基于高溫脫水工藝的環己烯生產工藝設計摘要環己烯在化工行業是一種非常常見且非常重要的有機物質和原材料,它們被廣泛應用于大量有機物質和產品的研發與制備,如氧化環己烯、六氫苯甲酸、石炭酸、肥酸等。其他在工業上則還有一些被廣泛應用于高辛烷燃料和石油提純劑，還有催化劑催化等；另外也經常被合成農藥來作為它的中間部分和合成高分子化合物單體。目前我國在工業上主要使用環己醇為主要原料來進行環己烯的制造和生產,利用脫水法來脫水制得，催化劑的選擇上常使用磷酸或濃硫酸。除此之外甲苯磺酸,和三氯乙酸，高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸等各種固體酸也被用做為催化劑,而這幾個目前絕大多數都是由于它們對有著許許多多的缺陷，例如太容易在反應過程中發生副反應且對有較高的設備腐蝕性、碳化嚴重等。本課題作為工程設計，設計方法則主要以環己醇為原料，磷酸為催化劑，利用高溫脫水工藝進行環己烯的生產，主要設計環己烯的合成工段，并進行了能量衡算、物料衡算以及裝置設備的選型與計算，對車間設備的位置進行合理布置，對非工藝部分進行了說明，本項目采用的生產方法符合健康、環保、低耗要求，具有極大的社會效益。關鍵詞：催化劑；環己烯；環己醇；工程設計目錄TOC\o"1-3"\h\u32084第1章緒論 521601.1項目概述 5146611.2環己烯的性質、用途及規格 618521.2.1環己烯的基本性質 6141191.2.2環己烯的用途 6267221.2.3環己烯的生產規格 79833第2章工藝設計方案 8310072.1不同催化劑的工藝對比 853292.1.1采用濃硫酸時工藝 860572.1.2采用濃磷酸時工藝 864042.1.3采用其他催化劑時 851792.1.4結論選擇 935652.2反應原理 9254122.3基于ASPEN模擬工藝流程詳述 920136第3章物料衡算 1029232第4章能量衡算 1278534.1能量衡算簡介 12152104.2環己醇脫水合成環己烯工段能量衡算 122111第5章設備選型及一覽表 13234365.1反應器設備設計選型 1329305.1.1反應器概述 13145435.1.2反應器的分類與選擇 1326265.1.3催化劑的選擇 1559435.1.4反應器的直徑與高度 156655.1.5設計壓力的相關確定 1618265.1.6反應器壁厚 16279485.1.7配套設施的選擇 16187035.1.8裙座高度 1742475.1.9管口設計 17227465.1.10人孔 17210375.2塔設備設計選型 1891675.2.1塔設備設計方法說明 1867285.2.2塔設計條件 18184825.2.3塔設備機械設計 20205145.3換熱器選型設計 25292375.4泵設備設計選型 30208685.4.1輸送設備泵選型舉例：P02 3018802第6章非工藝部分 32114616.1三廢及三廢處理 32152046.1.1廢氣 32225166.1.2廢液 3247216.1.3廢渣 33138576.2安全及安全保護措施 3316716.2.1主要危害因素 3310596.2.2危險化學品及有毒有害物質的應急防護措施 337000參考文獻 35緒論項目概述隨著人們不斷的發展現代科學技術，化學工業在人類社會中的重要性舉足輕重，現已成為我們生活之中非常重要的一環，身邊一切都和化工密切相關，可以說沒有化工就沒有我們現在的社會環境。其中，環己烯作為一種重要而較為常見的有機原料，可用于各種行業中各種大批量的有機產品的制備，比如環氧環己烷、己二酸、環己基甲酸、苯酚等有機物質的制備；其他在工業上則還有一些被廣泛應用于高辛烷燃料和石油提純劑，還有催化劑催化等；還有以及對如尼龍6和尼龍66之類的某些化工合成路線的優化簡化；另外也經常被合成農藥來作為它的中間部分和合成高分子化合物單體。目前我國在工業上主要使用環己醇為主要原料來進行環己烯的制造和生產,利用脫水法來脫水制得，催化劑的選擇上常使用磷酸或濃硫酸。除此之外甲苯磺酸,和三氯乙酸，高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸等各種固體酸也被用做為催化劑。本課題為工程設計，設計目標則主要以環己醇為原料，濃硫酸或磷酸為催化劑，利用高溫脫水工藝進行環己烯的生產，主要設計環己烯的合成工段，并通過能量衡算、物料衡算以及相關主要設備數據的計算，對車間設備的位置進行合理布置，對非工藝部分進行了說明，本項目采用的生產方法符合健康、環保、低耗等要求，具有極大的社會效益。環己烯的性質、用途及規格環己烯的基本性質環己烯，是一種不溶于水,而溶于乙醇、醚等有機溶劑且外觀為無色的有著特殊刺激性氣味的液體。-103.7℃為其熔點，83.0℃是它的沸點，相對密度為：0.81，相對蒸氣密度為：2.8，分子量為82.145，對應的摩爾質量為82.145g/mol。在38℃時的飽和蒸氣壓為21.33kPa，標準摩爾生成焓為-5.355kJ/mol。閃點小于-20℃，引燃溫度約在244℃左右，該物質的爆炸下限在1.2%左右。折光率為1.4465。環己烯的用途環己烯的生產規格：環己烯是是一種不溶于水,而溶于乙醇、醚等有機溶劑且外觀為無色的有著特殊刺激性氣味的液體。它作為一種重要而較為常見的有機原料，常常用于各種行業中各種大批量的有機產品的制備，比如環氧環己烷、己二酸、苯酚、環己基甲酸等有機物質的制備；其他在工業上則還有一些被廣泛應用于高辛烷燃料和石油提純劑，還有催化劑催化等；還有以及對如尼龍6和尼龍66之類的某些化工合成路線的優化簡化；另外也經常被合成農藥來作為它的中間部分和合成高分子化合物單體。目前我國在工業上主要使用環己醇為主要原料來進行環己烯的制造和生產,利用脫水法來脫水制得，催化劑的選擇上常使用磷酸或濃硫酸。環己烯的生產規格本項目的主要生產的產品為工業用環己烯，具體生產標準按照國家標準《HG/T4002-2008工業用環己烯》中所規定的的進行生產。具體生產規格如下表所示：表1工業用環己烯生產技術要求項目指標優等品一等品合格品環已烯的質量分數/%≥99.097.095.0環己烷的質量分數/%＜1.01.52.3氯代環已烷的質量分數/%＜1.01.5苯的質量分數/%＜0.51.02.2色度/Hazen單位(鉑-鈷色號)≤101520水的質量分數/%≤0.030.050.102合成工段是將反應所需的原材料（即環己醇），通過一定的壓力、溫度、催化劑等手段的作用下，反應生成粗制環己烯，然后送往后續工段提純，最終的得到所符合生產規格的合格環己烯。該合成反應是一個反應前后體積于近似不變的反應，同時可由反應的反應焓變可得這是一個吸熱反應，是一個純液相的可逆反應。環己烯有各種各樣的制備方法，我們常用的往往是由環己醇在一定溫度下，經過催化劑的作用脫水生成環己烯，然后通過精餾等手段進行提純，獲得我們所需規格的環己烯成品。元浩[1]將不同制備方法做了詳細的介紹，并在之間進行比較與展望，而每種方法都有屬于它的優點和缺點。陳平[2]通過實驗進行了橫向對比，在多種常見的催化劑之間。并對工業化應用前景進行思考。 工藝設計方案不同催化劑的工藝對比采用濃硫酸時工藝濃硫酸是一種具有強腐蝕性的高強度的無機礦物酸，吸水性、強氧化性和脫水性都是它重要的化學特性。其中一種較為獨特且重要的是濃硫酸存在脫水性，它是一種化學特性，可以將化合物按一定比例結合脫出當中的氫和氧，形成水分子。因此常常被用來做脫水反應的催化劑。采用濃磷酸時工藝磷酸是一種三元中強酸，具有酸的通性，也非常的常見，是一種無機礦物酸，它的電離過程分三步電離。在通常狀態下將其揮發與分解都不容易，有一定氧化性是它的特點。是一種重要的工業原料，也是不少反應常見的催化劑之一。王玨[9]等人在硫酸或磷酸催化環己醇制取環己烯最佳條件的選擇中，通過控制變量對催化劑中濃硫酸、濃磷酸的組成和用量進行研究實驗，實驗結果則表明，（10g環己醇）當采用85%磷酸用作催化劑時且磷酸用量為3mL時，反應脫水效果最好，產率為67.1%。