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1、贵州大学本科生毕业设计 摘 要此次设计为生产9万t/年质量分数为37%的甲醛水溶液的初步工艺设计。对甲醛和甲醇的分子性质、用途、发展等相关信息做简要阐述。根据设计的要求绘制了带控制点的车间流程图、过热器装配图、装置的平面图及装置的立面图。此次设计采用银法，根据设计的要求对工艺流程进行了计算、选择与验算。此次设计主要分为：物算、热算和设算。通过对物算和热算，也计算主设备以及管计和选型，并对本套设计的生程 和“三废”的处理作出相全案，又作了初步甲醛的经济效益核算。此次设计依照国内甲醛生产现状和的生产工艺，选99%银为催化剂进行甲醇氧化制甲醛工艺设计，并采用99.9%的甲醇为原料使甲醇的转化率提高、
2、对甲醛的选择性增强等。关键词：甲醛；甲醇；氧化；电解银； AbstractThis design is to produce 90 thousand t/ years, the formaldehyde content of 37% is the initial process design of formaldehyde aqueous solution. The molecular properties, uses and developments of formaldehyde and methanol are briefly discussed. According to the de
3、sign requirements, the workshop flow chart with the control point, the superheater assembly drawing, the floor plan of the device and the elevation of the device are drawn. The design of silver method, according to the requirements of the design process of the calculation, selection and checking. Th
4、e design is divided into: material balance, heat balance and equipment calculation. Based on the material balance and heat balance, also made the design and selection of main equipment and pipelines, and governance of this set of devices for safety production and three wastes to make the correspondi
5、ng implementation plan, and made a preliminary economic accounting of formaldehyde. This design is based on the current situation of the development of domestic production of formaldehyde and relatively mature technology, with 99% silver catalyst for methanol oxidation process design, and using 99.9
