【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 液中分離出來，處理精肼液的蒸發(fā)裝置，一是采用連續(xù)蒸發(fā)器；二是采用五層塔蒸發(fā)器。 鑒于水合肼生產(chǎn)過程中采用一般蒸發(fā)器蒸發(fā)的工藝不成熟，在操作上有許多問題難以解決，所以本設(shè)計(jì)水合肼的蒸發(fā)系統(tǒng)采用五層塔蒸發(fā)。 通過五層塔蒸發(fā)，精肼液中的水合肼以氣態(tài)形式從塔頂排出經(jīng)絲網(wǎng)除霧后進(jìn)入精餾塔，且為了降低五層塔中的固相含濕量，在每層板上設(shè)計(jì)了耙齒以提高氣體擴(kuò)散速率。塔板上留下的鹽堿渣停機(jī)后打開入孔用水沖洗。 水合肼精餾 水合肼精餾塔屬于減壓操作，它與蒸發(fā)系統(tǒng)一起，由兩臺(tái)噴射泵并聯(lián)抽真空，使蒸發(fā)系統(tǒng)和精餾系統(tǒng)維持真空狀態(tài)。 本工藝精餾塔屬物料的沸點(diǎn)氣進(jìn)料系統(tǒng)，由塔釜得成品，設(shè)計(jì)回流比為 1:1(為了較好控制回流比，塔頂冷凝器排放的廢水也裝一流量計(jì) )。 精餾塔提餾段及精餾段均采用填料散堆，填料高度，提餾段 4 米，精餾段 6 米。 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。在精餾塔內(nèi)含肼液體經(jīng)再沸器升溫進(jìn)一步分離，塔頂餾分為含微量水合肼的水蒸氣，水蒸氣經(jīng)塔頂冷凝器冷卻后，一部分回流（精餾塔的回流比為 1:1），一部分排放。塔釜的餾分即為水合肼，到一定時(shí)間后經(jīng)計(jì)量槽計(jì)量后進(jìn)入成品貯槽，最后計(jì)量包裝。低壓蒸汽經(jīng)再沸器升溫進(jìn)入精餾塔。循環(huán)水進(jìn)入塔頂冷凝器然后再?gòu)乃斃淠鞒鋈ァ? 從塔頂冷凝器出來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) 9 第 3 章 物料衡 算和熱量衡算 40%水合肼生產(chǎn)過程分為原料配置（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 (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 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 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： = 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,吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 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≥% MgSO410H2O， 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： (NH2)2CO + NaClO + 2NaOH = (NH2)2H 2O + NaCl + Na2CO3 60 50 m 1000% (1).(NH2)2CO: 50 60% ?? 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 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 2% = 折含量為 %的商品 MgSO47H2O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(%)=273kg 則加水量為 :%= kg 物料平衡表 (1)次氯酸鈉溶液 (2)尿素 (3)添加劑 MgSO47H2O : (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 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 (2)Na2CO3 96 kg (3)NaCl 128 kg (4)NaOH 10 kg (5)(NH2)2CO 10 kg (6)H2O 727 kg Na2CO310H2O為 X X72796 286/X106192 ???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= (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 : 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 (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，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= （精餾過程中的水合肼?lián)p耗 %，廢水中的水合肼含量為 %） 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 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/= ： 1000/= ： (1)消耗次氯酸鈉溶液量： (2)消耗尿素量： (3)消耗添加劑 MgSO47H2O量： (4)配尿素加水量： [尿素液濃度 ： (+)100%=%] ： (1)消耗 30%的燒堿：