采用其他催化劑時其他催化劑包括很多，主要由各種無機物或有機物所組成。如鉬磷酸、二氧化鋯、三氯化鐵、氯化亞錫、草酸等等陳平[3]對Hβ沸石催化劑進行了細致探究，并通過一些實驗進行比對。李家其[4]等人，詳細研究了鉬磷酸催化劑的效果，并與其他催化劑之間做了一個對比。張國華[6]等人，研究二氧化鋯負載硫酸根作催化劑，通過研究比較實驗，對工藝條件的要求是，首先催化劑用量為反應物（為環己醇）質量的10%，反應溫度控制在170～180℃，反應時間1h左右。并實驗得出最終收率達87.4%。劉益林[7]等人在有機化學實驗環己醇制備環己烯的綠色化研究中，研究了三氯化鐵作催化劑時，在環己醇20.0g(即0.20mol)的用量下，通過實驗得出的最佳的反應條件是：催化劑的用量為環己醇的物質的量的10%，反應時間為60分鐘，反應產率可達到76%，純度則高達96%。何峰[8]做了環己醇制備環己烯的催化脫水實驗，分別以濃硫酸、濃磷酸、三氯化鐵、氯化亞錫、草酸、濃硫酸+濃磷酸等做催化劑，通過對比，并得出結論，從產率上來看，催化效果依次為三氯化鐵、濃硫酸+濃磷酸、草酸、氯化亞錫、濃磷酸、濃硫酸。結論選擇通過上述不同催化劑的特性對比，所以在此工藝中選擇市面上最常用的硫酸或磷酸，但濃硫酸對環境的污染較大，為了符合確保較為綠色的工藝設計，所以本設計決定選取了價格稍較高的濃磷酸來進行工藝設計。反應原理環己醇脫水生成環己烯該反應在溫度在88℃，反應壓力為0.1MPa下進行。基于ASPEN模擬工藝流程詳述環己醇加濃磷酸經過換熱器E01加熱后在反應器R01中脫水反應生成環己烯，經分離器S05分離，部分進入下一階段，其余進入循環。再經換熱器E02后經分離器F02再次分離后進入精餾塔T01，排除多余的水。輕組分經S12得出高純度環己烯，其余重組分經換熱器E04重新進入循環。物料衡算年運行300天，連續操作，一個月維修保養。物料衡算進行Aspen模擬。環己醇脫水合成環己烯工段物料衡算R01物料衡算INOUT流股編號S04S05質量流量kg/hr質量流量kg/hrC6H12O340.19111.92C6H100.0096228.2771H2O16.66244.93H3PO415.8315.83溫度℃8888壓力bar11氣相分率00總質量流率kg/hr35925.5135925.51表3-2F01物料衡算INOUT流股編號S05S06S07質量流量kg/hr質量流量kg/hr質量流量kg/hrC6H12O111.92111.920C6H10228.28228.280H2O244.93228.2816.65H3PO415.830.015815.81溫度℃888888壓力bar111氣相分率0.720.770總質量流率kg/hr35925.5134076.301849.2135925.51表33F02物料衡算INOUT流股編號S09S10S11質量流量kg/hr質量流量kg/hr質量流量kg/hrC6H12O111.920.42111.51C6H10228.280.01228.27H2O228.28228.280.006H3PO40.0160.0163.84溫度℃60.171010壓力bar111氣相分率000總質量流率kg/hr60.174156.6629919.6560.1734076.31表34T01物料衡算INOUT流股編號S11S12S13質量流量kg/hr質量流量kg/hr質量流量kg/hrC6H12O111.516.41111.51C6H10228.27228.260.009H2O0.0060.0061.33H3PO43.8403.84溫度℃1082.36160.36壓力bar111氣相分率000總質量流率kg/hr29919.6518750.3811169.2729919.6529919.65能量衡算能量衡算簡介確定單元操作中能量，及傳遞速率，計算尺寸，確定消耗量，提供設備條件，指導反應器設計和選型，最終計算出總需求及總費用，確定工藝在經濟上的可行性。