5000噸年水合肼次氯酸鈉配制工藝流程

5000噸/年水合肼次氯酸鈉配制工藝流程設(shè)計目錄TOC\o"1-5"\h\u11175前言 217501一、設(shè)計背景 39274（一）、概述 320434（二）、設(shè)計思路 420464二、設(shè)計內(nèi)容 522936(一）、設(shè)計技術(shù)路線的確定 598681、生產(chǎn)方法介紹 5107791.1、尿素法 5101401.2、液堿制備法 5601.3、連續(xù)法 615062、工業(yè)技術(shù)路線的確定 6321462.1、次氯酸鈉的制備 658952.1.1、制備次氯酸鈉原料及輔助材料的規(guī)格 6147932.1.2、原料控制表 7291952.1.3、操作控制表 7240312.1.4、反應(yīng)工序 7148582.1.5、儲運(yùn)工序 7282292.1.6、反應(yīng)條件控制 7164612.1.7、生產(chǎn)安全 8254052.1.8異?，F(xiàn)象和其產(chǎn)生原因及處理方法 8163222.2、水合肼生產(chǎn)過程 8268552.2.1粗水合肼工業(yè)生產(chǎn) 8177412.2.2粗水合肼的提純 911472(二）、主要設(shè)備的工藝計算 10132031、物量衡算 1033471.1有效氯和游離堿的含量測定 1015821.2次氯酸鈉反應(yīng) 11238662、熱量衡算 12223803、其他設(shè)備的確定 12224114、設(shè)備匯總 131277(三）、工藝流程圖 14177691、工藝流程圖設(shè)計規(guī)范及要求 14295162、工藝流程圖設(shè)計 1532739三、設(shè)計總結(jié) 1611341四、參考文獻(xiàn) 16前言水合肼是使用非常廣泛的有機(jī)精細(xì)化工原料?，F(xiàn)在全球水合肼商場年需要量約8萬-9萬噸。發(fā)達(dá)國家的水合肼需求量逐年下降，發(fā)展中國家尤其是亞洲國家需要添加迅猛，已變成全球最首要的花費(fèi)商場之一。目前，國內(nèi)水合肼產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外，難以滿足市場需求。因而，開發(fā)國內(nèi)水合肼的出產(chǎn)才能和領(lǐng)先的出產(chǎn)技能有著無窮的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會效益。本次設(shè)計采用國內(nèi)最常用的尿素法對水合肼進(jìn)行生產(chǎn)制備，對次其原料氯酸鈉的制備給出了較為詳細(xì)的工藝技術(shù)設(shè)計流程，并通過計算對工藝設(shè)備進(jìn)行了合理的選擇。設(shè)計背景、概述水合肼又稱水合聯(lián)氨，化學(xué)式為N2H4·H2O。是一種無色透明的油狀液體，有淡氨味，在濕潤的空氣中冒煙，具有強(qiáng)堿性和吸濕性。水合肼液體以二聚物形式存在，能夠與水和乙醇混溶，難溶于乙醚和氯仿；水合肼分子中有4個可被取代的活潑氫原子，因此水合肼反應(yīng)具有活性和多樣性。水合肼分子中有4個可被取代的活潑氫原子，從而確定了水合肼反應(yīng)的活性和多樣性。它能侵蝕玻璃、橡膠、皮革、軟木等，高溫下能夠分解成N2、NH3和H2；水合肼具有氧化還原兩性，在堿性環(huán)境下能夠表現(xiàn)出還原性，堿性越強(qiáng)，其還原性也就越強(qiáng)；在酸性條件下能表現(xiàn)出一定的氧化性，酸性越強(qiáng)，其氧化性越弱，因此水合肼能夠用酸做穩(wěn)定劑，進(jìn)一步提高安全性能。水合肼能夠與無機(jī)強(qiáng)酸形成締合鹽。其與鹵素、液氨、過氧化氫及其他強(qiáng)氧化劑接觸時均可自燃。水合肼具有強(qiáng)腐蝕性、滲透性。在空氣中能吸收二氧化碳。