6、% methanol as raw material of the methanol conversion rate increased, the selectivity to formaldehyde enhancement.Keywords: formaldehyde; methanol; oxidation; electrolytic silver; II1-1甲醛以及用途（化学式：）,又名蚁醛，是最简单的醛，通常情况下是可燃的，而且无色和伴激性气味。易溶于醚、醇和水。甲醛是一种有用的有机物，在塑料制造业以及合成业中有重要作用。图1-1甲醛结构1.1.2甲醛基本性质为无色的水溶无气体，。
7、甲醛可以和水、乙醇之类的有机溶剂互溶。其长时间在低温状态下储存易浊，在低温下也易生成沉淀物。水溶液在有部分甲生成，大量甲转三醛。其具有强还原剂。在无密封情况下甲醛则能渐渐氧化成甲酸。化学性质：纯甲醛具有强还原性，在碱性溶液中表现更强。甲醛自身能够发生缩合反应，还能发生非常简单的聚合反应。1.1.3甲醛产品指标表1-1甲醛产品指标GB/T 9009-2011工业甲醛1.1.4甲醛的重要性1.甲醛使用用途2005年，中国在全球甲醛产量以及消耗量方面成为最大的国家。在2007年时，我国的 甲醛出产量共计1341万t，达38%的全球甲醛生产总量。并我醛出口每年以的加速度上升。我醛出口经过多年整改，至今
8、，中国甲醛产业与消费结构也发生巨大变化。 ，甲醇的衍生产物之一。用十分宽广，还能生产、酚醛、聚甲醛和氰胺等，在品生产、农药、染料、消毒剂、杀菌剂以及剂等都有使用。甲醛已为化工基础原料之一，其质活泼，且能与许多材料有反应产生，能获得许多种高价值下游产品，比如合脂、合药及医药等许多有价值的合成间体等。过去，绝大部份用产脲脂和树脂，至今，甲醛消费构发生变化，对生产苯二丁二（PBT）、醛（POM）以及甲异酯的不断上升，特别是和POM工业和汽车的用长迅猛。除此，工醛在工农产中直接使用宽广。 1.3 至今我国甲醛发展现状 1 生产工艺 目前90%以上甲醛是从甲化得到，也可从烃类直接氧化得到的。八十年代日本
9、首先成功地开发出甲醛与醇作原材料的甲制法，能生产高浓度无醛溶液，配套开发的聚甲置，目前该工艺任然不断发展中。 以为原材料生醛的方法，按其利用的催与生产工理不同，可分为两种差异性的工线。第一种是在过量甲件下，甲醇气、蒸汽和水合物在金属化剂上进行脱氢氧应，一般采化Ag作催化剂，故称为“银法”，第二种量空气条件下，甲直接与空气混合属氧化物化剂上进行氧化反应，催化Fe2O3-MoO3系最见，故称“铁钼法”。银法和铁都在不断地完善中。2 生产能力与产量 近年来，国内甲产装置及重要下游产产装置（如聚甲脂、MDI、1,4-丁二醇、多聚甲醛等）发展迅速，使我国甲生产能力迅猛增长。2007年9月调查统计，国内现
10、产企业354家，总力1539.3万吨/年，在不足的三年内，我国甲醛总产能力净增量510万吨/年，年平均增长率是13.6。3产品标准（1）产品标准发展至今，国内生产工业单浓度液为标准，生产中有浓度低、运本高和部分下游产品的加三废处理等许题。随着多年发展，下游产及引入“法”生产新工艺，甲品品种已向多元化方向发展，当前根求，可生产（wt）浓的37% 至55%（wt）浓各类商品以满足市场。 （2）产品标准由于要求，至今我国工醛产品指标以37%（wt）浓品为主，国内工业的质量均准，可据用户或要求，严格控度和醇浓度标。目前企业间依然有差距，少数企业的优质率低，质量参数波动大。 1.4 国内甲发势 1 改化
11、剂 研发新化剂是提升甲业发效手段之一，至今均加化剂发速度。 1 度工艺发势 外国醛、MDI和化学展极快，增在上。此类衍生品均需要度醛，因此了以法为主的度工猛发展。由催化脱备无醛，衍生品甲氢气十分容易分离，避醛水溶液的浓发，能幅度降低，成为最具有工业前景的甲醛制备方法。制备高浓醛溶液的另一方法就是甲缩化法。 1 设化 防甲度，要达到良态控范围，国外研发了程序可控法。如：来比、混度和，以至降低。 甲为大的化品，其需求逐年上升。至今外国还建设生产甲置，规模有4.5 到 6万t/年左右。 1.4.5 总结和产品简介 国内甲业正向着健康发展之路前进，根据调查统据可见，现有2 / 5的甲置在规模上迈入了有
