【正文】 度℃ t0 — 計算基準溫度℃固體和液體的熱容可采用下式計算[22]（《化工生產(chǎn)中的間歇過程》）C= （）式中 ca — 元素的原子比熱容kJ/kg℃（見下表） n — 分子中同一元素的原子數(shù) M — 化合物的分子量 g/mol 元素的原子比熱容 （0℃）Table elements of the atomic heat capacity (0 ℃)元素ca（固）ca（液）元素ca（固）ca（液）碳硅氫氟氧硼硫氮——磷其他 按該式計算的是0℃的比熱容，和常溫下的比熱容出入不大，如要求高溫下的比熱，可由結(jié)果放大5%——10%。由 C= 25℃下氯乙酸ClCH2COOHC氯乙酸= = kJ/kg℃烏洛托品（CH2）6N4C烏洛托品= = kJ/kg℃甘氨酸NH2CH2COOHC甘氨酸= = kJ/kg℃氯化銨NH4ClC氯化銨= = kJ/kg℃查資料得C氨= kJ/kg℃C水= kJ/kg℃Q1==25++1758+25 =反應(yīng)的溫度在6070℃左右C甘氨酸=105%= kJ/kg℃C烏洛托品=105%= kJ/kg℃產(chǎn)生的少量雜質(zhì)對熱量的影響不大，現(xiàn)忽略不計，水在該溫度下的比熱容幾乎沒有變化。Q4==70+70+70+70= 過程熱效應(yīng)Q3計算過程熱效應(yīng)可分為兩類，一類是化學(xué)過程熱效應(yīng)，另一類是物理過程熱效應(yīng)，即物理狀態(tài)變化熱，物料經(jīng)歷化學(xué)變化過程，除化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)外，往往伴隨著物料狀態(tài)變化熱效應(yīng)，則兩者應(yīng)結(jié)合在一起考慮，可用下式計算Q3=Qr+Qp （）式中 Qr——是化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) Qp——是物理過程熱效應(yīng)氯乙酸與氨氣反應(yīng)，生成大量的熱，氨溶解在水中，也放出大量的熱。ClCH2COOH+2NH3 NH2CH2COOH+ NH4Cl 34 75 已知各物質(zhì)的焓△H氯化銨=△H甘氨酸= kJ/mol△H氨= kJ/mol△H氯乙酸= kJ/mol由公式 △H= （）而 Q=△HQr=（247。247。75+247。34+247。）103 =9981436kJ查表得氨的溶解熱為△H= kJ/molQp=(247。17)103 =11349789kJQ3=Qr+Qp=9981436+11349789=21331225kJ Q2的計算Q5為設(shè)備各部件所消耗的熱量，按占總熱量的10%計Q6為設(shè)備向四周散失的熱量，現(xiàn)忽略不計，則Q1+Q2+Q3=Q4+Q5Q1+Q2+Q3=Q4+（Q1+Q2+Q3Q4）10%Q2=Q4Q1Q3+（Q1 +Q3Q4）10%+Q2Q2=Q4Q1Q3+Q4247。 =+247。 =Q20，需加入冷卻劑.4 主要設(shè)備的工藝計算及選型 氨化合成釜反應(yīng)釜由鍋體、鍋蓋、攪拌器、夾套、支承及傳動裝置、軸封裝置等組成，材質(zhì)及開孔可根據(jù)用戶的工藝要求制定。加熱形式有電加熱、油加熱、氣加熱、水加熱（或冷卻）、明火加熱等。反應(yīng)釜由鍋體、鍋蓋、攪拌器、夾套、支承及傳動裝置、軸封裝置等組成，材質(zhì)及開孔可根據(jù)用戶的工藝要求制定。加熱形式有電加熱、油加熱、氣加熱、水加熱（或冷卻）、明火加熱等。傳動形式有普通電機、防爆電機、電磁調(diào)速電機、變頻器等，換熱器有擺線針輪式、蝸輪式、行星無極變速式。軸封為普通水冷卻填料密封、組合式四氟填料密封、機械密封。出料形式有球閥、下展閥。氨化釜中的投料量氯化銨 烏洛托品 1758kg水 氨 各物質(zhì)相對密度氯化銨 烏洛托品 水 1g/cm3氨 V=247。+1758247。+247。1 =初步設(shè)計20套合成釜，則每釜體積V=247。20=，每釜按使用60%的容量（受醇析容量和生產(chǎn)時間限制），即裝料系數(shù)η=.