化工畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)6萬噸丙烯腈合成工段的初步設(shè)計說明

1、畢業(yè)設(shè)計論文年產(chǎn)6萬噸摘 要丙烯腈是重要的石油化工產(chǎn)品，是合成腈綸、丁腈橡膠和合成塑料的重要單體。本品原料來源豐富，采用氨氧化法生產(chǎn)氮化丙烯。從原料加工到丙烯腈合成裝置主機，進行了物料與能量平衡、空氣加熱器、丙烯蒸發(fā)器、氨蒸發(fā)器的工藝計算，制定了傳熱區(qū)部分設(shè)備，并進行了初步設(shè)計原料工藝完成。關(guān)鍵詞丙烯腈；丙烯的氨氧化；生產(chǎn);設(shè)計目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc31484 1 條評論介紹 PAGEREF _Toc31484 1 HYPERLINK l _Toc31244 1.1我們的產(chǎn)品生產(chǎn) PAGEREF _Toc31244 1 HYPERLINK l _Toc

2、1783 1.2 在線生產(chǎn)卡車卡車 PAGEREF _Toc1783 2 HYPERLINK l _Toc4054 1.2.1 丙烯腈的性質(zhì)和用途 PAGEREF _Toc4054 2 HYPERLINK l _Toc15497 1.2.2 丙烯腈 PAGEREF _Toc15497 3的生產(chǎn)方法 HYPERLINK l _Toc7661 1.2.3 反應(yīng)原理 PAGEREF _Toc7661 3 HYPERLINK l _Toc19192 1.2.4 運行條件 PAGEREF _Toc19192 4 HYPERLINK l _Toc31014 1.2.5 工藝流程 PAGEREF _Toc3

3、1014 6 HYPERLINK l _Toc5085 1.2.6 典型設(shè)備流化床反應(yīng)器 PAGEREF _Toc5085 8 HYPERLINK l _Toc17509 2 總體方案工藝設(shè)計 PAGEREF _Toc17509 10 HYPERLINK l _Toc8056 2.1 設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc8056 10 HYPERLINK l _Toc15402 2.2 工藝確定 PAGEREF _Toc15402 10 HYPERLINK l _Toc16514 3 工藝設(shè)計計算 PAGEREF _Toc16514 12 HYPERLINK l _Toc14241 3.1 物質(zhì)

4、平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc14241 12 HYPERLINK l _Toc19331 3.1.1 反應(yīng)器物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc19331 12 HYPERLINK l _Toc21263 3.1.2 余熱鍋爐物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc21263 15 HYPERLINK l _Toc9729 3.1.3 空氣飽和塔物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc9729 16 HYPERLINK l _Toc5847 3.1.4 氨中和塔物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc5847 18 HYPERLINK l _Toc21506 3.1.5

5、換熱器物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc21506 22 HYPERLINK l _Toc18280 3.1.6 吸水塔物料平衡和熱平衡 PAGEREF _Toc18280 22 HYPERLINK l _Toc7859 3.1.7 氣水飽和塔釜液罐 PAGEREF _Toc7859 24 HYPERLINK l _Toc11727 3.1.8 丙烯蒸發(fā)器熱平衡 PAGEREF _Toc11727 25 HYPERLINK l _Toc1330 3.1.9 丙烯過濾器熱平衡 PAGEREF _Toc1330 25 HYPERLINK l _Toc26064 3.1.10 氨蒸發(fā)器熱平衡

6、 PAGEREF _Toc26064 26 HYPERLINK l _Toc28884 3.1.11 氣氨過熱器 PAGEREF _Toc28884 26 HYPERLINK l _Toc26019 3.1.12 混合器 PAGEREF _Toc26019 26 HYPERLINK l _Toc12373 3.1.13 空氣加熱器的熱平衡 PAGEREF _Toc12373 27 HYPERLINK l _Toc21712 3.2 主要設(shè)備工藝計算 PAGEREF _Toc21712 28 HYPERLINK l _Toc6617 3.2.1 流化床合成反應(yīng)器 PAGEREF _Toc6617

7、 28 HYPERLINK l _Toc12995 3.2.2 空氣飽和塔 PAGEREF _Toc12995 29 HYPERLINK l _Toc29096 3.2.3 丙烯蒸發(fā)器 PAGEREF _Toc29096 32 HYPERLINK l _Toc4867 4 車間布局設(shè)計 PAGEREF _Toc4867 34 HYPERLINK l _Toc25603 4.1 廠房 PAGEREF _Toc25603 34 HYPERLINK l _Toc9275 4.2 生產(chǎn)操作 PAGEREF _Toc9275 34 HYPERLINK l _Toc4756 4.3 設(shè)備裝飾 PAGERE

8、F _Toc4756 34 HYPERLINK l _Toc8311 4.4 安全要求 PAGEREF _Toc8311 35 HYPERLINK l _Toc31285 4.5 車間布局說明 PAGEREF _Toc31285 35 HYPERLINK l _Toc30777 5環(huán)境保護和安全措施要求 PAGEREF _Toc30777 36 HYPERLINK l _Toc23592 5.1 丙烯腈生產(chǎn)三廢處理 PAGEREF _Toc23592 36 HYPERLINK l _Toc22359 5.2 生產(chǎn)安全及防護措施 PAGEREF _Toc22359 36 HYPERLINK l

9、_Toc28163 6 結(jié)論 PAGEREF _Toc28163 38 HYPERLINK l _Toc22985 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc22985 39 HYPERLINK l _Toc28103 到 PAGEREF _Toc28103 40 HYPERLINK l _Toc14279 附錄 PAGEREF _Toc14279 411 丙烯腈簡介丙烯腈是一種無色易燃易爆液體，有刺激性氣味。在常溫常壓下能自聚合變黃。由于含有-CN，因此具有劇毒，空氣中最高內(nèi)容濃度為45ppm。是重要的基礎(chǔ)有機原料之一。與丁二烯共聚生成丁腈橡膠，是三大合成材料的重要單體。丙烯腈用途廣泛。世界上大多數(shù)

