南昌大學(xué)年產(chǎn)20500噸氯乙烯車間反應(yīng)工段工藝設(shè)計(jì)

1、 化工工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)化工工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 年年產(chǎn)產(chǎn) 20500 噸噸氯乙烯車間反應(yīng)工段工藝設(shè)計(jì)氯乙烯車間反應(yīng)工段工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 資源環(huán)境與化工系化學(xué)工程專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級(jí)： 化工 112 班 學(xué) 號(hào)： 5801111053 學(xué)生姓名： 畢松巖 指導(dǎo)教師： 張文龍 起訖日期： 2015/1/4- 目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論.11.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)內(nèi)容.11.2 工藝流程概述.1第二章第二章 物料衡算物料衡算.22.1 總物料衡算.22.2 乙炔預(yù)冷器.32.3 混合脫水.42.4 轉(zhuǎn)化器.62.5 水洗塔.8第三章第三章 能量衡算能量衡算.13

2、.1 乙炔預(yù)冷器.13.2 石墨冷卻器.13.3 預(yù)熱器.23.4 轉(zhuǎn)化器.33.5 石墨冷卻器.5第四章第四章 設(shè)備計(jì)算與選型設(shè)備計(jì)算與選型.74.1 反應(yīng)器的計(jì)算與選型.74.2 傳熱設(shè)備的計(jì)算與計(jì)算與選型.8第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）南昌大學(xué)化工工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練任務(wù)書(shū)；（2）化工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖圖幅和書(shū)寫(xiě)格式 CDA2-81；（3）化工工廠初步設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定中有關(guān)內(nèi)容更改的補(bǔ)充 (92)化基發(fā)字695 號(hào)；（4）氯乙烯安全技術(shù)規(guī)程 GB 14544-93；（5）中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法；（6）中華人民共和國(guó)大氣污染防治法；（7）化工企業(yè)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境

3、電力設(shè)計(jì)規(guī)程 HGJ21-89；（8）中華人民共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；（9）工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 HGJ229-91；（10）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB3095-1996；（11）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8978-1996。1.1.2 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)工藝采用乙炔與氯化氫氣相合成法。所得產(chǎn)品規(guī)格要求氯乙烯單體中氯乙烯含量大于 99.9%（w） 。本課題的研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面：第一部分：乙炔法合成氯乙烯工藝簡(jiǎn)介；第二部分：物料衡算；第三部分：熱量衡算；第四部分：工藝流程圖的繪制。1.2 工藝流程概述本設(shè)計(jì)采用乙炔與氯化氫氣相合成法生產(chǎn)氯乙烯，反應(yīng)工段工藝流程主要包括混合脫水、氯乙

4、烯合成和合成氣水洗三部分所組成。（1）混合脫水 由乙炔工段送來(lái)的原料乙炔氣，送至預(yù)冷器預(yù)冷后與從氯化氫工段送來(lái)的干燥氯化氫，按一定的分子配比（乙炔/氯化氫=1/1.1）在混合器中充分混合后，進(jìn)入石墨冷卻器，用-35鹽水間接冷卻?；旌掀髦兴忠?40%的酸霧部分流出，另一部分則夾帶于氣流中。進(jìn)入串聯(lián)的酸霧過(guò)濾器中，由硅油玻璃棉捕集分離，然后該氣體經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后，由流量計(jì)控制進(jìn)入轉(zhuǎn)化器合成氯乙烯（VC） 。（2）合成 干燥混合氣由轉(zhuǎn)化器上部進(jìn)入，通過(guò)列管中填裝的吸附于活性炭上的HgCl2觸媒轉(zhuǎn)化為粗氯乙烯，合成反應(yīng)的熱量通過(guò) AB 型泵循環(huán)的熱水移去。粗氯乙烯在高溫下帶逸的 HgCl2升華物，在填

