【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 凝器然后再?gòu)乃斃淠鞒鋈ァ? 從塔頂冷凝器出來(lái)的水蒸氣先到緩沖槽，再由水噴射泵轉(zhuǎn)入循環(huán)水槽中。 緩沖罐 40%精餾塔 精餾塔 塔頂冷凝器 緩沖槽 循環(huán)水槽 再沸器 成品泵 成品貯槽 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 第 3 章 物料衡 算和熱量衡算 40%水合肼生產(chǎn)過(guò)程分為原料配置（次氯酸鈉配置和尿素液配置），水合肼合成，冷凍析堿，蒸發(fā)，精餾等 5個(gè)主要工序。 水合肼生產(chǎn)過(guò)程物料衡算 次氯酸鈉配置物料衡算 原料 1． NaOH(30%)溶液組成 NaOH 30%、 NaCl 5%、 Na2CO3 1% Fe2O3 %、 H2O % 2．干燥氯氣（含氯 95%）組成 Cl2 95% H2O % 其他 氣體 % 物料衡算 設(shè)生成 100kg次氯酸鈉溶液，含有效氯 %，同時(shí)考慮次氯酸鈉分解，收率定為 95%。 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。95% = kg 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 (1)NaOH的量： 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 402 m1 m1 = ?? = kg 折 30%的燒堿液量為： 247。30% = kg (2)氯氣量： 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 71 18 m2 m3 m4 m2 = ? = kg 析含量 95%的干燥氯氣為 ： 247。95% = kg (1)NaClO的量為 ： kg (2)NaCl的量為 ： m3 = ? = kg (3)H2O的量為： m4 = ? = kg 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，游離堿含量為 11%左右，則游離堿量為： 10011% = 11kg 折 30%的燒堿溶液為： 11247。30% = kg %燒堿帶入的組分 30%燒堿總量為： + = kg。 其中各組分為： (1)NaCl: 5% = kg (2)Na2CO3: 1% =0. 6632 kg (3)Fe2O3: % = kg (4)H2O: % = kg ： % = kg 100kg含有效氯為 %的次鈉溶液，配堿加入的水為： 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 33 = kg 物料平衡表 (1)30%燒堿 kg (反應(yīng)需要堿 kg，游離堿 kg) (2)干燥氯氣 (含氯 95%) kg (3)配堿加入的水 kg 1000 kg (1)游離堿 (100%) 110 kg (2)NaCl kg (其中 30%堿液帶入的 ,反應(yīng)生成 kg) (3)Na2CO3 kg (30%堿液帶入 ) (4)H2O kg (其中 30%堿液帶入 kg,氯氣帶入 kg,配堿加入 kg,反應(yīng)生成 kg) (5)Fe2O3 kg (30%堿液帶入 ) (6)NaClO kg (反應(yīng)生成 ) kg (1)干燥氯氣帶入其它氣體 :% = kg (2)NaClO分解生成物的總量： 5% = kg 水合肼合成物料衡算 原料 ，有效氯含量 % N≥% ，即含 (NH2)2CO≥% MgSO410H 2O， 含量 ≥% 重量為尿素重量的 2% 物料衡算 以 1000kg粗肼液為計(jì)算基準(zhǔn) 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用含有效氮 %左右的次氯酸鈉溶液合成水合肼，所得粗肼液組成為： N2H4H 2O %、 Na2CO3 %、 NaCl % NaOH 1%、 (NH2)2CO 1%、 H2O % 水合肼合成反應(yīng)式： 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 (NH2)2CO + NaClO + 2NaOH = (NH2)2H 2O + NaCl + Na2CO3 60 50 m 1000 % (1).(NH2)2CO: 50 60% 00 ??247。70% = 折商品尿素為 :247。% = (2)尿素 :有效氯 =1: 則 NaClO為 : = 折含有效氯 %的次氯酸鈉溶液為 : 247。% = (3).添加劑 MgSO47 H2O 2% = 折 含 量 為 % 的 商 品 MgSO47H 2O 為 :247。% = (1)(NH2)2H 2O:1000%=29kg (2)NaCl:247。= (3)Na2CO3: 106247。