10、國家50%以上的丙烯腈用于生產(chǎn)腈綸。我國用于生產(chǎn)腈綸纖維的丙烯腈占80%以上。此外，丙烯腈還用于生產(chǎn)ABS、AS、丙烯酰胺、丁腈橡膠和丁腈膠乳、己二腈/六亞甲基二胺、丙烯腈阻隔樹脂、聚丙烯腈碳纖維等。生產(chǎn)丙烯腈的方法主要有環(huán)氧乙烷法、乙炔法和丙烯氨氧化法。前兩種方法都需要以劇毒的HCN為原料，因為原料昂貴，生產(chǎn)成本高，限制了丙烯腈生產(chǎn)的發(fā)展。丙烯氨氧化法具有原料便宜易得、一步合成、投資少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，已得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計采用丙烷氨氧化法：即丙烷在催化劑作用下與氨和氧氣（或空氣）反應(yīng)合成丙烯腈。1.1丙烯產(chǎn)品生產(chǎn)丙烯的主要來源有兩種，一種是從煉油廠的裂化裝置回收煉廠氣；二是石油烴裂解聯(lián)產(chǎn)

11、乙烯。大多數(shù)丙烯一直來自煉油廠。近年來，由于裂解裝置的快速建設(shè)，丙烯產(chǎn)量快速增長。與世界市場一樣，近年來中國丙烯的發(fā)展速度逐漸超過乙烯。 2000年我國乙烯需求量為478.89萬噸，而丙烯需求量達(dá)到498.85萬噸，首次超過乙烯，之后丙烯需求量保持在乙烯之上。與乙烯類似，由于分子中含有雙鍵和-活性氫，丙烯具有很高的化學(xué)反應(yīng)性。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過丙烯的加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、羧基化、烷基化和聚合反應(yīng)，可以得到一系列有價值的衍生物。丙烯是生產(chǎn)聚丙烯、異丙苯、羰基醇、丙烯腈、環(huán)氧丙烷、丙烯酸、異丙醇等的重要有機化工原料。聚丙烯是我國最大的丙烯消費衍生物。 2003年我國聚丙烯產(chǎn)量445.5萬噸，丙烯消費

12、量約444萬噸，占全國丙烯消費總量的72.1% 。比2003年增加約8.1% ；丙烯腈是中國第二大丙烯衍生物。 2003年我國丙烯腈產(chǎn)量約56萬噸，丙烯消費量約62.7萬噸，約占全國丙烯消費總量的10.2%。 % ; 2004年產(chǎn)量約58萬噸，丙烯消費量約65萬噸，比2003年增長約3.7% ；環(huán)氧丙烷是中國丙烯的第三大消費衍生物。約39.8萬噸，丙烯消費量約35.8萬噸，約占全國丙烯消費總量的5.8% ； 2004年產(chǎn)量約42萬噸，消耗丙烯約37.8萬噸，比2003年增長約13.1% ；丁醇和辛醇也是丙烯的主要衍生物之一。 2003年我國丁醇和辛醇總產(chǎn)量約45.35萬噸，丙烯總消費量約40.

13、7萬噸，約占全國丙烯消費總量的6.6% ； 2004年總產(chǎn)量44.91萬噸，總消耗丙烯約40.3萬噸，比2003年下降約1.0% ； 2003年，用于生產(chǎn)苯酚、丙酮、丙烯酸等其他化工產(chǎn)品的丙烯消費量約為10.9萬噸，約占全國丙烯的10.9萬噸?？傁M量的1.8% ； 2004年消費量約為11.5萬噸。目前，我國主要丙烯衍生物的自給率還很低，需要大量進口來維持國家供需平衡，這為我國丙烯生產(chǎn)提供了廣闊的發(fā)展空間。然而，這些發(fā)展空間并非中國企業(yè)獨有，而是將為國外石化企業(yè)帶來共同的發(fā)展機遇。事實上，目前，我國周邊主要的丙烯生產(chǎn)國家和地區(qū)均處于丙烯及其衍生物的凈出口地位，大量出口到我國。中東新增丙烯產(chǎn)能

14、很大一部分也是針對中國市場，未來中國市場將面臨激烈競爭。1.2丙烯氨氧化制丙烯腈1.2.1丙烯腈的性質(zhì)和用途丙烯腈在常溫下為無色透明液體，味甜，微臭。沸點77.5，凝固點-83.3，閃點0，自燃點481。溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有機溶劑，與水部分混溶，20水中溶解度7.3%（w），水在丙烯腈中溶解度3.1%（w ）。其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為 3.05 至 17.5% (v)。丙烯腈與水、苯、四氯化碳、甲醇、異丙醇等會形成二元共沸物，與水的共沸物為71，共沸物中丙烯腈的含量為88%（w），在存在也可形成苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯-水三元共沸物。丙烯腈劇毒，其毒性約為氫氰酸

15、的十分之一。低濃度可灼傷皮膚和刺激黏膜。長期吸入其蒸氣可引起惡心、嘔吐、頭暈、乏力等，在運輸和運輸過程中，應(yīng)采取嚴(yán)格的安全防范措施，工作場所丙烯腈的內(nèi)容濃度為0.002mg/L。丙烯腈有兩個不飽和鍵，雙鍵()和氰基()，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，能發(fā)生聚合、加成、水解、醇解等反應(yīng)。聚合反應(yīng)發(fā)生在丙烯腈的C=C雙鍵上，純丙烯腈在光的作用下可自行聚合，因此通常在成品丙烯腈中加入少量阻聚劑，如對苯二酚甲醚。 （阻聚劑MEHQ）、對苯二酚、氯化亞銅和胺類化合物等。丙烯腈除自聚外，還可與苯乙烯、丁二烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一種或多種發(fā)生共聚反應(yīng)，從而生產(chǎn)各種合成纖維、合成橡膠、塑料、涂料和粘合劑等

16、。丙烯腈是三大合成中的重要單體，主要用于生產(chǎn)聚丙烯腈纖維（商品名“腈綸”）。其次，用于生產(chǎn)ABS樹脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）和合成橡膠（丙烯腈-丁二烯共聚物）。丙烯腈水解得到的丙烯酸是合成丙烯酸樹脂的單體。丙烯腈電解加氫偶聯(lián)得到的己二腈是生產(chǎn)尼龍66的原料。1.2.2丙烯腈的生產(chǎn)方法1960年以前，丙烯腈的生產(chǎn)方法有三種。(1)環(huán)氧乙烷法以環(huán)氧乙烷和氫氰酸為原料，經(jīng)兩步反應(yīng)合成丙烯腈。(2)乙醛法(3)乙炔法1952年以后，世界各國相繼建立了以乙炔和氫氰酸為原料合成丙烯腈的工廠。與上述兩種方法相比，該方法技術(shù)先進，工藝簡單，但丙烯腈分離提純困難，生產(chǎn)電石需要大量電能。盡管這種方法已被世

