年產(chǎn)40000噸苯酐的車間工藝設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　第一章 文獻綜述</b></p><p><b>　　1.1苯酐簡述</b></p><p>　　苯酐， 全稱為鄰苯二甲酸酐（ Phthalic Anhydride）,常溫下為一種白色針狀結(jié)晶（ 工業(yè)苯酐為白色片狀晶體），易燃，在沸點以下易升華，有特殊輕微的刺激性氣味。苯酐能引起人們呼吸器官的過敏性癥狀，苯酐的粉塵或

2、蒸汽對皮膚、眼睛及呼吸道有刺激作用，特別對潮濕的組織刺激更大。苯酐主要用于生產(chǎn)PVC 增塑劑、不飽和聚酯、醇酸樹脂以及染料、涂料、農(nóng)藥、醫(yī)藥和儀器添加劑、食用糖精等，是一種重要的有機化工原料。在PVC 生產(chǎn)中，增塑劑最大用量已超過50％，隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展，使苯酐的需求隨之增長，推動了國內(nèi)外苯酐生產(chǎn)的快速發(fā)展。</p><p>　　最早的苯酐生產(chǎn)始于1872 年，當時德國BASF 公司以萘為原料，鉻酸氧化生產(chǎn)

3、苯酐，后又改用發(fā)煙硫酸氧化生產(chǎn)苯酐，但收率極低，僅有15%。自1917 年世界開始以氧化釩為催化劑，用萘生產(chǎn)苯酐后，苯酐的生產(chǎn)逐步走向工業(yè)化、規(guī)模化，并先后形成了萘法、鄰法兩種比較成熟的工藝[1]。</p><p>　　1.2苯酐的性質(zhì)[2]</p><p>　　苯酐，常溫下為一種白色針狀結(jié)晶（ 工業(yè)苯酐為白色片狀晶體），易燃，在沸點以下易升華，有特殊輕微的刺激性氣味。</p>

4、<p>　　分子式C8H4O3，相對密度1.527(4.0℃)，熔點131.6℃，沸點295℃（升華），閃點（開杯）151.7℃，燃點584℃。</p><p>　　微溶于熱水和乙醚，溶于乙醇、苯和吡啶。</p><p>　　1.3苯酐的合成方法比較及選取</p><p>　　1.3.1合成苯酐的主要工藝路線</p><p>　

5、　1.3.1.1 萘法[1]</p><p>　　1.3.1.1.1反應原理</p><p>　　萘與空氣在催化劑作用下氣相氧化生成苯酐。</p><p>　　1.3.1.1.2 工藝流程</p><p>　　空氣經(jīng)凈化、壓縮預熱后進入流化床反應器底部，噴入液體萘，萘汽化后與空氣混合，通過流化狀態(tài)的催化劑層，發(fā)生放熱反應生成苯酐。反應器內(nèi)裝有

6、列管冷卻器，用水為熱載體移出反應熱。反應氣體經(jīng)三級旋風分離器，把氣體攜帶的催化劑分離下來后，進入液體冷凝器，有40%－60%的粗苯酐以液態(tài)冷凝下來，氣體再進入切換冷凝器（ 又稱熱融箱）進一步分離粗苯酐，粗苯酐經(jīng)預分解后進行精餾得到苯酐成品。尾氣經(jīng)洗滌后排放，洗滌液用水稀釋后排放或送去進行催化焚燒。</p><p><b>　　1.3.1.2鄰法</b></p><p>

7、;　　1.3.1.2.1 反應原理[1]</p><p>　　鄰二甲苯與空氣在催化劑作用下氣相氧化生成苯酐。</p><p>　　1.3.1.2.2 工藝流程</p><p>　　過濾、凈化后的空氣經(jīng)過壓縮，預熱后與汽化的鄰二甲苯混合進入固定床反應器進行放熱反應，反應管外用循環(huán)的熔鹽移出反應熱并維持反應溫度，熔鹽所帶出的反應熱用于生產(chǎn)高壓蒸汽（ 高壓蒸汽可用于生產(chǎn)的

8、其他環(huán)節(jié)也可用于發(fā)電）。反應器出來的氣體經(jīng)預冷器進入翅片管內(nèi)通冷油的切換冷凝器，將苯酐凝結(jié)在翅片上，然后再定期通入熱油將苯酐熔融下來，經(jīng)熱處理后送連續(xù)精餾系統(tǒng)除去低沸點和高漲點雜質(zhì)，得到苯酐成品。從切換冷凝器出來的尾氣經(jīng)兩段高效洗滌后排放至大氣中。含有機酸濃度達30％的循環(huán)液送到順酐回收裝置或焚燒裝置，也可回收處理制取富馬酸[1]。</p><p>　　目前，全球苯酐生產(chǎn)所采用的工藝路線有萘流化床氧化和萘/鄰二甲

9、苯固定床氧化，其中鄰二甲苯固定床氧化技術(shù)約占世界總生產(chǎn)能力的90% 以上。萘流化床氧化工藝在國外已逐步淘汰，但在我國的苯酐生產(chǎn)中仍占有一定比例。鄰二甲苯固定床氣相氧化技術(shù)主要BASF，Wacker-Chemie，ElfAtochem/日觸和Alusuisse Italia 等幾種典型的生產(chǎn)工藝。</p><p><b>　　BASF工藝：</b></p><p>　　

10、BASF工藝于1976 年工業(yè)化生產(chǎn)，總生產(chǎn)能力超過100×104 t/a，BASF工藝的單臺反應器最大生產(chǎn)能力為4.5×104 t/a。經(jīng)凈化預熱后的空氣與氣化的鄰二甲苯混合進入列管式固定床反應器，在釩-鈦環(huán)形催化劑表面進行反應，反應溫度為360℃，空速為3000h- 1，反應熱由熔鹽導出。粗苯酐在微負壓下采用高溫或同時添加少量化學品除去某些雜質(zhì)后送入精餾塔精制。BASF工藝能有效地回收順酐，苯酐的質(zhì)量收率超過10

11、5%[3]。</p><p>　　Wacker-Chemie 工藝：</p><p>　　近年來各國新建的苯酐生產(chǎn)裝置基本上都采用Wacker-Chemie工藝，至今世界上已有110套以上的裝置采用此工藝，總生產(chǎn)能力為160×104 t/a，單臺反應器的最大生產(chǎn)能力為4.5×104 t/a。該工藝所采用的催化劑適用于鄰二甲苯、萘以及鄰二甲苯和萘的混合料，設(shè)計的催化劑負荷