12、特色的大型程，整体水平逐步提升。至今国内仍有2 / 5醛装置规小、工艺依旧落后，在往后的发展过程中将面临被淘汰的风险，将被先进技术建设的大型化装代。本次甲醛行业基本情况调查准确率90 ，其数据显示，我国甲醛装产能已大于市场需求，全醛装置有工率只有70 ，剩余30 的富能，还有近450万吨/年的产能未被利用。 预计，未来我国甲产能和需求年仍会增加，增长速度国民经济增长的总体水平。据调查，目前全国在建甲业有20多家，总计产能超万吨/年，即2018年，我国甲醛总产能将会达到1950万吨/年。 甲业的发展表现出健康发展的特征，规范型化甲进装建设必将加速，数量持续增多，在2018年前大型化（5万吨/年以
13、上）甲醛装置占总装例将在60 以上。甲要衍生产品： (1)胶剂。目前胶粘剂是我国甲耗最多的产品之一，其消耗量占总比最高的，占总消的41%左右。产品中含有胶粘剂的主要是脲脂胶、酚脂三聚氰脂，多用于木料出产、形、涂料、纺品以及纸张处。(2)聚。全国POM所需加非常快速，在2004年国甲需大于欧部总需要量，成为全消耗量最大的地区，伴随国内电气行业和汽业的飞跃，聚甲从整体来看是极好的工料，故聚的所需求量一定上升。我国自主研究醛设备，对物耗大，在市竞争没有优势。导致国内聚甲进口弥补市场，以致企业看中此前景。国厂与合作投资生产醛项目。(3)多。多聚用于生产除草剂甘膦、丁、草等和农环唑等重要原料。此外，低醛
14、在取代工业甲醛的地方也表现出很多没有被注意到的方面。由于长时间我国多醛生术未能达标、产品质量不优秀，缺乏规范产能指标，还未满足市求，还是为主。 (4) M。I是聚产要原一，在生泡产品需求，MDI在皮业中是必要材料，常作改良皮软度，其产品具有和的。2.发展甲醛的历程至今为止，我国甲业进入飞速成长阶段，除了青和西治区之外，国内地区都加甲置，产量大幅上升，从此称为甲口大国之一。表1-2中国十强企业产能 山东万吨/年，占21.61%；河91万吨/年，占10.59%；广0.5万吨/年，占7.55%；江93万吨/年，占7.27%；四8万吨/年，为5.47%，河14.5万吨/年，为4.22%。在2005至2
15、010年之间，我国甲业生产总能力、产产量呈上升势。图1-2甲醛产量3.国际上甲醛生产消费情况现今，世醛的总产量达到了44813万吨，在这当中，我国有近500家生产甲醛业。在2009年全球经机使国内甲口量大减，国求减少，只有家具企业、板，多数就困重，由产法使之提升利润，甲醛产商不能本压力移到下游产品上，所以，生醛的企业在将来的市要想生存，就要改产工艺的方法，要稳产来降低成本。1工艺比较1至今甲醛生产工艺用甲产甲方法，根所使用的催化生产工艺的差异性，将其分为两种不同的工产路线。第一种是在甲量的条件下，气化醇、水蒸汽和氧合在金属类型的催上开始脱氢反应，通用Ag作化剂，名为“银法”，也名为“甲量法”;
16、第二种是在空气过情况下，气化的和空气直合在金化物类型化剂上开化反应， Fe2O3-MoO3系的催化常见，常名为“铁钼法”，也称“空量法”。银法钼法均在不展中。1.各工艺特点比较采用铁催化剂生产甲工艺特点：采用铁催化剂的工艺路线的优设量大，甲化率比银，到达9%，甲耗低，且不需要蒸馏设备，使其产生高浓醛，甲物中含杂质量较低，催化剂使命长。劣势是生产一资过大、电量消大、在过氧化时甲量增加。采作催生产甲：用银剂的生点是简作、低成本、可控性强、成品酸含量小、尾气中所含有物可以燃烧，缺陷是甲醇的较低，消耗量大、催化剂使用寿命短、需要高浓醇，甲醛产物醇量多，适合生浓度的甲醛。 通过对照，该项目选低成本，可控
17、性强法。1流程路线甲醇过滤蒸发空气过滤恒压急冷段吸收冷却水过热阻火触煤反应蒸汽尾气水产品1甲醇参数甲一元饱中最单一的，分为4，又称“木醇”。可醛和农药等，也作有萃或变等。提取甲醇。还能用木材干馏制取，常用CO和H2反取。表1-3甲醇的性质1甲醇早期制备甲醇主要是合成法，部分甲醇是从木料干馏中以副产物生产。合成的化学反应为：2H2+COCH3OH甲由固体、液体或气体为原料，经由造气净化改变，去掉CO2，生成合成气。将成品醇，通过预去醚，再次，得到成醇。最业合成法是法，其能耗大，工琐，标准严求，成品质多。a、生产的甲本使用CO加压催氢的办法，工艺生产中气、合成净化、合成甲醇和粗甲馏等工段组成。粗甲