水合肼主要用于合成AC、D1PA、TSH等發(fā)泡劑；也用作鍋爐和反應(yīng)釜的脫氧和脫二氧化碳的清洗處理劑；在醫(yī)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)抗結(jié)核、抗糖尿病的藥物；在農(nóng)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)除草劑、植物生長調(diào)和劑和殺菌、殺蟲、殺鼠藥；此外它還可用于生產(chǎn)火箭燃料、重氮燃料、橡膠助劑等。水合肼脫水形成無水肼，水合肼的化學(xué)性質(zhì)來自無水肼的結(jié)構(gòu)，故無水肼的化學(xué)性質(zhì)與水合肼的化學(xué)性質(zhì)實質(zhì)上無差異，但就安全性來說，水合肼的安全性要大于無水肼，故工業(yè)生產(chǎn)一般采用水合肼而非無水肼。水合肼工業(yè)生產(chǎn)方法主要有拉西法、酮連氮法、過氧化氫法和尿素法4種。其中拉西法使用了過量的氨，設(shè)備投資大、環(huán)境污染嚴(yán)重且產(chǎn)品產(chǎn)率低，已經(jīng)逐漸被淘汰。酮連氮法優(yōu)于拉西法，能耗較低，合成收率也較為接近理論值。過氧化氫法從本質(zhì)上來說是酮連氮法的改進(jìn)，其設(shè)備投資低，耗能少，生成水合肼的濃度高，無鹽類副產(chǎn)品且環(huán)境友好，但目前國內(nèi)尚未采用該生產(chǎn)方法的裝置。尿素法的能耗高、物耗高，有大量鹽副產(chǎn)品需要處理，且環(huán)保壓力較大，但是此法工藝成熟，技術(shù)易于掌握，故為國內(nèi)工業(yè)制備水合肼最常采用的方法。尿素法制備水合肼需以次氯酸鈉為氧化劑，以尿素為氮源。其中次氯酸鈉的制備為關(guān)鍵步驟。次氯酸鈉的化學(xué)式為NaClO，有似氯氣的氣味，在常溫下不穩(wěn)定，易分解，具有強(qiáng)氧化性。日光照射后，將分解90％的有效氯。經(jīng)常用手接觸次氯酸鈉的工人，手掌大量出汗，指甲變薄，毛發(fā)脫落。。次氯酸鈉有致敏作用。次氯酸鈉放出的氯氣有可能引起中毒。次氯酸是一種強(qiáng)氧化劑,能殺死水里的病菌，可用作殺菌消毒。次氯酸能使染料和有機(jī)色質(zhì)褪色，可用作漂白劑。工業(yè)制備次氯酸鈉有電解食鹽溶液、碳酸鈉與漂白粉化學(xué)反應(yīng)和液堿氯化制備法。電解食鹽溶液制備法是在食鹽水中插入電極，利用電解原理，負(fù)離子向陽極移動，正離子向陰極移動，離子的移動使得溶液能夠?qū)щ姡鄳?yīng)的電極放電，這樣溶液中可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而在溶液中生成次氯酸鈉。碳酸鈉與漂白粉化學(xué)反應(yīng)制備法是將漂白粉與碳酸鈉混合，其反應(yīng)生成的產(chǎn)物為碳酸鈉，具有沉淀的性質(zhì)，碳酸鈉經(jīng)過一段時間的沉淀后能夠降到容器的底部，從而可過濾得到次氯酸鈉溶液。液堿氯化制備法中液堿指的是Na2CO3溶液或者是NaOH溶液,在低溫環(huán)境下往溶液中通氯氣，制備次氯酸鈉。與碳酸鈉和漂白粉的化學(xué)制備法相比,液堿氯化法有更強(qiáng)的實用性,在生產(chǎn)實際中應(yīng)用較廣。考慮到能耗環(huán)保和設(shè)備資金等多方面的因素，液堿氯化制備法是國內(nèi)最常用的制備次氯酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)方法。在目前的國內(nèi)研究中,一直致力于對液堿氯化制備法進(jìn)行改進(jìn)和更新,以便使得制備所得的NaClO能夠更加方便于使用和運(yùn)輸。、設(shè)計思路本次設(shè)計采用尿素法制備水合肼，其原理為：NH2CONH2+NaClO+2NaOH=N2H4H2O+NaCl+NaCO3其中次氯酸鈉的工業(yè)制備方法采用液堿制備法。實驗所需要的原料有尿素、氫氧化鈉溶液（30%）、氯氣（99.8%）。