(l) + 2NaOH(l) → 2NH3↑(g)+ Na2CO3(l) 已知： △H176。h 尿素的小時(shí)流量 ： (++) /(30024) 103=103kg/h。本推算從產(chǎn)品倒推原料消耗。H 2O % (2)Na2CO3 % (3)NaCl % (4)NaOH % (5)(NH2)2CO % (6)H2O % Y Y/(+Y)100%=5% Y= 則分離純堿帶出的各組分的量為： (1)(NH2)2= (3)Na2CO3: 106247。H 2O + NaCl + Na2CO3 60 50 m 1000% (1).(NH2)2CO: 50 60% ?? 247。 反應(yīng)式： 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 71 NaClO的量： 100% = kg 考慮到 95%的收率，則 NaClO的量為： 247。 工藝流程 工藝流程圖 本工段的生產(chǎn)工藝流程圖如下： 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 混合氣 循環(huán)上水 循環(huán)下水 水蒸氣 低壓蒸汽 成品水合肼 工藝流程敘述 蒸發(fā)得到的水合肼和水的混合氣進(jìn)入精餾塔，在 的真空下精餾。H 2O+2NaOH → N2↑+2NaCl+3H2O 另外，氧化反應(yīng)所需的次氯酸鈉采取自行配置的方法，由燒堿與氯氣反應(yīng)所得，反應(yīng)式如下： 2NaOH+Cl2 → NaClO+NaCl+H2O 同時(shí)，在通氯過量及溫度過高時(shí)，發(fā)生如下副反應(yīng)： 3NaClO→NaClO3+2NaCl 所以整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)水合肼收率的高低取決于次鈉合成反應(yīng)和水合肼合成反應(yīng)的控制好壞。 合成反應(yīng)如下 NH2CONH2+NaClO+2NaOH NH2NH2+NaCl+ Na2CO3+H2O 該反應(yīng)屬于霍夫曼酰胺降解反應(yīng)。由水合肼與二硫化碳在堿性條件下反應(yīng)制得的 2,5二巰基 1,3,4巰代二氮唑，是一種重要的分析試劑，與鉍反應(yīng)呈現(xiàn)紅色，與銅反應(yīng)呈現(xiàn)褐色，與鉛反應(yīng)呈現(xiàn)黃色沉淀，用于比色測(cè)定鉍，光度測(cè)定銻、鈀。由 4甲基 2氨基苯并噻唑鹽酸鹽在乙二醇中與水合肼中反應(yīng)生成 4甲基 2肼基苯并噻唑，再在二甲苯溶劑中加入甲酸擴(kuò)環(huán)制得的三環(huán) 唑 (Tricy clazole)，是一 種內(nèi)吸性殺菌劑，對(duì)水稻稻瘟病有特殊的防效，防治效果優(yōu)良。 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 由 1氯酞嗪與水合肼反應(yīng)得到的肼苯噠嗪 (Hgdralazine)為抗高血壓藥物，主要是直接擴(kuò)張血管，降低動(dòng)脈平滑肌對(duì)各種激動(dòng)劑的反應(yīng)，常用于中度高血壓的治療；由異煙酸與水合肼縮合生成的異煙肼 (又名雷米 封， Isoniazid)， 主要用于抗結(jié)核桿菌感染， 能治療浸潤性肺結(jié)核病，結(jié)核性淋巴腺濃瘍。IMDG CODE 8182 頁 。包裝前鐵桶內(nèi)必須用水洗凈、干燥 ,以免桶內(nèi)雜質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，大力發(fā)展水合肼產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。 前幾年，由于日本、韓國、美國和法國等國 家和地區(qū)擁有較大的水合肼生產(chǎn)能力，而這些國家的需求量有限，因此具有較強(qiáng)的出口能力，而我國水合肼的需求量穩(wěn)步增加，逐漸成為全球重要的消費(fèi)市場(chǎng)，因此日本和韓國的水合肼大量出口到我國，美國和法國也看好我國的良好市場(chǎng)前景。 目前我國水合肼生產(chǎn)廠家多、布點(diǎn)分散、規(guī)模小、能耗高、效益低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，與國際水平差距較大，無法參與國際競(jìng)爭及滿足國內(nèi)外市場(chǎng)需求。發(fā)達(dá)國家需求量逐年降低，發(fā)展中國家尤其是亞洲國家需求增長迅猛，已成為全球 最重要的消費(fèi)市場(chǎng)之一。 設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)條件 選廠地址：湖南省吉首市吉鳳工業(yè)園 最高氣溫： 38186。H 2O 結(jié)構(gòu)式 ： H2N—NH2對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢進(jìn)行了計(jì)算，并設(shè)計(jì)了處理流程。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 論文題目： 作者 簽名： 日期： 年 月 日 論文 版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解吉首大學(xué)有關(guān)保留、使 用 畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計(jì) 的復(fù)印件和磁盤，允許 畢業(yè)設(shè)計(jì) 被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 關(guān)鍵詞： 水合肼 ； 工藝 ； 尿素法 ； 物料恒算 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) II Annual output of 50 tons of hydrazine hydrate (40%) device process design Abstract In view of the hydrazine hydrate production status, designed with urea production process, design for the annual production scale of 50 tons, product type is 40 percent hydrazine hydrate. With raw materials for the production process, o xidation of, out of liquid alkali, refined hydrazine of evaporation, hydrazine hydrate fine slip, and waste treatment process. In the design, with the raw materials, of Synthesis, Analysis of pieces of liquid alkali, refined hydrazine of evaporation, hydra zine hydrate fine slip and posttreatment processes were material balance and energy balance for equipment selection and design of the Basis, and to identify the unit of raw material consumption products. In equipment design and selection phas