【正文】 = H2 + H3 H4 代入數(shù)據(jù)算得： H1 = 預(yù)熱蒸汽所放出的熱量等于混合氣吸收的熱量即 Q = N蒸汽H1N蒸汽 反應(yīng)器中用來預(yù)熱的蒸汽的量，；Q 混合氣由180℃變?yōu)?00℃時(shí)所要吸收的熱量，KJ。m = H1 = △Hvap,25℃ = H2 = Cp,甲苯,200℃,g T2 –Cp,甲苯,25℃,g T1H4 = Cp,甲環(huán),200℃,g T2 –Cp,甲環(huán),25℃,g T1H5 = T1 25℃T2 200℃算得 ：△H3 = 反應(yīng)總放熱：Q放 = N甲苯△H3 =106 KJ付產(chǎn)蒸汽的量：水的焓值如下圖（38）所示： 圖 38 △H3 = △H1+△H2 (319)查得： = = (320)H2 = = 由80℃到179℃的溫度差 計(jì)算得： △H3 = 又反應(yīng)放出的熱量全部用來付產(chǎn)蒸汽即 Q放 = N熱水△H3Q放 反應(yīng)放出總的熱量，KJ；N熱水 付產(chǎn)蒸汽的量，kmol。查高等教育出版社出版的《化工過程的物料衡算和能量衡算》 李應(yīng)麟 尹其光 編得以下數(shù)據(jù): 化合物的熱熔： （321）化合物 a b102 c105 d109 H2 N2 甲基環(huán)已烷 熱平衡式： （322） （323）NH2 新鮮進(jìn)氣中氫氣的物質(zhì)的量，kmol；NN2 新鮮進(jìn)氣中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，kmol；N`H2 加氫反應(yīng)氣中氫氣的物質(zhì)的量，kmol；N`N2 加氫反應(yīng)氣中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，kmol；N`甲環(huán) 加氫反應(yīng)氣中甲基環(huán)已烷的物質(zhì)的量，kmol；dT 指溫度由25℃上升到T℃；dT` 指溫度由200℃下降到T℃代入數(shù)據(jù)可算出： T = 130℃ 冷凝器的能量衡算冷凝器能量衡算示意圖見圖（310）：冷凝器H2，N2（g）130℃H2O（l）40℃H2O（l）33℃甲基環(huán)己烷（l）45℃甲基環(huán)己烷（g）130℃H2，N2（g）45℃圖 310kirchhoff法： 式中 Pvp 在T溫度下的蒸汽壓，mmHg。Tc 臨界溫度，K。又 △Hr(甲環(huán)，) = KJ/mol由蒸發(fā)潛熱與溫度的關(guān)系： （324）△ HV1 正常沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱，KJ/mol；△ HV2 T2溫度下蒸發(fā)潛熱，KJ/mol； （325） （326）由T2 = 代入可得：△ HV2 = KJ/mol甲基環(huán)已烷冷凝放熱過程示意見下圖（311）：甲苯130℃（g）甲苯42℃（l）甲苯188℃（g）甲苯188℃（l）圖 311H1 = H2 + H3 + H4 (327)查1980年化學(xué)工業(yè)出版社出版的《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》第一篇，上冊得以下數(shù)據(jù)：Cp,甲環(huán),130℃,g = 45 Cp,甲環(huán),180℃,g = 51 H2 = Cp,甲環(huán),180℃,gT2 + Cp,甲環(huán),180℃,gT1H3 = H4 = Cp,甲環(huán)dTT1 130℃T2 180℃dT 指溫度由180℃下降到42℃代入得：H1 = KJ/mol甲基環(huán)已烷冷卻放熱：Q 1= N甲環(huán)H1=105 KJ不凝氣放熱:Cp,H2,130℃ = Cp,H2,42℃ = Cp,N2,130℃ = Cp,N2,42℃ = 氫氣：氮?dú)猓? T1 45℃ T2 130℃代入數(shù)據(jù)得： Q 2= 103 KJ Q 3= 103 KJ此過程共放熱：Q = Q 1 + Q 2 + Q 3= 103 KJ循環(huán)水吸熱： (328)△ T 循環(huán)冷卻水進(jìn)出水溫度差，℃由 Q = Q`得 NH2O = kmol 故循環(huán)冷卻水的質(zhì)量流量為： 第四章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算 本設(shè)計(jì)中我們就工藝過程中主要設(shè)備進(jìn)行工藝計(jì)算，下面就選反應(yīng)器、換熱器來進(jìn)行計(jì)算。= ；(注：)催化劑體積：V= ； 管子總體積 由于催化劑未填滿管道，取填充率為90%，∴管子體積為：V = 核算管子的根數(shù)參照《化工工藝手冊》常用設(shè)備系列選用32 的碳鋼管其內(nèi)徑為：di = 2 = 25mm由一般的經(jīng)驗(yàn)，立式反應(yīng)器取 l= 5000mm每根管子的體積為：= 又 232。反應(yīng)器、換熱器明細(xì)詳見附圖3，設(shè)備數(shù)據(jù)表。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表（51）：表 51 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序 號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 消 耗 備 注一1原材料甲苯t/t2氫氣（93%）N m3/t8323催化劑kg380一次填充4包裝桶個(gè)/t二公用物料5蒸汽（）t/t6軟水t/t7循環(huán)水t/t8新鮮水t/t間斷用9氮?dú)釴 m3/t2間斷用10儀表空氣N m3/t811裝置空氣N m3/t2間斷用12電KWh/t39三投資總計(jì)13概算投資萬元 設(shè)計(jì)中采用的主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB5016092(1999年版) 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GBJ1687(2001年版) 