17、界各國廣泛采用，但生產(chǎn)的發(fā)展受到區(qū)域資源的限制。由于上述生產(chǎn)方法原料價格昂貴，需要以劇毒HCN為原料引入-CN堿，生產(chǎn)成本高。限制丙烯腈生產(chǎn)的發(fā)展。 1959年，研制成功丙烯氨氧化的新方法一步合成丙烯腈。該方法具有原料便宜易得、工藝流程簡單、設(shè)備投資少、產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，迅速取代乙炔法，迅速推動了丙烯腈生產(chǎn)的發(fā)展，成為世界各國生產(chǎn)丙烯腈的主要方法。1.2.3反應(yīng)原理(1) 主副反應(yīng)主要反應(yīng)：CH=CH-CH 3 + NH 3 +3/2O 2 CH 2 =CH-CN + 3H 2 O丙烯、氨和氧在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，除丙烯腈外，還有很多副產(chǎn)物。副作用：CH 2 =CH

18、CH 3 + 3NH 3 + 3O 2 3HCN + 6H 2 O生成的氫氰酸約占丙烯腈質(zhì)量的1/6。CH 2 =CHCH 3 +3/2NH 3 +3/2O 2 3/2CH 3 CN + 3H 2 O生成的乙腈量約占丙烯腈質(zhì)量的1/7 。CH 2 =CHCH 3 + O 2 CH 2 =CHCHO + H 2 O丙烯醛的產(chǎn)量約占丙烯腈質(zhì)量的1/100CH 2 =CHCH 3 + 9/2O 2 3CO 2 + 3H 2 O二氧化碳的產(chǎn)生約占丙烯腈質(zhì)量的1/4，是最大的副產(chǎn)物。上述副反應(yīng)均為強放熱反應(yīng)，尤其是深度氧化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，副產(chǎn)物的形成必然會降低目標(biāo)產(chǎn)物的收率。這不僅浪費原料，而且使產(chǎn)

19、品成分復(fù)雜化，給分離提純帶來困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了減少副反應(yīng)，提高目標(biāo)產(chǎn)物的收率，除了考慮合理的工藝流程和設(shè)備強化外，關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。所使用的催化劑必須具有較低的主反應(yīng)活化能，以便反應(yīng)可以在較低的溫度下進行。動力學(xué)上抑制了熱力學(xué)上更有利的副反應(yīng)，例如深度氧化。(2) 催化劑工業(yè)上丙烯氨氧化的催化劑主要有兩種，一種是配合酸的鹽類（鉬系），如磷鉬酸鉍、磷鎢酸鉍等；另一種是重金屬的氧化物或幾種金屬氧化物（銻系）的混合物，如Sb、Mo、Bi、V、W、Ce、U、Fe、Co、Ni、Te或Sb的氧化物Sn 氧化物、SbU 氧化物等我國目前主要使用第一類催化劑。鉬系列的代表催化劑有美國Sohio公司

20、的C-41、C-49和我國的MB-82、MB-86。一般認(rèn)為Mo-Bi為主催化劑，P-Ce為助催化劑，可以提高催化劑的活性，延長催化劑的壽命。就質(zhì)量而言，Mo-Bi 占活性成分的大部分。雖然單一的MoO 3 具有一定的催化活性，但其選擇性較差，單一的BiO 3對丙烯腈的形成沒有催化活性，只有兩者結(jié)合才表現(xiàn)出較好的活性、選擇性和穩(wěn)定性。 P-Ce單獨使用時，反應(yīng)不能加速或很少加速，但與Mo-Bi結(jié)合使用時，可以提高MO-Bi催化劑的性能。一般來說，助催化劑的用量在5%以下。載體的選擇也很重要。由于反應(yīng)強烈放熱，因此在工業(yè)生產(chǎn)中使用流化床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器要求催化劑強度高，耐磨性好，因此采用粗孔

21、微球硅膠作為催化劑載體。1.2.4運行條件（一）原料純度原料丙烯由烴裂解氣或催化裂解氣得到，雜質(zhì)可以是碳2、丙烷和碳4，還可能有硫化物。丙烷和其他烷烴對反應(yīng)沒有影響，它們的存在只會稀釋濃度。事實上，含有50%丙烯的丙烯-丙烷餾分也可以作為原料。乙烯在氨氧化反應(yīng)中的活性不如丙烯，因為它沒有活性-H。一般來說，少量乙烯的存在對反應(yīng)沒有不利影響。但丁烯或高級烯烴的存在會給反應(yīng)帶來不利影響，因為丁烯或高級烯烴比丙烯更容易被氧化，會消耗原料中的氧氣，甚至造成缺氧，降低催化劑的活性；正丁烯氧化生成甲基乙烯酮（沸點80），異丁烯氨氧化生成甲基丙烯腈（沸點90），沸點接近丙烯腈沸點，給提純帶來困難丙烯腈。因此

22、，必須控制丙烯中丁烯或高級烯烴的含量。硫化物的存在會降低催化劑的活性，應(yīng)提前除去。(2)原料配比合理的原料配比是保證丙烯腈合成反應(yīng)穩(wěn)定、副反應(yīng)少、消耗定額低、操作安全的重要因素。因此，嚴(yán)格控制進入反應(yīng)器的每種材料的流量是非常重要的。一個。丙烯與氨的比（氨比） 在實際進料中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氨比小于理論值1:1時，生成的副產(chǎn)物丙烯醛較多，氨的量至少相等到理論比值。但過多使用不經(jīng)濟，不僅增加氨的消耗量，而且增加硫酸的消耗量。因為過量的氨需要用硫酸中和，也增加了氨中和塔的負(fù)擔(dān)。因此，丙烯與氨的摩爾比應(yīng)控制在理論值或略大于理論值，即丙烯：氨=1：11.2左右。灣。丙烯與空氣的比例（氧氣比） 丙烯氨氧化所需的氧氣