18、净化过程有精学处理。精馏段用于分发与难挥质。精馏后可达纯上。b、工业甲馏后使率在之下。之后用钠处理，分离丙酮。精馏后得度甲醇。c、用工业甲原料，历馏、超净过滤、超等操作，得到高品。d、大多用工作料，常压脱水，保障度在65，后难容物。 1.2.6应用甲醇领域至今，随着新的甲艺生产，甲醇市场渐定。甲醇下游产物的研到多家工厂的重视。甲醇作为源和基原材料，在国内正飞速上升中。从1996年至2004年，国内甲产总量年均增涨率高以上。随着甲醇总产量极速上升，甲醇下游产物研发也受到更多青睐。诸如生烃、甲丙烯改良，中国有相应政策供于帮助。图a-b甲醇分布图b-c消耗甲醇分布将厂址选上海市松江区上工有限公司。图
19、1-5 日工有限上海在长江入海口。四周均是被围，拥有多条江，河，湖汇点。5、自然资源缺少金属矿产筑所需物。附近近海处发，气等资源。1.4年工作日、工作制度的确定1.4.1年工作日生产工时：三百天/年。动；（10）交接班前做全卫生检查。工艺部分2工艺原理简述采用生。采化剂，在0.2MPa和0左右下和反并发生：核心反应：CH3OH+12O2HCHO+H2O CH3OHHCHO+H22H2+O22H2O副反应：CH3OH+32O2CO2+2H2OCH3OH+O2CO+2H2OCH2O+12O2HCOOHCH2O+12O2CO+H2O甲醇是氧化反应产生的，剩过反，总体为。图2-1温度/曲线图图2-2反
20、应K/T2.2 工艺生产流程甲醛生产工艺由以下工序组成：配比，应，尾及余。2.3选择剂2.3.1化法据催种同，空法生产分为剂法催法。（1）Ag法化是在空气爆限之，要过。甲醇在580- 740下是氧化脱氢，有50% 60%的甲醛是氧化反应产生，剩下的甲过应生成。反应式为:CH3OH+12O2HCHO+H2OCH3OHHCH0+H2化剂可以划分为电解银催化剂和催化剂。电解银催化剂产生的化率和甲醛收浮石银催化剂高，原料损失少，生产利。但是浮石化剂活性低，选择性差，甲醇量多。银及其合金的催化剂拥的活性。Pestryakov发现Zr,Ce,La,Rh,Cs等金属的氧化物催化剂中在氧化生产甲醛反应中的催化
21、作用,当金属的氧质量分数达到1%10%时,可更改负有效电荷、还原性、表面和在反应中催化剂的积碳程度,尤其是对催化活电子状态的改变主要改变了银剂的催化能力。加入了1% 5%的Zr氧化物和Ce氧化物的催化剂,在n(O2)n(甲醇)= 0.35、温度为600 700条件下,甲醛的收率高于80%。Li等用高岭土生产了一种含银量为20%的陶瓷催化剂，银与陶瓷之间的作用力很大，上面的银为离子态，含有很多正电荷，增加了甲率。Dai等研究出了了Ag-SiO2-Al2O3催化剂,硅铝摩尔比为(8.5 1.5)(9 1)、含银量为20%时，甲率达到98%，甲醛选择到93%，甲醛收到91%。而在接近的条件下，电解剂
22、上甲醇转化率、甲择性和收94%，90 %，85%。Dai等发现，加入较少的卤化物CH3I可以使电解银催化催化作用上升，扫描电子镜和X射能谱显示结果，较少CH3I和银间的作用力成为了含有不一般结构的AgI微晶，让催化面积上升。Qian等也研究了CH3I可以影响银催化剂甲醇氧化生产甲醛性能，发现银催化被CH3I处置后，反应时间很醇和氧的转化率减少，甲择性增加，甲醛有上升，不过产物甲酸的产生。 (3)奇剂混化剂，甲化率约有94.0%，甲醛收率达到94%，甲择性大道99%。这两化剂的活性较高可归功于从-Sb2O4上产生的氧在MoO3表于高氧化形态，提性位的数量。Isaguliants等研究出了V -M
