【正文】 限于我們的水平，設(shè)計(jì)中難免有不足和謬誤之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。同時(shí)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還使我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)，加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)更尤為重要。因此，一些計(jì)算數(shù)據(jù)有時(shí)并不是十分準(zhǔn)確的，只是擁有一個(gè)正確的范圍及趨勢(shì)，而并沒(méi)有更細(xì)地追究下去，因而可能存在一定的誤差，影響后面具體設(shè)備的選型。，從開(kāi)始的一頭霧水，到同學(xué)討論，再進(jìn)行整個(gè)流程的計(jì)算，再到對(duì)工業(yè)材料上的選取論證和后期的程序的編寫(xiě)以及流程圖的繪制等過(guò)程的培養(yǎng)，我真切感受到了理論與實(shí)踐相結(jié)合中的種種困難，也體會(huì)到了利用所學(xué)的有限的理論知識(shí)去解決實(shí)際中各種問(wèn)題的不易?，F(xiàn)第一級(jí)進(jìn)氣條件為常壓，溫度按30℃計(jì)，,則排氣量(換算為第一級(jí)進(jìn)氣條件)為，故選用排氣量為55m3/min，正常操作用兩臺(tái)，備用一臺(tái)按停車(chē)時(shí)中和塔塔板上的吸收液流入貯槽所需要的容積確定貯槽的容積，20塊塔板，這些液體若全部流入貯槽，總體積為:V=20=考慮到停車(chē)檢修時(shí)，原存于塔底的一定高度的液體，亦需排入中和液貯槽存放，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)容器系列JBl428 74(臥式橢圓封頭容器，～4MPa)，公稱(chēng)容器6m3的型號(hào)，此容器的直徑為1600mm，長(zhǎng)度為2600mm第五部分 課程設(shè)計(jì)心得，是學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)以來(lái)第一次獨(dú)立的課程設(shè)計(jì)。K/W，103m2K)（2）平均溫度差冷端溫差為143(7)=150℃，熱端溫差為l4365=78℃（3）換熱面積熱負(fù)荷為Q=換熱面積為，選浮頭式熱交換器，,符合要求（1）進(jìn)口氣體溫度﹣l3℃，出口氣體溫度65℃（2），溫度143℃（3）熱負(fù)荷Q=（1）總傳熱系數(shù)管殼式換熱器用作加熱器時(shí)，一方為蒸汽冷凝、一方為氣體情況下，K值的推薦范圍是28～250 W/(m?K)，取230 W/(mK)，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)45W/(mK/W, 103m2K/W；鋼管導(dǎo)熱系數(shù)45W/(m(kg?K)，(kg?K)，冷損失按10％考慮，需要加熱蒸汽提供的熱量為：加熱蒸汽量為：上式中2138kJ/ Pa蒸汽的冷凝熱（1）（2）；冷凝熱為2138kJ/kg℃，汽化熱為1276kJ/kg冷損失按10%考慮，氨蒸發(fā)器的熱負(fù)荷為：Q=1276=加熱蒸汽量為： （1）氣氨進(jìn)口溫度7℃，出口溫度65℃（2）（3）()，冷損失按10％考慮氣氨過(guò)熱器的熱負(fù)荷為：加熱蒸汽用量為： （1）氣氨進(jìn)口溫度65℃，（2） 丙烯氣進(jìn)口溫度65℃，丙烷氣進(jìn)口溫度65℃，（3）出口混合氣溫度110℃，濕空氣來(lái)自空氣加熱器以0℃為熱衡算基準(zhǔn)表415 C3HC3HNH3，在0～65℃的平均比熱容組分（1）氣態(tài)丙烯、丙烷帶入熱Q1=(+)(650)=（2）氣態(tài)氨帶入熱Q2=(650)=（3）溫空氣帶入熱 NO2和蒸汽0～136℃的平均比熱容分別為、和Q3=(++)(t0)=（4）混合器出口氣體帶出熱Q4=(+++++)(1100)=（5）熱衡算求進(jìn)口濕空氣的溫度t 熱損失按10%考慮熱衡算方程 : (Q1+Q2+Q3)=Q4(++)= 解得 