則合成釜的體積為 247。= 取整為3000L。從工作壓力、溫度以及設(shè)備工藝性質(zhì)，可以看出它屬于帶攪拌的低壓反應(yīng)類型，根據(jù)慣例選擇橢圓形封頭和圓柱形筒體。 確定筒體和封頭直徑設(shè)備要求容積3m3，查表 H/，裝料系數(shù)η=。反應(yīng)器直徑估算：D=圓整至公稱直徑標(biāo)準系列，取Di=1400㎜，封頭取相同的內(nèi)徑，由GB/T433795查得[15]：封頭曲面高度h1=350㎜，直邊高度h2=40㎜，F(xiàn)b=㎡，Vb= m3 確定筒體高度由H= H=，H/Di=，則實際體積為V=符合實際設(shè)計要求。 確定夾套的直徑Dj=Di+100=1400+100=1500㎜，夾套也采用橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑。 確定夾套的高度夾套筒體高度估算如下：取Hi為1100㎜。 計算傳熱面積當(dāng)D=1400㎜時，F(xiàn)b=㎡F= Fb +πDHi=+=㎡ 計算夾套筒體，封頭厚度夾套筒體與內(nèi)筒的環(huán)焊縫，因無法探傷檢查，從安全計夾套上所有焊縫均取=，封頭采用由鋼板拼制的標(biāo)準橢圓形封頭，材料均為A鋼。夾套厚度計算如下：=++2=++2=夾套封頭厚度計算如下：圓整至鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標(biāo)準，夾套筒體與封頭厚度均取為=8㎜。 計算內(nèi)筒筒體厚度，結(jié)合夾套筒體和封頭厚度，由設(shè)備選型確定筒體厚度為10㎜。 攪拌器 換熱裝置主要是夾套和蛇管，用來輸入和輸出熱量，以保證反應(yīng)過程最適宜的溫度，本設(shè)計選用夾套換熱。 攪拌裝置由攪拌軸和攪拌電機組成。棋根本目的是加強反應(yīng)器內(nèi)物料的均勻混合，以加強傳質(zhì)傳熱。由于本釜為低粘度液體混合，液相反應(yīng)，所以選用折葉開啟渦輪式，攪拌軸常用材料為45鋼，需耐磨蝕較高或要求釜式反應(yīng)器內(nèi)物料不被鐵離子污染時，應(yīng)當(dāng)用不銹鋼或采用防腐措施[16]。 軸封裝置用來防止釜的主體與攪拌軸之間的泄露。反應(yīng)釜中使用的軸封裝置主要有調(diào)料密封和機械密封，本釜采用機械密封，用垂直于軸的兩個密封元件（靜環(huán)和動環(huán)）的平面相互貼合，并做到相對運動達到密封墊裝置，又稱端面密封。機械密封耗功小、泄漏量低、密封可靠，廣泛應(yīng)用于攪拌反應(yīng)釜的軸封。 傳動裝置傳動裝置一般設(shè)置在反應(yīng)釜的頂部，采用立式布置。電動機經(jīng)減速機將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器帶動攪拌軸旋轉(zhuǎn)。一般常在封頭上焊一底座，整個傳動裝置連機座及軸封裝置都一起安裝在這個底座上。這是為了使傳動裝置與軸封裝置安裝時保持一定的同心度以及便于裝卸和檢修。 氨化合成釜Figure amination of kettle5 車間布置及廠址選擇車間布置包括車間廠房布置與車間設(shè)備布置兩部分內(nèi)容，車間廠房布置主要內(nèi)容是設(shè)計整個車間的廠房結(jié)構(gòu)，并針對各種生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)輔助設(shè)施等進行布局安排，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)特點、工藝及相關(guān)專業(yè)技術(shù)要求、投資能力、場區(qū)面積和地形等因素而定；車間設(shè)備布置設(shè)計主要內(nèi)容是確定各生產(chǎn)設(shè)備在車間廠房中的空間位置。隨著化工設(shè)置大型化，車間布置總的發(fā)展趨勢呈以下特點：①露天化②流程化③集中化④定型化。 