【正文】 = H2 + H3 H4 代入數(shù)據(jù)算得： H1 = 預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 反應器中用來預熱的蒸汽的量，；Q 混合氣由180℃變?yōu)?00℃時所要吸收的熱量，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 計算得： △H3 = 又反應放出的熱量全部用來付產(chǎn)蒸汽即 Q放 = N熱水△H3Q放 反應放出總的熱量，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 新鮮進氣中氫氣的物質(zhì)的量，kmol；NN2 新鮮進氣中氮氣的物質(zhì)的量，kmol；N`H2 加氫反應氣中氫氣的物質(zhì)的量，kmol；N`N2 加氫反應氣中氮氣的物質(zhì)的量，kmol；N`甲環(huán) 加氫反應氣中甲基環(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)潛熱與溫度的關系： （324）△ HV1 正常沸點下蒸發(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年化學工業(yè)出版社出版的《化工工藝設計手冊》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：氮氣： 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 主要設備的工藝計算 本設計中我們就工藝過程中主要設備進行工藝計算，下面就選反應器、換熱器來進行計算。= ；(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，立式反應器取 l= 5000mm每根管子的體積為：= 又 232。反應器、換熱器明細詳見附圖3，設備數(shù)據(jù)表。主要技術經(jīng)濟指標如表（51）：表 51 主要技術經(jīng)濟指標序 號 項 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/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氮氣N 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13概算投資萬元 設計中采用的主要的技術標準規(guī)范 《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》 GB5016092(1999年版) 《建筑設計防火規(guī)范》 GBJ1687(2001年版) 《化工企業(yè)爆炸和火災危險環(huán)境電力設計規(guī)程》 HG/T206871989 《石油化工工藝裝置設備布置設計通則》 SH30112000 《石油化工管道布置設計通則》 SH30122000 《石油化工企業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生設計規(guī)范》 SH30471993 《石油化工企業(yè)環(huán)境保護設計規(guī)范》 SH30122000 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB500112001 這里的標準時使用了工業(yè)中的技術標準規(guī)范。為此，我對省略或是套用的地方進行注釋，如果沒有注釋的地方還請原諒?！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，如未達到規(guī)定的排放標準而排放到環(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）進入人的體內(nèi)，有的直接產(chǎn)生危害，有的還有蓄積作用，會更加嚴重的危害人的健康。而化工生產(chǎn)是三廢污染最為嚴重的部門之一。對于新建廠或新開發(fā)的項目，在開始進行生產(chǎn)方法和流程設計中，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。而項目的審批往往是把污染問題作為首要問題。當然化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”，有時是很難避免的，通常因為反應復雜，很難達到100%的轉化，且有副反應產(chǎn)生。因此對當前一時不能消除三廢的生產(chǎn)過程，就應對三廢采取各種技術措施，進行綜合治理，在排放之前，要達到環(huán)保部門允許的標準。由于生產(chǎn)過程是在高壓下進行的，且原料甲苯和產(chǎn)品甲基環(huán)已烷的危規(guī)號較高，所以要求所有裝置的密封性較好，嚴防泄漏。化工設計包括三種設計類型：新建工廠設計；原有工廠的改建和擴建設計；廠房的局部修建設計。工廠化工設計包括廠址選擇，總圖設計，化工工藝設計，非工藝設計以及技術經(jīng)濟等各項設計工作。