12、為鄰二甲苯100g/m3空氣（標準態(tài)），苯酐的質(zhì)量收率為114%～115%（以萘為原料時，苯酐收率為97%～ 99%），催化劑壽命大于3 年[3]。</p><p>　　ElfAtochem/日觸工藝：</p><p>　　ElfAtochem公司于1970 年開始開發(fā)低能耗工藝，1986 年該公司決定采用日觸公司壽命長、選擇性高的苯酐催化劑，并與日觸公司共同開發(fā)了ElfAtochem/日

13、觸工藝。采用該工藝的總生產(chǎn)能力約40×104 t/a。該工藝與BASF工藝相似，工藝尾氣全部催化焚燒處理，有機雜質(zhì)含量低，無大氣污染[3]。</p><p>　　Alusuisse Italia 工藝：</p><p>　　意大利的Alusuisse公司于1986 年開發(fā)了Alusuisse Italia低空烴比工藝，空氣對鄰二甲苯的質(zhì)量比減少到9.5:1，而原料氣濃度可提高到鄰

14、二甲苯134g/m3 空氣標準態(tài)。到1996 年世界各地共有11 套裝置采用該工藝，總生產(chǎn)能力為24. 9×104 t/a[3]。</p><p>　　1.3.2 合成工藝路線分析及技術(shù)經(jīng)濟評價</p><p>　　萘法作為最早生產(chǎn)苯酐的方法，也是最早形成工業(yè)化生產(chǎn)的方法，其原料為焦油萘。我國在1953 年開始萘法生產(chǎn)苯酐，當時是以萘為原料，固定床氣相氧化法生產(chǎn)苯酐。1958 年

15、我國又開發(fā)了流化床工藝，并在此基礎(chǔ)上建設(shè)了多套工業(yè)生產(chǎn)裝置。由于我國萘流化床法發(fā)展較快，到1988 年大部分工廠仍在采用萘流化床法生產(chǎn)苯酐，當時萘法產(chǎn)量高達總產(chǎn)量的90%。隨著石油工業(yè)的發(fā)展以及鄰法技術(shù)的開發(fā)，萘法的劣勢顯露出來：原料焦油萘供應日趨緊張，價格不斷上揚，單臺反應器生產(chǎn)能力較低，這些都不可避免地造成了萘法的高能耗[1]。</p><p>　　隨著苯酐產(chǎn)量的迅速增長，焦油萘越來越不能滿足生產(chǎn)的需要，而隨

16、著石油工業(yè)的發(fā)展，又提供了大量廉價的鄰二甲苯，擴大了苯酐的原料來源。從20世紀60年代開始，生產(chǎn)苯酐的原料從萘轉(zhuǎn)向鄰二甲苯。隨著催化劑研發(fā)的重大進展以及參加反應的空氣和鄰二甲苯比例的降低，再加上生產(chǎn)設(shè)備大型化的實現(xiàn)等一系列新技術(shù)的開發(fā)和應用，進一步加速了原料的轉(zhuǎn)換進程。近幾年，各廠家也都在為提高自身產(chǎn)品的競爭力而不斷地在節(jié)能降耗等方面改進、完善自己的工藝，這就使得鄰法工藝更加成熟，更加先進[1]。</p><p>

17、;　　Wacker-Chemie工藝特點是低能耗，高負荷，生產(chǎn)能力大，催化劑活化時不必使用SO2。BASF工藝的技術(shù)特點是低反應溫度和高空速，水洗回收副產(chǎn)的順酐，生產(chǎn)費用低，無廢水排出，采用蒸汽透平，輸出中壓空氣。ElfAtochem/日觸工藝的特點是低空烴比，操作安全性能好，負荷高，空氣量相應減少，總能耗下降。因此該工藝具有投資較低、能耗少、成本低和無污染的優(yōu)勢。Alusuisse Italia工藝的設(shè)備投資較少[3]。</p&

18、gt;<p>　　1.3.3 未來發(fā)展方向</p><p>　　近年來世界各苯酐生產(chǎn)公司都致力于改進以鄰二甲苯為原料的固定床氧化技術(shù)，并在催化劑、生產(chǎn)工藝和反應器設(shè)計等方面取得了重要的進展。</p><p>　　1.3.3.1催化劑的改進[3]</p><p>　　世界各生產(chǎn)公司著重研制低溫、高鄰二甲苯濃度、高負荷及高收率的催化劑。ElfAtochem

19、/日觸公司在進料鄰二甲苯濃度為85g/m3空氣（標準態(tài)）時，苯酐質(zhì)量收率達到114%～115%，目前正在開發(fā)110g工藝的催化劑，并進一步開發(fā)120g 工藝的催化劑。BASF公司開發(fā)的固定床雙層催化劑，第一層：7%（質(zhì)量分數(shù)）V2O5，2.5% Sb2O3，0.16%銣，其它部分為TiO2；第二層：7% V2O5，2.5% Sb2O3，0.5%磷，其它部分為TiO2，當反應溫度分別控制在359℃和342℃時，苯酐質(zhì)量收率達到109.8%

20、。Wacker公司和Alusuisse公司也加快了催化劑的研制工作，日本KawasakiSteel公司開發(fā)的V-Cs-Ti-B-Si-S-O催化劑，當以鄰二甲苯為原料、用于流化床反應器中時，苯酐質(zhì)量收率達到114.4%。隨著催化劑技術(shù)的進一步改進，各國開發(fā)的催化劑在活化時都不添加SO2。</p><p>　　1.3.3.2生產(chǎn)工藝的開發(fā)[3]</p><p>　　Sisas公司開發(fā)了鄰二甲

21、苯兩步氧化法制苯酐的工藝，苯酐的選擇性達到85%～88%（一般方法為80% ），且提高了產(chǎn)品純度，未反應的鄰二甲苯容易循環(huán)再氧化，由于氣相氧化的放熱減少50%，反應可在更低的溫度下進行，降低了操作風險。日本觸媒公司開發(fā)了尾氣部分循環(huán)工藝，這樣強化了操作安全、降低了操作費用和投資，苯酐的質(zhì)量收率達到114%～116%。</p><p>　　1.3.3.3反應器的改進[3]</p><p>　

22、　高效催化劑的開發(fā)，使鄰二甲苯在空氣中的濃度可提高到120g/m3（標準態(tài)），并充分利用放出的反應熱，使能耗大大地降低，苯酐的生產(chǎn)成本大幅下降。反應器的相應改進包括：采用外循環(huán)反應器，反應器趨于大型化、雙填充催化劑的固定床反應器。日觸公司開發(fā)的雙層反應器能優(yōu)化反應器中的溫度分布，降低熱點溫度，并延長催化劑的使用壽命；BASF 公司在主反應器后設(shè)置一個后繼反應器，使鄰二甲苯完全氧化，改善了環(huán)保狀況；Lurgi公司開發(fā)出的反應器采用反向進料

