4_毕业设计_正文模板_理工类专用 - 陈章伟.docx

独创性声明本人慎重声明：所呈交的毕业设计是本人在导师的指导下独立进行探讨所取得的探讨成果。除了文中特殊加以标注引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的探讨做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人担当。论文题目：作者签名：日期：年月日论文版权运用授权书本人完全了解吉首高校有关保留、运用毕业设计的规定，即：学校有权保留送交毕业设计的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅，可以采纳影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本毕业设计。同意吉首高校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播毕业设计的全部或部分内容。（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）论文题目：学生签名：日期：年月日口期:导师签名:摘要IAbstractII第1章概述11. 1原料规格11.2 产品规格11.3 设计依据11. 4产品主要用途4第2章生产原理及工艺流程叙述62. 1生产原理62.2工艺流程7第3章物料衡算和热量衡算91.1 水合期生产过程物料衡算91.2 水合胱生产过程热量衡算16第4章主要设备的设计与选型254. I液碱贮槽254.1 次钠贮槽254.2 尿素高位槽254.3 氧化液贮槽254.4 5氧化反应管254.5 精微塔254.6 五层塔蒸发器30第5章环境污染及治理315. 1三废的来源及数量315.2治理措施31参考文献33致谢34年产50吨水合脱（40%）装置工艺设计摘要针对我国水合肺生产现状，设计采纳尿素法生产工艺，设计规模为年产量50吨，产品类型为40%水合月井。生产过程为原料配备、氧化合成、氧化液析碱、精肿液蒸发、水合脱精溜，以及三废处理等过程。在设计中，对原料配备、氧化合成、氧化液析件碱、精胧液蒸发、水合肌精溜以及后处理工序进行了物料衡算和能量衡算，为设备的选型和设计供应了依据，并确定了单位产品的原材料消耗。在设备设计和选型阶段，对主要过程设备进行了设计计算。在生产过程中采纳了碱贮槽，设计规格为2220x2000；次钠贮槽，设计规格为1900x1700；尿素高位槽，设计规格为2400x1200；氧化液贮槽，设计规格为2400x1760；氧化反应管，设计规格为108476x3,1.=6500;五层塔蒸发器，设计规格为480x500,数量为一台。对生产过程中产生的三废进行了计算，并设计了处理流程。关键词：水合期；工艺；尿素法；物料恒算Annualoutputof50tonsofhydrazinehydrate(40%)deviceprocessdesignAbstractInviewofthehydrazinehydrateproductionstatus,designedwithureaproductionprocess,designfortheannualproductionscaleof50tons,producttypeis40percenthydrazinehydrate.Withrawmaterialsfortheproductionprocess,oxidationof,outofliquidalkali,refinedhydrazineofevaporation,hydrazinehydratefineslip,andwastetreatmentprocess.Inthedesign,withtherawmaterials,ofSynthesis,Analysisofpiecesofliquidalkali,refinedhydrazineofevaporation,hydrazinehydratefineslipandpost-treatmentprocesseswerematerialbalanceandenergybalanceforequipmentselectionanddesignoftheBasis,andtoidentifytheunitofrawmaterialconsumptionproducts.Inequipmentdesignandselectionphase,themainprocessequipmentdesignandcalculation.Intheproductionprocessusedinthebasereceptacle,thedesignspecificationsfor2220×2000;thesodiumtank,thedesignspecificationsfor1900×1700;ureahighslot,thedesignspecificationsfor2400×1200;oxideliquidstoragetanks,thedesignspecificationsfor2400×1760;oxidationofthedesignspecificationsfor108×476×3,1.=6500;five-storytowerevaporation,thedesignspecificationsfor480×500,asthenumberone.Theproductionprocessofthewastewascalculatedanddesignedtheprocess.Keywords:Hydrazinehydrate；process；Ureamethod；MateriaIisconstant第1章概述1.1原料规格1.1.1NaOH(30%)溶液组成NaOH30%NaCl5%Na2CO31%Fe2O30.01%H2O63.99%1.1.2干燥氯气(含氯95%)组成Cl295%H2O0.04%其他气体4.96%1.1.3 尿素含NN46.3%,即含(NH2)2CON99.2%1.1.4 添加剂MgS047H20,含量N99.5%1. 2产品规格1.2. 1分子式：N2H4H2O1.3. 2结构式：H2N-NH2HiO1.3.3 分子量:50.061.3.4 水合胱(HydrazineHydrate)又名水合联氨，是肿的一种水化合物(N2H4-H2O),纯品为无色透亮的油状液体。工业上一般应用含量为40%-80%的水合脱水溶液或肺的盐。水合肌具有强碱性和吸湿性。水合月井是一种无色透亮油状液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。冰点-51.7C,熔点小于40,沸点118.5°C,相对密度为1.032(214°C,指21的水合肿与4的水的密度比)，表面张力(25°C)74.0Nm,折光指数1.4284,生成热-242.71。/11101,闪点(开杯法)72.8C0水合脚液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醛和氯仿；它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等，在高温下分解成N2、NH3和H2；水合股还原性极强，与卤素、HNo3、KMno4等激烈反应，在空气中可汲取Co2产生烟雾。1.4. 计依据1.4.3 设计条件选厂地址：湖南省吉首市吉凤工业园最高气温：38最低气温：-2。C平均温度：20相对湿度：80%夏季：东南风冬季：西北风1.4.4 水合脱在国内外的消费现状及发展前景国外生产和消费概况水合脱是应用非常广泛的有机精细化工原料，目前全球水合明产能已达20多万吨/年（按含期量100%折算），其中欧洲约占总产能35%,亚洲约为34%,美洲约为30%,其他地区1%,主要生产企业有美国的奥林公司（甲酮连氮法）、德国拜耳公司（甲酮连氮法）、法国阿托公司（过氧化氢法）、日本三菱瓦斯化学公司（过氧化氢法）O进入20世纪90年头以后，世界消费市场对月并的需求不断削减。目前世界水合肿市场估计约8万9万吨（不计中国），消费领域大致为农药32%、发泡剂33%、水处理剂20%、其它15%。今后国外水合月井新的消费发展方向主要是ADC发泡剂和汽车气囊发生剂叠氮化钠将增加。目前全球水合朋市场年需求量约8万-9万吨，目前世界水合期1市场估计约8万9万吨（不计中国），消费构成大致为农药32%、发泡剂33%、水处理剂20%、其他15%。