?0?9300?170.80.25.27?64078.8w/(mK)2
代入总计算公式得:K0?400w/m2℃ 传热面积:Ah?QK0(TC?T)?27960.8400(140?125)?4.7m2
同理,对于第二个反应器的计算,计算方法如同反应器一。
3.2.4第二个反应的反应器设计
本反应分别在110摄氏度和125摄氏度条件下进行计算方法同第一个反应器,同样可计算出体积,热量衡算,和强度校核.
反应釜体积计算:已知对于第一次反应的料液出口浓度有
CA=CAO+k1t (由于k1t值较小,故可粗略认为出口料液浓度守恒)
=18.4 kmol/ m3
即18.4 kmol/ m3的CH2OHCHOHCH2CI和98%的Na2CO3同时进料。查的资料的98%的Na2CO3的密度为2.532g/cm3;反应转化率为0.8;
对于第二个反应器进行物料衡算,
N( Na2CO3)=76.1/0.98=77.3kmol/h, N(C3H6O2CI)=158.8 kmol/h; F(C3H5O2)=85.0 kmol/h,F(NaCI)=67.2 kmol/h,F(CO2)=25.3 kmol/h,F(H2O)=10.3 kmol/h 则F(总进料2)=77.3+158.8=236.1 kmol/h=0.66 kmol/min;
CA=18.4 kmol/ m3
q(Na2CO3)=77.3×106/2.532×103 =3.3 m3/h C(Na2CO3)=77.3/3.3 =23.4 kmol/h
=0.006 kmol/min
已知该反应的动力学方程为-Ra=k2 CA2(1-Xa2) 且k2=1.12×104 则可计算此反应釜的有效体积为
V?R??F?总进料2???XAF
?XA2??Ra
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=0.66×0.8/18.42×(1-0.8)×1.12×104
=32.3 m3 装料系数取0.9
V= V(r)/? =32.3/0.9 =35.9 m3
反应釜直径和高度的计算
同理V=?/4×D2H2+0.131D3 (H2=0.95D)
可计算的D=5.02m;
H=6.02m
同样可计算出第三个感应器的体积;
第三个反应的反应器设计,本反映在120℃条件下进行
同样,CA02=K2+ CA,由于反应速率小,故可认为反映浓度依然守衡,即 CA0=18.4 kmol/ m3,反应转化率为0.8
已知进料C(CH2OHCHOCH2)=18.4 kmol/ m3
F(总进料3)= F(C3H5O2)+ F(NaCI)+F(H2O)=170+67.2+10.3
=247.5 kmol/h =0.06875 kmol/min
且已知此反应的动力学方程为-Ra1=k3 CA2 k3==9×105
V?r??F?总进料3?XA3K3CA2
=0.06875×0.8/18.4×9×105 =33.2 m3
装料系数取0.9
V= V(r)/? =33.2/0.9
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=36.8 m3
H=0.95D=1.2D-0.25D=0.95D V=?/4×D2H2+0.131D3 (H2=0.95D) 36.8=3.14/4×0.95D+0.131D3
D=5.04 m H=6.05 m
此反应的三个反应釜采用三釜串联试反应
4车间设备布置说明
4.1 车间布置设计的意义
车间布置设计是工厂设计中很重要的一环,一个合理的车间布置设计,不仅可在建设投资经济效益等方面取得良好效果,并且对今后的正常安全生产﹑车间管理﹑设备维修﹑能量利用﹑物料运输﹑人流往来等多方面有极大影响[10]。
4.2 车间布置的原则
车间平面布置首先必须适合全厂总平面布置的要求,应尽可能使各车间的平面布置在总体上达到协调、整齐、紧凑、美观、相互融洽,浑为一体。
(1)辅料车间与使用设备靠近。
(2)按节省能源的角度,把设备分布在两面楼层。做到减轻楼层负荷减少输送数量和管道的密度。
(3)合理安排通道以及楼梯的位置。
(4)设备要统一安排,排列整齐,有足够的操作空间。
4.3 车间设备布置
