【導(dǎo)讀】較主動、不積極主動）。書所規(guī)定的任務(wù)。爆炸性混合物，爆炸極限為%-17%；沸點為℃，閃點-5℃，丙烯腈是石油化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，用來生產(chǎn)聚丙烯纖維(即合成纖。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引發(fā)劑作用下可聚合成一線。型高分子化合物——聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈綸質(zhì)地柔軟，類似羊毛，俗稱“人造。工藝流程比較簡單．經(jīng)一步反應(yīng)便可得到丙烯腈產(chǎn)物。氨氣過熱器過熱到需要的溫度后進入混合器；經(jīng)壓縮后的空氣先通過空氣飽和塔增濕，再經(jīng)空氣加熱器預(yù)熱至一定溫度進入混合器。溫合器出口氣體混合物進入反應(yīng)器，在反。應(yīng)器內(nèi)進行丙烯的氨氧化反應(yīng)。反應(yīng)器出口的高溫氣體先經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，氣體冷。卻到230℃左右進人氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反應(yīng)器出口氣體中未反應(yīng)的氨，充部分新鮮酸液，并從塔釜排放一部分含硫酸銨的廢液。腈約％的丙烯腈水溶液，經(jīng)換熱器與氨中和塔出口氣體換熱，濕度升高后去精制工段。

　　

【正文】 ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? (A) A． 塔頂處 35 /273 90 013313 .00 22. 4 273 43G k g m? ?? ?? ? ? 3958 /L kg m? ? mPa S? ?? L=把數(shù)據(jù)代人 (A)式 解得 /Fw m s? 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 25 泛點率取 75％，則氣體空塔速度為 0 .7 5 1 .7 2 8 1 .2 9 4 /w m s? ? ? 出塔操作條件下的氣量： 332 7 3 9 0 0 .1 0 1 33 1 3 .0 0 2 2 .4 3 8 8 6 .3 3 / 1 .0 8 0 /2 7 3 0 .2 4 3V m h m s?? ? ? ? ? ? 塔徑應(yīng)為： 1 .0 8 0 1 .0 30 .7 8 5 1 .3 0 7dm??? B. 塔底處 93 /273 90 013232 .72 22. 4 273 43G k g m? ?? ? ? 3975 /L kg m? ? mPa S? ?? L=把數(shù)據(jù)代入 (A)式 解得 /Fw m s? 氣體空塔速度為 0 .7 5 1 .7 0 5 1 .2 7 9 /w m s? ? ? 人塔氣在操作條件下的氣量： 332 7 3 1 7 0 0 .1 0 1 32 5 4 .3 3 2 2 .4 3 8 5 3 .8 1 / 1 .0 7 0 /2 7 3 0 .2 4 3V m h m s?? ? ? ? ? ? 塔徑應(yīng)為 ： 1 .0 7 0 1 .0 40 .7 8 5 1 .2 6 3dm??? 取塔徑為 ： (3)填料高度 空氣水飽和塔的填料高度確定須考慮兩方面的要求 A. 使出塔氣體中蒸汽 含 量達到要求。 B. 使塔頂噴淋液中的 ACN 等在塔內(nèi)脫吸以使出塔釜液中 ACN 等的 含 量盡量低，以減 少朽污水處理 負荷并回收 ACN 等副產(chǎn)物。按工廠實踐經(jīng)驗。取填料高度 1lm 水吸收塔 (1)計算依據(jù) A. 進塔氣體流量和組成 組分 36CH 38CH 2O 2N 2HO 合計 kmol/h Kg/h 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 26 6 組分 AN ACN ACL HCN 2CO kmol/h Kg/h B．出塔氣體流量和組成 組分 36CH 38CH 2O 2N 2HO 2CO AN 合計 kmol/h 少量 Kg/h 少量 隨 入 塔氣進 入 的凝水 C． 塔頂噴淋液量 ， 含 AN ％ (wt)，溫度 5℃ 。 D． 塔底排出液量 ，溫度 ℃ 。 E. 塔底壓力 ll2kPa，塔頂壓力 101kPa。 F． 入 塔氣溫度 40℃ ，出塔氣 溫度 l0℃ ， G． 出塔氣體中 AN 含 量不 大 于 %(wt)。 h． 填料用 250Y型塑料孔板波紋填料。 (2)塔徑的確定 塑料孔板渡紋填料的泛點氣速計算公式為 1 / 81 / 42 0. 