发达国家需求量逐年降低，发展中国家尤其是亚洲国家需求增长迅猛，已成为全球最重要的消费市场之一。我国的生产消费现状及发展前景我国从20世纪50年头起先生产水合肿，2006年生产实力达到约8.5万吨/年，是世界上最主要的水合脱生产国家之一。我国生产水合脏的厂家约有20多家，生产规模（按100%水合月并计）超过20万吨/年，现在大部分生产的水合肺装置均为制造ADC发泡剂配套的淡脱装置。主要的生产厂家有朗盛亚星化学（维坊）有限公司（生产实力为1.2万吨/年）、湖南株洲化工集团有限责任公司（生产实力为0.6万吨/年）、浙江巨化股份有限公司（生产实力为0.5万吨/年）、四川宜宾天原股份有限公司（生产实力为1.0万吨/年）、河北沧州大化股份有限公司（生产实力为0.5万吨）、河北冀衡集团有限公司（生产实力为0.5万吨/年）、华南珠化集团公司（生产实力为0.5万吨/年）、江苏索普集团公司（生产实力为0.5万吨/年）等。除此之外，国内还有一些中小型企业依托旁边的氯碱企业或者尿素生产企业生产水合肿，生产规模大都在0.1-0.3万吨/年之间。这些ADC企业主要集中在河北、河南、江苏、浙江和福建等地。另外，中原大化集团公司、黑龙江黑化集团公司、青海黎明化工有限公司、山西丰喜集团公司等大型化工企业也安排建设万吨级水合明生产装置。我国水合肮的生产绝大多数采纳改性尿素法生产，生产的产品规格除国家标准规定的含水合股40%、80%两种外，还依据用户要求生产35%、55%、60%、85%等非国标要求的不同规格的商品水合明。目前我国水合脏生产厂家多、布点分散、规模小、能耗高、效益低下，产品质量不稳定，与国际水平差距较大，无法参加国际竞争及满意国内外市场需求。对高品质的电子用和医药用产品仍须要较大量的进口，国内的生产技术不能满意。目前，我国水合月井的总消费量约为8.5万吨，其中ADC、发泡剂消费量约占总消费量的69.0%,医药和农药占23%,电厂锅炉水除氧剂的用途占消费量的5%,其他占3%。脏系农用化学品涉及杀菌剂、杀虫剂、除草剂和植物生长调整剂，近几年的需求增速达到年均20%。用明及朋系中间体制备的药物品种繁多，2007年后的需求增长率每年都超过25%。月并用作水处理剂的需求在不断扩大。主要用于大型电站锅炉、核电站的水处理、热水循环系统、油井套管，其需求近几年的需求增长也在20%/年以上。随着农药、医药、水处理等方面需求量的不断增加，预料到2013年，我国对水合股的总需求量将达到约15.7万吨/年。前几年，由于日本、韩国、美国和法国等国家和地区拥有较大的水合朋生产实力，而这些国家的需求量有限，因此具有较强的出口实力，而我国水合脱的需求量稳步增加，渐渐成为全球重要的消费市场，因此日本和韩国的水合肮大量出口到我国，美国和法国也看好我国的良好市场前景。2001年我国水合股的进口量为6123吨，2003年增加到7857吨，2004年随着国内产量的增加，进口量有所削减，但也达到4374吨。基于此种状况，我国水合脱生产企业经济效益受到很大影响。为此，自2005年6月17日起，我国针对进口的水合股反倾销措施，仍将持续。依据中华人民共和国反倾销条例第四十八条规定，商务部确定自2010年6月17日起，对原产于日本、韩国、美国和法国的进口水合肺所适用的反倾销措施进行期终复审调查。接着实施反倾销措施。水合朋下游产品国内需求量不断增加，特殊是三氮嚏类产品大量依靠进口，价格不断上涨，而国内生产三氮噗类产品的厂家不多，进一步开发和研制水合脱的下游产品，必将产生巨大的经济效益。近年来国内水合助市场供需缺口较大，致使价格不断上涨，随着国内工程塑料、医药、农药的快速发展及锅炉除氧剂需求的不断增长，水合月并需求仍将保持增长势头，加之由于我国反倾销措施的实施，国外产品进入我国的准入门槛变高，水合月井(80%)价格始终处于较高的状态，自2008年以来始终保持在2万元/吨左右。因此，大力发展水合月井产业势在必行。1.4.5 产品的理化性能、包装运输物理性质水合胧又称水合联氨，具有强碱性和吸湿性。纯品为无色透亮的油状液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。工业上一般应用含量为40%80%的水合脱水溶液或脱的盐。