保证工艺流程的通畅,即保证工艺流程在水平方向和垂直方向的连续性,以便生产连续正常进行。
(1)考虑合适的设备间距,设备间距过大会增加建筑面积,拉长管道,从而增加建筑和管道的投资,同时操作和管理都不方便。设备间距过小,虽可以节省占地和投资,
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但会带来操作、安装和维修的困难。
(2)满足生产方便操作,如彼此相连续的各工序的设备,应尽量配置靠近些,以缩短联系她们的输送线路,设备之间尽可能达到自动流送物料,这样可减少输送设备。
(3)满足安装检修拆卸的要求,一般厂房大门的宽度要比所需要通过的设备宽度大0.2米左右,本厂车间大门设计为4米。
(4)考虑运输通道,如每排设备至少一侧要留有通道,大的室内设备在底层还要留有移出通道,并接近主道路布置。通道的宽度取决于运输工具、运输物件的外形尺寸及人流、货流通过量,主干道宽度7~8m,车间通道宽4~5m。
(5)采光和照明 由于车间不设置围墙,车间主要采用天然采光,夜间电灯照明。全选用开启式照明器,用绝缘性能好的灯座。灯管选用透射性能好的镁光灯。
(6)采暖和通风 本工厂采用集中采暖式的蒸汽采暖,能量来自于本厂锅炉房。办公、生活区设有空调。
4.4 车间布置的任务
车间设备布置的任务,是确定设备在车间空间的位置,确定建、构建物及场地的位置与结构尺寸,确定人流通道及设备的支撑方式等。
优良的车间布置设计,不仅要符合总图要求,符合工艺流程物料走向原则,符合生产安全剂环保要求,还必须做到操作维修方便,投资少,经济合理;做到设备排列紧凑、整齐、美观。为此,必须充分熟悉与掌握总图布置条件和工艺流程;必须充分并正确利用国家标准和设计规范;必须充分重视学习并利用已有的设计经验;必须很好地协同各专业利用最新的设计成果和技术,进行创造性工作。
4.5 设备布置设计注意的问题
4.5.1 露天化布置与室内布置
设备露天化有许多优点:节约建筑面积,节省基建投资,有利于化工生产的防火,防爆和防毒。因此,对不需要经常操作的设备或可以用自动化仪表操作控制的设备,例如:塔器、液体原料及成品储罐、气柜、冷凝器等,可进行露天或半露天布置。
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对不允许有显著温度变化,不能收大气影响的设备,以及经常要监测,就近操作的设备,如各种反应罐、压缩机、泵,及装有精密度高的仪表的设备应布置在室内。
4.5.2 生产流程化布置
一般说,流程化布置,可以节约管线,可以使设备紧凑,节约投资。所以布置时一定要满足工艺流程顺序。保证水平方向和垂直方向的连续性。能使压差输送的物料,应充分按设备位差布置;在不影响流程顺序的原则下,可将较高设备集中布置,以充分利用空间,减少厂房结构的变化。一般将高位槽、计量槽布置在最高层,储槽布置在最底层,以利用流体位差进行输送;在保证流程在垂直方向连续性的同时,应避免多层厂房中的操作人员多次往返于楼层之间。
4.5.3 集中化布置
在保证流程化布置的同时,相同的或同类设备,尽可能几种布置,便于统一管理和操作。例如炼油厂,将上百台换热器集中在一起,合理的组织热量交换,以节约热量(冷量),同时缩短管线。合成氨厂将合成压缩机、循环机和冰机放在一个厂房内,将不同的塔体放在一起,布置在一个塔架上,可以减少投资和维修费用。
4.5.4 操作、安装与检修要求
(1 ) 必须留有足够的操作空间
(2) 在操作岗位上,要工人必须看到所有监测点的现场仪表,必须保证工人在工段巡回的道路和到操作点的通道畅通。
(3) 必须保证设备有足够的检修位置和空间,保证设备或检修工器具方便进出通道。 经常搬动的设备,应在设备附近设置大门或安装孔。大门宽度应比最大设备宽0.5米。不常检修的设备,可在墙上设置安装孔。通过楼层的设备,楼面上要设置吊装孔。厂房比较短时,吊装孔常在靠山墙的一端。
(4) 设备之间要留有适当的间距
必须考虑设备的检修拆卸以及运送物料所需的起重运输设备、设备吊杆、吊车梁、吊装孔及相应空间。如不设永久性的起重吊装设备,应考虑安装临时起重运输设备的场
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