所需要的催化劑為次氯酸鈉，需自制。尿素法制備水合肼生產(chǎn)工藝主要包括3步：①次氯酸鈉的合成。氯氣通入堿液(30%)中在次氯酸塔中逆流反應(yīng)，停止通氯氣后，測得其有效氯的含量，再向上述溶液中加入一定量的堿液,配制成有效氯和游離堿為規(guī)定濃度的溶液。②粗水合肼的合成。配制一定濃度尿素溶液,加入催化劑,與制得的次氯酸鈉溶液按比例混合,進(jìn)入肼反應(yīng)器,生成含水合肼一定質(zhì)量濃度的粗肼溶液。③蒸餾濃縮。對粗水合肼進(jìn)行蒸餾提純，得到精水合肼。設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計技術(shù)路線的確定1、生產(chǎn)方法介紹1.1、尿素法尿素法又稱為拉希改良法，它利用了霍夫曼酰胺降級反應(yīng)。其中水合肼中氮的來源是尿素。其反應(yīng)分為尿素氯化和尿素水解兩階段，其中尿素氯化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，尿素水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。其反應(yīng)過程為尿素分子中的氮原子上的一個氫原子被氯取代，在堿的影響下氮原子失去一個分子HCl，然后經(jīng)過霍夫曼分子重新排列而變成異氰（酸酯），在堿性溶液中水解生成肼和碳酸鹽?？偟幕瘜W(xué)反應(yīng)方程式為：?NH2CONH2+NaClO+2NaOH→N2H4·H2O+NaCl+Na2CO3。反應(yīng)過程中易產(chǎn)生副反應(yīng)：①次氯酸鈉過量：N2H4+2NaClO→N2↑+2H2O+2NaCl；②尿素深度氧化：NH2CONH2+3NaClO+2NaOH→N2+3H2O+3NaCl+Na2CO3；③尿素水解：NH2CONH2+2NaOH→2NH3+Na2CO3；1.2、液堿制備法本次設(shè)計采用氯氣在工業(yè)用氫氧化鈉水溶液中，反應(yīng)生成氯化鈉，次氯酸鈉和水。其反應(yīng)過程如下：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O在較高的溫度下，次氯酸根離子不穩(wěn)定，易發(fā)生歧化反應(yīng)：?3NaClO=2NaCl+NaClO3故加入的堿應(yīng)為冷的稀溶液。用30%NaOH水溶液，在低于10℃時吸收Cl2,濾去NaCl,再冷至-20℃得到NaClO-5H2O晶體,在低于10℃真空脫去結(jié)晶水即得次氯酸鈉。1.3、連續(xù)法次氯酸鈉溶液的生產(chǎn)常由連續(xù)法和間歇法兩種。本次設(shè)計采用連續(xù)法進(jìn)行次氯酸鈉的制備。常規(guī)的次氯酸鈉制備工藝是將氯氣通入一定濃度的氫氧化鈉溶液中制得。所得的次氯酸鈉有效氯和游離堿含量低，所得到的氯酸鈉濃度較低，氯化鈉難以析出，產(chǎn)品的質(zhì)量較差。因此采用連續(xù)法工藝制備次氯酸鈉，實現(xiàn)次氯酸鈉的連續(xù)化生產(chǎn)，使生產(chǎn)效率提高，大大節(jié)約了能源，同時較容易地實現(xiàn)了高品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)。2、工業(yè)技術(shù)路線的確定2.1、次氯酸鈉的制備2.1.1、制備次氯酸鈉原料及輔助材料的規(guī)格①氯氣分子式：Cl相對分子質(zhì)量：70.91相對密度：1.4685(0℃）沸點：-33.9℃（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）固態(tài)氯的熔點：-100.5℃臨界壓力：0．761MPa(7.61大氣壓)汽化熱：20．42KJ／mol氯氣是活潑的化學(xué)物質(zhì)，具有較強(qiáng)的氧化性，能與許多金屬反應(yīng)生成氯化物。