【正文】 表2丙烯腈合成工段原料消耗綜合表序號(hào)物料名稱(chēng)成分單位每噸產(chǎn)品的消耗量每小時(shí)的消耗量工業(yè)純度每晝夜的消耗量工業(yè)純度每年的消耗量工業(yè)純度備注100%工業(yè)純度1丙烯85%t57171002氨100%t3硫酸93%t4原料水(軟水)100%t103980能量消耗綜合表（1） 8394kg/h 2344kg/h（2）（3）空氣加熱器 （4）循環(huán)水用量（5）深水井吸收水第二冷卻器392t/h（6）冷凍鹽水℃冷凍鹽水 156t/hb. 5℃由上面數(shù)據(jù)可以得到加熱蒸汽、循環(huán)水、深井水和冷凍鹽水的用量計(jì)算值，再在深井水、就得到能量消耗綜合表（表3）表3丙烯腈合成工段能量消耗綜合表序號(hào)名稱(chēng)單位規(guī)格每噸產(chǎn)品的消耗量每小時(shí)的消耗量每晝夜的消耗量每年的消耗量備注1234567深井水循環(huán)水加熱蒸汽加熱蒸汽冷凍鹽水冷凍鹽水產(chǎn)生蒸汽量ttttttt0℃5℃336692510105011802301224025208243420552029036720007562585720054751296130165600087000排出物綜合表工段排出物的量及成分已由物料衡算確定：表4丙烯腈合成工段排出物消耗綜合表序號(hào)名稱(chēng)特性和成分單位每噸產(chǎn)品排除量每小時(shí)排出量每年排除量備注1中和塔廢液其中含%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)%%%(NH4)%% 溫度81℃t110162水吸收塔尾氣其中含C3H6 1. 38%(摩爾分?jǐn)?shù),下同)C3H8 %O2 %N2 %CO2 %% 溫度10℃m3(ST。5L55 /臺(tái)4780018V1中和液貯槽臥式橢圓封頭容器，公稱(chēng)容積6m3,直徑1600mm,長(zhǎng)2600 mm 。JB/T472392臺(tái)1不銹鋼15E11吸收第三冷卻器螺旋板換熱器，外徑1600mm，板厚4mm，通過(guò)間距14mm，,。2002 II臺(tái)1不銹鋼13E9吸收第一冷卻器螺旋板換熱器，外徑1600mm，板厚4mm，通過(guò)間距14mm，,。802 II臺(tái)111E7循環(huán)冷卻器列管式石墨換熱器，殼體直徑900mm，內(nèi)有內(nèi)徑22mm、長(zhǎng)3m的換熱管417根，換熱面積105m2。臺(tái)16E2 丙烯蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)有的U型鋼管，管內(nèi)走冷凍鹽水，管外是丙烯蒸發(fā)空間，換熱面積50m2臺(tái)17E3丙烯過(guò)熱器浮頭式換熱器，殼體直徑內(nèi)有的換熱管74根，,雙管程、單殼程.202 I臺(tái)18E4氨蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)有換熱蛇管，關(guān)內(nèi)走加熱蒸汽，管外為液氨蒸發(fā)空間，臺(tái)19E5氨氣過(guò)熱器浮頭式熱交換器，殼體直徑325mm，內(nèi)有、雙管程、單殼程。臺(tái)1不銹鋼3T2水吸收塔填料塔，塔徑，內(nèi)裝250Y型塑料孔板波紋填料7m。表1丙烯腈合成工段工藝設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備位號(hào)設(shè)備名稱(chēng)及規(guī)格設(shè)備圖號(hào)、型號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)單位數(shù)量材料重量/kg備注1R1合成反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器，濃相段直徑，高13000mm；稀相段直徑，高8000mm；濃相段換熱面積為85m2的套管式換熱裝置；稀相段內(nèi)有換熱面積為160m2的套管式換熱裝置。工藝設(shè)備一覽表表1是初步設(shè)計(jì)階段經(jīng)過(guò)設(shè)備的工藝計(jì)算初定的工藝設(shè)備一覽表，其中：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備已選定了型號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。 