【正文】 度℃ t0 — 計(jì)算基準(zhǔn)溫度℃固體和液體的熱容可采用下式計(jì)算[22]（《化工生產(chǎn)中的間歇過(guò)程》）C= （）式中 ca — 元素的原子比熱容kJ/kg℃（見(jiàn)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(jì)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(duì)熱量的影響不大，現(xiàn)忽略不計(jì)，水在該溫度下的比熱容幾乎沒(méi)有變化。Q4==70+70+70+70= 過(guò)程熱效應(yīng)Q3計(jì)算過(guò)程熱效應(yīng)可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是化學(xué)過(guò)程熱效應(yīng)，另一類(lèi)是物理過(guò)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(guò)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(jì)算Q3=Qr+Qp （）式中 Qr——是化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) Qp——是物理過(guò)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(jì)算Q5為設(shè)備各部件所消耗的熱量，按占總熱量的10%計(jì)Q6為設(shè)備向四周散失的熱量，現(xiàn)忽略不計(jì)，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(jì)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(dòng)裝置、軸封裝置等組成，材質(zhì)及開(kāi)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(dòng)裝置、軸封裝置等組成，材質(zhì)及開(kāi)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(dòng)形式有普通電機(jī)、防爆電機(jī)、電磁調(diào)速電機(jī)、變頻器等，換熱器有擺線針輪式、蝸輪式、行星無(wú)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(jī)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(duì)密度氯化銨 烏洛托品 水 1g/cm3氨 V=247。+1758247。+247。1 =初步設(shè)計(jì)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(shí)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(lèi)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(chēng)直徑標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際體積為V=符合實(shí)際設(shè)計(jì)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(jì)算傳熱面積當(dāng)D=1400㎜時(shí)，F(xiàn)b=㎡F= Fb +πDHi=+=㎡ 計(jì)算夾套筒體，封頭厚度夾套筒體與內(nèi)筒的環(huán)焊縫，因無(wú)法探傷檢查，從安全計(jì)夾套上所有焊縫均取=，封頭采用由鋼板拼制的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，材料均為A鋼。夾套厚度計(jì)算如下：=++2=++2=夾套封頭厚度計(jì)算如下：圓整至鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，夾套筒體與封頭厚度均取為=8㎜。 計(jì)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(lái)輸入和輸出熱量，以保證反應(yīng)過(guò)程最適宜的溫度，本設(shè)計(jì)選用夾套換熱。 攪拌裝置由攪拌軸和攪拌電機(jī)組成。棋根本目的是加強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)物料的均勻混合，以加強(qiáng)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(kāi)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(shí)，應(yīng)當(dāng)用不銹鋼或采用防腐措施[16]。 軸封裝置用來(lái)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(jī)械密封，本釜采用機(jī)械密封，用垂直于軸的兩個(gè)密封元件（靜環(huán)和動(dòng)環(huán)）的平面相互貼合，并做到相對(duì)運(yùn)動(dòng)達(dá)到密封墊裝置，又稱(chēng)端面密封。機(jī)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(dòng)裝置傳動(dòng)裝置一般設(shè)置在反應(yīng)釜的頂部，采用立式布置。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)。一般常在封頭上焊一底座，整個(gè)傳動(dòng)裝置連機(jī)座及軸封裝置都一起安裝在這個(gè)底座上。這是為了使傳動(dòng)裝置與軸封裝置安裝時(shí)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(chē)間布置及廠址選擇車(chē)間布置包括車(chē)間廠房布置與車(chē)間設(shè)備布置兩部分內(nèi)容，車(chē)間廠房布置主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)整個(gè)車(chē)間的廠房結(jié)構(gòu)，并針對(duì)各種生產(chǎn)設(shè)施、生產(chǎn)輔助設(shè)施等進(jìn)行布局安排，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)特點(diǎn)、工藝及相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求、投資能力、場(chǎng)區(qū)面積和地形等因素而定；車(chē)間設(shè)備布置設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是確定各生產(chǎn)設(shè)備在車(chē)間廠房中的空間位置。隨著化工設(shè)置大型化，車(chē)間布置總的發(fā)展趨勢(shì)呈以下特點(diǎn)：①露天化②流程化③集中化④定型化。 