熔点：-40,沸点：118.5°C,闪点（开杯法）：72.8°C,相对密度（水=1）：1.032（214C,指21的水合脱与4的水的密度比），蒸汽压：72.8,比重：1.03（21°C）,表面张力（25）：74.0mNm,折光指数：1.4284,生成热：-242.7IkJ/mol。化学性质水合朋液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醛和氯仿；它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等，在高温下分解成N2、NH3和H2；水合肺还原性极强，与卤素、HNO3、KmnO4等激烈反应，在空气中可汲取CO2,产生烟雾。外观与性状：无色透亮的油状发烟液体，微有特殊的氨臭味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。包装及运输、贮存危急标记：20（碱性腐蚀品）用铁桶包装，内涂环氧树脂或衬聚乙烯，每桶净重20Okg或由供需双方商定。包装前铁桶内必需用水洗净、干燥，以免桶内杂质影响产品质量。应贮存在阴凉、通风、干燥的库房中，不得与氧化剂、植物纤维混贮，库温在40以下。运输过程中应远离明火、火花，不得与氧化剂、植物纤维混运。应避开阳光照耀。容器必需密封。装卸时要轻拿轻放，防止包装破损。属无机碱性腐蚀物品，危规编号：GB8.2类82020。UNNO.2030;IMDGCODE8182页。8.2类。副危急6.1类。失火时，可用水、砂土及各种灭火器扑救。1.5. 品主要用途由于明有两个亲核的氮和四个供置换的氢原子，它可合成很多衍生物，它能与氧、硫、磷、氨结合为37个原子的杂环。可以把一个杂环变成另一个杂环，也能供单杂环生成多环的结构。因此可制备多种物质，用途极其广泛。其中ADC、发泡剂消费量约占总消费量的69.0%,医药和农药占23%,电厂锅炉水除氧剂的用途占消费量的5%,其他占3%。1.6. 1在医药方面的应用由1-氯酚嗪与水合肿反应得到的肿苯哒嗪（HgdraIaZine）为抗高血压药物，主要是干脆扩张血管，降低动脉平滑肌对各种激烈剂的反应，常用于中度高血压的治疗；由异烟酸与水合阴缩合生成的异烟月井（又名雷米封，ISOniaZid）,主要用于抗结核杆菌感染，能治疗浸润性肺结核病，结核性淋巴腺浓疡。其毒性小，口服易于被汲取，穿透性强。水合月井与邻苯二甲酸醉以及三氯氧磷等反应制得的双脏嗪（DirhydraIaZine）可干脆用于四周血管，降低血压，通常用于治疗高血压，尤其是适用于肾功能不全和舒张压高的患者。水合肿与乙酸乙酯以及二硫化碳等反应制得睡二噗，是一种重要的医药中间体，主要用于生产抗菌素类药物，如喋咻头抱菌素、头狗替安、头抱噗咻钠、头抱孟多等。3,4,5-三甲氧基苯甲酸甲酯与水合胧反应生成的3,4,5-三甲氧基苯甲酰肿是一种重要的医药中间体，主要用于生产抗菌增效素TMP,TMP是一种新型口服光谱抗菌药物，为二氢叶酸还原酶抑制剂。由水合脱合成的阿普哇仑，又名三咏安静，用于焦虑担心、顽固性失眠及癫痫，其作用与地西泮相像，但安眠、冷静作用较地西泮强3-5倍，且具有抗抑郁作用、抗惊厥和肌松作用。由对乙酰氨基苯甲酸与水合阴以及硫氟酸在冰醋酸中合成的氨硫胭能抑制结核菌、麻风菌，使菌体形态发生变更、染色质变更，对结核型麻风治疗效果好。1.4.2在农药上的应用由水合明合成硫酸脱后，再与硫氟钱反应得到双硫胭，再在盐酸中闭环而得2-氨基-5-筑基-1,3,4-睡二哩，最终与甲醛缩合而制得的叶枯宁，又名叶青双，是一种平安高效的内吸性杀菌剂，用于防治早、中、晚稻秧田和本田的白叶枯病，具有优良的预防和治疗效果，持效期在15天以上。由4-甲基-2-氨基苯并曝唾盐酸盐在乙二醇中与水合肿中反应生成4-甲基-2-肺基苯并睡噗，再在二甲苯溶剂中加入甲酸扩环制得的三环理(TriCy-CIaZoIe),是一种内吸性杀菌剂，对水稻稻瘟病有特殊的防效，防治效果优良。由氨基懵与水合耕在甲酸中缩合环化而得的氨基三哩，是一种性能优良的除草剂。由顺丁烯二酸酎与水合胧反应而制得的马来酰月井(MaIeiCHydrazide),是一种选择性除草剂和短暂性植物生长抑制剂，用于防止土豆、洋葱、大蒜、萝卜贮存期发芽，并有延长作物开花的作用，也可以用于非耕地除草。