23、和有效的撤熱措施，降低了反應器“飛溫”的可能性。</p><p>　　總之，苯酐生產(chǎn)商都在積極研制高收率、高選擇性和高負荷的催化劑，進行反應動力學和反應機理的研究，用數(shù)學模擬法放大反應器，提高了單臺反應器的生產(chǎn)能力，進一步地降低了能耗和成本，提高了操作的安全性和自動化水平。</p><p>　　隨著苯酐生產(chǎn)的快速發(fā)展，苯酐市場的競爭也越來越激烈。目前，我國鄰法苯酐的生產(chǎn)已處于國際領(lǐng)先地位。

24、但是我國對于催化劑的研發(fā)卻一直處于相對落后的狀態(tài)，致使國內(nèi)一些廠家（ 如周村、白龍、哈爾濱等）一直在使用進口催化劑進行苯酐的生產(chǎn)。面對技術(shù)相對先進的國際市場，我們應加快催化劑的國產(chǎn)化步伐，同時大型苯酐氧化反應器的國產(chǎn)化步伐也要加快[1]。為了提高自身的競爭力，各生產(chǎn)廠家應在加強工藝改進的同時，還要不斷開發(fā)新技術(shù)，以提高單臺反應器的產(chǎn)能，降低產(chǎn)品的能耗，力求在大量進口產(chǎn)品沖擊下在國內(nèi)苯酐市場站穩(wěn)腳跟并沖向國際市場,使我國的苯酐行業(yè)走向一個

25、輝煌的階段。</p><p>　　1.3.4合成工藝路線選取</p><p>　　我的內(nèi)容主要是根據(jù)所查資料并總結(jié)，做出苯酐的一條生產(chǎn)線，并對主要反應器進行設(shè)計。由于石油鄰二甲苯資源比較豐富，理論收率高，價廉，選擇性高成為現(xiàn)代生產(chǎn)苯酐的首選原料，所以決定按以下技術(shù)路線進行研究：</p><p>　　計劃年產(chǎn)量為40000噸，年工作時數(shù)為每年8000h，產(chǎn)品流量500

26、0kg/h，產(chǎn)品純度（質(zhì)量分數(shù)）大于99.9%，精餾階段產(chǎn)品回收率為92%。</p><p><b>　　第二章 工藝流程</b></p><p>　　2.1原料名稱及規(guī)格[4]</p><p>　　鄰二甲苯（96%），工業(yè)級（國內(nèi)一些大型石化企業(yè)生產(chǎn)）。</p><p>　　空氣，（21%氧氣、78%氮氣）。</

27、p><p>　　催化劑，V2O5-T iO2系列負載型催化劑。</p><p><b>　　2.2主要設(shè)備</b></p><p>　　固定床反應器，離心泵，空氣壓縮機，精餾塔，冷凝器，預熱器，儲罐。</p><p>　　2.3工藝流程簡述[4]</p><p>　　苯酐生產(chǎn)工藝系統(tǒng)包括氧化反應部分、

28、冷凝水洗部分、苯酐精制部分。</p><p>　　2.3.1 氧化部分</p><p>　　鄰二甲苯通過換熱器預熱，經(jīng)凈化換熱器加熱后在汽化器內(nèi)混合均勻并完全霧化，進入反應器反應。反應器內(nèi)埋填化熱列管，用熔鹽循環(huán)移去反應熱，熱的熔鹽產(chǎn)生高壓蒸汽。</p><p>　　2.3.2 冷凝水洗部分</p><p>　　反應氣體冷卻后在切換冷凝器中凝

29、華，然后再融化，苯酐粗產(chǎn)品流到儲罐中。從冷凝器中排出的尾氣為未反應的空氣和反應生成的一氧化碳、二氧化碳及少量有機物，經(jīng)水洗塔洗滌回收有機物后排放。洗滌水中主要含有順酸（順丁烯二酸），通過加工可經(jīng)濟的回收，使過程無廢水排出。</p><p>　　2.3.3 精制部分</p><p>　　粗品苯酐經(jīng)高壓蒸汽預熱后，進入第一精餾塔，順酐及少量的苯甲酸作為塔頂餾出物而分離出來，使苯酐得到進一步提純

30、，塔底產(chǎn)物為苯酐。塔底苯酐進入第二個精餾塔，在熱虹吸式再沸器和重力及真空作用下回流循環(huán)純化，脫除重組分雜志后，苯酐從塔頂流出。</p><p><b>　　2.4 生產(chǎn)流程</b></p><p><b>　　第三章 物料衡算</b></p><p><b>　　3.1物料衡算概述</b></p

31、><p>　　為了弄清生產(chǎn)過程中原料、成品以及損失的物料數(shù)量，必須要進行物料衡算。</p><p>　　物料衡算是設(shè)備熱量衡算乃至整個工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，一般在以下幾種情況下需進行物料衡算。</p><p>　?、艑δ硞€操作過程作物料衡算；</p><p>　?、茖σ延械脑O(shè)備：一個設(shè)備、一套設(shè)備或整個車間作物料衡算；</p><p

32、>　?、窃O(shè)計一套新的裝置或一個新的車間時，一般均需做出全面的物料衡算。</p><p>　　因此正確的物料衡算結(jié)果為正確的設(shè)備熱量衡算和設(shè)備工藝設(shè)計提供可靠的保證，在整個設(shè)備設(shè)計過程中具有重要的意義[5]。</p><p>　　3.2 物料衡算的計算依據(jù)[6]</p><p>　　物料衡算為質(zhì)量守恒定律的一種表現(xiàn)形式，即</p><p>

33、;　　式中， —輸入物料的總和；</p><p><b>　　—輸出物料的總和；</b></p><p><b>　　—累計的物料量。</b></p><p>　　式為總物料衡算式。當過程沒有化學反應時，它也適用于物料中任一組分的衡算；但有化學反應時，它適用于任一元素的衡算。若過程中累積的物料量為零，則該式可簡化為<

34、/p><p>　　上式所描述的過程屬于定態(tài)過程，一般連續(xù)不斷的流水作業(yè)（即連續(xù)操作）為定態(tài)過程，其特點是在設(shè)備的各個不同位置，物料的流速、濃度、溫度、壓強等參數(shù)可各自不相同，但在同一位置上這些參數(shù)隨不同時間而變。若過程中有物料累積，則屬于非定態(tài)過程，一般間歇操作（即分批操作）屬于非定態(tài)過程，在設(shè)備的同一位置上諸參數(shù)隨時間而變。</p><p>　　式或式中各股物料數(shù)量可用質(zhì)量或物質(zhì)量衡量。對于

