【正文】 衡算 塔底苯蒸汽的摩爾潛熱 ?vAr = 373 KJ/Kg， 塔底甲苯蒸汽的摩爾潛熱 ?vBr =361 KJ/Kg； 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 33 頁 所 以 塔 底 上 升 蒸 汽 的 摩 爾 潛 熱 ??????? BvBAvAv yryrr = ? ? KgKJ / ????? 上升蒸汽量為 : V＝ (R+1)D＝ *= Kg/h 所以再沸器的熱流量 ??? vr rVQ 39。=*= ? 106 KJ/h 因為加熱蒸汽的潛熱 Rr = KJ/Kg (t=130℃ )， 所以需要的加熱蒸汽的質量流量Rrr rQG ? = 6? = kJ/h ⑵ 塔頂熱量衡算 塔頂上升苯蒸汽的摩爾潛熱 vAr = KJ/Kg 塔頂上升甲苯蒸汽的摩爾潛 熱 vBr = KJ/Kg 所 以 塔 頂 上 升 蒸 汽 的 摩 爾 潛 熱 BvBAvAv yryrr ?? = ? ?9 9 6 79 9 9 7 ???? = KJ/Kg 精餾段上升蒸汽量為 : V＝ (R+1)D＝ *= Kg/h， 所以冷凝器的熱流量 Qc=V*rv= ??? kJ/h 因為水的定壓比熱容 cpC, = KJ/Kg/K，冷卻水的進口溫度 t1=25℃ ，冷卻水的出口溫度 t2=70℃ ， 所以需要的冷卻水的質量流量 Gc= ? ? ? ? 4612, ???? ??? ttC Qcpc kJ/h 、 常壓塔主要尺寸確定 1.壁厚 選用 20尺鋼為塔體材料，由于是常溫常壓操作，取壁厚 Sn=10mm。 2.封頭 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 34 頁 采用標準橢圓封頭，材料為 20R 鋼，壁厚與塔體相同，即： Sn=10mm hi= ?1000=400mm， h0=40mm 圖 54 標準橢圓封頭 3.裙座 以 Q235A 鋼為裙座材料，壁厚為 10mm，內徑等于塔內徑 D=1600mm，高度為2m，裙座與簡體的連接采用對焊不校核強度。 4.塔高設計 精餾段有效高度計算： Z =(Ne 1)*HT=(421)*= 開 6 個人孔， 開人孔處 (中間的兩處人孔 )塔板間距增加為 塔兩端空間 ,上 端 頭留 ，下 端 留 , 所以，最后的塔體高為 ： ? ? m45.. ?????? 5.基礎環(huán)設計 基礎環(huán)用 Q235A鋼，內徑取 900mm，外徑為 1500mm，基礎環(huán)高取 40mm，螺栓選用 M36 螺栓 20 顆。 6. 接管尺寸 設計 ⑴. 塔頂蒸汽出口管 塔頂上升蒸汽的體積流量： V=vnnV? = =3/h= m3/s 取適宜速度 /Vu m s? ，那么 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 35 頁 ? ???d= 經圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： mm9377?? 實際管內流速： ??? ?svu=⑵. 回流液進口管 回流液體積流量 ln?nl LV? = =3/h= m3/s 利用液體的重力進行回流，取適宜的回流速度 /Lu m s? ，那么 ? ??d= 經圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： ?? 實際管內流速：209 ??? ?svu= m/s ⑶ 進料管 進料液體密度為 0? 則BfAf xx ??? ??? 110 查得 84℃時 A? =, B? = kg/m3 代人 ???? 0?? = kg/m3 進料體積流量0?FVl ? = =取適宜的輸送速度 /fu m s? ，故 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 36 頁 ? ??d= 經圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： mm350?? 實際管內流速： ??? ?lu=⑷ 釜殘液出料管 查得 120℃時 A? =, B? = kg/m3 代人BwAwlxx ??? ??? 11 得 ???l? l? = kg/m3 釜殘液的體積流量： llWV ?? = =取適宜的輸送速度 smuw /? ，則 ? ??d= 經圓整選取熱軋無縫鋼管 (YB23164)，規(guī)格： ?? 實際管內流速：203 06 ??? ?wu=、 輔助設備設計 和選型 因為蒸汽溫度 ts=140℃ ，釜液進口溫度 ?1t =110℃ ，釜液出口溫度 ?2t =120℃ ， 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 37 頁 所以傳質溫 差 ? ? 20/30ln2030/ln 2121 ????????? ?????? ???????? ???????? ????????? ????tttttttttssssm℃ 因為傳質系數 K1=300 W/m2/K， 所以傳質面積 23613 10 mtKQA mr ??? ??????? 