【正文】 高度為 H1=RH0=2=取濃相段高54m。校核:催化劑的堆密度為640kg/m3催化劑質(zhì)量 W=1688640=1080320kg=∴ 催化劑負荷為1000/1080320=(hkg cat) molC3H6/(hkg cat)，本設(shè)計的值小于試驗值，是可靠的。(4)擴大段(此處即稀相段)直徑取擴大段氣速u=氣體流量 V=15940(273+360)/273擴大段直徑為d=[()]1/2= 。(5)擴大段高度 ，∴ 稀相段高度 H2====9m(6)濃相段冷卻裝置的換熱面積換熱裝置用套管式，總傳熱系數(shù)取233W/(m2K)換熱裝置的熱負荷已由熱衡算求出，Q=107kJ/h=106J/s換熱面積為 F=106/[233(470143)]=取30%的設(shè)計裕量，則換熱面積為1758m2。(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， (143℃)蒸汽?？倐鳠嵯禂?shù)取20W/(m2K)，換熱裝置熱負荷為Q=106kJ/h=106J/s又 △tm=[(470143)(360143)]/ln[(470143)/(360143)]=267℃換熱面積為F=106/(20267)=3905m2取30%設(shè)計裕量，則換熱面積為5579m2 空氣飽和塔 計算依據(jù) 組分合計Kmol/hkg/h2195702408260231210309120 組分合計Kmol/hkg/h2195702408260 2312102863 5153413318352984 kg/h，溫度105℃a. 塔底排出液量905153 kg/h，℃.b. Mpa， Mpac. 入塔氣溫度170℃，出塔氣溫度90℃.d. 填料用50*50*（亂堆）（1） 塔徑的確定 拉西環(huán)的泛點速度計算公式為 lg= (A)式中 ——泛點空塔氣速，m/s； g——重力加速度。 _____干填料因子，； ——氣相和液相密度，； L，G——氣相和液相流量；kg/h ——液體的粘度，mPa.(cP).50*50瓷拉西環(huán)的干填料因子為177.a. 塔頂處 = =958 L=51534 kg/h G=352984 kg/h =吧數(shù)據(jù)帶入（A）式：解得 =泛點率取75%，則氣體空塔速度為： W=*= 出塔操作條件下的氣量； V==165361= 塔徑應(yīng)為 d==b. 塔底出 = =975 L= kg/h G= =把數(shù)據(jù)帶入（A）式 解得 =氣體空塔速度為w==*=入塔氣在操作條件下的氣量： V=*=151563=42塔徑為 d==（2） 填料高度 空氣水飽和塔的填料高度確定必須考慮兩方面的要求a. 式出塔氣體中蒸汽含量達到要求。b. 式塔頂噴淋液中CAN等在塔內(nèi)脫吸以使出塔釜液中CAN等的含量盡量低，以減少污水處理負荷并回收CAN等副產(chǎn)物。c. 按工廠實際經(jīng)驗，取填料高度11m。 丙烯蒸發(fā)器（1）計算依據(jù)，蒸發(fā)溫度13℃，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℃。，107 kg/h。107kJ/h。（2）丙烯蒸發(fā)器換熱面積（a.）管內(nèi)給熱系數(shù)蒸發(fā)器內(nèi)安裝38*冷凍鹽水平均溫度1℃，次溫度下有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下。 冷凍鹽水流速為 u===14178910000，湍流===13086（b）管外液體丙烯沸騰給熱系數(shù)=2326。（c）總傳熱系數(shù) *，*，鋼管導熱系數(shù)45w/().K=845a. 傳熱平均溫差 熱端溫差0（13）=13℃，冷端溫差2（13）=11℃，傳熱平均溫差℃b. 換熱面積 熱負荷 Q=107kJ/h=6*換熱面積為 A==382 ，則換熱面積460第五章 車間布置設(shè)計[1920]車間布置不當往往會給生產(chǎn)操作中造成人流、物流的紊亂，不利設(shè)備的安裝和維修還會延長物料輸送管路、增加設(shè)備費用及造成不良通風、采光，甚至無法生產(chǎn)和造成事故發(fā)生，因此設(shè)計前必須成分準備有關(guān)資料，如總平面布置、工藝流程圖、物料衡算等各階段的資料，設(shè)計過程中深入研究領(lǐng)會應(yīng)用各方面的原則及要求。車間布置涉及面較廣，但大致可歸納為以下的幾個方面。 廠房建筑1．廠房平面力求簡單化，以利建筑定型化和施工機械化。2．柱間距一般不超過12m。3．層高與設(shè)備的高低、安裝位置有關(guān)，一般每層4～6m。4．在可能條件下采用露天和敞開式設(shè)計，既節(jié)省投資，又利于通風、采光、防爆等安全需要。5．在不影響流程情況下，較高設(shè)備集中布置。6．笨重設(shè)備和震動設(shè)備盡量布置在底樓地面。7．設(shè)備穿孔避開主梁。8．廠房出入口、交通道、樓梯等需精心安排。 生產(chǎn)操作1．設(shè)備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返運料；盡量采用位差送料，一般從高層到低層布置為計量槽、應(yīng)設(shè)備、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。 設(shè)備裝修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安裝設(shè)備后砌墻。3．要考慮起吊裝置，如塔頂、房梁等，設(shè)永久吊架。 安全要求1．采光要好，盡量避光操作，高大設(shè)備避免靠窗擋光。