環己醇脫水合成環己烯工段能量衡算表4SEQ表\*ARABIC\s11R01熱量衡算表熱負荷Gcal/hr5.0761953物流焓變流股名S04S05焓值Gcal/hr-32.88-27.8∑HinGcal/hr-32.88∑HoutGcal/hr-27.8熱量平衡QINOUTERROR5.08-32.88-27.80表4-2T01熱量衡算表 位置冷凝器再沸器Q熱負荷Gcal/hr-4.976.691.73物流焓變流股名S11S12S13焓值Gcal/hr-11.54-1.55-8.26∑HinGcal/hr-11.54∑HoutGcal/hr-9.81熱量平衡QINOUTERROR1.73-11.54-9.810設備選型及一覽表反應器設備設計選型反應器概述化學反應器是可以把經原料管輸送而來的原料通過化學反應然后將其轉化成為我們所需要的產物的裝置的稱呼，它是化學工業運輸生產當中的關鍵裝置，以及在其他有關工業生產也是頻頻使用。但是由于化學反應五花八門的緣故，更何況機理各不相同，所以，為了能夠對有著不同要求的不同反應進行適應，化學反應器的結構與類型也不出所料的擁有著顯而易見的差異。反應器的性能是需要根據實際的情況而選擇的，在此反應是否合適，不單單只直接影響反應器當中的化學反應，更重要的是還會對反應完畢只后對整個流程的后續產生影響，如原料的預處理，產物分離。所以，在我們的反應器設計的過程當中，要多角度多方面的考慮工藝需求。對反應器的設備選型和操作方法進行選擇是我們設計反應器的第一要務，然后還要根據反應過程和反應物料的特點，對工藝所需條件，如加料速度、操作壓力、操作溫度和操作組成及反應器的實際體積進行計算，來對反應器加以確定其主要構件的尺寸，與此同時還需要對它的經濟合理性和生態環境保護等方面的要求加以考慮。反應器的分類與選擇（1）釜式反應器這種類型的反應器由于其巨大的靈活性和低成本而被最廣泛地使用。它可以連續或間歇運行。釜式反應器的傳熱面積和攪拌方式基本上是固定的。在選擇性設計中，如果無法選擇序列化產品，則應提出設備設計條件，并執行校正過程。釜式反應器更加靈活通用，在間歇運行中，混合設計可使釜內溫度均勻，濃度均勻，可以延長反應時間，可以縮短反應時間，可以常規壓力，增大壓力，降低壓力，而且操作范圍較大。反應結束后后正常出料容易。反應釜清洗方便，機械設計也很成熟，在化學反應工程中稱BR反應器。（2）固定床反應器這種類型的反應器主要用于氣固相反應。它具有結構簡單，運行穩定，易于控制和連續性的優點。可以根據流體的流動特性，對床層輕松簡單的加以調整床層，包括它床層內零件的布局和主要內部結構的規劃設計然后加以選擇，而容易地大規模地制成不同類型的床。它傳熱區域的設計是固定床最大的特點，其可以設計的很大，并可以具有更高的氣體流速，傳熱系數和傳質系數。具有更高的反應溫度，即便如此加熱方法也更加靈活多樣以便達到其所需要的反應溫度。（3）流化床反應器流化床反應器與固定床相比顧名思義，他不但適用于固相反應也適用于固液相反應，它的特點是在反應器內存在的顆粒有的大有的小的，這些固體微粒不會處于靜止狀態，而是被反應器帶動在流體作用下高速的流動，被帶動從而經行劇烈運動，運動形式更加接近于液體而非固體，所以被稱只為流化床。固體流態化的介質的形態也也有多種選擇，氣體和液體都可以作為它的介質進入反應器中，所以流化床在近些年來也越來越受到各大設計師們的選擇。（4）反應器的確定反應器的選擇往往與反應的特性息息相關。①物料相態：反應器的選型在很大程度上由物系的相態所決定，為此我們決定采用釜式反應器的結構。②物料腐蝕性：反應器的材質往往是根據反應物料的腐蝕性所決定的，環己醇和環己烯均無較大的腐蝕性，但作為催化劑的硫酸和磷酸有一定的腐蝕性，為此綜合考慮，我們決定選用耐腐蝕材質的反應釜。③反應特征：該反應是一個一級的可逆反應，反應速率中等。④反應熱效應：熱效應的大小決定反應器的傳熱方式、傳熱構件的類型和傳熱面積的大小。而環己醇制備環己烯這是一個吸熱的反應。⑤反應器特征：決定返混和流動狀態。⑥生產要求：如反應壓力、反應時間、反應溫度、選擇性、轉化率，壓降、能耗、生產能力等。