車間布置的基本原則和要求【24】車間布置的基本依據(jù)：①滿足工業(yè)生產(chǎn)及各專業(yè)設(shè)計要求，便于安裝、操作、維修，便于管理，方便生活；②嚴格遵守相關(guān)的國家及行業(yè)規(guī)范，嚴格考慮建筑物的安全性及生產(chǎn)、生活的安全性；③在滿足生產(chǎn)、生活的前提條件下，應(yīng)盡量降低投資建設(shè)費用，提高經(jīng)濟效益；④在可能的條件下，適當(dāng)考慮發(fā)展余地，為擴大生產(chǎn)留出建筑余地；⑤車間布局應(yīng)合理、整齊、協(xié)調(diào)、美觀、舒適，為工人創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。（1）廠房平面力求簡單化，以利用建筑定型化和施工機械化。常用形式有直線型、T型和L型。（2）柱間距多用66，一般不超過12m?？偪缍龋憾鄬右话恪?4m，單層≤30m。常用廠房總跨度有6m、12m、18m、24m、30m，一般有機化工車間總跨度為2~3個柱網(wǎng)跨度。（3）層高與設(shè)備的高低、安裝位置有關(guān)，一般每層4m～6m。（4）在可能情況下盡量采用露天化和敞開式設(shè)計，這樣既能節(jié)省投資，又有利于通風(fēng)采光、防爆、放毒等安全需要。（5）在不影響流程情況下，較高設(shè)備集中布置，可簡化廠房立體化布置，又省投資。（6）笨重設(shè)備和震動設(shè)備盡量布置底樓的地面。同類設(shè)備可盡量集中。（7）設(shè)備穿孔必須避開主梁。（8）廠房出入口、交通道、樓梯等都需精心安排。，～，單門寬一般900mm，雙門寬有1200mm、1500mm、1800mm，樓梯的坡度45186。～60186。，主樓梯45186。的較多。車間設(shè)備布置設(shè)計就是確定各個設(shè)備在車間平面上和立面上的準確、具體位置，是車間布置的核心，也是設(shè)計的依據(jù)。因生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備特點等不同有室內(nèi)布置，室內(nèi)和露天聯(lián)合布置以及露天化布置幾種。本設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模大，且主要設(shè)備為高大的塔設(shè)備，因此采用露天化布置，且從以下幾方面進行綜合考慮。 （1）設(shè)備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返送料。盡量采用位差送料，一般從高層到低層設(shè)備布置槽→反應(yīng)設(shè)備→貯槽、重型設(shè)備和震動設(shè)備。（2）相互有聯(lián)系的設(shè)備盡量靠近，但要考慮操作、行人通道、送料及半成品堆放等空地。（3）相同、相似設(shè)備盡可能對稱、集中，以利操作管理及水、電、氣等供應(yīng)。（4）考慮進出料、取樣、觀察等方便。（1）不僅要考慮安裝時設(shè)備的進出，而且要考慮各單個設(shè)備的更換和檢修，保證足夠的空間和通道。（2）二層樓以上的設(shè)備，需在下層設(shè)吊孔，對龐大特殊設(shè)備在封閉式廠房中可先裝設(shè)備后砌墻。（3）要考慮起吊裝置，如塔頂、房梁設(shè)永久吊架。（1）采光要好，盡量避光操作，高大設(shè)備避免靠窗擋光。（2）通風(fēng)要好，高溫、有毒、易燃、易爆車間盡可能取敞開式，以利通風(fēng)散熱。機械通風(fēng)效果要好，應(yīng)根據(jù)逸出氣體或粉塵量的允許濃度確定通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)。（3）有毒物質(zhì)的設(shè)備放置下風(fēng)，操作單位應(yīng)在上風(fēng)。劇毒物質(zhì)的設(shè)備要隔離操作、單獨排風(fēng)。（4）防爆車間盡可能使用單層廠房，避免車間有死角。多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計放火、防爆墻，設(shè)置雙斗門，門窗朝外。