23、g-O催化剂，当量为12%、热处理温到550时,该催化展现的活性，它的活是Mg2V2O7复。择性达到97.0%，甲达到94.0%，到时60h催化剂变化。B. 甲法这是项前的工业项目。反应式为: CH3OHHCHO+H2与从前化法做比较，甲法没有水的产生，甲量少，减少了设备伤，使废气放量下降，而且生氢气，并且氢应物中分方便。A/金属及物催甲醇中催的发展开始是。甲的转化高，不过甲选择性较低。等是用铜氨溶液胶研究出了氧二氧化化剂，铜含量时活性和选好。升温和X射线结果显示，氧化化硅催化产生催化重点是分氧化铜。想要继续改剂的性能，他们制备出了，铝，铬，锌等助，发含良好的化作用，可增加氧氧化硅催化性、选择
24、性原能力。结果显示用二氧为载体时催较好。Andreja等使，铁，铜等的氧化物铜/二氧催化剂时，发现加入化物可增加选择性。除了氧化化锌之外，绝大多数金物做催化剂时甲择性降低。等做二氧化硅-三氧化二铝化硅-氧化镁 -三氧化二化剂。银/二氧化镁-三氧催化剂上甲醇率和甲醛选乎到达100%，不过催使用时，催化使用后，在空温煅烧活性。2.4设工后在蒸口通入一些蒸管理氧，防过高，甲醇、空气、水元气体根据0.37-0.39在阻火用蒸。以便于避发生，阻止甲和能量消耗，甲体快速进入安装在氧面的急余，气体温降至90。用泵送进一器降温后，其他液回塔顶重收，还有一些产品甲入存储槽。二一塔的吸用来调节产品浓度。尾气液封分
25、开尾气剩下的水蒸汽和排气，尾尾气生成蒸汽进包给系用。甲一吸收塔流甲醛溶液，它的要到达G011标。2.5设备主要设定参数表2-1设备参数2.6主要工2选择设备2机选茨。机是种机。英斯在1849年发明，之后被美师罗茨改善。罗茨风机性能好处是强，还有：1、排放不含油。 2、罗茨风机是容积运转式风机，压力围很广，流量的选择根据选择转速来达到要求。 3、罗茨风高，缝隙小，所以露，效率很高。 4、罗茨风机的结构让它的机械低。动而减少使用时间，所口P不应该太高。2.7.2器由加和，液器中改变等到与蒸气分离。一况下，除沫器安发室的上面。蒸发器按分为三种：常压、加压和减压。根据溶液在蒸发器中的运动状态分有:1.
26、循环型。2.单程型。3.直接接触型。2.7.3反应器充床反应器，装填有固体催化剂实现多相反应过程常呈颗粒状，粒径215mm涓流床反应器也可归属于器，气、液相并流向下通液固相接触。固定床反应器有三种：轴向绝热式固定床反应器 径向绝热式固定床反应器 列管式固定床反应器固定床反应：返混小 催化剂结构简单。固定床反应器的缺点是：传热效果差 操作过程中催化剂不能改变 因为反应方式和反器选择列管式固定床反应器。2一吸塔和二吸塔 第三章工艺计算3.1物料衡算3.1.1Aspen Plus模拟的流程图： 3.1.2主、副反应方程式主反应：CH3OH+12O2HCHO+H2O CH3OHHCHO+H22H2+O
27、22H2O副产物：CH2O+12O2CO+H2OCH3OH+H2CH4+H2O工作t：1年按300个工作日计年生产量：9万吨/年（3）（4）（5） 尾气组成质量见下表：表3-1 尾气及产品组成Wt%（6）设备蒸汽P为 ()（7）空对湿%：其O2：；N2：；水：（8）分.03；甲醇分子量：32.04；甲酸分子量：46.023.1.4计算过程及结果1.产品90000（30024）=12.5(t)=12500(kg)其中： HCHO：1250037%=4625 =1.013 CH3OH：125001.2%=150=4.682 k H：125000.01%=1.25(kg）0.0272(kmol)水：
28、12500(46251501.25)=7723.75(kg）=429.097(kmol)表3.2产品组成 2.甲醇原料投入计量令投入值为Y，尾气中为X，则0.450X 据和空的：=n1空 空75.81%=n2尾 0.0072% n2尾=X解方：X=0.0248(kmol) Y=175.9468 kmoln1=339.3311(kmol) n2=344.6623（kmol) 3空气投入量0.405175.946822.4/21%=7590.1968 m3=338.8481 kmol故：O2：338.848121%=71.1581(kmol)=2278.1266(kg）N2：338.848177.