綜上所述，我們選擇采用釜式反應器，因為它的操作彈性大，產品質量穩定均一，適用性也強，連續操作時溫度、濃度方便人們控制，唯一美中不足的是高轉化率的時候，反應器體積會較為大型。催化劑的選擇連續操作釜式反應器是連續生產的，所以我們可以知道，進出物料的操作是同時可以進行的，也就是說，在化學反應過程中，既有反應物滔滔不絕的向反應釜內流入，又有生成物滔滔不絕的從中流出，取反應的操作空時為：，則根據裝料系數（本釜式反應器的裝料系數f=0.7）定義，反應器的實際體積為：反應器的直徑與高度一般攪拌反應器的高度與直徑的比值，即在1.2左右。依照常規，對釜蓋與釜底使用了橢圓形的封頭，而封頭的體積并不包括直邊高度的體積在內。在進行完前面的工藝計算，決定了反應器的體積之后，由公式計算圓筒高度與直徑，并對結果進行圓整。則取DN=7200mm高度確定。取H=8640mm，Di=7200mm，封頭高度H，=0.25D=1800mm，筒體高度。設計壓力的相關確定計算壓力=設計壓力+液柱靜壓力設計壓力：此處我們取：液體靜壓反應器壁厚取壁厚負偏差C1為0.6mm，腐蝕裕量為C2=2mm向上圓整則厚度為6mm。配套設施的選擇釜式反應器的配套設施主要有攪拌器、換熱裝置、各種工藝配管等，它們都是釜式反應器正常工作的重要設施。攪拌器攪拌釜式反應器的攪拌器是一個重要的組成部件。而其中攪拌器的使用是對釜式反應器內的反應物料進行更充分的混合，使其更加均勻，從而達到強化過程中的傳質和傳熱的目的。在我們這個項目之中，攪拌的目的主要有兩點，一是均相液體的充分混合，二是強化傳熱，該反應是一個吸熱反應，強化傳熱有助于熱量獲取，提高反應速率。。攪拌器應該具備兩個方面的性能：①產生強大的液體循環流量；②產生強烈的剪切作用。選擇攪拌器的一般要求是，在功率相同情況下，若是運用轉速低、直徑大的葉輪，則可以將液體的循環流量進行有效增大，同時減少讓液體受到的剪切作用，這些結果對于宏觀混合而言極為有利；反之，假若使用轉速高、直徑小的葉輪，則產生的結果會剛好與之相反。根據我們的項目需求，綜上考慮，選擇了推進式攪拌器。推進式攪拌器它的特點主要是在攪拌時能在反應釜內使物料充分循環流動，上下翻騰效果良好，剪切作用較小。換熱裝置換熱裝置我們選擇的是傳熱夾套。它是外置于反應器筒體之上的一種容器，全身由鋼板焊接而成，內部有密封空間。由反應釜的直徑的大小所決定夾套與反應器內壁的間距，一般取25-100mm之間，夾套的高度取決于傳熱面積，而傳熱面積則有工藝要求所決定。裙座高度因卸料需要，需要安裝安全裙座，裙座高度管口設計依據體積流量為13000m3/h=3.6。流速取3m/s；管口直徑：。圓整后選取DN=1300mm的無縫鋼管。人孔開設一個人孔。塔設備設計選型塔設備設計方法說明選用板式塔（篩板塔）作為該項目塔設備計算案例分析，運用AspenV11對板式塔作設備計算。塔設計條件流股參數通過Aspen流程模擬，得到T01進出口的流股表數據如下圖所示。單位進料塔頂出料塔底出料相態液相液相液相溫度C1082.360137052595160.355224252053壓力bar111摩爾汽相分率000摩爾液相分率111摩爾固相分率000質量汽相分率000質量液相分率111質量固相分率000摩爾焓J/kmol-142183628.827234-28503418.0812631-310025502.512045質量焓J/kg-1614688.88600608-346994.585574754-3095329.44852859摩爾熵J/kmol-K-565450.545126138-442150.622227423-638485.202779687質量熵J/kg-K-6421.46158690791-5382.64819622733-6374.70799853611摩爾密度kmol/cum9.838512825559799.138096733831178.17623995604673質量密度kg/cum866.343645469364750.637048817298818.925075079626