②工業(yè)用氫氧化鈉溶液化學(xué)式：NaOH相對分子質(zhì)量：39.997相對密度：2.13（20℃/4℃）生成熱：??427．01kJ/mol?溶解熱：42．29kJ/mol?????熔點：318．4℃(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)沸點：1390℃?比熱容：1.58kJ/kg℃(19—100℃平均值）NaOH是強(qiáng)堿，腐蝕性很強(qiáng)，能嚴(yán)重侵蝕皮膚、衣服、玻璃、陶瓷以及穩(wěn)定的金屬鉑。2.1.2、原料控制表原料名稱取樣時間控制項目控制指標(biāo)分析方法氯氣入管口純度99.8%吸收法工業(yè)用氫氧化鈉配堿槽濃度30%中和法2.1.3、操作控制表控制項目控制指標(biāo)控制方法操作時間堿含量0.1%~1%中和法不定期分析冷卻水進(jìn)口溫度≤30℃測量定期測定2.1.4、反應(yīng)工序?qū)⑻峁┑臍溲趸c溶液在配堿槽內(nèi)稀釋至30%，配制成氫氧化鈉水溶液。使用循環(huán)吸收杲打壓，使得堿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)。氯氣通入吸收塔中，在始終過量的堿液中充分進(jìn)行攪拌、反應(yīng)。反應(yīng)后的熱溶液經(jīng)過板式熱交換器交換后（一般不超過30℃），再進(jìn)入塔內(nèi)吸收氯氣，一直循環(huán)至循環(huán)液的pH值在9至10之間，有效氯和游離堿在規(guī)定含量之間時，方可送入半成品罐。在塔頂上部增加局部排風(fēng)設(shè)施,將可能溢出的氯氣吸至二級吸收塔,吸收塔下部與液堿逆流接觸進(jìn)行反應(yīng)吸收。2.1.5、儲運(yùn)工序次氯酸鈉存放須用陶瓷制品或硬聚氯乙烯板或其他耐腐蝕材料制成的貯槽。貯運(yùn)時應(yīng)在避光、陰涼、周圍環(huán)境通風(fēng)良好的條件下進(jìn)行。2.1.6、反應(yīng)條件控制用液堿制備法制取次氯酸鈉必須對反應(yīng)條件進(jìn)行嚴(yán)格控制,才能保證獲得較多的氯酸鈉,并且保證氯酸鈉的質(zhì)量。對于反應(yīng)條件的控制，主要注意如下幾點：①反應(yīng)溫度在35℃以下。次氯酸鈉在高溫時容易分解,并且隨著溫度的升高,次氯酸鈉的分解速度加快,這樣會導(dǎo)致次氯酸鈉制備失敗。其副反應(yīng)化學(xué)方程式如下：2NaClO=NaCl+O2O2+NaClO=NaClO3故反應(yīng)溫度應(yīng)該控制在35℃以下。②控制低壓環(huán)境。溶液要吸收生成的氣體,壓力較低時,反應(yīng)進(jìn)行得更快。因此采用液堿氯化法時,要壓力需要控制在一定的合理區(qū)間內(nèi)。在真空中進(jìn)行為最佳，但實際生產(chǎn)中難以做到,在生產(chǎn)實踐中，壓通?？刂圃跒?KPa至2.67KPa之間。③氯氣要適量。如果在氯氣反應(yīng)過程中過量,則會產(chǎn)生分解反應(yīng)。為了確保生成穩(wěn)定,需要控制氯氣的量。根據(jù)大量生產(chǎn)實際分析，次氯酸鈉反應(yīng)液的pH值控制在9至10區(qū)間內(nèi)，反應(yīng)效果最佳。2.1.7、生產(chǎn)安全①開啟進(jìn)氯氣總閥時，要緩慢地開啟，同時要注意氯氣的壓力，控制進(jìn)氯氣總閥的開啟度，以防止進(jìn)氯氣壓力過高。②若產(chǎn)生警報，要首先關(guān)閉進(jìn)氯氣的閥門，等氯氣散盡后才能對現(xiàn)場進(jìn)行處理。③次氯酸鈉生產(chǎn)時，裝容的總量不可以超過80%，以防止堿液外濺。④定期檢查空氣中的氯氣含量，杜絕氯氣外漏及閥門泄露的現(xiàn)象。⑤嚴(yán)禁明火，動火必須切斷氣源放空放壓并且在通過合格分析后再進(jìn)行。2.1.8異?，F(xiàn)象和其產(chǎn)生原因及處理方法異?