35、液體及處于恒溫、恒壓下的理想氣體還可用體積衡量。常用質(zhì)量分率表示溶液或固體混合物的濃度（即組成），對理想混合氣體還可用體積分率（或摩爾分率）表示濃度。</p><p>　　3.3物料衡算的計算范圍和計算基準</p><p>　　作物料衡算時需要確定一個計算范圍，即從哪里開始作為進料，從哪里作為出料。根據(jù)實際需要來確定計算范圍，可以是某一設(shè)備或一套設(shè)備。對分批操作，可從開始加料到最終出料作為

36、計算范圍，有時也取整個過程中的某一階段作為物料衡算的范圍。</p><p>　　作物料衡算時也要選定一個計算基準。例如分批操作可以分批投料量或每晝夜的處理量作為計算基準。連續(xù)生產(chǎn)可以用每小時、每天或每分鐘的投料量作為計算基準。根據(jù)需要有時也采用每噸產(chǎn)品或原料作為計算基準，或者用每千摩爾（kmol）的投料量作為計算基準?；鶞实倪x擇是跟據(jù)物料衡算的目的和計算的方便來考慮決定[7-8]。</p><

37、p><b>　　3.4 計算任務</b></p><p>　　3.4.1 生產(chǎn)任務和涉及的主要反應方程</p><p>　　年產(chǎn)4萬噸的苯酐工廠。由生產(chǎn)工藝可知操作方式為連續(xù)操作。</p><p>　　反應過程中涉及的反應方程見表3-1[4,9-10]。</p><p>　　表3-1 反應方程式</p>

38、<p>　　3.4.2 操作流程</p><p>　　3.4.3 反應器參數(shù)[4]</p><p>　　反應床層溫度：360~380℃；</p><p>　　反應壓力：0.1013MPa；</p><p>　　原料：工業(yè)級鄰二甲苯，潔凈空氣；</p><p>　　進料量：4700kg/h；</p&g

39、t;<p>　　轉(zhuǎn)化率：99.8%；</p><p>　　苯酐選擇性：約0.9；</p><p>　　催化劑：低溫高空速、V2O5-T iO2負載在惰性載體上的催化劑；</p><p>　　空鄰比：9.5:1；</p><p>　　主要副產(chǎn)物：馬來酸酐、苯甲酸、檸糠酐、苯酞、二氧化碳；</p><p>　

40、　根據(jù)催化劑廠商提供的數(shù)據(jù)，反應器出口氣體組成見表3-2[10]。</p><p>　　表3-2反應器出口氣體組成</p><p>　　3.4.4 原材料和動力的消耗定額和消耗量</p><p>　　原料及動力消耗量見表3-3[4]。</p><p>　　表3-3 原料及動力消耗</p><p>　　3.4.5 物料衡

41、算過程及物料衡算表</p><p>　　連續(xù)操作過程以小時為衡算基準。由所查文獻可知：主反應為反應1，副反應為反應2、3、4，反應5、6、7可忽略。</p><p>　　確定已知變量參數(shù)（查文獻）[4,9-10]：</p><p>　　鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率99.8%，苯酐選擇性0.9；</p><p><b>　　反應器出口組成：<

42、/b></p><p>　　苯酐93.0%（質(zhì)量分數(shù)，下同），馬來酸酐6.0%，苯甲酸0.4%，檸糠酐0.35%；</p><p><b>　　進料：</b></p><p>　　鄰二甲苯4700kg/h，潔凈空氣44650kg/h。 </p><p>　　原料中含雜質(zhì)的量 4700×4%=188 kg/

43、h</p><p>　　參與主反應的鄰二甲苯的量 4700×96%×99.8%×0.9=4052.68kg/h</p><p>　　生成苯酐的量 4052.68÷106×148=5658.46kg/h</p><p>　　生成馬來酸酐的量 5658.46÷93%×6.0%=365.06kg/h&l

44、t;/p><p>　　生成苯甲酸的量 5658.46÷93%×0.4%=24.34kg/h</p><p>　　生成檸糠酐的量 5658.46÷93%×0.35%=21.29kg/h</p><p><b>　　消耗氧氣的量：</b></p><p>　　反應1 4052.68&#

45、247;106×3×32=3670.35kg/h</p><p>　　反應2 365.06÷98×15÷2×32=894.02 kg/h</p><p>　　反應3 24.34÷122×13÷4×32=20.75 kg/h</p><p>　　反應4 21

46、.29÷112×6×32=36.50 kg/h</p><p>　　總共消耗氧氣的量 3670.35+894.02+36.50+20.75=4621.62 kg/h</p><p><b>　　生成二氧化碳的量：</b></p><p>　　反應2 365.06÷98×4×44=6

47、55.62 kg/h</p><p>　　反應3 24.34÷122×44=8.78 kg/h</p><p>　　反應4 21.29÷112×3×44=25.09 kg/h</p><p>　　總共生成二氧化碳的量 655.62+8.78+25.09=689.49 kg/h</p><p

48、><b>　　生成水的量：</b></p><p>　　反應1 4052.68÷106×3×18=2064.57 kg/h</p><p>　　反應2 365.06÷98×4×18=268.21 kg/h</p><p>　　反應3 24.34÷122

49、15;5÷2×18=8.98 kg/h</p><p>　　反應4 21.29÷112×3×18=10.26 kg/h</p><p>　　總共生成水的量 2064.57+268.21+8.98+10.26=2352.02kg/h</p><p>　　反應后空氣的量 93000-4621.62+689.49=40

50、717.87kg/h</p><p>　　物料衡算表如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 物料衡算 單位：kg/h</p><p><b>　　第四章 熱量衡算</b></p><p>　　4.1 熱量衡算方程式</p><p>　　熱量衡算按能量

51、守恒定律，在無軸功條件下，進入系統(tǒng)的熱量與離開熱量應該平衡，在實際中對傳熱設(shè)備的熱量衡算可由下式表示[5,11]：</p><p>　　式中, — 所處理的物料帶入設(shè)備中的熱量；</p><p>　　— 加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號規(guī)定加熱劑加入熱量為“＋”冷卻劑吸收熱量“－”）；</p><p>　　— 過程的熱效應（符號規(guī)定過程放熱為“＋”，過程吸

52、熱為“－”）；</p><p>　　— 離開設(shè)備物料帶走的熱量；</p><p>　　— 設(shè)備各部件所消耗的熱量；</p><p>　　— 設(shè)備向四周散失的熱量，又稱熱損失。</p><p>　　熱量衡算的時間基準可與物料衡算相同，即對間歇生產(chǎn)可以每日或每批處理物料作基準。對連續(xù)生產(chǎn)以每小時作基準。但不管是間歇還是連續(xù)生產(chǎn)，計算傳熱面積的熱負