焓流量kW-13419.7006389746-1807.29969884132-9603.49314160667平均分子量88.056361853659682.1436969514976100.159129316403摩爾流量kmol/hr339.778374618717228.263112068854111.515262549863C6H12Okmol/hr111.5056363568946.41036998043493E-06111.505629946524C6H10kmol/hr228.266636240467228.2570420703330.00959417013432351H2Okmol/hr0.006063588151250660.006063588151250661.33083111840533E-27H3PO4kmol/hr3.84332044179328E-0503.84332044179329E-05摩爾分率C6H12O0.3281716692006092.80832497302555E-080.999913620762589C6H100.6718103719714860.9999734078867758.60345921710364E-05H2O1.78457153374017E-052.65640299752928E-051.19340715160874E-29H3PO41.13112567746728E-0703.44645239935187E-07質量流量kg/hr29919.647505474118750.375902989711169.2716024844體積流量cum/hr34.535542174219224.979283839683613.638942001377塔設備機械設計設計溫度與設計壓力對于T01而言，為0.1MPa。塔頂裝有安全閥，根據相關規定，設計壓力應大于或等于安全閥的壓力，一般安全閥壓力為正常的1.1倍以內。因此取設計壓力為P=1.1Pw=0.11Mpa塔頂溫度為10℃，體系最高溫度為160℃左右，設計溫度需要比操作溫度高15～30℃，取設計溫度為185℃。介質名稱及材料選擇本操作階段塔內基本只含有環己醇，環己烯等無腐蝕性物質，故選擇Q345R作為材料。總板數與加料板的確定由Aspen模擬出的理論板數為30塊，理論加料板位置為第15塊。塔高計算1）塔頂空間Hd一般為1.0-1.5m。本設計取：Hd=1.5m塔底空間H根據Aspen的模擬結果，塔底出料為0.227m3/min，塔徑為2.6m，因此計算在塔底空間放置液體收集裝置，綜合人孔設置，強度校核等，取。對塔進行分段校核設備筒體壁厚計算圓筒計算厚度：式中：Pc為計算壓力，在液柱低時可認為與設計壓力P近似相等；Di為筒體內徑2.6m；σt是材料在設計溫度下許用應力，選材為Q345R，為189MPa為焊接系數0.85；從而取壁厚負偏差C1為0.7mm，腐蝕裕量C2為2mm因此向上圓整則名義厚度為4.0mm，為方便焊接、制造等。校核后壁厚更改為7mm。封頭設計（1）上封頭本設計采用標準橢圓形封頭，材料與筒體相同為Q345R，公稱直徑DN=2600mm，曲面深度=650mm，曲邊高度h1=650mm，直邊高度h2=40mm，封頭高度為計算厚度：式中：Pc為計算壓力，對于上封頭可認為與設計壓力P近似相等；Di為筒體內徑2.6m；σt為焊接系數0.85；從而取壁厚負偏差C1為0.6mm，腐蝕裕量為C2=2mm。向上圓整則名義厚度為4mm。校核后更改為7mm。（2）下封頭下封頭同理高度0.35m，厚度4mm。校核后更改為7mm。裙座設計裙座高度本工藝中選擇圓柱形裙座，材料選擇Q345R，裙座計算高度如下：(2)裙座厚度其厚度采用經驗值20mm，同時裙座開一DN500mm的人孔，并通過SW6校驗來校驗裙座厚度是否合格。Aspen處理設計得塔板間距為0.6米，精餾段塔截面積為2.6米，提餾段塔截面積為2.6米，塔板結構圖如下。輸入篩板塔的參數對篩板塔進行水力學校核，校核結果如下。