29、1%=261.2519(kmol)=7318.4495(kg）水：338.84811.9%=6.4381 ()=115.8858 (kg）4计算尾气各组分8481=.9407(kmol)其中： CO2：348.94073.3%=11.5150(kmol)=506.66(kg） CO：348.94070.3%=1.0468(kmol)=29.3104(kg） O2：348.94070.42%=1.4656(kmol)=46.9212(kg）H2：348.940715%=52.3411(kmol)=104.6822(kg）HCHO：348.94070.2%=0.6979（kmol)=20.9579
30、(kg）CH3OH：348.94070.0072%=0.02512(kmol)=0.8049(kg）：348.94070.2%=0.6979(kmol)=11.1664(kg）H20：348.94075.7328%=20.0041（kmol)=360.0738(kg）N2：348.940774.84%=261.1472(kmol)=7312.1222(kg）由上述数据和下面的反应式可求出甲醇的消耗量： 表3-3反应式及甲醇消耗量由氧气衡算，由（1）式和反应式求出甲醛量：71.1581(11.51503/21.04681.46560.0272)2=102.2024(kmol)由（5）式与（6）式
31、得甲醛量为：0.697951.6432=52.3411 ()总量为：102.202452.3411=154.5435(l)而带有量为：0.6979 ()故产量为：4.54350.6979=153.8456(kmol)4619.9834(kg）预计含37%的甲醛水溶液总量：4619.983437%=12486.4416(）计量为：000=12.5 (kg/h）产品预算与设大d.核对甲醇消耗量：102.202411.51501.04680.02720.697951.6432=167.1325（kmol）尾走：0.2()产走：4.2（）甲量：1250.02484.682=171.8393（kmol）
32、=5505.7312(kg)技术单耗：5505.731212486.4416=0.44094(t/t)实际单耗：5505.731212486.4416=0.44(t/t)水算：甲入水：5.731298%5505.7312=112.3619 ()=423（l）空水：381()=1858(kg)产水：9.097()=775()尾水：0041()= 3738 ()反水：.2024+211.5150+21.0468+0.02720.6979=128.0511kmol=2304.9198(kg)计算，需要添加的水(g)为：5505.731257.5%-(5505.7312112.3619115.8858
33、)=3841.2058(kg)=4003()二塔量：（生水量生水量）（加加水量）(20.0041+429.097)-( 6.2423+6.4381+128.0511+213.4003)=94.9693()=9.4474(kg)计算、吸收量：总转=总（总产量尾量） =193(171.83934.6820.0) =4%甲性=(生醛甲耗） = (4.54351393） 甲率 =（总率甲）/ =94%8% =8% 一吸：4.543587.54%=134.9986(kmol)=4054.0075(kg) 二塔吸收甲醛量为：154.5435134.99860.6979=18.847(kmol)=565.9
34、754(kg)设其他物二收。 则二塔液量：.975412%=4716.4617(kg)其中：甲醇量：4.682(kmol)=150(kg) 水量：4716.4617150565.9754=4000.4863(kg)=222.2492(l)6恒算主（h）（1）物算：物料物算，出来物料中水=甲醇中的水+空气中水：112.3619115.8858=228.2477kg。其中出料量与进料量相同表3-4蒸发器物料衡算 （2）过料水=配+水量。表3-5物算 表 3-8二吸塔物算 3热算公算与物数（1）物性数据的选择见下表：表3-9 物性数据 3热衡算主3-10表 空入热 带出热：3-B表 原出热 从化学工
35、书下册得相变焓值：3.4 /kmol：4.04 kJ/原热=171.83933.448104 +6.24234.066104 =617.8831104 (kJ)则 需补充热量：Q=（617.8831+83.2873-76.2052）104 =624.9652()需加：103(8555)7901 (kgh-1)表3-12输出热量（2）过衡算：令失： 器出物料T：。 3-c表 带出热需加入的热量（热损失为2%）：Q=H=(300.373683.287388.8386）/(12%)104=130.865104 (kJ)当3925KPa时水(g)冷凝热为2108kJ/kg。则 加热蒸汽量G=Q/210
