Производство 12-дихлорэтана (стр. 7 из 16)
(х=0) – в нашем случае
DR = 2·130
=260 см или 2600 мм.Расчетный диаметр отверстия в стенке эллиптического днища (крышки)
dR= d+2CS
где dR – расчетный диаметр отверстия в стенке эллиптического днища (крышки)
d – внутренний диаметр штуцера
dR=12,5+2·0,2=12,9 си или 129 мм.
Расчетная толщина стенки штуцера, нагруженного внутренним давлением
SIR=
Расчетный диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления
dOR=2 (
dOR=2 (
=3,53 см или 35,3 ммусловие, при котором не требуется укрепление отверстия dR≤d0
35,3≤129
- условие выполняется8.2 Расчет толщины тепловой изоляции
Толщину тепловой изоляции,
находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду. 
[14]где
=9,3+0,058 tпар – коэффициент теплоотдачи от верхней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м2к)tпар – температура изоляции со стороны окружающей среды, исходя из требований техники безопасности не должна превышать 95 0С.
tпар принимаем равной 40 0С
tст1 – температура изоляции со стороны аппарата, ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции tст1 принимаем равной температуре среды в аппарате в нашем случае tст1= 55 0С
tв – температура окружающей среды (воздуха), 0С. Принимаем tв=17,2 0С
– коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м∙к)В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит, имеющий коэффициент теплопроводности
=0,09 Вт/(м∙к) =9,3+0,058∙90=14,52 Вт/(м2∙к) 
Толщина изоляционного материала
8.3 Расчет теплообменника
Исходные данные:
Тепловая нагрузка Q = 279160 Вт
Абгазы охлаждается от 65°С до 40°С водой с начальной температурой 25°С и конечной температурой 35°С.
8.3.1 Cредняя разность температур при противотоке
65
4035
25 
=30 
[8]8.3.2 Средняя температура воды
8.3.3 Средняя температура абгазов
[8]8.3.4 Определим расход воды
где с
– теплоёмкость воды, Дж/(кг×К)С
=4190 Дж/(кг×К) [8]G
м3/с 
=1000 кг/м 
[8]8.3.5 Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена
По т. 4.8. K
120 Вт/(м 
×К) [8] 
[8]8.3.6 Выбираем по ГОСТ 15120–79 теплообменник [8]
F = 49 м
Д
= 600 мм 
= 20х2 мм 
= 389 шт.одноходовой
= 2,0 мДействующее число Re равно:
= 2079Рr =
, [8]где
– коэффициент теплопроводности, Вт/(м×к). = 0,142 Вт/(м×к)Рr =
Поправкой (Рr/Рrст)0,25 можно пренебречь, т. к. разность температур невелика (Рr/Рrст)0,25» 1.
= 4,05Коэффициент теплоотдачи для воды
[8]8.3.7 Коэффициент теплоотдачи для абгазов
Трубное пространство
Примем скорость абгазов в трубах 0,5 м/с
8.3.8 Тепловая проводимость стенки и загрязнений
по таблице ХХХIrв, rабгаз. [8]
= 46,5 Вт/(м×к) по таблице [8]rв= 5800 (Вт/м2×к)
s= 0,002 мм
8.3.9 Коэффициент теплоотдачи
[8] 
Вт/(м2×К)8.3.10 Расчетная площадь поверхности теплообменника
= 
7.3.11 Определим запас площади поверхности теплообмена.
Запас площади поверхности теплообмена достаточен.
Окончательные параметры аппарата принимаем:
Одноходовой кожухотрубный теплообменник с поверхностью теплообмена
F = 49м2, Дкожуха-600 мм, dтрубы = 20 × 2 мм, количество труб n = 389, высота труб Н = 2,0 м.