1.4.3在塑料、橡胶和染料工业中的应用由水合月井、尿素与硫酸缩合而得中间体联二胭，再经氧化而得的偶氮二甲酰氨，是通用型发气量大的发泡剂，广泛应用于聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂、氯丁橡胶等多种材料的合成。由苯磺酰氯与水合胧反应制得的苯磺酰朋可作为制鞋工业用的泡沫材料的发泡剂，也可以广泛应用于聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺、丁苯橡胶、丁基橡胶等的发泡。由2-氨基苯并睡唾用硫酸二甲酯甲基化后再与水合明缩合而得的3-甲基-2-苯并噬哩酮腺，是生产阳离子深黄色G1.、阳离子荧光黄4G1.、阳离子紫2R1.的中间体。以水合月井、石灰氮和碳酸氢镂(钠)为原料，可以制得合成染料用中间体氨基服碳酸盐。1.4. 4用于合成分析试剂和燃料由3-硝基苯二甲酸与水合脱环合、还原制得的3-氨基苯二甲酰月井，可用作分析试剂和指示剂。由水合期与二硫化碳在碱性条件下反应制得的2,5-二疏基-1,3,4-筑代二氮唾，是一种重要的分析试剂，与钿反应呈现红色，与铜反应呈现褐色，与铅反应呈现黄色沉淀，用于比色测定秘，光度测定锦、tEo由水合肺、苯甲醛为原料，经缩合、甲基化而制得的甲肝，是一种高能火箭燃料，其燃烧性能比偏二甲胧和脱更为优越。第2章生产原理及工艺流程叙述2. 1生产原理2. 1.1反应原理水合胧工业生产方法主要有拉西法、尿素法、酮连氮法和过氧化氢法4种，拉西法环境污染严峻，设备投资大，产品收率低，在国外已经基本上被淘汰。尿素法能耗和物耗高，生产的粗脏中含有大量的氯化钠、碳酸钠及氢氧化钠等杂质，环保压力比较大。酮连氮法明显优于拉西法，其合成收率接近理论值，能耗约为拉西法的1/3。双氧水法是酮连氮法的改进，即采纳双氧水替代次氯酸钠作为氧化剂，从而避开了次氯酸钠作为氧化剂带来的副产大量盐的问题，是一种清洁生产工艺，目前国外重要的水合脱生产商多采纳此法。空气氧化法目前还没有实现工业化。目前国内主要采纳尿素法（SCheStatOr法）工艺。合成反应如下MgSO4NH2CONH2+NaClO+2NaOHNH2NH2+NaCl+Na2CO3+H2O该反应属于霍夫曼酰胺降解反应。在这个反应中，尿素（即碳酰胺）的分子中氮原子上的一个氢原子被氯取代，生成N-氯代酰胺，N-氯代酰胺在碱的作用下失去了一个分氯化氢，生成一个含六个价电子一价氮原子的中间体，这种中间体称为氮烯，由于氮烯的结构确定了它是一种极活泼的反应中间体，能发生多种类型的反应。由于它存在时间极短，一般是在反应过程中产生，之后即进行下一步反应。它在碱的作用下，发生重排生成异庸酸酯水解生成水合月井和盐。该法实质上是拉西法的改进，用尿素代替氨作氮源，避开了大量的氨循环。过程简洁，合成收率比拉西法高（大于72%）,方法成熟，技术易驾驭。每回收Ikg水合胧，需蒸出2025kg水，其主要反应历程如下：NH2-CONH2+OCNH2-CO-NH-Cl+OH（1）01-G、NH2-CO-NH-ClNH2-CO-N-Cl>NH2-CO-N（2）H9U重排、NH2-CO-N>O=C=N-NH2(3)NH2-NH2+Na2CO3(4)O=C=N-NH2+NaOH本阶段主要副反应有：(NH2)2Co+2NaoH2NH3+Na2CO3(NH2)2CO+3NaClO+2Nae)HN2+3NaCl+2H2O+Na2CO3(NH2)2H2O+2NaOHN2+2NaCl+3H2另外，氧化反应所需的次氯酸钠实行自行配置的方法，由烧碱与氯气反应所得，反应式如下：2NaOH+ChNaClO+NaCl+H2O同时，在通氯过量及温度过高时，发生如下副反应：3NaC10NaC103+2NaCl所以整个生产系统水合肿收率的凹凸取决于次钠合成反应和水合股合成反应的限制好坏。1. 1.2精胜液蒸发为了将水和盐从精脱液中分别出来，处理精肿液的蒸发装置，一是采纳连续蒸发器；二是采纳五层塔蒸发器。鉴于水合肺生产过程中采纳一般蒸发器蒸发的工艺不成熟，在操作上有很多问题难以解决，所以本设计水合阴的蒸发系统采纳五层塔蒸发。通过五层塔蒸发，精肌液中的水合胧以气态形式从塔顶排出经丝网除雾后进入精微塔，且为了降低五层塔中的固相含湿量，在每层板上设计了耙齿以提高气体扩散速率。