中和液貯槽按停車(chē)時(shí)中和塔塔板上的吸收液流人貯槽所需要的容積確定貯槽的容積，20塊塔板，這些液體若全部流人貯槽，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，亦需排人中和液貯槽存放。 空氣壓縮機(jī)在產(chǎn)品樣本上，活塞式空氣壓縮機(jī)的排氣量指最后一級(jí)排出的空氣，換算為第一級(jí)進(jìn)氣條件時(shí)氣體的體積流量。 循環(huán)液泵循環(huán)液質(zhì)量流量180000kg/h，循環(huán)液密度為1140kg/m3，因此循環(huán)液的體積流量為 Q=180000/1140=158m3/h又 H=△Z+△p/(ρg)+△u2/(2g)+∑hf=△Z+∑hf△Z=15m, ∑hf=8m ∴ H=15+8=23m液柱=23=26m H2O 選用80FVZ30的耐腐蝕泵，五臺(tái)，正常使用四臺(tái)，備用一臺(tái)。K)/W代人數(shù)據(jù)求總傳熱系數(shù):1/K=1/+1/8000++103+103∴ K=162W/(m2K),103(m2K) (b)管外蒸汽冷凝側(cè)給熱系數(shù)α2 取α2=8000W/(m2s)Pr=空氣的密度ρ=W/Q=[(273+113)/273]=u =[(273+113)/273]/[2683600()2]=Re=duρ/μ=(105)=4943110000，湍流區(qū)。 a. 總傳熱系數(shù)(a)管內(nèi)〔空氣一側(cè))的給熱系數(shù)α1 管內(nèi)氣體的平均溫度為(90+137)/2=94℃, 94℃空氣的物性數(shù)據(jù)為λ=(m d. 熱負(fù)荷為 106kJ/h=105J/s。 (1)計(jì)算依據(jù)a. 空氣走管內(nèi)，加熱燕汽走管間?！鱰m=(15678)/ln(156/78)=℃ c. 換熱面積 熱負(fù)荷為277222J/s。K)。 (2)計(jì)算換熱面積a. 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28～280 W/(m b. ，溫度143℃。 換熱面積為A=41556/(35110)= ,則換熱面積為13m2,，換熱面 ，能夠滿(mǎn)足要求。b. 對(duì)數(shù)平均溫差 冷端溫差為143(7)=150℃，熱端溫差為14365=78℃。K)，取35 W/(m c. 105kJ/h=41556J/s。 氣氨過(guò)熱器 (1)計(jì)算依據(jù) a. 進(jìn)口氣氛溫度7℃,出口氣氨溫度65℃。K/W 代人數(shù)據(jù)求K:1/K=1/8000+1/2000++103+103∴ K=898 W/(m2 K)，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)45W/(m (2)計(jì)算換熱面積a. 總傳熱系數(shù) 蒸汽冷凝時(shí)的給熱系數(shù)取8000W/(m2 ，溫度143℃。K) △tm=[(255)(5+5)]/ln[(255)/(5+5)]=℃ (每臺(tái)) 每臺(tái)換熱器的熱負(fù)荷為Q=105J/s 每臺(tái)換熱器的換熱面積為A=105/()=101 m2,則每臺(tái)換熱器的換熱面積應(yīng)為121m2。K/W。K),板厚4mm冷凍鹽水(循環(huán)水)側(cè)污垢熱阻103m2℃)=844W/(m2h)Re=deuρ/μ=(103)= α2 =106=(m2K)ρ=λ=(ms)cp=(kgK) (b)冷卻水側(cè)的給熱系數(shù)α2冷凍鹽水平均溫度為0℃，%NaCl水溶液的物性數(shù)據(jù)。hK)ρ=999kg/m3Pr=吸收水側(cè)通道面積為 =吸收水流速 u=(99936002)=當(dāng)量直徑 de =4()/[2(+)]=G=(2)=105 kg/(m2(2)計(jì)算換熱面積(a)吸收水側(cè)給熱系數(shù)α1吸收水平均溫度t=(25+5)/2=15℃,此溫度下的水的物性數(shù)據(jù)如下:μ=103kg/(mb. 冷卻水量 45407kg/h，進(jìn)口溫度5℃，出口溫度5℃。 