，F(xiàn)象原因消除方法反應(yīng)太快；關(guān)小進(jìn)氯氣的閥門成品顏色異常反應(yīng)的溫度過高；開大冷卻水的水量氫氧化鈉含量過高反應(yīng)尚未結(jié)束繼續(xù)通入少量氯氣氯化鈉的含量過高反應(yīng)初期氫氧化鈉的含量高加入水進(jìn)行稀釋2.2、水合肼生產(chǎn)過程2.2.1粗水合肼工業(yè)生產(chǎn)在尿素間歇式生產(chǎn)水合肼的工業(yè)實踐中存在著許多工藝問題，氯化和水解在同一個鍋內(nèi)進(jìn)行，前者需要將鍋冷卻，后者需要將鍋加熱，這種冷、熱反復(fù)交替進(jìn)行，會造成許多副反應(yīng)的產(chǎn)生，得到的產(chǎn)品產(chǎn)率低，故采用傾斜向上式管道反應(yīng)器。第一步先打開反應(yīng)管上的直接蒸汽與間接蒸汽，然后將高位槽1、2的尿素液與次氯酸鈉液分別流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計3、4，并且按配比計量加料，反應(yīng)物料流入混合器5中，經(jīng)過混合均勻，利用直接蒸汽沖力及文丘里原理把反應(yīng)液從混合器吸入反應(yīng)管內(nèi)加熱，在反應(yīng)管外加隔套管，間接加熱，使反應(yīng)液溫度達(dá)到要求即可得粗水合肼。這種反應(yīng)方式能夠使得反應(yīng)溶液充滿反應(yīng)管，反應(yīng)內(nèi)壁不容易結(jié)垢，反應(yīng)傳熱效果較好，能夠達(dá)到反應(yīng)所需要的溫度。反應(yīng)工業(yè)流程圖如下圖所示：尿素液槽；2.次氯酸鈉液槽；3.傾斜向上式反應(yīng)器；4.傾斜向上式反應(yīng)器；5.混合器；6.傾斜向上式反應(yīng)器；7.粗水合肼槽2.2.2粗水合肼的提純根據(jù)粗水合肼的反應(yīng)機(jī)制，合成產(chǎn)物中會產(chǎn)生大量的碳酸鈉雜質(zhì)。下表為粗水合肼的組分組成粗水合肼組分組分N2H4尿素碳酸鈉氯化鈉氫氧化鈉質(zhì)量濃度g/L4816.6142.9171.81.6粗水合肼的提高純度增大濃度的工藝有冷凍法和蒸發(fā)濃縮法兩種。冷凍法是將粗水合肼冷凍冷卻，碳酸鈉就以NaCO3·10H2O結(jié)晶形式析出。蒸發(fā)濃縮法是將粗水合肼蒸餾、分餾、真空濃縮。本次設(shè)計采用蒸發(fā)濃縮法。原舊工藝為五層塔蒸干提高濃度，此種方法由間歇操作完成。其蒸發(fā)效率及水合肼的回收率較低，且原料、蒸汽消耗高，鹽堿回收困難，環(huán)保壓力大資源浪費(fèi)嚴(yán)重。故本次設(shè)計采用連續(xù)提純提濃的方法。啟動強(qiáng)制循環(huán)泵，打開外加熱器蒸汽閥門，通入蒸汽進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)；同時需要定期補(bǔ)充粗水合肼液進(jìn)入蒸發(fā)器的槽內(nèi)，保持液面的高度。結(jié)晶物會逐漸沉淀在鹽析槽內(nèi)，定時啟動出料泵，使結(jié)晶物被打入結(jié)晶貯槽內(nèi)，將它放入離心機(jī)內(nèi)，使其進(jìn)行自動離心脫鹽堿。使母液流入母液地下槽內(nèi)，由液下泵打入粗水合肼的液貯槽內(nèi)。再進(jìn)行一次蒸發(fā)，使固體結(jié)晶由離心機(jī)出料泵打入粗水合肼的液貯槽內(nèi)，再次蒸發(fā)，固體結(jié)晶由離心機(jī)出料后可得到固體的鹽堿。蒸發(fā)汽送入精餾塔進(jìn)行精餾分離，得到水合肼的成品。、主要設(shè)備的工藝計算已知條件：A.原料及其組成組成液堿（氫氧化鈉）氯氣（管路輸送）Wt%30%99.8%B.產(chǎn)品次氯酸鈉溶液的組成組成次氯酸鈉氫氧化鈉g/l108125C.每噸水合肼耗堿為7.5噸（100%),配制收率為97%年開工時間：8000小時1、物量衡算1.1有效氯和游離堿的含量測定①有效氯的測定：酸性介質(zhì)中，次氯酸根與碘化鉀反應(yīng)，析出碘，用淀粉做為指示劑，以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定，直至藍(lán)色消失為滴定終點。