5、裝活性炭的汞吸附器中除去，然后進(jìn)入凈化系統(tǒng)。（3）水洗從汞吸附器出來(lái)的粗氯乙烯氣體經(jīng)石墨冷卻器，除去一部分鹽酸（水和HCl） ，再通入泡沫水洗塔回收過(guò)量 HCl 以制取 20%鹽酸，塔頂是以高位槽溫水噴淋。一次循環(huán)制得的酸由塔底低位槽流入鹽酸儲(chǔ)槽供罐裝外銷。氣體送往分離工段精制。第二章第二章 物料衡算物料衡算2.1 計(jì)算框圖及組分編碼計(jì)算框圖及組分編碼系統(tǒng)衡算組分編碼如下表 2-1 所示：表表 2-1 系統(tǒng)衡算組分編碼系統(tǒng)衡算組分編碼組分C2H2H2OO2N2HClVCEDCCH3CHOCO2C編碼123456789102.1 總物料衡算（1）設(shè)計(jì)參數(shù)年生產(chǎn)時(shí)間以320天，每天24小時(shí)計(jì)算。7

6、680小時(shí)小時(shí)車間總收率（以乙炔計(jì)）：93%； 原料配比：HCl / C2H2=1.10（mol） ；（2）原料氣規(guī)格表表 2-1 原料乙炔氣規(guī)格原料乙炔氣規(guī)格組份C2H2H2OO2N2w%990.60.20.2100表表 2-2 原料氯化氫氣規(guī)格原料氯化氫氣規(guī)格組份HClH2OO2N2w%962.50.31.2100（3）車間物料總衡算乙炔與氯化氫在氯化汞/活性炭催化劑上合成氯乙烯的反應(yīng)：C2H2 + HCl = C2H3Cl原料乙炔消耗：hkmol/92293907.4593. 0/5 .62768010205003原料乙炔氣消耗見(jiàn)表 2-3。表表 2-3 原料乙炔氣消耗原料乙炔氣消耗組份

7、C2H2H2OO2N2w%990.60.20.2100mol%98.78770.86480.16220.1853100kmol/h45.9229390.4020150.0754010.08613946.486495kg/h1194.9960737.2424002.41413352.4141331207.066741??；HCl 的物質(zhì)的量為1 . 1l22HCHCh/kmol515233.50922939.451 . 1原料氯化氫氣消耗見(jiàn)表 2-4。表表 2-4 原料氯化氫氣消耗原料氯化氫氣消耗組份HClH2OO2N2w%962.50.31.2100mol%93.22574.92290.3323

8、1.5191100kmol/h50.5152332.6675200.1800600.82313954.18595192kg/h1845.35105648.0560175.76672223.0668881922.2406842.2 乙炔預(yù)冷器（1）計(jì)算參數(shù)乙炔氣進(jìn)口溫度：25；出口溫度：5；操作壓力：1.8 kg/cm2。（2）物料衡算由表查得 5時(shí) H2O 的飽和蒸汽壓：P0=871.91Pa 總壓 P=1.8kg/cm2乙炔進(jìn)口氣 F1F11F12F13F14乙炔出口氣 F2F21F22F23F24冷凝水 F3F32圖圖 2-1 乙炔預(yù)冷器物料衡算示意乙炔預(yù)冷器物料衡算示意圖圖 =1.764

9、105Pa2oH opyp 5871.910.49421.764 10hFFF/kmol313398.464942. 011212hkmolFFF/173097. 0213分出的水分：hkmolFF/173097. 0332M水= 3.118087kg/h計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2-5。表表 2-5 C2H2預(yù)冷器物料平衡表預(yù)冷器物料平衡表進(jìn)料出料物料Fi,j kg/hw%物料Fi,j kg/hw%F111194.99607399.0%F211194.99607399.26%F127.242400450.60%F224.1240110.34%F132.4141330.20%F232.4141330.20