53、荷，必須以每小時作基準，而該時間必須是穩(wěn)定傳熱時間。熱量衡算溫度基準，一般規(guī)定以25℃或0℃，也可以進料溫度作基準。</p><p><b>　　4.2 與的計算</b></p><p><b>　　與均可用下式計算：</b></p><p>　　式中，— i物料質(zhì)量；</p><p>　　— i

54、物料平均等壓比熱容；</p><p><b>　　— 物料的溫度℃；</b></p><p>　　— 計算基準溫度℃。</p><p>　　4.3 過程熱效應的計算</p><p>　　過程熱效應可分為兩類，一類是化學過程熱效應即化學反應熱效應，另一類是物理過程熱效應，即物理狀態(tài)變化熱，如溶解、結(jié)晶、蒸發(fā)、冷凝、熔融、升

55、華及濃度變化等吸入或放出熱量。純物理過程無化學反應熱效應，但物料經(jīng)歷化學變化過程，除化學反應熱效應外，往往伴隨物料狀態(tài)變化熱效應，則兩者應結(jié)合在一起考慮，可用下式計算：</p><p>　　式中，— 化學反應熱效應kJ；</p><p>　　— 物理過程熱效應kJ。</p><p>　　— 化學反應熱效應，可通過標準化學反應熱[11]，按下式計算：</p>

56、;<p>　　式中，— 標準化學反應熱；</p><p>　　— 參與化學反應的A物質(zhì)量；</p><p><b>　　— A物質(zhì)分子量。</b></p><p><b>　　4.4所需數(shù)據(jù)</b></p><p>　　熱量衡算所需數(shù)據(jù)如下[5,8,12-14]：</p>

57、<p><b>　　1．空氣：</b></p><p>　　空氣的組成比較復雜，為方便計算，把空氣的組成近似為21%氧氣和79%氮氣。</p><p><b>　　氧氣：</b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　

58、標準生成熱： </b></p><p><b>　　氮氣：</b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱：</b></p><p><b>　　2．二氧化碳：</b></p>&l

59、t;p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱： </b></p><p><b>　　3．水：</b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱：</b&

60、gt;</p><p><b>　　汽化熱：</b></p><p><b>　　4．鄰二甲苯：</b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱：</b></p><p><b&

61、gt;　　汽化熱：</b></p><p><b>　　5．苯酐： </b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱：</b></p><p>　　汽化熱利用基團貢獻法估算[14]： </p><p

62、>　　其中，－分子中i種基團的個數(shù)；</p><p>　?。璱種基團的貢獻值，；</p><p>　　－化合物的摩爾質(zhì)量，。</p><p>　　通過參考文獻[14]可知，的基團貢獻值為2.544，的基團貢獻值為3.059，酮的基團貢獻值為6.645，的基團貢獻值為4.682</p><p>　　熔化熱利用基團貢獻法估算[14]：<

63、;/p><p>　　其中， －分子中i種基團的個數(shù)；</p><p>　　－i種基團的貢獻值，；</p><p>　　－化合物的摩爾質(zhì)量，。</p><p>　　通過參考文獻[14]可知，的基團貢獻值為1.101，的基團貢獻值為2.394，酮的基團貢獻值為3.624，的基團貢獻值為5.879</p><p><b&g

64、t;　　6．馬來酸酐： </b></p><p>　　比熱容利用Missenard法估算[14]：</p><p>　　式中，－化合物的摩爾質(zhì)量，；</p><p>　?。肿又衖種基團的個數(shù)；</p><p>　?。璱種基團的摩爾熱容，。</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的摩爾熱容為28.1，

65、 酮的摩爾熱容46.1，的摩爾熱容31.0</p><p><b>　　標準生成熱： </b></p><p>　　汽化熱利用基團貢獻法估算：</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為2.544， 酮的基團貢獻值為6.645，的基團貢獻值為4.682</p><p>　　熔化熱利用基團貢獻法估算：<

66、;/p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為1.101， 酮的基團貢獻值為3.624，的基團貢獻值為5.879</p><p><b>　　7．苯甲酸： </b></p><p><b>　　比熱容： </b></p><p><b>　　標準生成熱： </b><

67、;/p><p>　　汽化熱利用基團貢獻法估算：</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為2.544， 的基團貢獻值為3.059，的基團貢獻值為19.537</p><p>　　熔化熱利用基團貢獻法估算：</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為1.101， 的基團貢獻值為2.394，的基團貢獻值為11.051&

68、lt;/p><p><b>　　8．檸糠酐：</b></p><p>　　比熱容利用Missenard法估算： </p><p>　　通過參考文獻[14]知，的摩爾熱容為8.4，的摩爾熱容48.4，的摩爾熱容31.0，的摩爾熱容28.1，酮的摩爾熱容46.1</p><p>　　標準燃燒熱利用卡拉奇法估算[14]：</

69、p><p>　　其中，－化合物燃燒時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)；</p><p>　?。〈玩I的校正值；</p><p>　　－分子中同樣取代基的數(shù)目；</p><p><b>　?。瓨藴嗜紵裏?。</b></p><p>　　通過參考文獻[14]知，羧酸酐的值為41.9，核環(huán)上的雙鍵的值為27.2 </p

70、><p>　　標準生成熱用公式轉(zhuǎn)換，</p><p>　　其中，－元素的標準燃燒熱，；</p><p>　?。衔镏型N元素的原子數(shù)；</p><p>　　，－分別為同一化合物的標準生成熱和燃燒熱。</p><p>　　通過參考文獻[14]知，C原子的元素的標準燃燒熱395.15,H原子的元素的標準燃燒熱143.15&l

71、t;/p><p>　　汽化熱利用基團貢獻法估算：</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為3.059，的基團貢獻值為2.373，的基團貢獻值為4.682，的基團貢獻值為2.544，酮的基團貢獻值為6.645</p><p>　　熔化熱利用基團貢獻法估算：</p><p>　　通過參考文獻[14]知，的基團貢獻值為2.394，的基

72、團貢獻值為0.908，的基團貢獻值為5.879，的基團貢獻值為1.101，酮的基團貢獻值為3.624</p><p>　　4.5 關(guān)于熱量衡算的具體計算</p><p>　　在本次計算中，對反應釜進行熱量衡算。</p><p>　　由該反應工藝要求可知，該反應過程可以分二個階段進行熱量衡算：升溫至360℃的預熱階段，360℃-380℃之間的反應階段（以kg/h為基準