2．通風要好，高溫、有毒、易燃、易爆車間盡可能取敞開式，以利通風散熱。機械通風效果要好。3．有毒物質(zhì)設(shè)備放置下風，操作位置應(yīng)在上風。劇毒設(shè)備要隔離操作，單獨排風。4．防爆車間盡可能采用單層廠房，避免車間有死角，多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計防火、防爆墻，設(shè)計雙斗門，門窗朝外開。二樓以上考慮緊急疏散措施，考慮消防措施及設(shè)備。 車間布置說明車間設(shè)計本著方便、安全、節(jié)省能源的原則，特進行了設(shè)計。車間長36m，寬24m。配電室、控制室、倉庫等在設(shè)計時都是在“安全第一、方便快捷”的原則上設(shè)計的。其平面設(shè)計圖見附圖第六章 結(jié)論 丙烯腈是重要的有機原料，主要用于橡膠合成（如丁腈橡膠）、塑料合成（如ABS，AS樹脂、聚丙烯酰胺等）、有機合成、制造腈綸、尼龍66等膈成纖維、殺蟲劑、抗水劑、粘合劑等。在本次年產(chǎn)20萬噸丙烯腈的合成工藝及工廠設(shè)計中，進行了丙烯腈的合成、設(shè)備和車間的設(shè)計，得出以下結(jié)論：國內(nèi)需求與現(xiàn)有生產(chǎn)能力仍有一定差距，丙烯腈在國內(nèi)擁有廣闊的市場和發(fā)展?jié)摿?。本次設(shè)計所采用的工藝，是比較成熟的丙烯氨氧化法技術(shù)（又稱sohio 法）。計劃年產(chǎn)量為20萬噸，年工作日為300天，結(jié)合反應(yīng)時間確定丙烯腈小時產(chǎn)量為：30357kg。通過物料衡算。通過熱量衡算確定所需冷卻水的用量和設(shè)備出口溫度。經(jīng)計算，均滿足需要。流化床反應(yīng)器設(shè)計結(jié)果，如表61表62 反應(yīng)器數(shù)據(jù)項目數(shù)值項目數(shù)值濃相段直徑9m擴大段直徑濃相段高度54m擴大段高度9m濃相段冷卻裝置的換熱面積1758 m2稀相段冷卻裝置的換熱面積5579m2參考文獻[1] 錢伯章, 朱建芳. 丙烯腈生產(chǎn)的國內(nèi)外市場分析[J]. 江蘇化工. 2007, 35 (1): 5659 [2] 羅保軍，等，丙烯腈的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景，化工科技市場，2003，10:1114；[3] 楊錦宗編著，工業(yè)有機合成基礎(chǔ)，北京：中國石化出版社，1998，503[4] 崔克清，陶剛編著，《化工工藝及安全》，北京：化學工業(yè)出版社，2004，202[5] 江效田. 丙烯腈合成裝置氨中和器用材的選擇[J]. 齊魯石油化工, 1981, (04) [6] 高會元. 丙烯腈市場前景展望[J]. 現(xiàn)代化工, 2001, (04) [7] 洪匯. 丙烯腈流化床反應(yīng)器評述[J]. 石油化工, 1998, (03)[8] 關(guān)興亞. Sohio氨氧化法丙烯腈新工藝的探討[J]. 合成纖維工業(yè), 1981, (03) [9] 鄭淑英. 氨氧化法制備丙烯腈反應(yīng)機理探討[J]. 寧德師專學報(自然科學版), 2001, (03) [10] 王化國. 丙烯氨氧化法合成丙烯腈的反應(yīng)機理[J]. 合成纖維工業(yè), 1981, (05) [11] Zidan F,Pajonk G,Germain J. E,Teichenr S. J. .J. Catal. 1978,52, 52 :133 . [12] Menon P. G. .J. Catal, 1979,59, 59 :314 [13] 顧政. 丙烯腈催化劑的工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展[J]江蘇化工, 2005, (03) . [14] 陳濤. 新型丙烯腈催化劑研究[D]蘭州大學, 2006 . [15] 王亞輝. 丙烯氨氧化制丙烯腈催化劑晶格氧瞬變行為及相關(guān)動力學研究[D]. 北京化工大學, 2007 . [16] 袁兵. 用于丙烯腈生產(chǎn)的C49MC催化劑性能和應(yīng)用研究[D]天津大學, 2007 . [17] 肖春梅,張帆,張力明,李正艷. 丙烯腈生產(chǎn)工藝及催化劑研究進展[J]. 石油化工設(shè)計, 2009, (02) . [18] 張沛存. 丙烯氨氧化合成丙烯腈的反應(yīng)機理及其應(yīng)用[J]. 齊魯石油化工, 2009, (01) .[19] 鄺生魯主編. 化學工程師技術(shù)全書[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2002, 274279.[20] 中國石化集團上海工程有限公司編. 化學工藝設(shè)計手冊(上冊)(第三版)[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2003, 3845.附錄符號一覽表符號意義單位T溫度℃p○H2O飽和蒸汽壓力KpaW冷凍水用量M3R膨脹比V體積M3CP定壓比熱容kJ/(kg℃)D塔直徑mG物料量kgH塔高mQ熱量kJt物料溫度℃t0基準溫度℃平均溫度差℃ΔmH熔化熱kJ/kgΔvH汽化熱kJ/kgΔH反應(yīng)焓kJ/kg 附圖（丙烯腈工段工藝合成）致 謝四年的大學生活即將結(jié)束，在這四年里，我學到了不少新知識和做人的道理，這里面包含著所有老師的辛勤培育和同學們的熱心幫助。在這里，我向所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學們表示最衷心的感謝！