10、%F142.4141330.20%F242.4141330.20%F11207.066741100.%F21203.948351100.00%F3F323.1180871207.0667411207.0667412.3 混合脫水（1）設(shè)計(jì)參數(shù)氯化氫氣進(jìn)口溫度：25；乙炔氣進(jìn)口溫度：5；氣體出口溫度：14；操作壓力：1.6kg/cm2；脫下的水得鹽酸濃度為的 40%鹽酸液（w%）,查得 40%鹽酸液水40%鹽酸液 F6F62;F65進(jìn)口乙炔氣 F2F21;F22;F23;F24混合脫水系統(tǒng)出口混合氣 F5F51;F52 ;F53;F54; F55F52;F65進(jìn)口氯化氫氣 F4F45;F42;F

11、43;F44圖圖 2-22-2 混合脫水混合脫水物料衡算示意圖物料衡算示意圖的飽和蒸氣壓計(jì)算公式 2647lg9.33923PT=- P=156800Pa 40%鹽酸水的飽和蒸汽壓計(jì)算：=9.33923- 2lgoH Op2647(273.15 14)= 0.133373mmHg=17.781621Pa2OH OP=0.0113403%22OH OH OPyP 設(shè)出口處鹽酸中 HCl 為 m kmol/h,H2O 為 n kmol/h。 hFF/kmol499349.10042hkmolFF/896438. 24222 041667. 318/4 . 05 .35/6 . 0nm0041667

12、. 3896438. 2000113403. 0499349.100m55nmnFnF整理得 885476. 2948658. 0665216.965nmF計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2-6。表表 2-62-6 混合脫水物料衡算表混合脫水物料衡算表進(jìn)料出料物料Fi,j kg/hw%物料Fi,j kg/hw%F211194.99607399.26%F511194.99607339.31%F224.1240110.34%F520.1974860.01%F2F232.4141330.20%F5F538.1808560.27%F242.4141330.20%F5425.4810220.84%1203.9483511

13、00.0%F551810.69602859.57%F451845.35105696.00%3039.551465100.00%F4248.0560172.50%F6251.98254240.00%F435.7667220.30%F6534.65502860.00%F4423.0668881.20%F686.637570100.00%F41922.240684100.0%3126.1890353126.1890352.4 轉(zhuǎn)化器（1）設(shè)計(jì)參數(shù)原料氣進(jìn)口溫度：7680；出口溫度：100；操作壓力：1.5kg/cm2；冷卻水進(jìn)口溫度：97；冷卻水出口溫度：100。反應(yīng)轉(zhuǎn)化率:乙炔(C2H2)轉(zhuǎn)化為氯

14、乙烯(VC)： 97%；轉(zhuǎn)化為二氯乙烷(EDC)： 1.1%；原料乙炔和氯化氫氣體中所含水全部轉(zhuǎn)化為乙醛。原料中所 O2全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳。（2）物料衡算在轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行的反應(yīng)有： 2HgCl22280 180C H +HCl()CHCHCl VC 2223C HH OCHCHO22222()C HHClClCHCHCl EDC22COCO轉(zhuǎn)化器中各物料計(jì)算： 生成 VC 的量=45.922939070.97=44.5452509 kmol/h。轉(zhuǎn)化器進(jìn)口混合氣F5F51;F52 ;F53;F54; F55出口合成氣 F7F71;F74;F75;F76; F77;F78; F792-3 轉(zhuǎn)化器物

15、料衡算示意圖轉(zhuǎn)化器物料衡算示意圖1） 2HgCl22 280 180C H+ HCl()CHCHCl VC起始量 45.92293907 49.5665751 0反應(yīng)量 44.5452509 44.5452509 44.5452509剩余量 1.377688172 5.021324203 44.5452509 （kmol/h） 2） 2223C HH OCHCHO起始量 1.377688172 0.010962144 0反應(yīng)量 0.010962144 0.010962144 0.010962144 剩余量 1.366726028 0 0.010962144 （kmol/h） 3） 22222(

