【正文】 [13]。[11]空氣冷卻器的設(shè)計方法，《化學工業(yè)譯叢》，1968（1）。[9]《化學工程手冊》編輯委員會編《化學工程手冊》第1篇 化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，化學工業(yè)出版社， 1979年。[7]陳聲宗主編《化工設(shè)計》，化學工業(yè)出版社，2000年。[5]朱自強、徐訊合編《化工熱力學》，化學工業(yè)出版社，1980年。[3]三氯甲烷的需求情況，《天然氣化工》，1998（5）。 參考文獻參考文獻[1]二氯甲烷的生產(chǎn)及消費 ，《河北化工》，1997（4）。從天然氣熱氯化的流程出發(fā)，系統(tǒng)的進行了物熱衡算，設(shè)備計算及選型；二是采用了Visio軟件繪制帶控制點的工藝流程圖和設(shè)備平面布置圖。我認為有兩點是值得肯定的。 由于氯甲烷都是有毒有害氣體，生產(chǎn)過程中一定要注意環(huán)保，尾氣和廢堿，廢酸必須經(jīng)過處理達排放標準后才能排放。結(jié)合自貢化工行業(yè)，氯氣不難從燒堿車間得到，甲烷是自貢豐富的天然資源，至于工業(yè)水，自貢不是缺水地區(qū)，也易得到，原料獲取實際上是可行的。原料消耗是合理的可以接受的。它培養(yǎng)了我的計算能力，分析和解決問題的能力以及查閱文獻資料的能力；使我將大學所學知識融會貫通，查漏補缺，初步建立了工程概念，從理性認識上升到感性認識，為將來成為一位優(yōu)秀的化工設(shè)計人才打下了良好基礎(chǔ)。選用熱扎無縫鋼管（摘自YB23164）一． 天然氣進口管：Φ1274流速u=(4)/()=二． 循環(huán)氣進口管：Φ2738流速u=(4)/()=三． 氯氣進口管：Φ1526流速u=(4)/()=四． 從反應(yīng)器到空冷器，再到一膜式吸收器：Φ32510流速u=(4)/()=五． 由一膜到二膜：Φ2738流速u=[()4]/()=六． 由膜式吸收器以后的管道：Φ2738流速u=[()4]/()=設(shè)計評述設(shè)計評述 大學畢業(yè)設(shè)計是大學教學工作中最后的，最重要的一個環(huán)節(jié)，也是大學生走上工作崗位前在大學校園里所必須完成的。其中，標準設(shè)備已選定了型號或標準號。20℃CH2Cl2,CHCl3液體的密度分別為1397kg/m3,1564kg/m3,則一周的體積量為：[(85)/1397+()/1564]247=88m3，則堿液體積為88/=110m3, 故選用V=60m3,D=3200,L=8040的貯槽兩個。則H=10+4=14m液柱13=選用F2525型耐腐蝕泵兩臺,正常使用一臺，備用一臺，,4．14壓縮機在產(chǎn)品樣本上，活塞式空氣壓縮機的排氣量指最后一級排出的空氣，換算為第一級進氣條件時氣體的體積流量，壓縮機進口溫度按40℃，則換算為常溫下： Q=(273+40)/273=,故選用排氣量60m3/min的L860/7型壓縮機兩臺，正常操作1臺，備用1臺。則H=8+3=11m液柱11=選用F5016型耐腐蝕泵兩臺,正常使用一臺，備用一臺，,。再依式《化工原理》329算出分割粒徑，即d50=[ud/ul(ρsρ)]1/2 （4—16） =[105()]1/2=d/d50=8/=查《化工原理》圖311得η=70%4．9 稀酸分離器用標準旋風分離器分離顆粒。本過程選用標準旋風分離器分離顆粒。一般用來除去氣流中直徑在5μm以上的塵粒。按一般經(jīng)驗，對25mm的填料作吸收操作時傳質(zhì)單元高度取為Hor=則填料層高度H= （4—10） ==4．5硫酸干燥塔 浮閥塔結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好，因此選用浮閥塔。+=即Y1=100%=%因為液相中活潑組分的濃度足夠大，而且發(fā)生的是快速不可逆反應(yīng)，溶質(zhì)組分進入液相后立即反應(yīng)而被消耗掉，則界面上的溶質(zhì)組份分壓為0，吸收過程速率為氣膜中的擴散阻力所控制，因此可按氣膜控制的物理吸收計算。