73、）。</p><p><b>　　熱平衡式：</b></p><p><b>　　假設(shè)：；</b></p><p><b>　　基準溫度為25℃。</b></p><p><b>　　熱平衡式可寫成： </b></p><p>&l

74、t;b>　　即 </b></p><p>　　4.5.1 預熱階段的熱量衡算（）</p><p>　　由生產(chǎn)工藝知，該階段是在= 25℃的情況下，將4700kg鄰二甲苯，44650kg空氣通過換熱器預熱到360℃，以達到反應所需的溫度。</p><p><b>　　由公式 可得。</b></p><p&

75、gt;<b>　　則</b></p><p>　　4.5.2 反應階段的熱量衡算（）</p><p>　　該過程為預熱到360℃的鄰二甲苯和空氣混合均勻后，通過裝有催化劑的固定床反應器，在360℃-380℃之間迅速反應。</p><p><b>　　反應1：</b></p><p><b>

76、;　　反應2：</b></p><p><b>　　反應3：</b></p><p><b>　　反應4：</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　因為 </b></p><p>

77、<b>　　所以</b></p><p>　　4.5.3 離開設(shè)備的物料帶走的熱量（）</p><p>　　離開反應器的物料主要是未反應的氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣、苯酐、順酐、苯甲酸和檸糠酐。</p><p>　　假設(shè)：離開反應器的氣體的溫度為380℃；</p><p><b>　　基準溫度為25℃。<

78、;/b></p><p><b>　　由公式 可得。</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　4.5.4 設(shè)備和物料傳遞的熱量（）</p><p><b>　　由熱平衡方程可知</b></p><p>　　4.6 換熱器

79、面積求算</p><p>　　4.6.1 預熱器面積求算</p><p>　　預熱物料到360℃，可選用熔鹽做加熱劑，設(shè)加熱劑的進口溫度為400℃，出口溫度為200℃，取總加熱系數(shù)[8] </p><p><b>　　預熱鄰二甲苯：</b></p><p><b>　　由公式可知</b><

80、/p><p><b>　　傳熱面積 </b></p><p><b>　　預熱空氣：</b></p><p><b>　　由公式 可知</b></p><p><b>　　傳熱面積 </b></p><p>　　4.6.2 反應器換熱

81、面積求算</p><p>　　隨著反應的進行放出大量的反應熱，為維持反應溫度在360℃-380℃之間，需要在反應管殼程用熔鹽做載熱體，移出多余的反應熱。設(shè)載熱體的入口溫度為150℃，出口溫度為350℃，取總加熱系數(shù)[8]</p><p><b>　　由公式 可知</b></p><p><b>　　傳熱面積 </b>&l

82、t;/p><p>　　綜上所述，可得以下熱量衡算數(shù)據(jù)表4－1：</p><p>　　表4－1 熱量衡算數(shù)據(jù)表</p><p>　　第五章 精餾塔的工藝設(shè)計及選型</p><p>　　精餾塔是化工生產(chǎn)中常用的典型設(shè)備，本設(shè)計涉及苯酐的精餾提純，在主要設(shè)備的設(shè)計及計算部分，選擇精餾塔作為對象進行計算。精餾塔的工藝設(shè)計計算，包括塔高、塔徑、塔板各部分尺

83、寸的設(shè)計計算，塔板的布置，塔板流體力學性能的校核及繪出塔板的性能負荷圖。</p><p>　　從反應器出來的氣體主要成分是苯酐、順酐、二氧化碳、水蒸氣未反應的氧氣及氮氣，它們都以氣體形式存在。在進入精餾塔分離之前先通過適當?shù)睦鋮s，使苯酐、順酐等產(chǎn)物液化，以除去水蒸氣、二氧化碳和多余的空氣。再經(jīng)過適當?shù)募訜崾挂夯漠a(chǎn)物達到飽和液體的狀態(tài)。</p><p>　　通過第三章的物料衡算可知，液化的

84、產(chǎn)物中以苯酐和順酐為主，為方便計算過程，按分離順酐—苯酐二組分混合物進行工藝設(shè)計和計算。根據(jù)設(shè)計參數(shù)條件及各類型塔板的用途和優(yōu)點[15]，擬采用板式塔—浮閥塔。</p><p>　　5.1 操作條件的確定</p><p>　　5.1.1 操作壓力[4]</p><p>　　順酐在常壓下的沸點是202℃，而苯酐的沸點是284.5℃，在常壓下精餾，需要消耗大量的能量，不

85、經(jīng)濟。從圖5-1和5-2來看，壓力越小，苯酐和順酐的汽液平衡線離對角線越遠，越有利于分離。故設(shè)計本精餾塔的壓力為30。</p><p>　　圖 5-1 順酐與苯酐的氣液平衡曲線 圖 5-2 順酐與苯酐的氣液平衡曲線</p><p>　?。▔毫?101.3kPa） (壓力=30kPa)</p><p>　

86、　5.1.2 回流比[4]</p><p>　　回流比的選擇與操作費和設(shè)備費有密切關(guān)系，影響分離效果及加熱劑和冷卻劑的用量。通過生產(chǎn)經(jīng)驗及文獻[4,15]參考，本設(shè)計取回流比</p><p>　　5 .1.3 進料熱狀況</p><p>　　進料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負荷都有密切的聯(lián)系。在實際的生產(chǎn)中進料狀態(tài)有多種，但一般都將料液預熱到泡點或接近泡點才送

87、入塔中，這主要是由于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。此外，在泡點進料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計和制造上提供了方便。故本設(shè)計取進料熱狀況參數(shù)。</p><p>　　5.2 實際塔板數(shù)及加料位置的確定</p><p>　　5.2.1全塔物料衡算[15]</p><p>　　通過全塔物料衡算，可以求出精餾產(chǎn)品的流量、組成和進料流量、組成之間的關(guān)系

88、。通常，原料量和產(chǎn)量都以kg/h或噸/年來表示，但在理想板計算時均須轉(zhuǎn)換為kmol/h。在設(shè)計時，汽液流量又須用m3/s來表示。因此要注意不同的場合應使用不同的流量單位。</p><p><b>　　衡算方程：</b></p><p><b>　　總物料：</b></p><p>　　易揮發(fā)組分： </p&

89、gt;<p>　　其中，、、—分別為原料液、餾出液和釜殘液流量，；</p><p>　　、、—分別為原料液、餾出液和釜殘液中易揮發(fā)組分的摩爾分率。</p><p><b>　　由生產(chǎn)任務可知：</b></p><p><b>　　由衡算方程得：</b></p><p>　　5.2.2