16、)C HHClClCHCHCl EDC起始量 1.366726028 5.021324203 0反應(yīng)量 0.50515233 1.010304659 0.50515233 剩余量 0.861573698 4.0110195430 0.50515233 （kmol/h） 4） 22COCO起始量 0.255461013 0反應(yīng)量 0.255461013 0.255461013 剩余量 0 0.255461013 （kmol/h）計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2-7。表表 2-7 轉(zhuǎn)化器物料衡算表轉(zhuǎn)化器物料衡算表進(jìn)料出料物料Fi,j kg/hw%物料Fi,j kg/hw%F511194.99607339.3%F7

17、122.4196710.74%F520.1974860.01%F7425.4833120.84%F538.1808560.27%F75146.5248944.82%F5425.481021690.84%F762786.41030591.58%F551810.69602859.5%F7750.0519781.65%F53039.551465100.%F7F780.4827400.02%固相C3.0661190F7911.2446840.37%3042.6175843042.6175832.5 水洗塔（1）設(shè)計(jì)參數(shù)氣體進(jìn)口溫度：1012；氣體出口溫度：30；吸收水進(jìn)口溫度：510；HCl 脫除率（

18、w%）：96%； 吸收得鹽酸濃度（w%）：22%；操作壓力/kg/cm2：125。（2）物料衡算 轉(zhuǎn)化氣中 96%HCl 被脫除形成 22%的鹽酸，則被溶的鹽酸量為:hF/kg663898.14096. 075需要水量:hkg /717457.498663898.14022. 022. 01鹽酸總量:140.663898+498.717457= 639.3813551kg/h各組分 30時(shí)的水中溶解度見(jiàn)表 2-8。表表 2-82-8 各物質(zhì)各物質(zhì) 3030時(shí)水中溶解度時(shí)水中溶解度組分溶解度（kg/kg 水）溶解量（kg）C2H20.000940.468794N2不溶0VC5.199610-50

19、.025931EDC5.410-32.693074乙醛全溶0.482740CO21.25710-30.6268884.29742830時(shí)，0H2OP0.04325atm4382.30625paP=1.25kg/cm2=122500Pa則水洗塔出口處：進(jìn)口合成氣 F7F71;F74;F75;F76; F77;F78; F79出口合成氣 F9F91;F94;F95;F96; F97;F99,F92吸收水 F8F82水洗塔吸收水 F10F10,2; F10,5；溶解解圖圖 2-42-4 水洗塔物料衡算示意圖水洗塔物料衡算示意圖= 0.0357740H2OH2OPYP出口處干基總量：47.016927

20、kmol/h水洗塔出口處帶出水量：h/g425490.3118035774. 0035774. 0-1016927.47出口鹽酸濃度:%2001. 0%100081747.292995F計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2-9。表表 2-9 水洗塔物料衡算表水洗塔物料衡算表進(jìn)料出料物料Fi,j kg/hw%物料Fi,j kg/hw%F7122.4196710.74%F9121.9508770.75%F7425.4833120.84%F9231.4254901.07%F75146.5248944.82%F9425.4833120.87%F762786.41030591.58%F955.8609960.20%F775

21、0.0519781.65%F962786.38437395.13%F780.4827400.02%F9747.3589041.62%F7911.2446840.37%F9910.6177960.36%F73042.617583100.0%F92929.081747100.00%F8F82530.142947F10,2498.71745777.4792%F10,5140.663898121.8531%溶解4.2974280.6676%F10643.678783100.00%3572.760533572.76053第三章 能量衡算3.1 乙炔預(yù)冷器以 25氣相為基準(zhǔn)，所以1H0條件下的熱容，見(jiàn)表