因為蒸汽進口溫度 T1=100℃ ，蒸汽出口溫度 T2=80℃ ， 冷卻水的進口溫度 t1=25℃ , 冷卻水的出口溫度 t2=70℃ ， 所以傳質溫差 ? ? /ln 21 21 ??? ?????? tt ttt m 因為 K2 =250 W/m2/K， 所以，傳質面積 23623 10 mtKQA mc ??? ????????? . 儲罐的選擇 （ 1） 方案選擇 常 溫貯存：球罐，貯存壓力高，設備投資高，但不消耗冷凍量。 降壓貯存：貯存溫度 1020℃，球罐投資稍低，但電耗高，操作費用較高。冷凍系統(tǒng)故障將造成大量產品損失。 常壓貯存：貯存溫度 30℃，設備投資低，但操作費用很高，還需充氮保護。 固選擇方案：常溫貯存， （ 2） 尺寸計算 估算筒體內徑 Di=1600mm，上下封頭選用標準橢圓型封頭，其內徑為 1600mm直邊高度 h2=25mm，曲邊高度 h1=400mm，并查得其封頭容積 V1封 =，查得內徑 1600mm 筒體的 1m高的容積 V1m=，估算筒 體高度： H=（ V V1封 ） /V1m=（ ）247。 =1480mm 圓整后取 H=1500mm 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 38 頁 （ 3） 材料選擇 考慮到經濟性筒體和 封頭材料均選用碳素鋼 Q235A，因為是常溫常壓設備，根 據設備標準查得其壁厚取 Sn=。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 39 頁 四、設備一覽表及公用工程 、公用工程規(guī)格 （ 1）電 對輸入的動力電源的要求， 應 采用單回路電壓為 280 伏，頻率為 50赫茲，允許波動范圍177。 3%。電器設備對電源的要求： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 40 頁 1） 關 于電動機，使用 380伏交流電。 2） 正常照明用 220/380 伏交流電，事故照明用 220 伏直流電。 3） 電器部分控制，信號及繼電保護用 220 伏直流電。 4） 儀表電源用 100 伏和 24 伏。 （ 2）冷卻水 1） 溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進水溫度 +10℃ 。 2） 壓力：回水壓力 — 對于循環(huán)冷卻水要求回水能直接流到冷卻 塔頂，不另設接力泵，因此，回水壓力設為 MPa（ G），供水壓力取 MPa（ G）。 3） 蒸汽 分中壓蒸汽和低壓蒸汽 。 部分換熱器的換熱過程需要水蒸氣，根據生產需要決定蒸汽壓力和溫度，蒸汽壓力取低壓 MPa（ G），進反應器溫度為 145℃，出反應器溫度為 100℃ ； 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 41 頁 五 、存在的問題及建議 、萃取溶劑的選擇 在 采用 N甲酰嗎啉的氣液相萃取蒸餾工藝時 遇到的問題 ，由于 N甲 酰嗎啉具有遇水分解成甲酸和嗎啉的性質，不可避免地存在甲苯偏堿性和 純苯偏酸性的質量問題，同時造成苯和甲苯的全 氮含量相對較高。苯的主要用于制取苯乙烯生產工藝和甲苯制取異二氰酸醋 (TDI）的生產工藝對苯和甲苯的全氮含量要求均很高。使用 N甲酰嗎啉作為萃取劑就不可避免地提高了苯和甲苯進入苯乙烯和 TDI 應用市場的難度。 N甲酰嗎啉分解使得產品質量稍遜，環(huán)丁砜在這一點上則優(yōu)于 N甲酰嗎啉。 我 建議綜合考慮企業(yè)既定產品的市場方案，合理選用萃取劑，做到產品質量、投資等性價比的最優(yōu)化。 、三廢治理和綜合利用 、廢氣的處理技術 在 低溫法粗苯加氫裝置 中的主要污染源為排污槽、脫輕塔等排氣管、導熱油爐和 反應器加熱爐煙囪、 真空泵、安全閥、汽車、火車裝車處和苯類貯槽等排放的污染物，主要為苯、 SO NOx、煙塵等。 一般采用 處理方法有： N2 氣封法；接煤氣負壓系統(tǒng) 、 將廢氣集中進行洗滌法 、 低溫冷凝廢氣法 、 接洗苯前的煤氣系統(tǒng) 、 采用浮頂儲槽 、 水封式檢液口等，可因地制宜地選用。從國內的實踐看， N2 氣氣封法、低溫冷凝法、采用浮頂儲槽與水封式檢液口等較易推廣應用。 、廢水 生產凈廢水 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計說 明 書（ 論 文 ） 第 42 頁 生產凈廢水凈循環(huán)水系統(tǒng)的排污水，其水質除含有少量懸浮物外，其他污染物含量較少。 生產污水 生產過程中生產污水主要為苯加氫分離水槽排出的分離水 、 脫輕塔、純苯塔、甲苯塔和二甲苯塔回流槽排出的污水、洗罐站的清洗水、地坪沖洗水、生產系統(tǒng)的 15min 初期雨水等。 一般含有較高濃度的 COD、 BOD、揮發(fā)酚、氰化物、石油類等污染物。 廢水處理方式 為了減少生產廢水的外排量及污染物濃度， 可 采取以下的控制措施： (1) 將苯加氫分離水槽排出的分離水、脫輕塔、純苯塔、甲苯塔和二甲苯塔回流槽排出的污水等先集中送往油庫油的水