《化工企業(yè)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力設(shè)計(jì)規(guī)程》 HG/T206871989 《石油化工工藝裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)通則》 SH30112000 《石油化工管道布置設(shè)計(jì)通則》 SH30122000 《石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范》 SH30471993 《石油化工企業(yè)環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》 SH30122000 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500112001 這里的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用了工業(yè)中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為此，我對(duì)省略或是套用的地方進(jìn)行注釋，如果沒有注釋的地方還請(qǐng)?jiān)??！肮I(yè)三廢”中含有多種有毒、有害物質(zhì)，若不經(jīng)妥善處理，如未達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)而排放到環(huán)境（大氣、水域、土壤）中，超過環(huán)境自凈能力的容許量，就對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染，破壞生態(tài)平衡和自然資源，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民健康，污染物在環(huán)境中發(fā)生物理的和化學(xué)的變化后就又產(chǎn)生了新的物質(zhì)。這些物質(zhì)通過不同的途徑（呼吸道、消化道、皮膚）進(jìn)入人的體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危害，有的還有蓄積作用，會(huì)更加嚴(yán)重的危害人的健康。而化工生產(chǎn)是三廢污染最為嚴(yán)重的部門之一。對(duì)于新建廠或新開發(fā)的項(xiàng)目，在開始進(jìn)行生產(chǎn)方法和流程設(shè)計(jì)中，就必須考慮過程中產(chǎn)生的三廢來源和采取的防治措施。如果是工藝上不成熟，工藝路線不合理，污染問題不能解決，則是不能建廠的。而項(xiàng)目的審批往往是把污染問題作為首要問題。當(dāng)然化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”，有時(shí)是很難避免的，通常因?yàn)榉磻?yīng)復(fù)雜，很難達(dá)到100%的轉(zhuǎn)化，且有副反應(yīng)產(chǎn)生。因此對(duì)當(dāng)前一時(shí)不能消除三廢的生產(chǎn)過程，就應(yīng)對(duì)三廢采取各種技術(shù)措施，進(jìn)行綜合治理，在排放之前，要達(dá)到環(huán)保部門允許的標(biāo)準(zhǔn)。由于生產(chǎn)過程是在高壓下進(jìn)行的，且原料甲苯和產(chǎn)品甲基環(huán)已烷的危規(guī)號(hào)較高，所以要求所有裝置的密封性較好，嚴(yán)防泄漏?；ぴO(shè)計(jì)包括三種設(shè)計(jì)類型：新建工廠設(shè)計(jì)；原有工廠的改建和擴(kuò)建設(shè)計(jì)；廠房的局部修建設(shè)計(jì)。工廠化工設(shè)計(jì)包括廠址選擇，總圖設(shè)計(jì)，化工工藝設(shè)計(jì)，非工藝設(shè)計(jì)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。它是通過設(shè)計(jì)人員運(yùn)用各種手段，通過大腦的創(chuàng)造性勞動(dòng)，將人們的要求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的第一步。隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，化工產(chǎn)品已經(jīng)無所不在無處不有。其一，在化工生產(chǎn)中，通過運(yùn)用化工設(shè)計(jì)方面的知識(shí)和方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化工廠（車間）的改建和擴(kuò)建，對(duì)單元設(shè)備或整個(gè)裝置進(jìn)行生產(chǎn)能力標(biāo)定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)定；對(duì)工藝流程進(jìn)行評(píng)價(jià)；發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)和不合理現(xiàn)象以及挖掘生產(chǎn)潛力等等。而要使科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，即實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，必須把科研與設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來進(jìn)行新工藝、新產(chǎn)品以及新設(shè)備等的開發(fā)工作。從單個(gè)設(shè)備到全套裝置，從一個(gè)小型化工廠（車間）到大型石油化工企業(yè)，它們在建設(shè)施工之前都必須先搞好工程設(shè)計(jì)。提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和速度對(duì)基本建設(shè)事業(yè)的發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用。先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)堅(jiān)持的設(shè)計(jì)方向和追求的目標(biāo)?