其反應(yīng)式如下：2H++OCl-+2I-=I2+Cl-+H2OI2+2S2O3(2-)=S4O6(2-)+2I-重復(fù)三次滴定，取其平均值計算，有效氯的含量為：（0.1109*V*10^-3*71)/m(m為稱取試樣的質(zhì)量，單位為g；V為消耗硫代硫酸的體積，單位為ml）。檢測后，得出有效氯的含量為10.61%②游離堿含量的測定用過氧化氫分解次氯酸根，用酚酞作為指示劑，以鹽酸為標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色即為滴定終點。其反應(yīng)式如下：ClO-+H2O2=Cl-+O2+H2OOH-+H+=H2O游離堿的含量可用氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)x計：X=[（V/1000）CM]*100%/m*10/250（m為試料的質(zhì)量，單位為g；M為氫氧化鈉的摩爾質(zhì)量，單位為g/mol；V為消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積，單位為ml；C為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的濃度，mol/l）。檢測后，得出游離堿的含量為：1.85%1.2次氯酸鈉反應(yīng)①根據(jù)任務(wù)書的要求億噸水合肼的好堿量為7.5噸，年產(chǎn)量為5000噸，開工時間為8000小時，由此條件可計算出堿的總量為：7.5*5000/8000=4.69t/hr=2.2m^3/hr由NaOH（30%），NaCO3（0.7%),NaCl（6.0%）計算可以得到：NaOH:：4.69*100%=4.69噸/小時Na2CO3：4.69*0.7%0.0328噸/小時NaCl：4.69*6.0%=0.281噸/小時H2O：4.69*4.69-0.0328-0.281=21.6823噸/小時②100%氫氧化鈉稀釋成30%氫氧化鈉的水溶液需要加水的量為：4.69/0.30-4.69=10.943噸/小時③經(jīng)過上述檢測計算可知有效氯為10.61%，若設(shè)收率為95%，則可計算氯氣的量。設(shè)氯氣的量為x，則有：（4.69+10.943+x）*10.61%/97%=x解得：x=1.91噸/小時總量：4.69+10.943+1.91=17.543噸/小時④次氯酸鈉溶液氯化鈉：0.23+（1.91*0.97/71）*58.5+（1.91*0.03/71）*58.5*2=1.362噸/小時次氯酸鈉：（1.91*0.97/71）*74.4=1.941噸/小時游離堿：4.69-1.91*80/74=2.626噸/小時水：17.543-2.626-1.362=13.555噸/小時=13.555立方米/小時次氯酸鈉配置槽體積選用13.555立方米/小時，選用兩個6立方米。2、熱量衡算①氫氧化鈉稀釋液單位稀釋熱為：2.1578*10^-3*4690=10120cal/hr②次氯酸鈉反應(yīng)熱：Q=340.42*1941=6680755.22cal/hr③升溫?zé)幔篞=CP（t1-t0）=0.886*17543*（35-30）=77715.49cal/hr④理論放熱量：Q(熱）=Q（稀釋）+Q（反應(yīng)）-Q（升溫）=10120+6680755.22-77715.49=6613159.73cal/hr⑤實際冷量值：冷量輸送的損失5%冷量：30.96*1.05=32.51萬大卡/hr設(shè)換熱傳熱的系數(shù)為2000，則換熱面積為Q=KS（t1-t0)=2000S*5=6613159.73解得S=661.32m^2661.32/4=165.32m^2所以共有四個換熱器，每個換熱器的傳熱面積為165.32平方米。3、其他設(shè)備的確定設(shè)所使用設(shè)備的貯存能力為24小時。