22、3-1。m255t152表表 3-1 各物質(zhì)各物質(zhì) 15時(shí)的熱容時(shí)的熱容組分 gC2H2H2ON2O2CP（ kal/kg）0.4180.4450.250.22 (4-1) 2iPiHWCt=-10049.56372kcal/h 圖 3-1 乙炔預(yù)冷器能量衡算示意圖 hHTCWHKPOHlOH/kcal771134.1841184. 4)9 .2433(118390. 3)255(445. 0118390. 3298l ,3,22冷凝，123HHHPQ 放熱=11891.33486kcal/h 圖 3-2 水冷焓變過(guò)程 制冷劑為 0冷凍鹽水，CaCl2濃度為 10%，tm=（0+4）/2=2，

23、2時(shí)溶液的比熱為 Cp=0.86 kcal/kg.。 T=QpWCp 制冷劑冷hTCQWPP/kg783389.3456)04(86. 033486.11891冷制冷劑3.2 石墨冷卻器取 25氣相為基準(zhǔn)，H1由乙炔預(yù)冷器算得。H1=-10049.56372 kcal/hH2=0tm=（25-14）/2=5.5條件下，各物質(zhì)熱容見(jiàn)表 3-2。25 H2Og25 H2Ol5 H2OlH3H冷凝H3乙炔出口氣H2O乙炔進(jìn)口氣 表表 3-23-2 各物質(zhì)各物質(zhì) 5.5時(shí)熱容時(shí)熱容 組分 gC2H2HClH2ON2O2Cp（ kal/kg）0.410.190.4420.250.215 hkcaltCW

24、HPi/68548.32845i3圖 3-3 石墨冷卻器能量衡算示意圖hHOH/kcal66829.30797184. 4886.2478982542.512冷凝，因?yàn)閗molQ/kj82156.57001-3-04164. 33-5852.54-048.64852.541000-）（溶解hH/43kcal-12924.289184. 4948658. 082156.57001-溶解又因?yàn)?tm=(25+12)/2=18.5 此溫度時(shí),H2O(g)和 H2O(l)的比熱容為，CpH2O(g)=0.446 kcal/kg CpHCl(g)=0.191kcal/kg hHHtCWHOHPi/kca

25、l40094.44109-28943.12924-66829.30797-655028.34191. 0982542.51446. 025-122i4）（）（溶解冷凝，hHHHHQP/kcal52269.669054321放熱制冷劑用冷凍鹽水，CaCl2濃度為 28.4%，在條件下，溶m3337t352 液比熱為：。根據(jù)能量守恒有 C p=0. 65kcal / kgPQ冷劑放熱W C p T=hTCQWPP/kg89334.25732)37(33(65. 052269.66905放熱冷劑3.3 預(yù)熱器乙炔氣氯化氫氣出口氣體40%鹽酸取-14時(shí)氣相作為基準(zhǔn)。則H1=0計(jì)算H2， 在條件下，各物

26、質(zhì)熱容見(jiàn)表 3-3。m1480t332表表 3-3 各物質(zhì)各物質(zhì) 33時(shí)的熱容時(shí)的熱容組分 gC2H2HClH2ON2O2Cp（ kal/kg）0.4230.1920.4480.2520.247預(yù)熱器采用轉(zhuǎn)化器出口熱水加熱。 2Cp1kcal/kgH O根據(jù)能量守恒有：hkcaltCWHPi/72985.80996i2hHHQ/kcal72985.8099621吸熱 hkgTCQWOPH/18246.20249)9397(172985.809962吸熱冷劑 圖 3-4 預(yù)熱器能量衡算示意圖3.4 轉(zhuǎn)化器取 25時(shí)氣相作為基準(zhǔn)。 1）計(jì)算H1 在條件下，m7625t50.52各物質(zhì)的比熱見(jiàn)表 3