36、8=620.8017(kgh-1) 3-8表输出热3-qy表反应热量 占37%150037%=555(kg)=18.4815(kmol) 水占63%150063%=945)=.50()从而冷凝热见下表3-ere表冷凝热 3-as 表转带出热 氧化器所剩余的总热量：(300.37361971.553289.1442226.8005)=2703 (J)设热损失为2%，则有：4.2703(12%)=7.5885 (J)7.5885 kJ剩余热可用。剩余热量一些生成热水，其它的用来生成392.5kPa的饱和蒸汽。3-jk表输热（4）吸收塔的热量衡算：甲醛：171.839318.4815=153.357
37、8(kmol)甲醇：4.6820.0272=4.6548(kmol)水：429.09752.50=376.597(ol)装置总热量平衡表：表3-22装置总热量平衡表 4章 选型非定型设备与计算4.1 器4.1.1 计算室与H据国业生产设备，取蒸发器直径D=2m，取蒸比H/D=1.5，蒸发室的体积强度为1.0m3/，取T=48=321K。则 蒸发室的体积V=二元气体流量蒸发室体积强度 =(171.839312.6804261.2519)(3) 0/1.0 =14 蒸H=D2 =(44 )/(3) =87 为防走水，取H/实H=1. m蒸实积V=/4 =(38)/4 =2 4.1.2 蒸计算选传热
38、管382.5mm，不锈钢，则dm=0.0354m，选一台装置。传热面积A计算：由上述热量衡算得，Q= 624.9652 k，参考表68，系数K=13A=Q/（KT）=624.9652104/（130025.6）=187.7900 则 需用管子总长度L总=A/dm =187.7900/(3.140.0354)=1689.4275 m 取列管长L=2500mm=2.5m则 列管数n1=L总/L=1689.4275/2.5=676根根据排列，标准排列市721根（查化工设备设计基础表53得）。则实际传热面积为A实=ndmL=3.147210.03542.5=200.3587 m2蒸核心尺寸： ：00
39、m ：实H=3000m 尺寸不锈钢 1根 实传热S：.874.2 参考化表46，选总传热系数W/ KA=Q/KTm=130.865104 /(15060.9)=143.2567 选用382.5mm不锈钢，dm=0.0354m按等边三角形排列，查化工设备设计基础表75得，取管间距a=32mm列管长取L=2000mm则列管数n=A/dmL=143.2567/(3.140.03542)=645根查化工设备设计基础表74得，取列管数为721根4.2.2 径的计算对角线上管子数b查化工设备设计基础表74得b=29Di=(b1)a=3032=960 mm 取整为960 mm实际传热面积A=ndmL =3.
40、147210.03542=160.2870 4.3 媒Vr=H/4触媒时间按同行业生产经验t=0.020.03s取t=0.025st=Vr/V 即0.025s=H/(4.54434)得D=2.1964 3.142.230)/4=0.1140 4.3.2 反应器急冷段工艺计算 Q=.2703104 kJ传热系数根据国内相同行业实际生产情况及查化工原理表6-8，取传热系数K=900 W/ m2KA= Q/KTm =2334.2703104 /(900114.9) 废锅炉采管式，列管使用不锈钢dm=(0.0330.038)/2=0.0355 m则需列管子总长L总=A/dm =225.7300/(3.
41、140.0355)=2025.03 m取列管长L=3000mm则 列管数n=L总/L=2025.03/3=675.01根根据等边三角形排列，查化工设备设计基础表53得n=721根 实热面积：A=ndmL =3.147210.03553=241.1096 mm不锈钢 列管根数根 传热面积：241.1096 m24.3.3 反应器水冷段工艺计算已知：产品气进口T为150，出口T00，/ln(150-60)/(100-80)=49.326 查化表4-7取传热K=650W/m2K则传热面积A=Q放/KTm =624.9652104/65049.326=194.9246由于炉相连，想要让气体分匀，所以需
42、要急冷段的管数管径和排列方式与废锅水冷段主要尺寸：不锈钢 列管根数：根 传热面积：200.9247 4.4 吸收一塔已知：量：G入=841.89532 kmol/h= 19189.5749 kg/h 温度：100 塔底压力：795mmHg 气量：G出=587.84432 kmol/h=12500.8049 kg/h 温度： =7.73/h=5.92715/sr气=G入/ V气=19189.5749/21337.73=0.8993 Kg/塔顶（出料）V气1=587.84432 22.4(27342)/ (273960)/785 =12423.8636/h=3.4511/sr气1=G出/ V气1=12500.8049/12423.8636=1.0062Kg/F甲浓度(%) M甲量浓度(%) T温度（）塔底重度：塔底液体为成品液：甲量浓度(%)F=37 甲醇的质(%)塔顶液液：甲质量浓度(%)F=12 甲量一塔回流液重度同塔顶重度吸收一塔平均液相重度为：(1092.9611025.320942)/3=865.2258/m公式选自有机化工原料大全第一卷4.4.4 填料填料选择公称直径为50的瓷质鞍环，其规格如下： 表4-1鞍环规格 L底=30907.2744+23886.6098=54793.8842 kg/h