因此本設(shè)計以二氧化碳為依據(jù)進行計算。 中和塔（填料塔）填料塔結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，便于耐腐蝕材料制造，而且過程需要吸收的氣體量小，故選用填料塔。pa..S)CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均粘度： μ=%+%+%++%+% +%+% =平均分子量：M=%+85%+%+154%+%+44%+16%+28% =氣體質(zhì)量流速： G0=(4)/(π61)=105Kg/ DG0/=(105)/)=查得KG=196106Kmol/ P=()= Ky=kGP=196106105= Kmol/則對應(yīng)于y1,y2和yc的Ky分別為： Ky1= Kmol/ ,Ky2= Kmol/ ,Kyc= Kmol/ Kyc/Ky= Kyc/Ky2=查《化工過程及設(shè)備設(shè)計》圖3—18 f=Kym/Kyc= 即Kym=Kyc=由《化工過程及設(shè)備設(shè)計》式（3—19）F=W/Kym△ym （4—5）式中F—吸收面積，W—單位時間內(nèi)吸收的溶質(zhì)的量，Kmol/h△y—吸收過程中的平均推動力Kym—吸收系數(shù)，Kmol/代入數(shù)據(jù)F==，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》3—26選換熱器公稱直徑450mm，固定管 板厚度140mm，吸收管數(shù)量61根，換熱面積15m2，管程數(shù)1換熱面積裕度：()/100%=%吸收面積裕度：()/100%=%4．3第二膜式吸收器1． 計算依據(jù)（1）進口氣體組成同一膜出口處 （2）進口溫度70℃，出口溫度60℃（3）吸收水溫42℃，冷卻水溫33，℃（4）（表壓）（5）換熱量Q=106KJ/h（6）進口清水，%（7）2． 計算換熱面積冷卻水由33℃℃，氣體由70℃降到60℃則△t1==℃ △t2=6033=27 △tm=28℃S=Q/K△tm=106/300028=9m2操作線方程：即在y1y2之間分為10個相等的小區(qū)間,對應(yīng)一個y求出一個x,所得x,y如下：x y x 0y 平衡線第一膜已作出，同一坐標下作出操作線如圖一，同樣用諾曼法量得：△y1= △y2= △yc=算出△yc/△y1=,△yc/△y2=查得 f=△ym/△yc=,△ym=進口端的kG查取：因二 膜進口端與一膜出口端的溫度和物質(zhì)組成相同，故粘度和平均分子量同一膜出口端 μ=,M=由換熱面積S=9m2，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》表3—26初選換熱器規(guī)格：公稱直徑500mm，吸收管數(shù)量85根，φ223的吸收管入口氣體質(zhì)量流速：G0=(4)/(π85)=105Kg/DG0/=(105)/()=查得kG=150106Kmol/Ky=kGP=150106105=出口端Ky的求?。翰榈胻=60℃下的μ()CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均粘度：μ=%+%+%+%+%+%+%+% =平均分子量：M=%+85%+%+154%+%+44%+16%+28%=出口氣體質(zhì)量流速：G0=(4)/(π)=105Kg/DG0/=(105)/()=查得KG=153106Kmol/P=()=Ky=kGP=153106105=HCl被吸收一半時Ky的求?。