= 粗肼液除水外其它組分總量為 :1000(1 %)=273kg 則加水量為 :%= kg 物料平衡表 (1)次氯酸鈉溶液 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 (2)尿素 (3)添加劑 MgSO47H 2O : (4)配尿素加水 1000 kg (1)(NH2)2H 2O 29kg (2)Na2CO3 96kg (3)NaCl 128kg (4)NaOH 10kg (5)(NH2)2CO 10kg (6)H2O 727kg : 冷凍析堿物料衡算 合成的粗肼合組成 N2H4H 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)2H 2O 29 kg (2)Na2CO3 96 kg (3)NaCl 128 kg (4)NaOH 10 kg (5)(NH2)2CO 10 kg (6)H2O 727 kg Na2CO310H 2O為 X X72 796 28 6/X10 619 2 ??? 100%=5% X= = (1)(NH2)2H 2O 29kg (2)Na2CO3 106/286= (3)NaCl 128kg (4)NaOH 10kg (5)(NH2)2CO 10kg (6)H2O 180/286= 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 (1)(NH2)2H 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)2H 2O (2)Na2CO3 kg (3)NaCl kg (4)NaOH kg (5)(NH2)2CO (6)H2O : (1)(NH2)2H 2O = (2)Na2CO3 = (3)NaCl = (4)NaOH = (5)(NH2)2CO = (6)H2O = 合計(jì) : (分離純堿帶出的水合肼 ,造成水合肼?lián)p耗為 %,分離出的純堿含水量水合肼 %) 五層塔的物料恒算 以 1000kg 精肼液為計(jì)算基準(zhǔn)。本生產(chǎn)系統(tǒng)的蒸發(fā)裝置采用五層塔蒸發(fā)器。 經(jīng)五層塔蒸發(fā)，水合肼 絕大部分蒸發(fā)出來(lái)，少量的水合肼殘留在固體之中。根據(jù)其它單位的生產(chǎn)測(cè)定，無(wú)冷凍析堿的水合肼生產(chǎn)工藝中，五層塔的洗液中含碳酸鈉 135g/l 時(shí)，洗液中帶有 4g/l 的水合肼，推算出 100g 總固量帶水合肼 。對(duì)有冷凍析堿的水合肼生產(chǎn)工藝，也吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 按此計(jì)算總固量中的含肼量。 按析堿后的精肼液組成得出 1000kg 精肼液蒸干后，固體總量為218kg，從而得殘留水合肼量為： 218/100= 則蒸發(fā)出的水合肼量為： = 即 1000kg 精肼液蒸發(fā)后可得含水合肼 的蒸汽量為： ，其中： 水合肼 水 747kg (五層塔蒸發(fā)造成的水合肼?lián)p耗 %) 精餾物料衡算 根據(jù)各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)控制指標(biāo)，精餾過(guò)程中廢水中的水合肼含量為 ，以 1000kg水合肼蒸氣為計(jì)算基準(zhǔn) 設(shè)精餾塔頂廢水量為 P，塔底產(chǎn)品為 W，則總物料衡算式為： P+W=1000 對(duì)水合肼組分的衡算為： 100001 P+40%W=1000 得： P= W= （精餾過(guò)程中的水合肼?lián)p耗 %，廢水中的水合肼含量為 %） 推算 物料衡算生產(chǎn) 50t水合肼產(chǎn)品消耗的原料。本推算從產(chǎn)品倒推原料消耗。 (40%)消耗水合肼蒸汽為： 1000/ 50= 精餾塔排放的廢水量為： ： 1000/=552 .099kg ： 1000/= ： (1)消耗次氯酸鈉溶液量： 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 (2)消耗尿素量： (3)消耗添加劑 MgSO47H 2O量： (4)配尿素加水量： [尿素液濃度 ： (+)100%=25 .36%] ： (1)消耗 30%的燒堿： (2)消耗氯氣： (3)配堿加入的水： [配堿濃度： 30%/( +)100%=21. 13%] 根據(jù)以上計(jì) 算得出 50t40%水合肼消耗為 (30%) 10 3kg (含氯 95%) 10 3kg (含 N≧ %) 10 3kg (MgSO47H 2O) 10 3kg 10 3kg （其中配燒堿用水 10 3kg，配尿素用水 10 3kg） 水合肼生產(chǎn)過(guò)程熱量衡算 次鈉反應(yīng)槽熱量衡算及換熱面積計(jì)算 次氯酸鈉的小時(shí)流量： 10 3/(30024)=10 3kg/h。 燒堿的小時(shí)流量： 10 3/(30024)=10 3kg/h。 氯氣的小時(shí)流量 ： 10 3/(30024)=10 3kg/h。 配堿冷凝水小時(shí)流量： 10 3/(30024)=10 3kg/h。 次鈉 液的小時(shí)流量： 10 3/(30024)= 310 3kg/h。 尿 素 的 小 時(shí) 流 量 ： (++) /(30024) 10 3=10 3kg/h。 粗肼液的小時(shí)流量： (30024) 10 3=10 3kg/h. 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 18 收入熱 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O + Q1=%10 310 3/