23、是由空氣帶入的。目前工業(yè)上使用的丙烯與氧氣的摩爾比約為1：23（大于理論值1：1.5）。使用大于理論值的氧比主要是為了保護催化劑免受缺氧的影響。滅活。如果催化劑在反應(yīng)過程中短時間內(nèi)因缺氧而活性降低，可通入540的空氣使其再生，恢復(fù)活性。但是，如果催化劑在缺氧條件下長時間運行，即使再生后活性也不能完全恢復(fù)。因此，生產(chǎn)中應(yīng)保持反應(yīng)氣體中氧含量為 2%（按體積計）。但空氣過多也會帶來一些問題，如降低丙烯濃度，影響反應(yīng)速度，從而降低反應(yīng)器的生產(chǎn)能力；反應(yīng)產(chǎn)物離開催化劑床層后，繼續(xù)發(fā)生深度氧化反應(yīng)，降低了選擇性；耗電量增加；反應(yīng)器出水產(chǎn)物濃度降低，影響產(chǎn)物的回收率。因此，空氣量應(yīng)該有一個合適的值。C。丙

24、烯與水蒸氣的比（水比） 丙烯氨氧化的主要反應(yīng)不需要水蒸氣參與。但根據(jù)反應(yīng)的特點，在原料中加入一定量的水蒸氣有很多好處，比如促進產(chǎn)物從催化劑表面脫附，從而避免丙烯腈的深度氧化；如果不加水蒸氣，丙烯和空氣的比例剛好在爆炸范圍內(nèi)，加水蒸氣有利于保證生產(chǎn)安全；水蒸氣的熱容量大，是很好的稀釋劑。加入水蒸氣可帶走大量反應(yīng)熱，使反應(yīng)溫度易于控制；添加水蒸氣可以去除催化劑表面的積碳。另一方面，水汽的加入必然會降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，增加電耗。當(dāng)催化劑活性高時，可以不添加水蒸氣。因此，趨勢是改進催化劑性能，從而減少或不添加蒸汽。從目前工業(yè)生產(chǎn)情況看，丙烯與添加水蒸氣的摩爾比為1：3時，整體效果較好。(3) 反應(yīng)溫度

25、溫度是影響丙烯氨氧化的重要因素。當(dāng)溫度低于350時，幾乎不生成丙烯腈。為了獲得高收率的丙烯腈，必須控制較高的反應(yīng)溫度。溫度的變化對丙烯的轉(zhuǎn)化率、丙烯腈的收率、副產(chǎn)物氫氰酸和乙腈的收率、催化劑的時空收率都有影響。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時，丙烯的轉(zhuǎn)化率和丙烯腈的收率顯著提高，副產(chǎn)物乙腈和氫氰酸的收率提高。隨著溫度的升高，丙烯腈收率和乙腈收率均出現(xiàn)最大值。丙烯腈收率最大值對應(yīng)的溫度約為460，乙腈收率最大值對應(yīng)的溫度約為460。約 417C。生產(chǎn)常在460左右進行。另外，反應(yīng)溫度高于457時，丙烯易與氧氣反應(yīng)生成大量CO 2 ，放熱大，反應(yīng)溫度很難控制。此外，過高的溫度也會降低催化劑的穩(wěn)定性。(4) 接觸時

26、間丙烯氨氧化反應(yīng)為氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)在催化劑表面進行。因此，原料氣與催化劑必須有一定的接觸時間，使原料氣盡可能地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物。一般來說，適當(dāng)增加接觸時間，可以提高丙烯的轉(zhuǎn)化率和丙烯腈的收率，而副產(chǎn)物乙腈、氫氰酸和丙烯醛的收率變化不大，有利于生產(chǎn)。然而，增加接觸時間是有限度的。接觸時間過長會增加丙烯腈深度氧化的機會，從而降低丙烯腈的收率。同時，接觸時間過長會降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，并且由于廢氣中氧含量的降低，催化劑活性會降低，所以接觸時間一般為5-10s。(5) 反應(yīng)壓力丙烯氨氧化制丙烯腈是減容反應(yīng)，增加壓力可以提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。同時，增加壓力還可以增加氣體的相對密度，從而可以相應(yīng)提高設(shè)備的

27、生產(chǎn)能力。但實驗表明加壓反應(yīng)的效果不如常壓理想。這可能是因為加壓更有利于副反應(yīng)，反而降低了丙烯腈的收率。因此，船舶在大氣壓下運行，適當(dāng)?shù)募訅褐皇菫榱丝朔蠓皆O(shè)備和管道的阻力。1.2.5工藝流程丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的工藝流程如圖1-1所示。圖1-1 丙烯氨氧化合成丙烯腈工藝流程圖1-反應(yīng)器； 2-旋風(fēng)分離器； 3、10、11、16、22、25頂氣冷凝器； 4-淬火塔； 5-吸水塔； 6-淬火塔靜液泵； 7-8-回收塔； 9、20-塔釜液泵； 12、17層； 13、19-油層抽取泵； 14-乙腈塔； 15-脫氰塔； 18、24、30-塔底再沸器； 21 - 成品塔； 23 - 成品塔側(cè)取冷卻器；

28、26 - 吸收塔側(cè)抽泵； 27 - 吸收塔側(cè)冷卻器； 28 - 氨蒸發(fā)器； 29-丙烯蒸發(fā)裝置原料丙烯經(jīng)蒸發(fā)器（29）蒸發(fā)，氨經(jīng)蒸發(fā)器（28）蒸發(fā)后過熱混合，從流化床底部經(jīng)配氣板進入反應(yīng)器（1），原料空氣經(jīng)空氣壓縮機過濾送入反應(yīng)器（1）錐底，在催化劑作用下，在流化床反應(yīng)器中進行氨氧化反應(yīng)。反應(yīng)尾氣通過旋風(fēng)分離器（2）捕獲生成氣體夾帶的催化劑顆粒，然后進入尾氣冷卻器（3）用水冷卻，然后進入急冷塔（4）。氨氧化反應(yīng)放出大量熱量。為保持床層溫度穩(wěn)定，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的U型冷卻管，通入高壓熱水，利用水的汽化潛熱帶走反應(yīng)熱。反應(yīng)后的氣體進入急冷塔（4），被高密度噴淋的循環(huán)水冷卻。反應(yīng)器流出物含有少