塔板上留下的盐碱渣停机后打开入孔用水冲洗。2. 1.3水合腓精僧水合明精福塔属于减压操作，它与蒸发系统一起，由两台喷射泵并联抽真空，使蒸发系统和精储系统维持真空状态。本工艺精像塔属物料的沸点气进料系统，由塔釜得成品，设计回流比为1:1(为了较好限制回流比，塔顶冷凝器排放的废水也装一流量计)。精福塔提储段及精储段均采纳填料散堆，填料高度，提储段4米，精储段6米。2.2工艺流程工艺流程图本工段的生产工艺流程图如下：2.2.2工艺流程叙述蒸发得到的水合胧和水的混合气进入精偏塔，在-0.08MPa的真空下精锵。在精储塔内含月井液体经再沸器升温进一步分别，塔顶馈分为含微量水合月井的水蒸气，水蒸气经塔顶冷凝器冷却后，一部分回流（精微塔的回流比为1:1）,一部分排放。塔釜的储分即为水合脱，到肯定时间后经计量槽计量后进入成品贮槽，最终计量包装。低压蒸汽经再沸器升温进入精储塔。循环水进入塔顶冷凝器然后再从塔顶冷凝器出去。从塔顶冷凝器出来的水蒸气先到缓冲槽，再由水喷射泵转入循环水槽中。第3章物料衡算和热量衡算40%水合脱生产过程分为原料配置(次氯酸钠配置和尿素液配置)，水合月井合成,冷冻析碱，蒸发，精僧等5个主要工序。3. 1水合胱生产过程物料衡算3.1.1 次氯酸钠配置物料衡算原料1 .NaoH(30%)溶液组成1%63.99%其他气体4.96%NaOH30%、NaCl5%、Na2COsFe2Oj0.01%、H2O2 .干燥氯气(含氯95%)组成Ch95%H2O0.04%物料衡算设生成100kg次氯酸钠溶液，含有效氯7.5%,同时考虑次氯酸钠分解，收率定为95%。反应式:2NaOH+Ch=NaClO+NaCl+H2O7174.53 .次氯酸钠溶液中NaelO的量:745100×7.5%×-=7.8697kg71考虑到95%的收率，则NaCIO的量为：7.8697÷95%=8.2839kg4 .反应物(I)Nac)H的量：2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O40×274.5mi8.2839mi二8.283924074.5=8.8955kg折30%的烧碱液量为：8.8955÷30%=29.6517kg(2)氯气量:2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O7174.558.518m28.2839m3r4m.8.2839x71二%947kg74.5析含量95%的干燥氯气为：7.8947÷95%=8.3102kg5 .生成物(I)NaelO的量为：7.8697kgNaCI的量为：11二8.2839×58.5N八ZIo1=6.5048kg74.5(3)FhO的量为：r114=8.2839×18一=2.0015kg74.56 .游离碱量依据生产阅历，游离碱含量为11%左右，则游离碱量为：100xll%=Ukg折30%的烧碱溶液为：11930%=36.6667kg7 .30%烧碱带入的组分30%烧碱总量为：29.6517+36.6667二66.3184kg。其中各组分为：(I)NaCl:66.3184×5%=3.3159kg(2)Na2CO3:66.3184×1%=0.6632kg(3)Fe2O3:66.3184×0.01%=0.0066kg(4)H2O:66.3184×63.99%=42.4371kg8 .干燥氯气带入的水为：8.3102×0.04%=0.0033kg9 .为配置100kg含有效氯为7.5%的次钠溶液，配碱加入的水为：100-7.8697-11-3=26.1979kg物料平衡表1.投入量1008.265kg(1)30%烧碱663.184kg(反应须要碱296.517kg,游离碱366.667kg)(2)干燥氯气(含氯95%)83.102kg(3)配碱加入的水261.979kg10 产出量1000kg(1)游离碱(100%)HOkgNaCl98.207kg(其中30%碱液带入的33.159kg,反应生成54.048kg)(3)Na2CO36.632kg(30%碱液带入)(4)H2O706.398kg(其中30%碱液带入424.371kg,氯气带入0.033kg,配碱加入261.979kg,反应生成20.015kg)(5)Fe2O30.066kg(30%碱液带入)(6)NaC1078.697kg(反应生成)11 气体逸出及其它损耗量8.264kg干燥氯气带入其它气体：83.102x4.96%=4.122kg(2)NaCIO分解生成物的总量：82.839×5%=4.142kg3.1.2 水合肿合成物料衡算原料1.NaClO溶液，有效氯含量7.5%2 .