，凈高不低于2m。二樓以上要考慮緊急疏散等設(shè)施。要考慮消防設(shè)施、設(shè)備。（5）對腐蝕性的介質(zhì)，除考慮設(shè)備外還要考慮墻、柱、地屏等防護要求。 （6）一般的安全距離如下圖 一般安全距離場 合 安全距離/m往復(fù)運動部分離墻回旋運動部分離墻~回旋機械之間~泵間泵列間吊動物與設(shè)備最高點貯槽之間~設(shè)備蓋上轉(zhuǎn)動裝置離天花板通廊、操作通行部分凈高設(shè)備與墻之間一人操作設(shè)備與墻之間無人操作二設(shè)備間二人操作小車通過二設(shè)備間一人操作小車通過二設(shè)備間二人操作偶有人過二設(shè)備間二人操作常有人過二設(shè)備間一人操作偶有人過在選擇廠址時應(yīng)充分考慮周全，更應(yīng)嚴格按照國家的有關(guān)規(guī)定、規(guī)范執(zhí)行。廠址選擇是一項政策、經(jīng)濟、技術(shù)性很強的綜合性工作。必須結(jié)合建廠的實際情況及建廠條件，進行調(diào)查、比較、分析、論證，最終確定出理想的廠址。 廠址選擇的原則:+ M+ {1 T1 s6 H。 v$ m! p（1）廠址宜選在原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)，并在儲運、機修、公用工程和生活設(shè)施等方面具有良好協(xié)作條件的地區(qū)。4 i! A, up。 x7 D1 s7 f39。 H（2）廠址應(yīng)靠近水量充足、水質(zhì)良好，電力供應(yīng)充足的地方。) wamp。 V% a6 b5 O g/ b（3）廠址應(yīng)選在有便利交通的地方。2 }+ _) a% V* ~9 L: y _（4）選廠應(yīng)注意節(jié)約用地，不占或少占耕地，廠區(qū)的面積形狀和其它條件應(yīng)滿足工藝流程合理布置的需要，并要予留適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。: c0 ?。 G1 B* w1 |1 X* r39。 a（5）選廠應(yīng)注意當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，工廠投產(chǎn)后對周圍環(huán)境造成的影響作出預(yù)評價，工廠的生產(chǎn)區(qū)和居民區(qū)的建設(shè)地點應(yīng)同時選定。一般來說，廠區(qū)應(yīng)避免建在以下地區(qū)：（1）具有開采價值的礦藏地區(qū)。（2）易遭受洪水、泥石流、滑坡等的危險地（3）厚度較大的三級自重濕陷性黃土地區(qū)。$ P1 Sp Y* W（4）發(fā)震斷層地區(qū)和基本烈度9度以上的地震地區(qū)。（5）對機場、電臺、國防線路等使用有影響的地區(qū)。（6）國家選定的歷史文物、生物保護和風(fēng)景旅游地區(qū)。在進行設(shè)施選址時，企業(yè)有很所要考慮的影響因素。在考慮這些因素時，需要注意的是：第一，必須仔細權(quán)衡所列出的這些因素，決定哪些是與設(shè)施選址緊密相關(guān)的，那些雖然與企業(yè)經(jīng)營或經(jīng)營結(jié)果有關(guān)，但是與設(shè)施位置的關(guān)系并不大，以便在決策是分清主次，抓住關(guān)鍵。否則，有時候所列出的影響因素太多，在具體決策時容易主次分不清楚，做不出最佳的決策。第二，在不同情況下，同一影響因素會有不同的影響作用，因此，決不可生搬硬套任何原則條文，也不可完全模仿照搬已有的經(jīng)驗。最后，還應(yīng)該注意的一點時，對于制造業(yè)和非制造業(yè)的企業(yè)來說，要考慮的影響因素以及同一因素的重要程度可能有很大不同。 一項在全球范圍內(nèi)對許多制造業(yè)企業(yè)所作的調(diào)查表明，企業(yè)認為下列5組因素（每一組中又可分為若干因素）是進行設(shè)施選址時必須考慮的：（1）勞動力條件；（2）與市場的接近程度；（3）生活質(zhì)量；（4）與供應(yīng)商和資源的