29、量未反應(yīng)的氨，必須除去。因為在氨的存在下，在堿性介質(zhì)中會發(fā)生一些不希望發(fā)生的反應(yīng)，如氫氰酸聚合、丙烯醛聚合、氫氰酸與丙烯醛加成生成氰醇、氫氰酸與丙烯腈加成生成氰醇等。生成丁二腈與氨、丙烯腈反應(yīng)生成氨基丙腈等。生成的聚合物堵塞管道，各種加成反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)物丙烯腈和副產(chǎn)物氫氰酸的損失。因此，需要在冷卻的同時向塔中加入硫酸以中和未反應(yīng)的氨。工業(yè)上硫酸的濃度約為1.5%（w），中和過程也是反應(yīng)物料的冷卻過程，所以急冷塔又稱為氨中和塔。反應(yīng)物經(jīng)急冷塔除去未反應(yīng)的氨，冷卻至40左右后進入吸水塔（5），利用合成氣中的丙烯腈、氫氰酸、乙腈等產(chǎn)物，在水溶性方面與其他氣體有很大不同。大原則是以水為吸收劑回收合成產(chǎn)品。

30、通常合成氣從塔釜進入，水從塔頂加入，使它們逆流接觸，提高吸收效率。吸收產(chǎn)品后的吸收液不應(yīng)呈堿性，將含有氰化物等有機物的吸收液從吸收塔蒸餾器抽至回收塔（8）。其他氣體從塔頂排出，要求排出氣體中丙烯腈和氫氰酸的含量小于210 -5 。丙烯腈水溶液中含有多種副產(chǎn)物，包括少量的乙腈、氫氰酸和少量的丙烯醛、丙腈等。在眾多雜質(zhì)中，乙腈和丙烯腈的分離最為困難。因為乙腈和丙烯腈的沸點相差只有4，如果用總則精餾方法，估計精餾塔應(yīng)該有150多塊塔板，這樣的高塔設(shè)備不適合工業(yè)化生產(chǎn)。目前，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用共沸蒸餾。在塔頂?shù)玫奖╇婧退墓卜形?，在塔底得到乙腈和大量水。吸收液中的丙烯腈和乙腈?jīng)回收塔（8）分離，

31、回收塔側(cè)線氣相抽出的含有乙腈和水蒸氣的混合物送入乙腈塔（14）的釜中) 回收副產(chǎn)品乙腈；乙腈-水混合蒸汽冷凝冷卻后送入乙腈回收系統(tǒng)回收或燃燒。乙腈塔釜液可提純得到含有少量有機物的水，這部分水作為補充水返回回收塔（8）。從回收塔頂部蒸餾出來的丙烯腈、氫氰酸、水等的混合物冷凝冷卻后進入分層器（12）。上述混合物按密度不同分為油相和水相。水相中含有一部分丙烯腈、氫氰酸等物質(zhì)，經(jīng)泵送至脫氰塔(14)，除去氫氰酸。回收塔中含有少量重組分的水仍被送至廢水處理系統(tǒng)。含有丙烯腈、氫氰酸、水等物質(zhì)的物料進入脫氰塔（15），經(jīng)再沸器加熱，使輕組分氫氰酸從塔頂蒸發(fā)，冷凝冷卻后送至后處理.從脫氰塔側(cè)線抽出的丙烯腈、水

32、和少量氫氰酸的混合物在分層裝置（17）中分層，富水相送入驟冷塔或回收塔回收氰化物，然后泵送富含丙烯腈的相。送回塔進一步脫水，將塔底純度較高的丙烯腈料液泵送至成品塔（21）。從成品塔頂部蒸出的蒸汽冷凝后進入塔頂回流。從成品塔釜抽出的含有重組分的丙烯腈料液送至驟冷塔回收丙烯腈，成品丙烯腈由成品塔側(cè)線抽出。冷卻后送入成品中間罐。1.2.6典型設(shè)備流化床反應(yīng)器丙烯氨氧化反應(yīng)裝置大多采用流化床反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。流化床反應(yīng)器按其形狀和功能分為三部分，即床底段、反應(yīng)段和膨脹段。床的底部是反應(yīng)器的下部。許多流化床的底部是圓錐形的，所以也叫圓錐形。該部分有供氣管、防爆孔、催化劑排放管、配氣板等部件。

33、床底段主要起原料氣的預(yù)分配作用，配氣板不僅使氣體分布均勻，而且還支持催化劑的堆積。反應(yīng)段是反應(yīng)器中間的圓柱形部分，其作用是為化學(xué)反應(yīng)提供足夠的反應(yīng)空間，以完成化學(xué)反應(yīng)。催化劑因氣體的吹動而流化，主要集中在這部分，催化劑顆粒的聚集密度最大，故又稱密相段。為了排出反應(yīng)放出的熱量，在密相段設(shè)置一定數(shù)量的垂直U型管，管內(nèi)通入高壓軟水，反應(yīng)熱由反應(yīng)堆帶出。水汽化，產(chǎn)生的蒸汽可用作能源。放大段是指反應(yīng)器上部略大于反應(yīng)段直徑的部分，其中安裝有串聯(lián)成兩級或三級的旋風(fēng)分離器。放大段催化劑的聚集密度較小，故又稱稀相段。圖12丙烯氨氧化流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖1第一級旋風(fēng)分離器；2第二級旋風(fēng)分離器；3第三級旋風(fēng)分離器；4

34、三級料腿；5二級料腿；6一級料腿；7氣體分布板；2 總體方案工藝設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù)（1）設(shè)計項目名稱丙烯腈合成工段初步設(shè)計。(2)生產(chǎn)方法 以丙烯、氨和空氣為原料，通過丙烯氨氧化合成丙烯腈。（3）丙烯腈年生產(chǎn)能力6萬噸。(4)原料組成液態(tài)丙烯原料含有85%(mol)丙烯和15%(mol)丙烷；液氨原料中氨含量為100%。(5)該段產(chǎn)品為丙烯腈水溶液，含丙烯腈1.8%(wt)。2.2 工藝確定液丙烯和液氨分別通過丙烯汽化器和氨汽化器汽化，然后經(jīng)過丙烯過熱器和氨氣過熱過熱到所需溫度后進入混合器：壓縮空氣先經(jīng)過空氣飽和塔加濕，空氣經(jīng)過加熱器預(yù)熱到一定溫度后，進入攪拌機?；旌蠚獬隹诘母邷貧怏w通過余熱