27、-4。 圖 3-5 轉(zhuǎn)化器能量衡算示意圖表表 3-4 各物質(zhì)各物質(zhì) 50.5條件下的熱容條件下的熱容t1=-14H19793t2=80H2100出口氣體76進(jìn)口氣體100水97水組分 gC2H2HClH2ON2O2Cp（ kal/kg）0.4230.1930.450.2510.223hkcalTCWHPi/08702.44026i12）計(jì)算H2同樣在條件下，各物質(zhì)的比熱見(jiàn)表 3-5。m10025t62.52表表 3-5 各物質(zhì)各物質(zhì) 62.5條件下的熱容條件下的熱容組分 gC2H2HClN2VCC2H4Cl2CH3CHOCO2Cp（ kal/kg）0.4250.1940.2520.230.20

28、60.320.218hkcaltCWHPi/51597.52362i23）計(jì)算反應(yīng)熱rH在 25條件下各物質(zhì)生成熱見(jiàn)表 3-6表表 3-63-6 各物質(zhì)各物質(zhì) 25條件下的生成熱條件下的生成熱組分 gC2H2HClH2OVCC2H4Cl2fHm（ kal/mol）54.19-22.062-59.568.4-31.05組分 gCH3CHOCO2CO2fHm（ kal/mol）-39.76-94.05100由物料衡算中可得各反應(yīng)中乙炔反應(yīng)量，以此來(lái)計(jì)算rH。 (3-2) 2HgCl22280 180C H +HCl()CHCHCl VC molkcalHHBmfBm/728.23)(1此反應(yīng) C2

29、H2反應(yīng)量為 44.5452509 kmol/h hkcalrH/713.10569695452509.441000728.231 (3-3) 2223C HH OCHCHOmolkcalHHBmfBm/39.34)(2此反應(yīng) C2H2反應(yīng)量為 0.010962kmol/hhkcalrH/98813.376010962. 0100039.342 (3-4) 22222()C HHClClCHCHCl EDCmolkcalHHBmfBm/-41.116)(3此反應(yīng) C2H2反應(yīng)量0.505152kmol/hhkcalrH/84319.20769505152. 01000116.413 (3-5)

30、22COCOmolkcalHHBmfBm/-94.051)(4C 的反應(yīng)量為0.255461kmol/hhkcalrH/36372.2402625546101000051.944。hkcalHHi/08-1102142.9反應(yīng)中放出的總熱量：hHHHQ/kcal337.1110479-21放熱4）反應(yīng)器熱向環(huán)境散熱量約占反應(yīng)放熱總量的 20% hQQ/kcal8675.2220952 . 0放熱熱損則熱水帶走的熱量為：hQQQ/kcal4698.888383-熱損放因?yàn)檫M(jìn)口熱水溫度為 97，出口為 100。 1/Cpkcal kg水則所需總熱水量：hkgCQWP/8233.296127)971

31、00(14698.888383t水水3.5 石墨冷卻器取 70氣相為基準(zhǔn) H1=0。在條件下，各物質(zhì)熱容見(jiàn)表 3-7。m70 10t402表表 4-7 各物質(zhì)各物質(zhì) 40條件下的熱容條件下的熱容組分 gC2H2HClN2VCCp（ kal/kg）0.42250.1920.250.215組分 gC2H4Cl2CH3CHOCO2Cp（ kal/kg）0.20.310.215hkcaltCWHPi/90717.39337-i2hHHQ/kcal90717.39337-21放熱 再用 0的冷凍鹽水作冷劑， 在圖 3-6 石墨冷卻器能量衡算示意圖 條件下，Cp=0.86kcal/kgm04t22 hkg

32、CQWP/43813.11435)04(86. 090717.39337t冷劑t2=10H204t1=70H1第四章第四章 設(shè)備計(jì)算與選型設(shè)備計(jì)算與選型4.1反應(yīng)器的計(jì)算與選型設(shè)計(jì)選用列管組裝對(duì)外換熱式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器規(guī)格為：外徑 ，列管數(shù) 610 根，列管規(guī)格：57mm3.5mm，管長(zhǎng)：3m，內(nèi)裝催化2.4mD外=劑。床層空隙率：B=0.34；床層密度：400kg/m3；裝料系數(shù)：0.99。設(shè)計(jì)條件下的反應(yīng)速率-rA與轉(zhuǎn)化率 xA的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 。表表 設(shè)計(jì)條件下的反應(yīng)速率設(shè)計(jì)條件下的反應(yīng)速率- -rA與轉(zhuǎn)化率與轉(zhuǎn)化率 xA的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)XA00.10.20.30.40.50.60