翰榈胻=(70+60)/2=65℃下的μ()CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2 CH4 平均粘度：μ=%+%+%+%+%+%+%+% =平均分子量：M=%+85%+%+154%+%+28%+16%+28%+=氣體質(zhì)量流速：G0=(4)/(π85)=105Kg/DG0/=(105)=()=查得KG=148106Kmol/P=()=Ky=kGP=148106105=即對應(yīng)于y1,y2和yc的分別為：Ky1=, Ky2= Kmol/,Kyc= Kmol/算出Kyc/Ky1=,Kyc/Ky2=查《化工過程及設(shè)備設(shè)計》圖3—18f=Kym/Kyc= 即Kym=Kyc=由吸收速率方程式（4—5）F=W/Kym△ym ==，換熱面積9m2，按《石墨制化工設(shè)備設(shè)計》3—26選換熱器公稱直徑500mm，固定管板厚度150mm，吸收管數(shù)量85根，換熱面積20m2，管程數(shù)1換熱面積裕度：(209)/9100%=122%吸收面積裕度：()/100%=%換熱面積裕度大了點，但是要滿足吸收面積只能選這種規(guī)格。因此選用降膜式石墨吸收器吸收氯化氫氣體。因此無法校核傳熱系數(shù)及確定翅片面積參考鴻化廠選φ37712的換熱管管長L=4/π=1010米管內(nèi)流速u=4/π=u=—30米/秒，故換熱管選擇合理空冷器規(guī)格及型號：φ3771010 F=4．2第一膜式吸收器 降膜式吸收器在吸收過程中不斷的將反應(yīng)熱移走，其傳熱傳質(zhì)效果好，吸收效率高，在吸收系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，所生產(chǎn)的酸溫度低，不需有后冷，且設(shè)備耐腐蝕，維修方便，使用壽命長，可制成較大規(guī)格?？绽淦鲹Q熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約水資源，沒有水污染等問題，比水冷更經(jīng)濟，故選用空冷器。兩膜吸收劑用量相同，惰氣 膜 膜 流量也相同，因此液氣比l/V也相同。因此，先用空冷器冷卻降溫，保證吸收的順利進行。 （3—1）=()++ =106KJ420℃各物質(zhì)的（J/）物質(zhì) CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl CO2 N2（J/） 輸出焓：∑輸出H=∑nΔt （3—2）=(++++++)(42025) =105KJ輸入焓：∑輸入H=0 Q放出=ΔH （3—3） =ΔHro+∑輸出H+∑輸入H =106+105 =106KJ℃各物質(zhì)的（J/）物質(zhì) CH3Cl N2 CH4 CO2（J/） 循環(huán)氣帶出的熱量為：Q帶走=mΔt=+++)42025) =106KJ考慮5%熱損失，106(15%)=106KJ即 Q放出= Q帶走 循環(huán)氣能帶走的熱量恰好為反應(yīng)氣放出的熱量，使反應(yīng)溫度保持在420℃左右，維持反應(yīng)順利進行。 0 100 –ΔHro=Σ生成物UlΔHf216。設(shè)進口甲烷X kmol/h,出反應(yīng)器一氯甲烷Ykmol/h,氯化氫Zkmol/h 由CH2Cl2:CHCl3=1:（質(zhì)量比）第三章 物料衡算和熱量衡算CHCl3時產(chǎn)量：=(CHCl3+CCl4)/CH2Cl2=（質(zhì)量比）CCl4的量：由于反應(yīng)復雜，用元素守衡法：則 Cl元素守衡 =Y+2+3+4 (1) H元素守衡 4X=3Y+Z+2+ (2) C 元素守衡 X=Y+++ (3)解方程（1）（2）（3）得 X= kmol/h Y= kmol/h Z=（1） 所以反應(yīng)器進口原料中各組分的流量 Cl2: =（純）（含雜）CH4:(純), （含雜）循環(huán)氣流量：=其中CH3Cl: N2:4%+3%= CO2:2%= CH4:=進口氣體總量：++()=（2） 反應(yīng)器出口中各組分流量CH3Cl: CH2Cl2: kmol/hCHCl3: kmol/hCCl4: kmol/h循環(huán)氣： kmol/h出口氣體總量：++++= kmol/h（3） 出口氣體中各組分的含量CHCl3:100%=%CH2Cl2:100%=%CHCl3:100%=%CCl4:100%=%H