35、鍋爐回收熱量，氣體冷卻至230左右進入氨中和塔。在7080，用硫酸吸收反應(yīng)器出口氣體中未反應(yīng)的氨氣，吸收中和塔底部的內(nèi)容物。硫酸銨酸液經(jīng)冷卻脫除后返回塔頂循環(huán)使用。同時補充部分新鮮酸液，部分含硫酸銨廢液從塔釜中排出。中和塔出口的氣體通過換熱器。冷卻后進入吸水塔，在510下用水吸收丙烯腈等副產(chǎn)物，在吸水塔底部得到含丙烯腈1.8%左右的丙烯腈水溶液。換熱，升溫后進入精煉工段。物料流程圖如下：圖 2.1 物料流程圖3工藝設(shè)計計算3.1 物質(zhì)平衡和熱平衡按每年300個工作日計算，丙烯腈損失率為3.1%，設(shè)計余量為6%，丙烯腈小時產(chǎn)量為： 60000 10001.061.031/(30024)= 910

36、7.17 kg/h .3.1.1反應(yīng)器物料平衡和熱平衡(1) 計算依據(jù)一個。丙烯腈產(chǎn)量為9107 kg/h，即171.8 kmol/h灣。含有C 3 H 6 85%、C 3 H 8 15%的原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)）C。原料進入反應(yīng)器的比例（摩爾比）為C3H6：NH3：O2：H2O = 1：1.05 ： 2.3：3d。反應(yīng)后各產(chǎn)物單程收率見表3-1表3-1 反應(yīng)后各產(chǎn)物單程收率物質(zhì)丙烯腈 (AN)氰化氫 (HCN)乙腈 (ACN)丙烯醛 (ACL)二氧化碳2摩爾產(chǎn)量0.60.0650.070.0070.12e.工作壓力入口0.203MPa，出口0.162MPaF。反應(yīng)器入口溫度110 ，反應(yīng)溫度47

37、0 ，出口氣體溫度360 。(2) 物料平衡一個。反應(yīng)器入口原料氣中各組分的流速C 3 H 6 171.8 /0 。 6= 286.3千摩爾/小時= 12026.1千克/小時C 3 H 8 286.3 /0.850.15= 5.05 kmol /h= 222 3 kg/hNH 3 286.3 1.05 = 300.6 kmol/h= 5110 kg/hO 2 286.3 2.3= 658.5 kmol/h= 21072 kg/hH 2 O 286.3 3= 858.9 kmol/h= 15460.2 kg/hN 2 658.5 /0.210.79= 2477.2 kmol/h= 69392 k

38、g/h灣。反應(yīng)器出口混合氣中各組分的流速丙烯腈171.8 kmol/h= 9105.4 kg/h乙腈 3/2 286.3 0.07 = 30.06 kmol/h= 1233 kg/h丙烯醛286.3 0.007= 2 kmol/h= 112.2 kg/hCO 2 3 286.3 0.12= 10.31 kmol/h= 453 kg/hHCN 3 286.3 0.065= 55.83 kmol/h= 1507 kg/hC 3 H 8 50.5 kmol/h= 2223 kg/hN 2 2477.2 kmol/h= 69362 kg/hO 2 658.5 - 3/2 171.8 - 55.83 -

39、 2 - 30.06 -9/(3 2) 103.07= 158.3公里/小時 = 5066公斤/小時C 3 H 6 286.3 -1/3 55./3 83-2 -2 30.06 -171.8 -1/3 103.7 _ _= 39.49公里/小時 = 1659公斤/小時NH 3 300.6 - 171.8 - 30.06 - 55,83 = 42.91 kmol/h= 729.5 kg/hH 2 O 858.9 +3 171.8 +2 30.06 +2 55.83 + 103.07 + 2= 1651千摩爾/小時= 2972 0公斤/小時丙。反應(yīng)器物料平衡見表3-2表 3-2 反應(yīng)釜物料平衡表零

40、件流動和組成反應(yīng)器入口反應(yīng)器出口千摩爾/H公斤/H%(摩爾)%（重量）千摩爾/H公斤/H%（痣）%（重量）C3H6 _ _ _286.3120266.1809.6039.3916590.8261.325C3H8 _ _ _50.522231.0901.77550.522231.061.774NH3_ _300.651106.4904.0742.91729.30.8990.582氧氣2658.52107214.2216.82158.350663.3144.048H 2 O858.915460.218.5412.3416512972034.5223.72氮氣22477.26936254.3855.

41、392477.26936251.8055.38一0000171.89105.43.5917.271乙腈000030.0612330.628 90.984 3氫氰酸000055.8315071.16 81.2 31訪問控制列表00002112.20.0420.089 6二氧化碳20000103.745302.1553.621全部的154404175001001004782125240100100卡路里平衡0t時各物質(zhì)的平均恒壓比熱容見表3-3表3-3 0t 時各物質(zhì)平均恒壓比熱容CP/kJ/(kgk)物質(zhì)C3H6 _ _ _C3H8 _ _ _NH3_ _氧2氮2H 2 O一個CN乙腈CL二氧化

42、碳2CP _0 1101,8412.052,3010.9411,0461,8830 3602,6783.0132,6361.0041,0882.0081.8741.3401.9331.9661.1300470 2.9293.3472.9391.0461.1092.2092.0291.7242.102.1721.213一個。計算密相段熱平衡計算密相段換熱裝置的熱負(fù)荷和產(chǎn)生蒸汽量假設(shè)以下熱力學(xué)路徑：470C，濃相段出口混合氣110C，反應(yīng)器入口混合氣HH3H125C，濃相段出口混合氣25C，反應(yīng)器入口混合氣H2每種物質(zhì)在25t 時的比熱容換成0t 的平均比熱容，誤差不大。所以， H 1 =(120

43、26 1.841+22232.05+51102.301+210720.941+693621.046+1546021.883)(25 -110)=- 1.36 10 7 kJ/h H 2 =- (17.18 10 3 512.5+ 3.006 10 3 362.3+ 5.583 10 3 315.1+ 2 10 3 353.1+ 10.327 10 3 641 ) = - 1.786 10 8 kJ/h H 3 = (165.9 2.929+ 2223 3.347+ 729.5 2.939+ 5066 1.046+ 69362 1 . 109+29720 2.092+ 9105.4 2.209+