t=℃（1）入口空氣溫度90℃，出口空氣溫度136℃（2）空氣的流量和組成如下：表416 空氣的流量與組成組分O2N2H2O合計(jì)kg/hNO2和蒸汽90～136℃的平均比熱容分別為、和熱損失按10％考慮，空氣加熱器的熱負(fù)荷為：Q=(++)(13690) =，℃，冷凝熱為2066kJ/kg，加熱蒸汽用量為：第五部分 主要設(shè)備的工藝計(jì)算（1）；（2）；（3）進(jìn)口氣體溫度110℃，反應(yīng)溫度470℃，出口氣體溫度360℃（4）流化床內(nèi)的換熱裝置以水為冷卻劑，（143℃）的飽和蒸汽（5）接觸時(shí)間10s因反應(yīng)過(guò)程總物質(zhì)量的增加，故按出口處計(jì)算塔徑比較安全出口處氣體體積流量為：表51一些工業(yè)上采用的流化床操作氣速產(chǎn)品反應(yīng)溫度℃操作空塔速度m/s丁烯氧化脫氫制丁二烯480～500～丙烯氨氧化制丙烯腈475～萘氧化制苯二甲酸酐370～濃相段直徑為： 按接觸時(shí)間10s計(jì)算，催化劑的堆積體積應(yīng)為： 凈床高 H0= =取膨脹比為2，則濃相段高度為H1=RH0＝　取濃相段高度16m校核：催化劑的堆密度為640kg/m3催化劑的質(zhì)量W=640=188736kg=所以，催化劑負(fù)荷為：是可靠的（此處即稀相段）直徑取擴(kuò)大段氣速為操作氣速的一半，即u=氣體流量為：擴(kuò)大段直徑：取擴(kuò)大段直徑9m，圖7查圖有：H2/D=所以，稀相段高度H2===取H2=10m表52流化床總傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗(yàn)值工業(yè)過(guò)程床內(nèi)線(xiàn)速m/s濃相段傳熱系數(shù)W/(m2?K)換熱方式及介質(zhì)丁烯氧化脫氫制丁二烯～465～581套管，水丙烯氨氧化制丙烯腈～233～349套管，水萘氧化制苯二甲酸酐～300～316列管，水，汽水換熱裝置采用套管式，總傳熱系數(shù)取349W/(m2?K)前面已算出換熱器的熱負(fù)荷Q=106J/s換熱面積：取30%的設(shè)計(jì)裕量，則換熱面積為200m2換熱裝置采用套管式，水為冷卻劑，（143℃）的飽和蒸汽總傳熱系數(shù)取20 W/(m2?K)換熱裝置熱負(fù)荷Q=106J/s又換熱面積：取30%的設(shè)計(jì)裕量，則換熱面積為890m2（1）進(jìn)塔空氣的組成和流量表53進(jìn)塔空氣的組成和流量組分O2N2H2O合計(jì)kmol/hkg/h（2）出塔溫空氣的組成和流量表54出塔溫空氣的組成和流量組分O2N2H2O合計(jì)kmol/hkg/h（3），溫度105℃（4），℃（5），（6）入塔氣溫度l70℃，出塔氣溫度90℃（7）填料用Φ5050 陶瓷拉西環(huán)(亂堆)根據(jù)拉西環(huán)的泛點(diǎn)速度計(jì)算公式 （A）式中：ωF 泛點(diǎn)空塔氣速，m/s g重力加速度， 干填料因子，m1 氣相和液相密度，kg/m3 L、G氣相和液相流量，kg/h 液體粘度，mPa系統(tǒng)服從亨利定律和分壓定律，壓力和含量的關(guān)系為： 或塔底排出液的溫度為15℃(見(jiàn)后面的熱衡算)查得15℃時(shí)ACN、HCN、ACL和AN的亨利系數(shù)E值為：AN E=810kPaACL E=ACN E=HCN E=1824kPa①AN塔底　　ＰAN=112=從以上計(jì)算可看出，溶液未飽和②ACLＰACL=112=，溶液未達(dá)飽和③ACNＰACN=112=，溶液未達(dá)飽和④HCN　ＰHCN=112=從計(jì)算結(jié)果可知，在吸收塔的下部，對(duì)HCN的吸收推動(dòng)力為負(fù)值，但若吸收塔足夠高，仍可使塔頂出口氣體中HCN的含量達(dá)到要求。K)0~110℃0~360℃0~470℃物質(zhì)ANHCNACNACLCO2kJ/(kg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(jìn)入氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反應(yīng)器出口氣體中未反應(yīng)的氨，氨中和塔塔底的含硫酸銨的酸液經(jīng)循環(huán)冷卻器除去吸收熱后，返回塔頂循環(huán)使用。