車(chē)間布置的基本原則和要求【24】車(chē)間布置的基本依據(jù)：①滿足工業(yè)生產(chǎn)及各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)要求，便于安裝、操作、維修，便于管理，方便生活；②嚴(yán)格遵守相關(guān)的國(guó)家及行業(yè)規(guī)范，嚴(yán)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(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益；④在可能的條件下，適當(dāng)考慮發(fā)展余地，為擴(kuò)大生產(chǎn)留出建筑余地；⑤車(chē)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(jiǎn)單化，以利用建筑定型化和施工機(jī)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(guò)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(jī)化工車(chē)間總跨度為2~3個(gè)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(kāi)式設(shè)計(jì)，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(jiǎn)化廠房立體化布置，又省投資。（6）笨重設(shè)備和震動(dòng)設(shè)備盡量布置底樓的地面。同類(lèi)設(shè)備可盡量集中。（7）設(shè)備穿孔必須避開(kāi)主梁。（8）廠房出入口、交通道、樓梯等都需精心安排。，～，單門(mén)寬一般900mm，雙門(mén)寬有1200mm、1500mm、1800mm，樓梯的坡度45186。～60186。，主樓梯45186。的較多。車(chē)間設(shè)備布置設(shè)計(jì)就是確定各個(gè)設(shè)備在車(chē)間平面上和立面上的準(zhǔn)確、具體位置，是車(chē)間布置的核心，也是設(shè)計(jì)的依據(jù)。因生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備特點(diǎn)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(jì)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(jìn)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(dòng)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(duì)稱(chēng)、集中，以利操作管理及水、電、氣等供應(yīng)。（4）考慮進(jìn)出料、取樣、觀察等方便。（1）不僅要考慮安裝時(shí)設(shè)備的進(jìn)出，而且要考慮各單個(gè)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(duì)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(chē)間盡可能取敞開(kāi)式，以利通風(fēng)散熱。機(jī)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(dú)排風(fēng)。（4）防爆車(chē)間盡可能使用單層廠房，避免車(chē)間有死角。多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計(jì)放火、防爆墻，設(shè)置雙斗門(mén)，門(mén)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(duì)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(hù)要求。 （6）一般的安全距離如下圖 一般安全距離場(chǎng) 合 安全距離/m往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分離墻回旋運(yùn)動(dòng)部分離墻~回旋機(jī)械之間~泵間泵列間吊動(dòng)物與設(shè)備最高點(diǎn)貯槽之間~設(shè)備蓋上轉(zhuǎn)動(dòng)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(wú)人操作二設(shè)備間二人操作小車(chē)通過(guò)二設(shè)備間一人操作小車(chē)通過(guò)二設(shè)備間二人操作偶有人過(guò)二設(shè)備間二人操作常有人過(guò)二設(shè)備間一人操作偶有人過(guò)在選擇廠址時(shí)應(yīng)充分考慮周全，更應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定、規(guī)范執(zhí)行。廠址選擇是一項(xiàng)政策、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性很強(qiáng)的綜合性工作。必須結(jié)合建廠的實(shí)際情況及建廠條件，進(jìn)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(xiāo)售便利的地區(qū)，并在儲(chǔ)運(yùn)、機(jī)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(duì)周?chē)h(huán)境造成的影響作出預(yù)評(píng)價(jià)，工廠的生產(chǎn)區(qū)和居民區(qū)的建設(shè)地點(diǎn)應(yīng)同時(shí)選定。一般來(lái)說(shuō)，廠區(qū)應(yīng)避免建在以下地區(qū)：（1）具有開(kāi)采價(jià)值的礦藏地區(qū)。（2）易遭受洪水、泥石流、滑坡等的危險(xiǎn)地（3）厚度較大的三級(jí)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(duì)機(jī)場(chǎng)、電臺(tái)、國(guó)防線路等使用有影響的地區(qū)。（6）國(guó)家選定的歷史文物、生物保護(hù)和風(fēng)景旅游地區(qū)。在進(jìn)行設(shè)施選址時(shí)，企業(yè)有很所要考慮的影響因素。在考慮這些因素時(shí)，需要注意的是：第一，必須仔細(xì)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(yíng)或經(jīng)營(yíng)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(shí)候所列出的影響因素太多，在具體決策時(shí)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(huì)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(yàn)。最后，還應(yīng)該注意的一點(diǎn)時(shí)，對(duì)于制造業(yè)和非制造業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，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(xiàng)在全球范圍內(nèi)對(duì)許多制造業(yè)企業(yè)所作的調(diào)查表明，企業(yè)認(rèn)為下列5組因素（每一組中又可分為若干因素）是進(jìn)行設(shè)施選址時(shí)必須考慮的：（1）勞動(dòng)力條件；（2）與市場(chǎng)的接近程度；（3）生活質(zhì)量；（4）與供應(yīng)商和資源的