23l g[ ] 91 63GGF LLLw aLgG???? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? (A) 按塔底情況計算 FW 37 6 9 9 .1 3 1 .4 0 2 /2 7 3 4 0 1 0 1 .32 3 6 .4 2 2 .4 2 7 3 1 1 2G k g m? ?? ?? ? ? 3997 /L kg m? ? mPa S? ?? L= 23240 /a m m? ?? 把數(shù)據(jù)代人 (A)式 解得 /Fw m s? 空塔氣速為 (泛點 率 取 70%) 0 .7 2 .2 1 1 .5 4 4 /Fw m s? ? ? 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 27 氣體在操作條件下的流量為 3327 3 40 10 1. 325 7. 04 22 .4 59 89 .7 3 / 1. 66 4 /27 3 11 2V m h m s?? ? ? ? ? ? 塔徑應(yīng)為 ： 1 .6 6 4 1 .0 80 .7 8 5 1 .8 3 0dm??? 取塔徑為： (3)填料高度 液體的噴淋密度 3223 6 3 7 1 .6 4 / 9 9 9 .8 3 0 / ( / )0 .7 8 5 1 .2U m m h??? 塑料孔板液紋填料 250Y的 液 相傳質(zhì)單元高度 OLH ： 當(dāng) 3220 / ( )U m m h??時 ， 25℃ 下的 OLH 為 3240 / ( )U m m h??時， 25℃ 下的 OLH 為 內(nèi)插得到 3230 / ( )U m m h??時， 25℃ 下的 OLH 為 m 又 0. 02 34 ( 25 )25( ) ( ) tO L C O L iH H e ?? ?? 塔內(nèi)液體的平均沮度為 (5+)/2=℃ ? 0. 02 34 ( 10 .4 5 25 )0. 20 6 / 0. 29OLHe ??? 液相傳質(zhì)單元數(shù)計算式如下 12**1 1 2 2*11*22( ) ( )lgOLXXNX X X XXXXX??? ? ??? 塔底 31 13 .4 6 6. 31 1021 46 .5 13 .4 6X ?? ? ?? 1 810E kPa? 112P kPa? ? *1 1 0 .0 5 2 1 1 2 0 .0 0 7 2810ANpX E ?? ? ? *1 0. 00 72X ??? 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 28 塔頂 52 0 . 0 0 5 / 5 3 1 . 6 9 8 1 0(1 0 0 0 . 0 0 5 ) / 1 8X ?? ? ?? 2 kPa? kPa? 出口氣體中含有 AN 不小于 ％ (wt)，因此 45 . 5 1 0 1 0 1 . 3 0 . 0 5 5ANp ?? ? ? ? ? *42 2 0 .0 5 5 1 .0 9 5 1 05 0 6 .6ANpX E ?? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)求 OLN ： 3512* * 4 51 1 2 2*1145*226 .2 4 1 0 1 .6 9 8 1 0 1 6 .4( ) ( ) ( 0 .0 0 7 3 0 .0 0 6 2 4 ) ( 1 .0 9 5 1 0 1 .6 9 8 1 0 )0 .0 0 7 3 0 .0 0 6 2 4lnln1 .0 9 5 1 0 1 .6 9 8 1 0OLXXNX X X XXXXX??????? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ?? ? 填料高度為 1 6 . 4 2 0 . 2 9 4 . 8O L O LZ N H m? ? ? ? ? 取填料高度為： 7m 丙烯蒸發(fā)器 (1)計算依據(jù) A. 丙 烯在管外蒸發(fā)，蒸發(fā)壓力 ，蒸發(fā)溫度 l3℃ ，管內(nèi)用 0℃ 的 冷 凍鹽水 (％ NaOH水溶液 )與丙烯換熱 ， 冷凍鹽水出口溫度 2℃ 。 B. 丙烯蒸發(fā)量 ，冷凍鹽水用量 。 C. 丙烯蒸發(fā)器熱負荷 10 /kJ h? (2)丙烯蒸發(fā)器換熱面積 A．總傳熱系數(shù) (a)管內(nèi)給熱系數(shù) 1? 。 蒸發(fā)器內(nèi)安裝 38 ? ? 的 U型鋼管 80根。 冷凍鹽水平均溫度 l℃ ．此溫度下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下； 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 29 3332. 