44、 1233 2.10+ 1507 1.724+ 112.2 2.172+ 4530 1.213 ) ( 470 -25 ) = 8.38 10 7 kJ/h H= H 1 + H 2 + H 3 = - 1.36 10 7 - 1.768 10 8 + 8.38 10 7 = - 1.066 10 8 kJ/h若熱損失為 H的5%，則密相段換熱裝置需要帶出的熱量（即換熱裝置的熱負(fù)荷）為：Q= ( 1-0.05 ) 1.066 10 8 = 1.013 10 8 kJ/h密相換熱裝置產(chǎn)生0.405MPa飽和蒸汽（飽和溫度143 ），143 飽和蒸汽焓i=2736kJ/kg143 飽和水焓iH 2

45、 O=601 。 2千焦/公斤產(chǎn)生的蒸汽量 = 1.013 10 8 /(2736-601.2)= 47450 kg/h灣。計算稀相段的熱平衡計算熱負(fù)荷和稀相段換熱裝置產(chǎn)生的蒸汽量以0 氣體為基準(zhǔn)。進入稀相的氣體的熱量為Q1 = ( 1659 2.929+ 2223 3.347+ 7295 2.939+ 5066 1.046+ 69362 1.109+29720 2.092+ 9105.4 2.209+ 1233 2.10+ 1507 1.724+ 112.2 2.172+ 4530 1.213 ) ( 470 - 0 ) = 8.846 10 7 kJ/h離開稀相部分的氣體熱量為Q 2 =(

46、 1659 2.929+ 2223 3.347+ 7295 2.939+ 5066 1.046+ 69362 1.109+29720 2.092+ 9105.4 2.209+ 1233 2.10+ 1507 1.724+ 112.2 2.172+ 4530 1.213) ( 360-0 ) = 6.50 10 7 kJ/h假設(shè)熱損失為4%，稀相換熱裝置的熱負(fù)荷為Q 3 = ( 1 -0 . 04 ) ( Q 1 -Q 2 )=( 1-0.04 ) ( 8.846 10 7 - 6.50 10 7 ) = 2.252 10 7 kJ/h稀相換熱裝置產(chǎn)生的0.405MPa飽和蒸汽為G= 2.252

47、 10 7 /(2736-601 . 2)= 10550 kg/h3.1.2余熱鍋爐物料平衡與熱平衡計算依據(jù)一個。入口氣體和出口氣體的成分與反應(yīng)器出口氣體的成分相同灣。進氣溫度360 ，壓力0.162MPaC。出口氣體溫度180 ，壓力0.152MPad。鍋爐水側(cè)產(chǎn)生0.405 MPa的飽和蒸汽(2) 熱平衡計算以0 氣體為平衡計算標(biāo)準(zhǔn)，各物質(zhì)的平均比熱容見表3-4。表 3-4 0180 各物質(zhì)平均比熱容物質(zhì)C3H6 _ _ _C3H8 _ _ _NH3_ _氧2氮2H 2 O一個氫氰酸乙腈訪問控制列表二氧化碳2CP _2.0712.3432.4060.9621.0541.9251.5521.

48、4851.6071.5861.004一個。入口氣體帶入的熱量（等于反應(yīng)器稀相段氣體帶出的熱量）Q 1 = 6.5 10 7 kJ/h灣。出口氣體帶出熱量Q 2 = ( 1659 2.929+ 2223 3.347+ 7295 2.939+ 5066 1.046+ 69362 1.109+29720 2.092+ 9105.4 2.209+ 1233 2.10+ 1507 1.724+ 112.2 2.172+ 4530 1.213)(180 -0 ) = 3.04 10 7 kJ/hC。熱平衡計算找到需要取出的熱量Q根據(jù)10%的熱損失，需要帶走的熱量為Q=0.9 ( Q 1 -Q 2 ) =

49、0.9 (6.50 10 7 - 3.04 10 7 ) = 3.114 10 7 kJ / hd。產(chǎn)生的蒸汽量在 0.405 MPa 時產(chǎn)生的飽和蒸汽量為G= 3.114 10 7 /(2736-601.2)= 14590公斤/小時3.1.3空氣飽和塔物料平衡和熱平衡計算依據(jù)一個。進塔氣壓為0.263 MPa，出塔氣壓為0.243 MPa 。灣。空壓機進口空氣溫度30 ，相對濕度80%，空壓機出口空氣溫度170 。C。飽和塔氣液比為152.4（體積比），飽和度為0.81 。d。塔頂噴淋液為乙腈解吸塔蒸餾液，溫度105 ，組成見表3-5：表 3-5 塔頂噴霧組成零件一個乙腈氰醇訪問控制列表H

50、2 O全部的%(重量)0.0050.0080.00050.000299.986100e.塔頂出口濕空氣的組成和數(shù)量根據(jù)反應(yīng)器入口氣體的要求如下O 2 658.5 kmol/h 或21072 kg/hH 2 O 2477.2 kmol/h 或69362 kg/hN 2 858.9 kmol/h 或15460.2 kg/h物質(zhì)平衡一個。進入塔內(nèi)的空氣量進塔干燥風(fēng)量= （658.5 + 2477.2） = 3135.7 kmol/h= 90420 kg/h在 30 和 80% 相對濕度下。因此，帶入塔內(nèi)空氣的水蒸氣量為0.022 90420 = 1990kg / h灣。進塔熱水量氣液比為151.2，

51、因此進入塔內(nèi)的噴霧液量為(658.5 + 2477.2 ) 22.4(273+170)/2730.1013/0.2631/152.4= 297.5 m 3 /h塔頂噴液（105 ）為958kg/m 3 ，因此進入塔內(nèi)的水的質(zhì)量流量為297.5 958= 285000公斤/小時C。出塔的濕空氣量中O 2 、N 2和H 2 O的量與反應(yīng)器入口氣體的量相同，所以O(shè) 2 658.5 kmol/h 或21072 kg/hH 2 O 2477.2 kmol/h 或69362 kg/hN 2 858.9 kmol/h 即15460,2 kg/hd。出塔液量塔水蒸發(fā)量 = 15460.2 - 1990 = 1

52、3470.2 kg/h出口流量 = 285000 - 13470.2 = 271530 kg/he.飽和塔材料見表3-6表3-6飽和塔物料平衡表元素氣體進入塔內(nèi)塔氣進塔噴霧塔釜出料千摩爾/小時公斤/H%(摩爾)%(重量)千摩爾/小時公斤/H%(摩爾)%(重量)公斤/H%(重量)公斤/H%(重量)658.5二十一07220.422.88658.52107216.4819.9000002477.26936276.7575.322477.26936262.0165.500000921.1165808.851.8858.915460.221.5114.6028596099.98627148999.98

