【正文】 距，t = 。選取： 殼體大于400mm 用鋼板卷焊而成[7]， 殼體內(nèi)徑D取決于傳熱管數(shù)n，排列方式和管心距。，由于進(jìn)出口溫度變化不大，即近似為恒溫?！? 管子數(shù)： （33）每個(gè)轉(zhuǎn)化器用2401根管子，247。h） 轉(zhuǎn)化器的進(jìn)料組分表進(jìn)料質(zhì)量/kg物質(zhì)的量/kmolC2H2HClO2H2OΣ混合氣的體積流量 ： = = （32）∴ 由①式得 ： = 247。h）時(shí)，轉(zhuǎn)化率最高。 石墨冷卻器中出來(lái)的水又可以提供給轉(zhuǎn)化器∴ kg第三章 主要設(shè)備及管道管徑設(shè)計(jì)與選型 轉(zhuǎn)化器的設(shè)計(jì)與選型 已知條件[1] 此處的轉(zhuǎn)化器為列管式固定床反應(yīng)器?！妫? （247） Q = kJ∴ 需水量： m = 247。℃）C平均 = （+）247。（11095） = kg （246）② 在石墨冷卻器中，進(jìn)料溫度： t1 = 15℃出料溫度： t2 = 95℃95℃時(shí)： C水 = kJ/（kg（15）= kg （245）① 在轉(zhuǎn)化器中，進(jìn)料溫度： t1 = 95℃出料溫度： t2 = 110℃Q = kJ∴ 需水量： m =247。2 = kJ/（kg℃）110℃時(shí)：C水 = kJ/（kg℃） ∴ Q = mCP(t2t1)= m = 247?！妫? C 氯乙烯= kJ kJ/（kg℃）C 氯化氫= kJ kJ/（kg℃）計(jì)算：Q1 : 進(jìn)料溫度為75℃，即Q1 =0Q3 : 由反應(yīng)式， Q3 = 103 = kJ （240）Q4 : Q4 = Q氯乙烯+Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣 = （11075）+（11075）+（11075）+（11075）+（11075） = ++++ = kJ （241）Q2 ： Q5 = Q2% ∵ Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5 ∴ 0+ Q2+ = + Q2 ∴ Q2 = kJQ5 ： Q5 = Q25% = = kJ 轉(zhuǎn)化器熱量衡算表 物料入口/kJ物料出口/kJC2H20CH2CHClHCl0C2H2O20HClH2O0O2反應(yīng)熱H2O循環(huán)水損失ΣΣ（4） 石墨冷卻器進(jìn)料溫度： t1 = 110℃出料溫度： t2 = 25℃以進(jìn)料溫度t1 = 110℃為計(jì)算基準(zhǔn)：C 乙炔= kJ kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ/（kg℃）C 水蒸氣= kJ/（kg℃）計(jì)算：Q1 : 進(jìn)料溫度為75℃，即Q1 =0Q3 : 由反應(yīng)式，Q4 : Q4 = Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣 = （75+13）+（75+13）+ （75+13）+（75+13） = +++ = （238）Q2： Q5 = Q25% ∵ Q1＋Q2＋Q3 = Q4＋Q5 ∴ 0+ Q2+0 =+ Q2 ∴ Q2 = kJQ5 ： Q5 = Q25% == （239） 石墨預(yù)熱器熱量衡算表物料入口/kJ物料出口/kJC2H20C2H2HCl0HClO20O2H2O0H2O蒸汽加熱損失ΣΣ（3） 轉(zhuǎn)化器 由前面計(jì)算可知，轉(zhuǎn)化器的物料核算%?！妫〤 氧氣= kJ/（kg℃）C 水蒸氣= kJ/（kg℃）計(jì)算：Q1 : 進(jìn)料溫度為25℃，即Q1 =0Q3 : Q3= + （231） ：生成40%的鹽酸時(shí)，HCl的水溶液生成的熱，35430 kcal/kmol[5] 則冷卻器只能中HCl溶于水放出的熱量為： （）247?！妫│盟ɡ淠裏幔? kJ/（kg℃）C 氧氣= kJ/（kg℃）C水蒸氣= kJ/（kg 同種物質(zhì)的平均比熱容 （230）[5]項(xiàng)目溫度/℃比熱/kcal/（kgCH2CHCl ： kgC2H2 : kg O2 ： kgH2O ： kgIII堿洗泡沫塔的物料衡算 堿洗泡沫塔的物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH2CHClCH2CHClC2H2C2H2HCl HCl（除去的） O2O2H2OH2OΣ100Σ100 熱量衡算 熱量衡算式 （229）Q1 : 物料帶入熱Q2 : 加熱劑或冷卻劑帶入熱Q3 : 過(guò)程熱效應(yīng)Q4 : 物料帶出熱Q5 : 熱損失假設(shè)Q5 是Q2的5% 此衡算式中，“+”表示放熱，“”表示吸熱。I進(jìn)料氣組成：CH2CHCl ： kgC2H2 : kg HCl ： O2 ： kgH2O ： + 3955 = （225）II 出料氣組成：CH2CHCl ： kgC2H2 : kg 回收的鹽酸： 98%247?！?除汞器的物料衡算： 除汞器的物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH2CHClCH2CHClC2H2C2H2HClHClO2O2H2OH2OΣ100Σ100（7） 石墨冷卻器 石墨冷卻器物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH2CHClCH2CHClC2H2C2H2HClHClO2O2H2OH2OΣ100Σ100（8）水洗泡沫塔[4]查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，水洗泡沫塔用來(lái)回收過(guò)量的氯化氫，泡沫塔是以高位槽低溫水噴淋，一次（不循環(huán)）接觸可得20%的鹽酸。 進(jìn)料/出料質(zhì)量/kgW/%C2H2HClO2H2OΣ100（5）轉(zhuǎn)化器CH2CHClC2H2HClC2H2HCl轉(zhuǎn)化器 轉(zhuǎn)化器物料衡算簡(jiǎn)圖由前面的敘述知，此轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化率為95%[3]。） =（247。假設(shè)鹽酸為38%，出水量為80%。） = （247。查閱相關(guān)資料，即設(shè)混合器中水分以40%鹽酸排出的量占水總量的30%[2]。% = kmol （210）即，C2H2 ： kmol （ kg）HCl ： kmol （ kg）O2 ： % = kmol （ kg） （211）H2O ： %+% = kmol （ kg） （212）II 出料氣組成：極少量的水分以濃鹽酸的形式流出，此時(shí)課忽略流出的濃鹽酸量。95%= kmol （28）因此， kmol 各單元的物料衡算（1）混合器的物料衡算混合器C2H2HClO2H2O乙炔氯化氫 混合器的物料衡算簡(jiǎn)圖 C2H2和HCl 的最適宜的摩爾比是：1:～[2]本設(shè)計(jì)選?。簄C2H2 : nHCl = 1:I 進(jìn)料氣組成： 進(jìn)料氣組成進(jìn)料氣組分含量/%乙炔氣C2H2H2O 氯化氫HClH2O惰性氣體（以O(shè)2計(jì)算）因此，進(jìn)料氣所需乙炔氣： 247。II化學(xué)反應(yīng)式：主反應(yīng)： （23）副反應(yīng)： （24） （25） （26）III 倒推法計(jì)算：精餾（氯乙烯的收率[1]：%）：247。330=105 kg