吸收水第三冷卻器選用與吸收水第一冷卻器相同的螺旋板換熱器兩臺(tái)并聯(lián)使用。 代人數(shù)據(jù)求K：1/K=1/1372+1/3612++103+103∴ K= W/(m2K/W,103m2K) (c)總傳熱系數(shù) 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/(mhK)ρ=Pr=冷卻水通道面積==冷卻水流速 u=94168/(3600)=當(dāng)量直徑 de=4()/[2(+)]=∴ G=94168/=106 kg/(m2K) (b)冷卻水側(cè)的給熱系數(shù)α2吸收水平均溫度t=(18+21)/2=℃,此溫度下的水的物性數(shù)據(jù)如下:μ=103kg/(mhK)ρ=Pr=吸收水側(cè)通道面積為 =吸收水流速 u=(3600)當(dāng)量直徑 de =4()/[2(+)]=G=106 kg/(m2(2)計(jì)算換熱面積(a)吸收水側(cè)給熱系數(shù)α1℃，此溫度下水的物性數(shù)據(jù)如下：μ=103kg/(mb. 冷卻水量94168kg/h，進(jìn)口溫度18℃，出口溫度21℃。 吸收水第二冷卻器選與吸收水第一冷卻器相同的兩臺(tái)螺旋板換熱器并聯(lián)操作。 代人數(shù)據(jù)求K：1/K=1/993+1/3120++103+103∴ K=445 W/(m2K/W,103m2K) (c)總傳熱系數(shù) 不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/(mhK) ρ= Pr=冷卻水通道面積==吸收水流速 u=104099/(36002)=當(dāng)量直徑 de=4()/[2(+)]=∴ G=104099/(2)=106 kg/(m2K) (b)冷卻水側(cè)的給熱系數(shù)α2吸收水平均溫度t=(32+40)/2=36℃,此溫度下的水的物性數(shù)據(jù)如下: μ=103kg/(mh 代人數(shù)據(jù)G=(3)=105 kg/(m2hh)； cp——液體比熱容，kcal/(kgs)cp=1kcal/(kg106kJ/h=106J/s。(1)計(jì)算依據(jù)，℃，出口溫度40℃。 吸收水第一冷卻器 采用兩臺(tái)螺旋板換熱器并聯(lián)操作，外徑為1600mm,。K) △tm=[(8136)()]/ln[(8136)/()]= 熱負(fù)荷 Q=106kJ/h= 換熱面積為A=()=82m2 ,則換熱面積用99m2。K/W。K),石墨管壁厚5mm，103m2K) 代人數(shù)據(jù)得d0=4(31/2/2402π/4322)/32π==S=()= 管外流體的流速為u=90464/(9943600)= ∴ Re=douρ/μ=994/(103)=11899 Re值在2000～1000000范圍內(nèi)可用下式計(jì)算給熱系數(shù)：α2 =(μ/μw) 代人數(shù)據(jù)得α2 =1= W/(m2K)Cp=(kg a. 總傳熱系數(shù) (a)管內(nèi)循環(huán)液側(cè)的給熱系數(shù)α1平均流體溫度t=(81+)/2=℃,該溫度循環(huán)液的物性數(shù)據(jù)如下:ρ=1140kg/m3μ=103kg/(m c. 106kJ/h?！?。K) ∴ b. 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c. 換熱面積 熱負(fù)荷 Q=106kJ/h=105J/s 換熱面積為A=(53245)= ,則換熱面積用50m2。K/W，K)ρ= 冷凍鹽水流速為 ∴ (b)管外液態(tài)丙烯沸騰給熱系數(shù)取α2=2326W/(m2s)λ=(m (2)丙烯蒸發(fā)器換熱面積 (a)管內(nèi)給熱系數(shù)α1 蒸發(fā)器內(nèi)安裝φ38。 b. ，冷凍鹽水用量152305kg/h。 b. 對(duì)數(shù)平均傳熱溫差 c. 換熱面積 熱負(fù)荷 換熱面積為 ,則換熱面積用170m2。 K/W，鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45W/(mK) (c)總傳熱系數(shù)K 103m2m)λ=(m d. 106kJ/h?？倐鳠嵯禂?shù)取20W/(m2K)換熱裝置的熱負(fù)荷已由熱衡算求出，Q=107kJ