(5)反應(yīng)在常壓或低壓下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備無(wú)加壓要求。第二部分 生產(chǎn)方案選擇本次設(shè)計(jì)選用丙烯氨氧化法制丙烯腈，其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)丙烯是目前大量生產(chǎn)的石油化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品，氨是合成氨工業(yè)的產(chǎn)品，這兩種原料均來(lái)源豐富且價(jià)格低廉。初期使用的SbUO催化劑活性很好,丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯腈收率都較高,但由于具有放射性,廢催化劑處理困難,使用幾年后已不采用。P是助催化劑,起提高催化劑選擇性的作用。 催化劑丙烯氨氧化所采用的催化劑主要有兩類(lèi),即Mo系和Sb系催化劑。(4)生成二氧化碳。上海石化院成功地開(kāi)發(fā)了提高丙烯腈精制回收率的第二代技術(shù)，有效地增產(chǎn)了丙烯腈產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為我國(guó)丙烯腈新建裝置、老裝置改造技術(shù)出口提供了有力的技術(shù)支撐。通過(guò)急冷過(guò)程丙烯腈聚合動(dòng)力學(xué)和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的理論研究，以新型內(nèi)構(gòu)件改變急冷塔氣、液流場(chǎng)分布、抑制丙烯腈的聚合反應(yīng)，并在急冷塔下段補(bǔ)加水以控制塔釜液中重組分濃度，將酸直接加入到塔釜中以控制塔釜液pH值以及降低外循環(huán)噴淋液溫度，從而有效降低了丙烯腈聚合損失。中國(guó)石油大慶石化分公司研究院開(kāi)發(fā)了流向變換催化燃燒技術(shù)治理丙烯腈尾氣。Sohio法工業(yè)化50多年來(lái)，已日趨成熟，工藝上基本沒(méi)有重大改變，研究的重點(diǎn)主要在開(kāi)發(fā)新型的催化劑，開(kāi)展以節(jié)能、降耗為目標(biāo)的工藝技術(shù)改造，提高工藝收率，減少三廢，消除環(huán)境污染等方面。目前，丙烯腈成套工業(yè)技術(shù)已在大慶石化、安慶石化、吉化公司、上海石化等4套丙烯腈裝置上推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。值得一提的是淄博石油化工廠(chǎng)在引進(jìn)裝置開(kāi)車(chē)時(shí)，首裝就采用了國(guó)產(chǎn)MB86催化劑，而且開(kāi)車(chē)結(jié)果很好。繼1989年大慶石油化工總廠(chǎng)化纖廠(chǎng)采用國(guó)產(chǎn)MB86催化劑后，獲得了成功，為國(guó)產(chǎn)MB86催化劑的進(jìn)一步推廣應(yīng)用打開(kāi)了新的局面。這些都為發(fā)展我國(guó)自己的丙烯腈技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從技術(shù)發(fā)展看，用國(guó)內(nèi)丙烯腈技術(shù)建設(shè)的工廠(chǎng)最大規(guī)模才達(dá)到1萬(wàn)噸/年，而迄今我國(guó)大型丙烯腈裝置的技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)。我國(guó)人口眾多，解決13億人口的穿衣問(wèn)題十分突出。20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)不斷開(kāi)發(fā)了丙烯氨氧化制丙烯腈技術(shù)，并建成多套千噸級(jí)規(guī)模裝置。幾十年來(lái)世界上從事丙烯腈研究與開(kāi)發(fā)的各公司都投入了大量的人力、物力和財(cái)力，致力于新型催化劑的研究開(kāi)發(fā)工作，BP、旭化成、Monsanto、中國(guó)石油化工總公司等都推出了自己的一代又一代的新催化劑。（2