它是通過設計人員運用各種手段，通過大腦的創(chuàng)造性勞動，將人們的要求變?yōu)楝F(xiàn)實生產(chǎn)的第一步。隨著化學工業(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，通過運用化工設計方面的知識和方法，可以實現(xiàn)對化工廠（車間）的改建和擴建，對單元設備或整個裝置進行生產(chǎn)能力標定和技術經(jīng)濟指標評定；對工藝流程進行評價；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。而要使科學研究成果轉變成生產(chǎn)力，即實現(xiàn)工業(yè)化，必須把科研與設計緊密結合起來進行新工藝、新產(chǎn)品以及新設備等的開發(fā)工作。從單個設備到全套裝置，從一個小型化工廠（車間）到大型石油化工企業(yè)，它們在建設施工之前都必須先搞好工程設計。提高設計的質(zhì)量和速度對基本建設事業(yè)的發(fā)展起著關鍵性的作用。先進的設計思想、科學的設計方法和優(yōu)秀的設計作品是工程設計人員應堅持的設計方向和追求的目標?；ぴO計是一門多學科、多人手的集體性勞動，是多專業(yè)綜合性很強的任務。其中工藝專業(yè)起著協(xié)調(diào)各專業(yè)設計工作的作用。石油化工工程設計的目的是設計一個化工裝置，該裝置是由各種單元設備以系統(tǒng)的、合理的的方式組合起來的整體，設計師根據(jù)現(xiàn)有的原料和公用工程條件，設計最經(jīng)濟和安全的途徑，保證該裝置生產(chǎn)出符合質(zhì)量標準的產(chǎn)品。對資源、能源的利用更趨合理，經(jīng)濟效果十分顯著。由于在化工設計的各個環(huán)節(jié)、各個專業(yè)領域都普遍使用了計算機，從而大大加快了設計的速度，保障了設計的質(zhì)量，使先進的技術理論得以應用。所以說，設計工作的現(xiàn)代化也工程設計就是解決生產(chǎn)過程的安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性、操作性的問題。需要選擇一個兼顧各方面要求的方案，這種選擇貫穿了整個設計過程。目的是使工藝技術更加完善，工藝流程更加成熟，資源綜合利用更加優(yōu)化。這次課設是對這門課程的一個總結，對化工機械知識的應用。這次設計對我們獨自解決問題的能力也有所提高。在設計的最后附有CAD設備圖，在繪圖的整個過程中，我對制圖軟件的操作更加熟悉。同時，我還看到了自己的不足，設計過程中明顯看出自己知識不足，查閱文獻的能力有待提高；CAD繪圖能力必須更進一步加強，設計的經(jīng)驗不足等等，這些都要求自己在以后的工作中加強鞏固，并重點努力。第八章 參考文獻1. 李應麟，尹其光主編.《化學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計》.天津大學出版社,2011年3. 胡文靜主編.《湖南理工學院南湖學院畢業(yè)設計(論文)指導手冊建筑與化學卷》.南湖學院教務辦出版，2013年4. 天津大學物理化學教研室主編,李松林，周亞平，劉俊吉修訂.《物理化學》.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》.山東科學技術出版社,1987年7. 夏清，陳常貴主編.《化工原理》.天津科學技術出版社,2000年8. 《化學工程手冊》,第一篇,1980年9. 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編.《化工工藝設計手冊》,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.《化工工藝設計概論》.化學工業(yè)出版社,1995年.12. 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編，《化工工藝手冊（上，下）》，：化學工業(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》.淮陰工學院，江蘇淮安，22300114. 上海市化輕公司第二化工部供應部編.《化工產(chǎn)品應用手冊有機化工原料》，上?？茖W技術出版社，1988年15. 徐克勛主編，《精細有機化工原料及中間體手冊》，北京：化學工業(yè)出版社，199816. 《實用精細化學品手冊》,有機卷（下），化學工業(yè)出版社，1996年17. 化學工業(yè)出版社組織編寫.《中國化工產(chǎn)品在全》，第二版，上卷，化學工業(yè)出版社，1998年18. 化學工業(yè)出版社組織編寫.《中國化工產(chǎn)品大全》，第二版，中卷，化學工業(yè)出版社，1998年19. 魏文德主編.《有機化工原料大全》，第二版，中卷，化學工業(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，我四年的大學時光也即將敲響結束的鐘聲。在這四年中，老師的諄諄教導、同學的互幫互助使我在專業(yè)技術和為人處事方面都得到了很大的提高。在制作畢業(yè)設計過程中我曾經(jīng)向老師們和同學們請教過不少的問題，老師們的熱情