90、逐板計算法確定理論板數(shù)目</p><p>　　5.2.2.1計算所需方程</p><p>　　1．操作線方程[15]：</p><p><b>　?、倬s段</b></p><p>　　上升蒸汽量： </p><p>　　下降液體量： </p><p>　　

91、操作線方程： </p><p><b>　　或： </b></p><p>　　式中：—— 回流比；</p><p>　　—— 精餾段內(nèi)第層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率；</p><p>　　——精餾段內(nèi)第層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。</p><p><b>

92、;　?、谔狃s段</b></p><p>　　上升蒸汽量： </p><p><b>　　或： </b></p><p>　　下降液體量： </p><p><b>　　操作線方程： </b></p><p>　　式中：—— 提餾段內(nèi)第m層板下

93、降液體中易揮發(fā)組分摩爾分率；</p><p>　　——提餾段內(nèi)第m+1層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分摩爾分率。</p><p>　　2．平衡線方程[15]：</p><p>　　式中： —— 易揮發(fā)組分與難揮發(fā)組分的相對揮發(fā)度；</p><p>　　—— 精餾段內(nèi)第層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率；</p><p>　　—

94、— 精餾段內(nèi)第層板上升蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率。</p><p>　　5.2.2.2 各個方程中參數(shù)的確定</p><p><b>　　根據(jù)操作條件可得：</b></p><p>　　相對揮發(fā)度由三點法[17]確定：</p><p>　　從圖5-2上選取適當?shù)娜齻€點，分別為：</p><p>&

95、lt;b>　　則</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　5.2.2.3 逐板計算過程</p><p><b>　　由上述計算可知：</b></p><p><b>　　具體計算過程如下：</b></p><p&

96、gt;<b>　　因為 </b></p><p>　　所以 精餾段理論板層數(shù)為塊。</p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　所以 提餾段理論板層數(shù)為塊。</p><p>　　故全塔的理論板數(shù)（不包含再沸器）</p><p>　　5.2.3 全塔

97、效率計算</p><p>　　相對揮發(fā)度： 液體混合物的粘度：</p><p><b>　　全塔效率[16]：</b></p><p>　　5.2.4 實際板數(shù)及加料板位置</p><p><b>　　實際板數(shù)目 塊</b></p><p><b>　　由于

98、 塊</b></p><p>　　所以第塊為加料板，即第14塊為加料板。</p><p>　　5.3 板式塔主要尺寸的設(shè)計計算</p><p>　　板式塔主要尺寸的設(shè)計計算，包括塔板、塔徑的設(shè)計計算，板上液流形式的選擇、溢流裝置的設(shè)計，塔板布置、氣體通道的設(shè)計等工藝計算。</p><p>　　5.3.1 塔徑的確定</p&g

99、t;<p>　　塔的橫截面應滿足汽液接觸部分的面積、溢流部分的面積和塔板支承、固定等結(jié)構(gòu)處理所需面積的要求。在塔板設(shè)計中起主導作用，往往是氣液接觸部分的面積，應保證有適宜的氣體速度。</p><p><b>　　初步計算塔徑：</b></p><p>　　板式塔的塔徑依據(jù)流量公式[15]計算，即</p><p>　　式中：—— 塔

100、徑，m；</p><p>　　—— 塔內(nèi)氣體流量m3/s；</p><p>　　—— 空塔氣速m/s。</p><p>　　由上式可見，計算塔徑的關(guān)鍵是計算空塔氣速[16]。設(shè)計中，空塔氣速的計算方法是，先求得最大空塔氣速，然后根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，乘以一定的安全系數(shù)，即</p><p>　　最大空塔氣速[16]可根據(jù)懸浮液滴沉降原理導出，其結(jié)果為&

101、lt;/p><p>　　式中：——允許空塔氣速，m/s；</p><p>　　——分別為氣相和液相的密度，kg/m3 ；</p><p>　　——氣體負荷系數(shù)，m/s，對于浮閥塔和泡罩塔氣體負荷系數(shù)可從史密斯關(guān)聯(lián)圖[15]查出。</p><p><b>　　橫坐標數(shù)值為 </b></p><p>　　

102、其中，——液相及氣相負荷，m3/h；</p><p>　　——液相及氣相密度，kg/m3。</p><p>　　取板間距為，取板上液層高度為，則圖中參數(shù)： 。</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得。</p><p><b>　　取，則：</b></p><p>　　取安全系數(shù)為0.

103、6，則空塔氣速為</p><p>　　初步估算塔徑為： </p><p><b>　　按標準塔徑圓整為：</b></p><p><b>　　塔截面積：</b></p><p><b>　　實際空塔氣速：</b></p><p>　　5.3.2 板上液

104、體流動形式的選擇及溢流裝置的設(shè)計[15-16]</p><p>　　溢流裝置選用單溢流弓形降液管，不設(shè)進口堰。</p><p><b>　　1．堰長：</b></p><p><b>　　取，即：</b></p><p><b>　　2．出口堰高：</b></p>

105、<p>　　采用平直堰，堰上液層高度可由下式計算：</p><p>　　式中，—— 液流收縮系數(shù)，一般可近似取，對計算結(jié)果影響不大。</p><p><b>　　由，得：</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　3．弓形降液管寬度和面積</p>

106、<p><b>　　因為，查表可得 ，</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　驗算液體在降液管中的停留時間：</p><p>　　停留時間，故降液管尺寸可用。</p><p>　　4．降液管底隙高度：</p><p>　　取降液管底隙

107、處液體流速 </p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　5.3.3 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列[15]</p><p>　　取閥孔動能因子，閥孔直徑。</p><p><b>　　則</b><

108、;/p><p><b>　　孔速</b></p><p>　　每層塔板上的浮閥數(shù)個</p><p>　　取邊緣寬度，破沫區(qū)寬度，</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　塔板上鼓泡區(qū)面積</b></p><p&

109、gt;<b>　　其中，</b></p><p><b>　　求得，</b></p><p>　　浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的孔心距，則可估算排間距</p><p>　　5.4 塔板流體力學驗算[15-16]</p><p>　　5.4.1 氣相通過浮閥塔板的壓降</p>

110、<p><b>　　1．干板阻力：</b></p><p><b>　　臨界閥孔氣速 </b></p><p><b>　　因為，則</b></p><p>　　2．板上充氣液層阻力：</p><p>　　本設(shè)備分離順酐—苯酐混合物，即液相為碳氫氧化合物，可取充氣

111、系數(shù)，則</p><p>　　3．液體表面張力所造成的阻力：</p><p>　　此阻力較小，可以忽略不計。</p><p>　　因此，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓強降所相當?shù)囊褐叨葹?lt;/p><p><b>　　則，單板壓降</b></p><p><b>　　5.4.2 淹塔<