48 5 10 / ( )0. 54 5 / ( ) 0. 54 5 / ( ).0 47 3 / ( ) 3. 47 3 10 / ( )11 30 .8 /pk g m sW m K J m K sC k J k g K J k g Kk g m????? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 冷凍鹽水流速為 27 1 5 7 7 . 5 0 . 2 9 1 /1 1 3 0 . 8 3 6 0 0 8 0 0 . 7 8 5 ( 0 . 0 3 8 2 0 . 0 0 3 5 ) ms? ??? ? ? ? ? 3( 0 .0 3 8 2 0 .0 0 3 5 ) 0 .2 9 1 1 1 3 0 4 1 0 7 1 0 0 0 02 .4 8 5 1 0Re ?? ? ? ?? ? ?? ，過渡流 333 . 4 7 3 1 0 2 . 4 8 5 1 0 1 5 . 80 . 5 4 5Pr ?? ? ??? ? 50 . 8 0 . 4 21 1 . 86 1 00 . 0 2 3 R e P r 1 6 7 6 . 5 / ( )Re W m Kd?? ???? ? ? ????? (b)管外 液 態(tài)丙烯沸騰給熱系數(shù)取 22 23 26 / ( )W m K? ?? (c)總傳熱 系數(shù) 冷凍鹽水方污垢熱阻取 320. 26 4 10 /m K W???，丙烯蒸發(fā)側(cè)污垢熱 阻 取 320. 17 6 10 /m K W???，鋼管導(dǎo)熱系數(shù) 45 / ( )W m K? 。 331 1 1 0 .0 0 3 5 0 .2 6 4 1 0 0 .1 7 6 1 06 7 6 .5 2 3 2 6 4 5K ??? ? ? ? ? ? ? 24 1 0 / ( )K W m K?? B. 傳熱平均溫差 熱 端 溫差 0(13)=13℃ ，冷端溫差 2(一 13)=11℃ ，傳熱平均 溫差為 (1 3 1 1) / 2 1 2mtC? ? ? ? ? C．換熱面積 熱負荷 555 . 2 8 7 1 0 / 1 . 4 6 9 1 0 /Q k K h J s? ? ? ? 換熱面積為 5 21 .4 6 9 1 0 304 1 0 1 2 m? ??A= 取安全系數(shù) ，則換熱面積為 236m 燕山大學(xué)里仁學(xué)院化工專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計 30 循環(huán) 冷卻 器 (1)計算依據(jù) A．管內(nèi)循環(huán)液流量 88204kg/h。 進口沮度 81℃ ，出口溫度 ℃。 B. 管外冷卻劑為循環(huán)水 ， 進口溫度 32℃ ，出口溫度 36℃ ，循環(huán)水流量為186400kg/h C．熱負荷為 ? kJ/h． (2)計算換熱面積 初選 GH90105 型石墨換熱器，換熱面積為 105m2，設(shè)備殼體內(nèi)徑 D=880mm，內(nèi)有外徑 32mm、內(nèi)徑 22mm、長 3m 的石墨管 417 根。 換熱管為正三角形排列 ，相鄰兩管的中心距 t=40mm A. 總傳熱系數(shù) (a)管內(nèi)循環(huán)液側(cè)的給熱系數(shù) 1? 平均流體溫度 ( 8 1 7 0 .1 ) / 2 7 5 .6tC? ? ? ?，該溫度循環(huán)液的物性數(shù)據(jù)如下 31140 /kg m? ? 30 .8 5 1 0 / ( )kg m s? ?? ? ? 33 . 3 0 5 / ( ) 3 . 3 0 5 1 0 / ( )pC k J k g K J k g K? ? ? ? ? 0 .5 4 7 / ( ) 0 .5 4 7 / ( )W m K J m K s? ? ? ? ? ? 管內(nèi)流體的流速為 288204 0 . 1 3 6 /1 1 4 0 3 6 0 0 4 1 7 0 . 7 8 5 ( 0 . 0 2 2 )u m s??? ? ? 30 .0 2 2 0 .1 3 6 1 1 4 0 4 0 0 3 1 0 0 0 00 .8 5 1 0Re ???? ? ?? 333 . 3 0 5 1 0 0 . 8 5 1 0 5 . 1 3 60 . 5 4 7Pr ?? ? ??? ? 50 . 8 0 . 41 1 . 86 1 00 . 0 2 3 [1 ]R e P rd R e?? ??? 21 682. 4 / ( )W m K? ?? (b) 殼程 (循環(huán)水側(cè) )的給熱系數(shù) 2? 循環(huán)水平均溫度 (32+36)/2=34℃ ， 34℃ 水的物性