53、5一000000001.4250.0051.4250.00525乙腈000000002.280.0082.280.0084氰醇000000000.1430.00050.1430.00053訪問控制列表000000000.0570.00020.0570.00021全部的100100100100285000100271530100熱平衡計算一個?？諝怙柡退隹跉怏w溫度根據(jù)物料平衡表，空氣飽和塔出口氣體中蒸汽的摩爾分?jǐn)?shù)為0.215。根據(jù)分壓定律，蒸汽的實際分壓為P H2O = y H2O P=0.215 0.243=0.05655MPa由于飽和度為 0.81，飽和蒸汽的分壓應(yīng)為0.05655/0.8

54、1=0.0698MPa =69800Pa查飽和蒸汽表，得到相應(yīng)的飽和溫度90 ，因此需要控制出塔氣體溫度為90 保證工藝所需蒸汽量灣。進塔熱水溫度來自精煉段乙腈解吸塔的塔釜，105 C。通過熱平衡計算計算出塔熱水溫度t。熱平衡計算基準(zhǔn)：0 氣態(tài)空氣、0 液態(tài)水(a) 170 進塔空氣進熱量Q 1170 為2773.3kJ/kg，0170 干燥空氣的平均比熱容為1.004kJ/(kgK)。Q 1 =( 21072 + 69362 )1.004(170-0)+ 1658 2773.3= 2.0 10 7 kJ/h2被濕空氣帶出塔外90 為2660kJ/kg，空氣比熱容為1.004kJ/(kgK)。

55、Q 2 =( 21072 + 69362 )1.004(90 - 0)+ 15460 2660= 4.93 10 7 kJ/h(c) 105 進塔噴液帶熱Q 3Q 3 = 285000 4.184 (105 - 0) = 1.252 10 8 kJ/h(d) 求出塔熱水溫度 t來自塔的熱水帶出熱量 Q 4 = 27350 4.184t= 1136080 t如果按5%計算熱損失，則Q 5 =0.05( 2.0 10 7 + 9.937 10 7 )= 5.969 10 6 kJ/h熱平衡方程 Q 1 + Q 3 = Q 2 + Q 4 +Q 5替代數(shù)據(jù)：+ = + +5.96910 6解決方案必

56、須t= 79 因此，出塔的熱水溫度為79 。3.1.4氨中和塔物料平衡和熱平衡(1) 計算依據(jù)一個。進入塔的氣體的流速和組成與離開反應(yīng)器的氣體相同。灣。中和塔中的氨全部被硫酸吸收生成硫酸銨。C。新鮮硫酸吸收劑的含量為93%（重量）。d。塔底液體（即循環(huán)液）的組成見表3-7 ：表 3-7 塔底液體組成零件H 2 O一個乙腈氫氰酸H 2 SO 4(NH 4 )SO 4全部的% （重量）68.530.030.020.0160.530.90100e.入口氣體溫度180，出口氣體溫度76，新鮮硫酸吸收劑溫度30。F。塔頂壓力為0.122 MPa，塔頂壓力為0.142 MPa。(2) 物料平衡排出的廢液量

57、及其組成進塔氣體中含氨72.95kg /h，在塔內(nèi)被硫酸吸收生成硫酸銨。氨水與硫酸的反應(yīng)方程式如下：2NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4 )SO 4(NH 4 )SO 4 ，即需要連續(xù)排出的(NH 4 )SO 4的流量為：729.5 132/(2 17)= 2836公斤/小時底部排放液中(NH 4 )SO 4含量為30.9%(wt)，因此，排放廢液量為：2836 /0.309= 9178公斤/小時在排出的廢液中，各組分的量：H 2 O 91780.6853=6290kg/hAN 91780.0003=2.753kg/h乙腈 91780.0002=1.836kg/hHCN 91780.0

58、0016=1.468kg/hH 2 SO 4 91780.005=45 。 89公斤/小時91780.309=2836kg/h一個。要補充的新鮮硫酸吸收劑（93% H 2 SO 4 ）的量為：(9178 0.005+ 729.5 98/34 ) /0.93= 2312公斤/小時灣。排出氣體中各成分的量1659公斤/小時2223公斤/小時5066公斤/小時69362公斤/小時安 9105 。 4-2 。 753=9103公斤/小時乙腈 1233-1 。 836=1231公斤/小時HCN 1507-1.468=1505kg/h4530公斤/小時H 2 O出塔氣中的水=進塔氣中的進水+新鮮吸收劑的進

59、水-廢液排出的水=29720+23120.07-6290=23592kg/h(3) 熱平衡計算一個。出氣溫度塔頂氣體中的實際蒸氣分壓為P H2O = y H2O P=0.29800.122=0.0363MPa假設(shè)飽和度為0.98，與塔氣溫度平衡的飽和蒸汽分壓為：P H2O =0.03636/0.98=0.03710MPa進塔噴霧液中硫酸銨含量為10030.9/68.53=45g(NH 4 ) 2 SO 4 /100g H 2 O，已知硫酸銨溶液以上的飽和蒸氣壓如下。根據(jù)進塔噴霧液的硫酸銨含量和p H2O的值，可插值得到塔氣溫度為76 。灣。噴霧液進入塔內(nèi)溫度C低于氣體出口溫度，因此為 70 C

60、 。C。塔釜出水溫度表3-8硫酸銨溶液以上飽和蒸氣壓/MPa溫度/ (NH 4 ) 2 SO 4含量/g(NH 4 ) 2 SO 4 /gH 2 O4045507080900.027960.042520.06290.027560.04190.061990.027160.041290.06109d。熱平衡計算計算循環(huán)冷卻器的熱負(fù)荷和冷卻水消耗量Q 1 +Q 3 +Q 4 + Q 5 +Q 6 +Q 8 =Q 7 +Q 2 +Q 9(a)氣體進入塔內(nèi)帶出的熱量 Q 1進入塔內(nèi)的氣體帶入的熱量與余熱鍋爐出口處的氣體帶出的熱量相同。Q 1 = 3.04 10 7 kJ/h2出塔氣體， 076 時各組分