33、.70.80.8910.982-rA10-3kmol/h.kgcat20.6319.0217.7116.5815.0112.911.028.96.32.9990.1365運(yùn)用辛普生公式（拋物線法）計(jì)算： (4-1)0AxAOAWdxFr30.11111111114210320.636.319.0216.5812.98.917.7115.0111.0261.54. /kgcat h kmol30.091111410267.4949675. /36.32.9990.1365kgcat h kmol 61.54267.4949675329.0349675. /AOWkgcat h kmolFhFHC

34、/kmol922939.4522kgcatW25276450349675.3293400/Bkg m22022111() ()()2()4()3nnbAAAAniiaiihf xdxf xf xf xf x所以， 3cat77563191.3740025276.15110mWVcat 315720395.3899. 077563191.3799. 0mVVcatR單臺(tái)反應(yīng)器裝填催化劑體積為：32m3715098. 234. 0-14610305. 0）（V則所需則所需反應(yīng)器臺(tái)數(shù)為：臺(tái)1708983608.163715098. 215720395.38VVnR分為兩組，

35、組內(nèi)并聯(lián)，組間串聯(lián)。4.2 傳熱設(shè)備的計(jì)算與計(jì)算與選型熱量計(jì)算公式： (4-2) mQKAt=D需（1）乙炔預(yù)冷器管程：低溫流體，冷劑：0冷凍鹽水 進(jìn)口 0，出口 4。殼程：高溫流體， 乙炔氣，進(jìn)口溫度 25 ，出口溫度 5。傳熱量: 11891.33486kcal/h選用雙管程單殼程換熱器 (4-3)12112mttttlnt-=DDDDD(254)(50)11.149225450ln-=-R =熱流體溫降冷流體溫升25 554 0=-P =冷流體溫升兩流體最初溫差4 00.1625 0=- 查得：0.8mteD= (4-4)91936. 81492.118 . 0t1mDmDteDtm2/

36、kcal30mhK21440165.4491936. 83033486.11891tmKDQAm傳熱面積擴(kuò)大 1.2 倍，則214836297.532.1mAA選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)換熱器：DN500，A 56.6m2，L4500。（2）石墨冷卻器管程：高溫流體 混合氣 進(jìn)口 12，出口 -14。殼程：低溫流體 -35冷凍鹽水 進(jìn)口-37，出口-33。傳熱量：66905.52269kcal/h778665.32)37(14()33(12(ln)37(14()33(12(lnt21211mDtDtDtDtD5 . 637-33)14(12）（冷流體溫升熱流體溫降R0816. 037-1237-33）（）（

37、兩流體最初溫差冷流體溫升P查得：5 . 0eDtm389333.16778665.325 . 0t1mDmDteDtm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選. hmK2/kcal5521222916.74778665.325 . 05552269.66905tmKDQAm21067499.892 . 1mAA選標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)換熱器： DN600，A109.3m2，L3000。（3）預(yù)熱器管程：高溫流體 熱氣 進(jìn)口 97，出口 93殼程：低溫流體 混合器 進(jìn)口-14，出口 80傳熱量：80996.72985kcal/h）（923267.48)14(93()8097(ln14-93()8097(lnt21211mDtDtDtDtD04256. 014-8093-97）（冷流體溫升熱流體溫降R8468. 014-9714-80）（）（兩流體最初溫差冷流體溫升P 查得： 98. 0eDtm944802.47923267.4898. 0t1mDmDteDtm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選hmK2/kcal9021770829.18944802.4790729