；ぴO(shè)計(jì)是一門多學(xué)科、多人手的集體性勞動(dòng)，是多專業(yè)綜合性很強(qiáng)的任務(wù)。其中工藝專業(yè)起著協(xié)調(diào)各專業(yè)設(shè)計(jì)工作的作用。石油化工工程設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)化工裝置，該裝置是由各種單元設(shè)備以系統(tǒng)的、合理的的方式組合起來的整體，設(shè)計(jì)師根據(jù)現(xiàn)有的原料和公用工程條件，設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì)和安全的途徑，保證該裝置生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。對(duì)資源、能源的利用更趨合理，經(jīng)濟(jì)效果十分顯著。由于在化工設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都普遍使用了計(jì)算機(jī)，從而大大加快了設(shè)計(jì)的速度，保障了設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使先進(jìn)的技術(shù)理論得以應(yīng)用。所以說，設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化也工程設(shè)計(jì)就是解決生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、操作性的問題。需要選擇一個(gè)兼顧各方面要求的方案，這種選擇貫穿了整個(gè)設(shè)計(jì)過程。目的是使工藝技術(shù)更加完善，工藝流程更加成熟，資源綜合利用更加優(yōu)化。這次課設(shè)是對(duì)這門課程的一個(gè)總結(jié)，對(duì)化工機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用。這次設(shè)計(jì)對(duì)我們獨(dú)自解決問題的能力也有所提高。在設(shè)計(jì)的最后附有CAD設(shè)備圖，在繪圖的整個(gè)過程中，我對(duì)制圖軟件的操作更加熟悉。同時(shí)，我還看到了自己的不足，設(shè)計(jì)過程中明顯看出自己知識(shí)不足，查閱文獻(xiàn)的能力有待提高；CAD繪圖能力必須更進(jìn)一步加強(qiáng)，設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足等等，這些都要求自己在以后的工作中加強(qiáng)鞏固，并重點(diǎn)努力。第八章 參考文獻(xiàn)1. 李應(yīng)麟，尹其光主編.《化學(xué)過程的物料衡算和能量衡算》.高等教育出版社,1987年2. 賈紹義，柴誠敬主編.《化工單元操作課程設(shè)計(jì)》.天津大學(xué)出版社,2011年3. 胡文靜主編.《湖南理工學(xué)院南湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)手冊建筑與化學(xué)卷》.南湖學(xué)院教務(wù)辦出版，2013年4. 天津大學(xué)物理化學(xué)教研室主編,李松林，周亞平，劉俊吉修訂.《物理化學(xué)》.高等教育出版社，2011年5. 劉志虹, 14 ,1999年6. 張受謙主編.《化工手冊》.山東科學(xué)技術(shù)出版社,1987年7. 夏清，陳常貴主編.《化工原理》.天津科學(xué)技術(shù)出版社,2000年8. 《化學(xué)工程手冊》,第一篇,1980年9. 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編.《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》,1996年10. 俞志明主編.《中國化工商品大全》.中國物資出版社,1991年11. 侯文順，張柏欽主編.《化工工藝設(shè)計(jì)概論》.化學(xué)工業(yè)出版社,1995年.12. 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編，《化工工藝手冊（上，下）》，：化學(xué)工業(yè)出版社，1996年13. 周偉主編.《甲苯在Ni/Al3O2催化劑上加氫的研究》.淮陰工學(xué)院，江蘇淮安，22300114. 上海市化輕公司第二化工部供應(yīng)部編.《化工產(chǎn)品應(yīng)用手冊有機(jī)化工原料》，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988年15. 徐克勛主編，《精細(xì)有機(jī)化工原料及中間體手冊》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，199816. 《實(shí)用精細(xì)化學(xué)品手冊》,有機(jī)卷（下），化學(xué)工業(yè)出版社，1996年17. 化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫.《中國化工產(chǎn)品在全》，第二版，上卷，化學(xué)工業(yè)出版社，1998年18. 化學(xué)工業(yè)出版社組織編寫.《中國化工產(chǎn)品大全》，第二版，中卷，化學(xué)工業(yè)出版社，1998年19. 魏文德主編.《有機(jī)化工原料大全》，第二版，中卷，化學(xué)工業(yè)出版社，1999第九章 致謝行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我四年的大學(xué)時(shí)光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。在這四年中，老師的諄諄教導(dǎo)、同學(xué)的互幫互助使我在專業(yè)技術(shù)和為人處事方面都得到了很大的提高。在制作畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我曾經(jīng)向老師們和同學(xué)們請(qǐng)教過不少的問題，老師們的熱情