尿素含N为6.3%,即含(NH2)2CON99.2%3 .添加剂MgSO410H2,含量之99.5%重量为尿素重量的2%物料衡算以100okg粗腓液为计算基准依据生产阅历，用含有效氮7.5%左右的次氯酸钠溶液合成水合脱，所得粗脱液组成为：N2H4-H2O2.9%、Na2CO39.6%、NaCl12.8%NaOH1%、(NH2)2CO1%、H2O72.7%水合胧合成反应式：(NH2)2Ce)+NaClO+2NaOH=(NH2)2H2O+NaCl+Na2CO36050m1000×2.9%1 .反应物小八1000×2.9%×60I(1) .(NH2)2CO:-÷70%=49.714kg折商品尿素为:49.714÷99.2%=50.115kg(2)尿素：有效氯=1:1.1774S则NaCK)为:50.115XqX1.l7=61.525kg折含有效氯7.5%的次氯酸钠溶液为：61.525÷7.5%=820.333kg(3).添加剂MgSO47H250.115×2%=1.002kg折含量为99.5%的商品MgSO47H2为：1.002÷99.5%=1.007kg2 .生成物(I)(NH2)2H2O:100OX2.9%=29kg(2)NaCk6l.525×58.7÷74.5=48.312kgNa2CO3:61.525×106÷74.5=87.539kg3 .配尿素加水量粗肌液除水外其它组分总量为：1000x(l-72.7%)=273kg则加水量为：1000-273-820.333×70.64%=147.517kg物料平衡表1.投入量1018.972kg(1)次氯酸钠溶液820.333kg(2)尿素50.115kg(3)添加剂MgSo47H2:1.007kg(4)配尿素加水147.5172.产出量1000kg(l)(NH2)2H2O29kgNa2CO396kg(3)NaCl128kg(4)NaOHIOkg(5)(NH2)2COIOkg(6)H2O727kg3.添加剂及尿素发生副反应的损失量：18.9723.1.3冷冻析碱物料衡算合成的粗脚合组成N2H4H2O2.9%、Na2CO39.6%>NaCl12.8%NaOH1%、(NH2)2CO1%、H2O72.7%物料衡算1 .本工序的物料衡算以1000kg粗明为计算基准，各种组分的量为:(I)(NH2)I-H2O29kg(2)Na2C396kg(3)NaCl128kg(4)NaOHIOkg(5)(NH2)2CO10kg(6)H2O727kg192-106X/28696+727-X×100%=5%2.冷冻析碱过程中析出的Na2CO3lOH2O为XX=170.872kg3.纯碱析出后溶液量为1000-170.872=829.128kg(l)(NH2)2H2O(2)Na2CO3(3)NaCl(4)NaOH(5)(NH2)2CO(6)H2O29kg96-170.872×106286=32.67kg128kgIOkgIOkg727-170.872×180/286=619.458kg4.该溶液的重量组成分别为(l)(NH2)2H2O(2)Na2C3(3)NaCl(4)NaOH(5)(NH2)2CO(6)H2O3.5%3.94%15.44%1.21%1.21%74.7%5.设析出的纯碱分别出来时带出的水溶液量为YY(l70.872+Y)×100%=5%Y=8.993kg则分别纯碱带出的各组分的量为：(l)(NH2)2H2O(2)Na2CO3(3)NaCl(4)NaOH(5)(NH2)2CO(6)H2O0.315kg0.354kg1.388kg0.109kg0.109kg6.718kg6.