112、/b></p><p>　　為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度，其中，</p><p>　　1.與氣體通過塔板的壓降所對應的液柱高度：</p><p><b>　　已知，</b></p><p>　　2.液體通過降液管的壓頭損失：</p><p>　　因為不設(shè)進口堰，可由下式

113、求得</p><p><b>　　3.板上液層高度：</b></p><p><b>　　已知，</b></p><p>　　則，，取，又已選定、，則，可見，符合防止淹塔的要求。</p><p>　　5.4.3 霧沫夾帶</p><p>　　霧沫夾帶可由下面的公式進行驗算：&

114、lt;/p><p>　　其中，板上液體流經(jīng)長度</p><p><b>　　板上液流面積</b></p><p>　　順酐—苯酐為正常系統(tǒng)，取物性系數(shù)，由泛點負荷系數(shù)曲線[15]查得泛點負荷系數(shù)，將數(shù)值代入泛點率公式得：</p><p>　　泛點率在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足的要求。</p><

115、p>　　綜上所述，浮閥塔板工藝設(shè)計計算結(jié)果見表5—3。</p><p>　　表5—3 浮閥塔板工藝設(shè)計計算結(jié)果</p><p>　　5.5 接管尺寸計算</p><p>　　5.5.1 進料管直徑</p><p><b>　　取原料液流速</b></p><p><b>　　由公式

116、可得：</b></p><p>　　5.5.2塔頂回流管直徑</p><p><b>　　取回流液流速</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　5.5.3塔頂蒸汽管直徑</p><p><b>　　取上升蒸汽流速</b&

117、gt;</p><p><b>　　則</b></p><p>　　5.5.4 塔底出料管直徑</p><p><b>　　取釜殘液流速</b></p><p>　　釜殘液的主要組成部分是苯酐，計算所用數(shù)據(jù)取苯酐的物性參數(shù)。</p><p><b>　　則</

118、b></p><p>　　5.5.5 塔底回流管直徑</p><p>　　因為進料熱狀況參數(shù)，提留段上升蒸汽量與精餾段上升蒸汽量相當，即，所以</p><p><b>　　5.6 塔高的確定</b></p><p><b>　　塔高由下式計算：</b></p><p>

119、　　式中，——塔高（不包括封頭、群座），；</p><p><b>　　——實際塔板數(shù)；</b></p><p><b>　　——進料板數(shù)目；</b></p><p><b>　　——人孔數(shù)；</b></p><p><b>　　——塔板間距，；</b>&

120、lt;/p><p>　　——進料板處間距，；</p><p>　　——人孔處板間距，；</p><p>　　——塔頂空間（不包括頭蓋部分），；</p><p>　　——塔底空間（不包括底蓋部分），。</p><p>　　取塔頂空間，塔底空間，人孔處和進料板處板間距均為700mm，整個塔安裝5個人孔。</p>

121、<p><b>　　則，塔的高度：</b></p><p>　　第六章 車間布置設(shè)計[18-19]</p><p>　　車間布置不當往往會給生產(chǎn)操作中造成人流、物流的紊亂，不利設(shè)備的安裝和維修還會延長物料輸送管路、增加設(shè)備費用及造成不良通風、采光，甚至無法生產(chǎn)和造成事故發(fā)生，因此設(shè)計前必須成分準備有關(guān)資料，如總平面布置、工藝流程圖、物料衡算等各階段的資料，設(shè)

122、計過程中深入研究領(lǐng)會應用各方面的原則及要求。</p><p>　　車間布置涉及面較廣，但大致可歸納為以下的幾個方面。</p><p><b>　　6.1 廠房建筑</b></p><p>　　1．廠房平面力求簡單化，以利建筑定型化和施工機械化。</p><p>　　2．柱間距一般不超過12m。</p>&l

123、t;p>　　3．層高與設(shè)備的高低、安裝位置有關(guān)，一般每層4～6m，最低不低于3.2m，凈高度不低于2.6m。</p><p>　　4．在可能條件下采用露天和敞開式設(shè)計，既節(jié)省投資，又利于通風、采光、防爆等安全需要。</p><p>　　5．在不影響流程情況下，較高設(shè)備集中布置。</p><p>　　6．笨重設(shè)備和震動設(shè)備盡量布置在底樓地面。</p>

124、<p>　　7．設(shè)備穿孔避開主梁。</p><p>　　8．廠房出入口、交通道、樓梯等需精心安排。</p><p><b>　　6.2 生產(chǎn)操作</b></p><p>　　1．設(shè)備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返運料；盡量采用位差送料，一般從高層到低層布置為計量槽、應設(shè)備、槽、重型設(shè)備和震動設(shè)備。</p>&l

125、t;p>　　2．相互有聯(lián)系的設(shè)備盡量靠近，但要考慮操作、行人通道、送料及半成品堆放等空地。</p><p>　　3．相同、相似設(shè)備盡可能對稱集中，以利操作管理及水、電、氣等供應。</p><p>　　4．考慮進出料、取樣、觀察等方便。</p><p><b>　　6.3 設(shè)備裝修</b></p><p>　　1．不

126、僅要考慮安裝時設(shè)備的進出，而且要考慮各單個設(shè)備的更換和檢修，保證足夠的空間和通道。</p><p>　　2．二層樓以上的設(shè)備，需在下層設(shè)吊孔，對龐大特殊設(shè)備在封閉式廠房中可先安裝設(shè)備后砌墻。</p><p>　　3．要考慮起吊裝置，如塔頂、房梁等，設(shè)永久吊架。</p><p><b>　　6.4 安全要求</b></p><

127、p>　　1．采光要好，盡量避光操作，高大設(shè)備避免靠窗擋光。</p><p>　　2．通風要好，高溫、有毒、易燃、易爆車間盡可能取敞開式，以利通風散熱。機械通風效果要好。</p><p>　　3．有毒物質(zhì)設(shè)備放置下風，操作位置應在上風。劇毒設(shè)備要隔離操作，單獨排風。</p><p>　　4．防爆車間盡可能采用單層廠房，避免車間有死角，多層的樓板要有泄壓孔，設(shè)計防

128、火、防爆墻，設(shè)計雙斗門，門窗朝外開。二樓以上考慮緊急疏散措施，考慮消防措施及設(shè)備。</p><p>　　6.5 車間布置說明</p><p>　　車間設(shè)計本著方便、安全、節(jié)省能源的原則，特進行了設(shè)計。</p><p>　　車間長36m，寬24m。配電室、控制室、倉庫等在設(shè)計時都是在“安全第一、方便快捷”的原則上設(shè)計的，例如多種大門都是兩扇，內(nèi)外雙開的。把各種原料放在