化工设计 第五章.pptVIP

7中试装置设计概念设计任务之三，研究有无必要建立中试装置，确定中试的规模、范围及中试解决的问题和取得的数据。（1）必要性气体分布器孔径增大，传质情况发生变化新材料（氟塑料）、新设备（喷射溶氯）试验（2）中试装置的地点（3）中试装置的流程（可用单个循环反应间歇操作）（4）中试规模第30页，共44页，星期日，2025年，2月5日三.工艺流程图设计的基本步骤1.作工艺流程草图或示意图（方框图）。2.作工艺物料流程图（物料衡算图）。3.作带控制点的工艺流程图。第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日要求（1）确定整个流程的组成例如合成氨生产工艺造气变换铜洗合成煤或油水蒸气己内酰胺生产工艺加氢氧化羟胺肟化重排苯H2O2H2硝酸第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日(2)确定各个过程或工序的组成例如合成氨工艺中的变换工段变换反应：CO+H2OCO2+H2水洗CO2+H2OH2CO3碱洗CO2+NaOHNa2CO3+H2O变换反应水洗碱洗H2,N2,COCO2及少量惰性气体第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日(3)确定操作条件。ⅰⅰ）反应器操作参数的确定1）温度a可逆反应的平衡（吸热或放热）如：EB?Sty+H2+△H采用二段反应，温度序列为先低后高b考虑反应的选择性（按主付反应活化能的大小）如APAS如果E1为主反应的活化能，且E1﹥E2则高温有利于主反应E1E2第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日c温度的限制条件（材质和催化剂的要求）2）压力a反应速度b反应物料的相态（如气相烃化和液相烃化）c后续分离的要求（希望水冷后就产生气液两相）3）组成a某一反应物要求很高的转化率例如CO+Cl2→COCl（光气）二异氰酸酯的原料要求不含氯，Cl2的转化率100%，采取CO过量b产物与反应物分离困难如C6H6（苯）+H2→C6H12（环己烷）第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日C6H6:Tb=353.1kC6H12:Tb=353.9k苯与环己烷很难分离，因此采取氢气过量，苯完全反应。c反应的浓度效应（浓度对主付反应速率的影响）d分离循环费用4）反应的转化率a转化率和所需反应时间的关系b各种转化率下的产品分布c反应系统和分离系统的设备价格ⅱ）精馏塔工艺参数的确定1）塔压（实质上是塔顶塔釜温度选取的问题）第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日a尽量避免真空操作（增加真空泵和塔径）b常压下能用普通冷却水冷却，就不宜采取加压c对于P﹥1.6MPa时，究竟采用低压冷冻，还是高压冷却，需作方案比较。2）回流比a对于价格高昂的公用工程，取常规R/Rmin(1.11～1.24)的范围低限。b若回收的冷量或热量可利用，取常规R/Rmin的高限。c对于产品纯度极高的精密精馏，取较大R/Rmin值（因为R/Rmin较小，塔板数急剧增加）3）产品纯度和回收率（正确选定产品的纯度有重大的经济意义）第7页，共44页，星期日，2025年，2月5日(4)确定控制方案。a离心泵的流量控制FRCPIFRCPI第8页，共44页，星期日，2025年，2月5日b液位控制溢流控制液面LIC出料控制液面LICFC进料控制液面第9页，共44页，星期日，2025年，2月5日C两个液相的界面控制(液-液分离）LICLIC卧式容器界面控制