析碱后溶液中各组分的剩余量为:(I)(NH2)2H2O29-0.315=28.685kg(2)Na2C0332.67-0.354=32.316kg(3)NaCl128-1.388=126.612kg(4)NaOH10-0.109=9.891kg(5)(NH2)2CO10-0.109=9.89Ikg(6)H2O619.458-6.718=612.74kg合计：820.135kg（分别纯碱带出的水合阴,造成水合脚损耗为1.09%,分别出的纯碱含水量水合肿0.2%）3.1.4五层塔的物料恒算以100Okg精月井液为计算基准。本生产系统的蒸发装置采纳五层塔蒸发器。经五层塔蒸发，水合明绝大部分蒸发出来，少量的水合脱残留在固体之中。依据其它单位的生产测定，无冷冻析碱的水合耕生产工艺中，五层塔的洗液中含碳酸钠135gl时，洗液中带有4gl的水合肿，推算出100g总固量带水合脚1.166g。对有冷冻析碱的水合脱生产工艺，也按此计算总固量中的含阴量。按析碱后的精明液组成得出100Okg精月井液蒸干后，固体总量为218kg,从而得残留水合肺量为：218/100×1.166=2.542kg则蒸发出的水合胧量为：35-2.542=32.458kg即100Okg精明液蒸发后可得含水合助的蒸汽量为：779.458kg,其中：水合胧32.458kg水747kg（五层塔蒸发造成的水合肿损耗7.3%）3.1.5精僧物料衡算依据各生产厂家的生产限制指标，精储过程中废水中的水合脱含量为0.1gl,以100Okg水合脱蒸气为计算基准设精偏塔顶废水量为P,塔底产品为W,则总物料衡算式为：P÷W=1000对水合肿组分的衡算为：P+40%W=1000×32.458779.45810000得：P=895.87kgW=104.13kg（精储过程中的水合肌损耗0.22%,废水中的水合胧含量为0.01%）3.1.6单位产品原料消耗推算推算物料衡算生产50t水合脱产品消耗的原料。本推算从产品倒推原料消耗。1.5Ot水合明(40%)消耗水合胱蒸汽为：1000/104.13×50=480.169kg精储塔排放的废水量为：480.169×895.871000=430.169kg2 .水合胧蒸汽消耗精助液量：430.338x1000/779.458=552.09吸g3 .精肿液消耗粗肿液量：552.099×1000820.135=673.181kg4 .粗腓液消耗的原料量：(1)消耗次氯酸钠溶液量：673.181×820.333l018.972=541.951kg(2)消耗尿素量：673.181×5O.1151O18.972=33.108kg(3)消耗添加剂MgSO4NH2O量:673.181×1.0071018.972=0.665kg(4)配尿素加水量：673.181×147.5171018.972=97.457kg尿素液浓度：33.108/(33.108+97.457)×100%=25.36%5.次氯酸钠溶液消耗的原料：(1)消耗30%的烧碱：541.951×663.184/1000=359.413kg(2)消耗氯气：541.951×83.102/1000=45.037kg(3)配碱加入的水：541.951×261.979/1000=141.980kg配碱浓度：359.413×30%(359.413+141.980)×100%=21.13%3.1.7依据以上计算得出50t40%水合期消耗为1 .烧碱(30%)359.413×103kg2 .氯气(含氯95%)45.037×103kg3 .尿素(含NH46.3%)33.108×103kg4 .添加剂(MgSO47H2)0.665×lO3kg5 .工艺水239.437×103kg(其中配烧碱用水141.980x103kg,配尿素用水97.457x103kg)3.2水合月井生产过程热量衡算3.2.1 次钠反应槽热量衡算及换热面积计算次氯酸钠的小时流量：541.951×103(300×24)=0.0753×lO3kgh;烧碱的小时流量:359.413×103(300×24)=0.0499×103kgh;氯气的小时流量：45.037×103(300×24)=0.00626×103kgh;配碱冷凝水小时流量：141.980x103(300×24)=0.01972×lO3kgh;次钠液的小时流量：541.951×103(300×24)=O.O753×lO3kgh;尿素的小时流量：(33.108+0.665+97.457)/(300×24)×103=0.01823×103kgh;粗肿液的小时流量