氫氧化鈉儲槽的確定：4.69/0.3=15.6315.63/1.35=11.6311.63*24=277.9m^3選用100立方米的一個臥式儲罐和兩個90立方米的立式儲罐。液堿泵的確定：由于液堿是腐蝕特性，固泵頭、葉輪及機(jī)械密封材質(zhì)選用耐腐蝕性較強(qiáng)的鈦合金鋼，密封形式為單端面密封。液堿存在低溫情況下易結(jié)晶的特性，室內(nèi)溫度低于20℃時，堿液的結(jié)晶速度將加快。為防止此類問題的發(fā)生，在泵房內(nèi)增加散熱片的數(shù)量，進(jìn)而提高泵房內(nèi)部溫度，減慢廢堿結(jié)晶速率。氯氣緩沖罐的選型：緩沖罐按結(jié)構(gòu)可分為隔膜式和氣囊式兩種。對隔膜式緩沖罐來講，其罐體和隔膜之間預(yù)充有一定壓力的氮?dú)猓瑲饽沂骄彌_罐是罐體可氣囊之間預(yù)充有一定壓力的氮?dú)?。本次設(shè)計采用隔膜式氯氣緩沖罐。根據(jù)氯氣計算所得的量可知，應(yīng)選用一個容積為2立方米的氯氣緩沖罐。由于氯氣有腐蝕性，設(shè)備主要材質(zhì)為Q345R鋼。次氯酸鈉泵的選型：當(dāng)次氯酸鈉溶液與某些金屬接觸時，可能會產(chǎn)生可燃?xì)錃?。如果這些容器被加熱，則可能會由于氯氣的積聚和釋放而爆炸。采用短沖程長度的高沖程泵型號。這種操作配置不太可能使泵頭中積聚氣體，可降低發(fā)生排氣的風(fēng)險。在配置泵送系統(tǒng)時，最有效的方法是采用短而充滿水的吸入管布置，吸入管從儲罐向下通到計量泵。這種設(shè)計可讓所產(chǎn)生的氣泡流回到儲罐，而不是滯留在泵中。綜合以上考慮因素可以明顯看出，機(jī)械驅(qū)動隔膜泵是最佳的次氯酸鈉輸送泵，它不僅可以限制排氣可能產(chǎn)生的有害影響，還能提供準(zhǔn)確的計量率。泵可采用PVC和Kynar結(jié)構(gòu)材料制成，這也是次氯酸鈉應(yīng)用的理想選擇。設(shè)次氯酸鈉泵開機(jī)以6小時，揚(yáng)程12米。管道材料選擇：存有氯氣的管道應(yīng)該采用FRP+PVC、聚氯乙烯材質(zhì)或者聚四氟閥門和管道。次氯酸鈉成品采用襯四氟材質(zhì)的管線和設(shè)備。4、設(shè)備匯總設(shè)備名稱型號數(shù)量備注V=100m^31鋼襯塑臥式儲罐氫氧化鈉儲槽V=90m^32鋼襯塑立式儲罐氯氣緩沖罐V=2.0m^31Q345R鋼液堿泵H=12m2鈦合金鋼次氯酸鈉配置槽V=6m^32碳鋼襯膠換熱器S=165.32m^24鈦材次氯酸鈉泵H=12m2PVC和Kynar氯氣管道1.91噸/小時FRP+PVC次氯酸鈉管道1.941噸/小時襯四氟材質(zhì)、工藝流程圖1、工藝流程圖設(shè)計規(guī)范及要求次氯酸鈉生產(chǎn)過程中涉及到具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿，劇毒的氯氣等危險化學(xué)試劑。故在工工業(yè)生產(chǎn)中，要規(guī)范流程，提高操作的安全性和可行性。工藝設(shè)備需保證安全，即發(fā)生意外事故，工藝系統(tǒng)也不會發(fā)生安全事故；需要建立起正確的操作規(guī)程，避免操作責(zé)任安全事故的發(fā)生；工廠中的操作人員必須嚴(yán)格遵循操作守則，必須穿戴勞動保護(hù)用品，以便發(fā)生安全事故時，操作人員能夠得到一定的保護(hù)?，F(xiàn)簡述工藝流程的規(guī)范及要求：①次氯酸鈉中間儲罐上需設(shè)置有液位計，以讓工作人員了解次氯酸鈉中間儲罐和泡罩吸收塔基礎(chǔ)罐內(nèi)的液位。并且需要設(shè)置高低液位的報警系統(tǒng)。次氯酸鈉成品輸送泵與次氯酸鈉吸收罐的低液位報警系統(tǒng)連鎖起來，這樣當(dāng)發(fā)生次氯酸鈉成品低液位警報時，可自動切斷次氯酸鈉成品輸送泵，從而保證工藝系統(tǒng)的正常工作。②次氯酸鈉中間儲罐上需設(shè)置有溫度計，以便工作人員對次氯酸鈉中間儲罐和泡罩