9 Аналитический контроль процесса
Таблица 9.1
| 1. | Трубопро-вод испаренного хлора перед реакторомР‑1. | Объёмная доля:– воды, %, не более | 1 раз в месяцпри работе только реактора Р‑1 | 0,007 | + 20% отн. | МВИ №81–93гигрометр | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| -хлора, %, не менее | 97,6 | + 0.46% отн | МВИ №50–94 | |||||
| – кислорода, %, не более | 2,0 | + 0,1% абс. | ||||||
| 2. | Абгазы передХ‑2. | Объёмная доля:– этилена, %, не более | 3 раза в смену | набор статистических данных | + 20% отн | МВИ №142–92Газовый хроматограф | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| – кислорода, %, не более | 6 раз в смену | 3,2 | + 20% отн | |||||
| – водорода, %, не более | 3,2 | + 6% отн | МВИ №118–01Газ. хроматограф | |||||
| 3. | Трубопро-вод дихлорэтана на выходе из реактора Р‑1. | Массовая доля:– хлора, % | 3 раза в смену с каждого реактора | 0,0050–0,0800 | + 18% отн. | МВИ №68–95ручное титрование | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| -ионов железа в пересчете на хлорное | 0,0050–0,0300 | + 14% отн. | МВИ №97–2000 | |||||
| – кислоты в пересчете на HCl | набор статистических данных | +15% отн. | МВИ №64–2001ручное титрование | |||||
| – воды, %, не более | 0,0025(при сушке не более 0,0030) | +19% отн. | МВИ №71–93 | |||||
| -дихлорэтана, %, не менее | 1 раз в сутки | 97,0 | +1,0% отн | МВИ №225–90Газ. хроматограф | ||||
| При работе на смеси испаренного и электролитического хлора:– воды, %, не более | 3 раза в сутки с каждого реактора | 0,0025 | +19% отн. | МВИ №71–93 | ||||
| 4. | Трубопровод дихлорэтана на выходе из ёмкостиЕ‑2. | Массовая доля воды, %, не более | 3 раза в смену | 0,0025(при сушке не более 0,0030) | +19% отн. | МВИ №71–93 | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| 5. | Охлаждающая вода на выходе из холодильника Т‑1 | Массовая доля дихлорэтана, мг/дм3 | 3 раза в сутки | Отсутствие | ± 10% отн | МВИ №139–2001хроматограф. | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| Концентрация ионов водорода, рН, не менее | 6,0 | ± 0,05 | МВИ №17–2001рН-метр | |||||
| 6. | Трубопровод абгазов после теплообменников Х‑2, при работе на испаренном хлоре | Объемная доля– кислорода, %, не более | 3 раза в сутки | 7,0 | ± 20% отн. | МВИ №142–97хроматограф. | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| – этилена, %, не более | 7,5 | ± 20% отн. | МВИ №142–97хроматограф. | |||||
| – дихлорэтана, %, не более | 0,5 | ± 20% отн. | МВИ №85–2001хроматограф. | |||||
| При работе реактора Р‑1 на смеси испареного и электролитического хлора | – водорода, %, не более | 3 раза в смену | 3,2 | ± 20% отн. | МВИ №118–01Газ. хроматограф | |||
| – кислорода, %, не более | 1 раз в смену | 7 | ± 20% отн. | МВИ №142–92Газ. хроматограф | ||||
| -этилена, %, не более | 7,5 | ± 20% отн. | ||||||
| -дихлорэтана, %, не более | 0,5 | ± 20% отн. | ||||||
| 7. | Трубопро-вод сточных вод из емкости Е‑3 | Массовая доля кислоты в пересчете на НСl, %, не более | 3 раза в смену | 0,55 | ± 6% отн. | МВИ №72–98Титрование | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| Объемная доля дихлорэтана, %, не более | 1,5 | ± 7% отн. | МВИ №126–91Визуально | |||||
| 8. | Водный слой емкости Е‑4 | Массовая доля едкого натра NаОН, % | 3 раза в смену | 0,25 – 3,5 | ± 8% отн. | МВИ №99–93ручное титрование | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| 9. | Трубопро-вод дихлорэтана из емкости Е‑5 | Массовая доля– ионов железа, %, не более | 3 раза в сутки | 0,0002 | ± 14% отн. | МВИ №97–2000 | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
| – хлора, %, не более | 3 раза в смену | 0,0005 | ± 18% отн. | МВИ №68–95 | ||||
| – щелочи в пересчете на NаОН, %, не более | 0,0015 | ± 10% отн. | МВИ №64–2001ручное титрование | |||||
| – или кислоты в пересчете на HCI, %, не более | 0,0005 | ± 10% отн. | МВИ №64–2001ручное титрование | |||||
| 10 | Водный слой из емкости Е‑6 | Массовая доля едкого натра – NaOH, %, не более | 3 раза в смену | 1,0 | + 6% отн. | МВИ №99–93ручное титрование | Лаборант по обслуживанию цеха №30 | |
10. Автоматизация производства