【正文】 2N ， 2CO 等組分不溶于水，則出塔氣中含有水蒸氣的量： hkghk m ol /???? 出塔氣總量為： +2223+5069+69362+4532+625=83496kg/h （ a）出塔 AN 溶液總量 （ b）塔頂加入的吸收水量 作水吸收塔的總質(zhì)量衡算得： 入塔吸收液量 =塔底 AN 溶液量 +出塔氣體總量 入塔氣量 凝水量 =505867+834969876019630=470970 kg/h AN 溶液的組成和量 AN 溶液中的水 =塔頂加入的水 +進塔氣液混合物中帶入的水 出塔氣中帶出的水 =470970+3940+19630625=493920 kg/h (3)熱量衡算 Q1 Q1=105kJ/h Q2 Q2=19630(400)=105kJ/h c 出塔氣帶出熱 Q3 Q3=105kJ/h d 吸收水帶入熱 Q4 Q4=105kJ/h AN 溶液帶出熱 Q5 Q5=2094442t Q6 Q6=22560=105kJ/h 、 ACN、 ACL、 HCN 等氣體的溶解放熱 Q7 溶解熱 =冷凝熱 24 AN、 ACN、 ACL、 HCN 的冷凝熱 表 311 AN、 ACN、 ACL、 HCN的冷凝熱 Q7=9106 +1230 + +1508 = 109kJ/h 熱平衡方程 Q1+Q2+Q3+Q4+Q6+Q7=Q3+Q5 代入數(shù)據(jù)解得 t=℃ 空氣水飽和塔釜液槽 （ 1）空氣飽和塔液體進出口流量和液體的溫度由空氣飽和塔物料和熱衡算確定；去水吸收塔的液體流量由水吸收塔物料衡算的確定，排污量按乙腈解析塔來的塔釜液量的 15%考慮；乙腈解析塔塔釜液量和去萃取解析塔的液體量由精致系統(tǒng)的物料衡算確定。 （ 2）物料衡算 進料： =679800285000=394800kg/h =271529102021=169529 kg/h x kg/h 出料： 470980 kg/h 180000kg/h 做液體釜的總質(zhì)量平衡得 39480++x=47098+180000 解得 x=86651 kg/h （ 3）熱量衡算 Q1 Q1=394800 （ 1050） = 108KJ/h Q2 Q2=86651 （ 300） = 107 KJ/h Q3 Q3=169529 （ 790） = 107 KJ/h 組 分 AN ACN ACL HCN 冷凝熱 (kJ/kg) 25 Q4 Q4=470980 （ t0） =1970580t KJ/h Q5 Q5=180000 （ t0） =753120t KJ/h t 熱損失按 5%算，熱平衡方程為 （ Q1+Q2+Q3） =Q4+Q5 代入數(shù)據(jù)： （ 108 + 107 + 107 ） =（ 1970580+753120） t 解得 t=℃ 丙烯蒸發(fā)器熱量衡算 （ 1） 計算依據(jù) 蒸發(fā)壓力 ；加熱劑用 0℃的冷鹽水，出口溫度 2℃；丙烯蒸發(fā)量 12028kg/h （ 2）有關(guān)資料 a. 下丙烯的沸點為 13℃，汽化熱 410KJ/kg b. 下丙烷的沸點為 5℃，汽化熱 （ 3）熱衡算秋丙 烯蒸發(fā)器的熱負荷和冷凍鹽水用量 a. 丙烯蒸發(fā)吸收的熱 Q1 Q1=12028 410= 106 KJ/h Q2 Q2=2224 = 105 KJ/h Q 冷損失按 10%考慮 Q=（ 106 + 105 ） = 106 KJ/h 冷凍鹽水用量 平均溫度（ 1℃）下，冷凍鹽水比熱容 () 冷凍鹽水用量為 W=)]2(0[ 5???=914270kg/h 丙烯過濾器熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) 丙烯進口溫度 13℃，出口溫度 65℃，用 蒸汽為加熱劑。 （ 2）熱衡算求丙烯過熱器熱負荷和加熱蒸汽量 26 丙烯氣的比熱容為 ()，丙烷氣比熱容 ()，熱損失按 10%考慮，需要加熱蒸汽提供的熱量為 Q=（ 120200 +22240 ） [65(13)]= 107 KJ/h 加熱蒸汽量為 W= 7? =8590kg/h 上式中 2138KJ/kg 是 蒸汽的冷凝熱 氨蒸發(fā)器熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) 。 飽和蒸汽，冷凝熱為 2138 KJ/h （ 2）有關(guān)資料 下氨的蒸發(fā)溫度為 7℃，汽化熱為 1276KJ/kg （ 3）熱衡算求氨蒸發(fā)器的熱負荷和加熱蒸汽用量 冷損失按 10%考慮，氨蒸發(fā)器的熱負荷 Q Q=5110 1276 = 105 KJ/h 加熱蒸汽量 W= 6? =3350kg/h 氣氨過熱器 （ 1）計算依據(jù) 7℃，出口溫度 65℃ 蒸汽為加熱劑。 511 kg/h （ 2） 熱衡算求其氣氨過熱器的熱負荷和加熱蒸汽用量 氨氣的比熱容為 KJ/()，冷損失按 10%算。氣氨過熱器的熱負荷為 Q=5110 {65（ 7） } = 105 KJ/h 加熱蒸汽用量為 W= 5? =420kg/h 混合器 （ 1）計算依據(jù)氣氨進口溫度 65℃，流量 511 kg/h 丙烯氣進口溫度 65℃，流量 ，丙烷氣進口溫度 65℃，流量 出口混合氣溫度 110℃。濕空氣來自空氣加熱器 （ 2）熱衡算求進口濕空氣 的溫度 t 以 0℃為熱衡算基準。 38363 , NHHCHC 在 0~65℃的平均比熱容 27 表 312 氣態(tài)丙烯丙烷帶入熱 Q1 Q1 Q1=（ 12028 +2224 ）（ 650） = 106 KJ/h Q2 Q2=5110 （ 650） = 105 KJ/h Q3 22,ON 和蒸汽 0~136℃的平均比熱容分別為 KJ/() () KJ/() Q3=（ + +*） 10（ t0） =141140t KJ/h Q4 Q4=（ + +511 + + + ） 10（ 1100） = 10 KJ/h t 熱損失按 10%考慮 熱衡算方程： (Q1+Q2+Q3)=Q4 代入數(shù)據(jù)得 （ 106 + 105 +141140t） = 107 解得 t=136℃ 空氣加熱器的熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) 90℃，出口空氣溫度 136℃ . 表 313 空氣的流量和組成 組分 2O 2N OH2 合計 Kg/h 21071 69362 15461 105894 （ 2）熱衡算求空氣加熱器的熱負荷和加熱蒸汽量 22,ON 和蒸汽 90~136℃的平均比熱容分別為 KJ/() ， () ， KJ/()。 熱損失按 10%考慮，空氣加熱器的熱負荷為 Q=（ 69362 +21071 +15461 ）（ 13690） = 106 KJ/h 用 Mpa 蒸汽為加熱劑，其飽和溫度為 ℃，冷凝熱為 2066 KJ/kg，物 質(zhì) C3H6 C3H8 NH4 cP/[kJ/(kg k)] 28 加熱蒸汽用量為 W= 20667141000 =3460kg/h 主要設(shè)備的工藝計算 流化床合成反 應(yīng) 器 （ 1） 計 算依據(jù) 4780kmol/h；入口氣體流量 4633kmol/h。 進口壓力 ；出 口壓力 。 應(yīng)溫 度 470℃，氣體離 開 稀相段的 溫 度 為 360℃ 流化床 內(nèi) 的 換熱裝 置以水 為 冷 卻劑 ， 產(chǎn) 生 （ 143℃）的 飽 和蒸汽。 時間 10s （ 2） 濃 相段直 徑 因反 應(yīng)過 程 總 物 質(zhì) 的量增加，故按出口 處計 算塔 徑 比 較 安全 出口 處 氣體體 積 流量 為 V=4780 40273 ?? =145480 hm/3 = sm/3 取 空床線 速 濃 相段直 徑為 ??d= 取流化床 濃 相段直 徑為 7m （ 3） 濃 相段高度 按接觸 時間 10s 算，推化 劑 的堆體 積為 ??rV = 3m 靜 床高 20 8 ??H = 取膨 脹 比 為 2， 則濃 相段高度 為 ??? RHH = 取 濃 相段高 51m 校核 推化 劑 的堆密度 為 640 3/mkg 推化 劑 的品 質(zhì) W= 640=258620kg= 推化 劑負 荷 為 ? = )./(63 kgcathHC 29 實驗裝 置的推化 劑負 荷可 達 到 )./(63 kgcathHC ，本 設(shè)計 的值小于 實驗值，是可靠的。 （ 4） 擴 大段（此 處 即稀相段）直 徑 取 擴 大段氣速 為 操作氣速的一半即 u=氣體流量 為 ?????V=155300 hm/3 = sm/3 擴 大段直 徑為 d= ?= 取 12m 擴 大段高度 根據(jù)流化床直 徑 12m，空塔氣速 ，查 圖 得 2H /D= 稀相段高度 ?2H 2D= 12= 取 濃 相段冷 去 裝 置的 換熱 面 積 換熱裝 置用套管式， 總 差 傳熱 系 數(shù) 取 233 )./( 2 KmW 換熱裝 置的 熱負 荷已 由熱衡 算求出 Q= hkj/108 = skj/107 換熱 面 積為 F= 27 3 69)1 434 70(2 33 108 m??? 取 30%的 設(shè)計 裕量， 則換熱 面 積為 480 2m （ 7）稀相段冷 卻裝 置的 換熱 面 積 用套管式 換熱裝 置，水 為 冷 卻劑 ， 產(chǎn) 生 （ 143℃）蒸 汽。 總傳熱 系 數(shù) 取 20 )./( 2 kmW ， 換熱裝 置 熱負 荷 為 Q= hkj/107 = sj/106 又 ? ? ? ?143360143470ln143360143470???????mt=267℃ 換熱 面 積為 26720 6???F = 2m 取 30%設(shè)計 裕量， 則換熱 面 積為 1500 2m 空氣飽和塔 （ 1）計算 依據(jù) 30 表 314 進塔空氣的組成和流量 組分 2O 2N OH2 合計 Kmol/h kg/h 21071 2477 69362 1989 3247 92444 表 315 出塔空氣的組成和流量 組分 2O 2N OH2 合計 Kmol/h kg/h 21071 2477 69362 15461 105918 285000 kg/h，溫度 105℃ 271529 kg/h，溫度 79℃ . Mpa，塔頂壓力 Mpa 170℃，出塔氣溫度 90℃ . 50 50 陶瓷拉西環(huán)（亂堆） (2)塔徑的確定 拉西環(huán)的泛點速度計算公式為 lg ]))(([ 3 LLGF agw ????= 8/14/1 ??????????????LGGL ?? (33) 式中 F? —— 泛點空塔氣速， m/s； g—— 重力加速度， ； 3?a_____干填料因子， 1?m ； LG??, —— 氣相和液相密度， 3/mkg ； L， G—— 氣相和液相流量， kg/h； L? —— 液體的粘度， mPa.(cP)。 50 50 瓷拉西環(huán)的干填料因子為 177 1?m 。 a. 塔頂處 G? = 273 1 0 5 9 1 8 ?????3/mkg L? =958 3/mkg L=28500 kg/h 31 G= kg/h L? = 把數(shù)據(jù)帶入（ 33）式： 8/14/)(] g [ 2 ???????????Fw 解得 F? =泛點率取 75%，則氣體空塔速度為： W= 13743=出塔操作條件下的氣量； V= ???? =49580 hm/3 = sm/3 塔徑應(yīng)為 d=* = 10 = G? = 273 92444 ?????3/mkg L? =975 3/mkg L= kg/h G=L? = 把數(shù)據(jù)帶入（ 33）式 8/14/) (] g [ 2 ???????????Fw 解得 F? =氣體空塔速度為 w= F? = =入塔氣在操作條件下的氣量： V=3247 ?? =45470 hm/3 = sm/3