精餾段塔板負荷圖提餾段塔板負荷圖全塔水力學校核對解吸塔進行塔徑元整，元整后塔截面積為2.6米，且校核結果無誤，精餾段塔高為7.8米，提餾段塔高為9米，可得塔總高為16.8米（含底座）。換熱器選型設計選擇E01為典型換熱器進行選型計算。首先確定換熱器入口流股狀態，詳見表5-3-1。表5-3-1換熱器入口流股狀態表狀態 溫度25.116065729576℃壓力1bar質量流量35925.511419215kg/hr體積流量38.4355376616063cum/hr組成C6H12OC6H10H2OH3PO4質量分數/%94.80.070.834.3先進行捷算法模擬，在Aspen11中，將流股數據和換熱目標輸入后，運行得到初步的結果。圖5-1E01設備選型圖5-2輸入冷熱流體基本性質換熱器接管設計殼程入口：工藝流體體積流量為0.0107m3/s，流速取3m/s。殼程入口接管內徑為：根據GB/T8163-2008無縫鋼管，圓整后得到接管尺寸為Ф68×4，材料為Q345B。殼程出口：工藝流體體積流量為0.0107m3/s，流速取3m/s。殼程出口接管內徑為：根據GB/T8163-2008無縫鋼管，圓整后得到接管尺寸為Ф68×4，材料為Q345B。管程入口：冷卻水體積流量為0.000725m3/s，流速取2m/s管程入口接管內徑為：根據GB/T8163-2008無縫鋼管，圓整后得到接管尺寸為Ф30×4，材料為Q345B。管程出口：冷卻水體積流量為0.000725m3/s，流速取2m/s管程出口接管內徑為：根據GB/T8163-2008無縫鋼管，圓整后得到接管尺寸為Ф30×4，材料為Q345B。將軟件運行模式改為評級/檢查，輸入后進行校準。圖5-3換熱型式校核結果通過,導出規格表和安裝圖。圖5-4選擇換熱器的類型和定義換熱管的尺寸 圖5-5換熱器布管圖圖5-6規格書圖5-7規格書泵設備設計選型輸送設備泵選型舉例：P02表5-4-1泵P02進出口物流入口出口質量流量：kg/h2290522905體積流量：cum/h402.46403.61溫度：℃2528圖5-4-2P01基本信息圖5-4-2P01安裝尺寸圖圖5-4-3P01工作曲線非工藝部分三廢及三廢處理廢氣該項目的廢氣主要為環己烯和環己醇的蒸汽，可進行回收再利用，一般都是以通過冷凝液化等手段，期已減少物料損失。廢液該項目的廢液主要為含有低濃度的環己醇、環己烯的廢液，其中包含了一些少量或微量的副反應產物，如兩個環己醇脫水形成的二環己基醚、環己醇酸化后被硫酸脫水反應出來的環己烷、環己醇與環己醇自身發生作用出現的環己烯醇、環己醇發生脫水脫氫生成的苯、環己醇與環己烷發生脫水生成的環己基環己烯等，應進行適當處理并達到國家標準后，再依據國家標準進行排放或其他處理手段。廢渣該項目為純液相反應，理論上不存在廢渣，但由于反應釜或進口物料等關系，可能會引入部分不溶性的雜質，會隨廢液一同進行處理，并按照國家標準進行處理。安全及安全保護措施主要危害因素（1）具有燃燒及爆炸危險性環己醇和環己烯均為易燃易爆品，遇到明火或高熱易發生燃燒或爆炸，其中爆炸性混合物主要由環己烯的蒸汽與空氣混合形成，并由于其蒸汽比空氣重，會大量擴散在較低處，增大爆炸范圍。具有生理毒性環己醇在空氣中達到一定的濃度的時候，對人的眼睛、鼻子、咽喉等敏感部位具有一定刺激性作用，而純液態的環己醇則對人體皮膚有刺激性作用，易引發皮炎。環己烯具有麻醉作用，還具有刺激性作用，特別是對人的眼睛和皮膚。吸入后易使人產生惡心、頭痛、嘔吐以及神志喪失等不良癥狀（3）電氣設備的選用在電氣設備的選取上，假如選取不正確了，就極有可能對生產造成不可預料的大影響。危險化學品及有毒有害物質的應急防護措施環己醇的危險性與毒性，及其中毒后應急處理的方法：表2環己醇的性質與應急處理方法對人體健康方面可能的危害：在正常的車間的生產條件下，一般來說，由吸入蒸氣從而導致急性中毒的概率并不大。環己醇在空氣中的濃度如果有著40mg/m3時，大概率會對人的眼睛、鼻腔、咽喉會產生明顯的刺激作用。液態的環己醇對皮膚有明顯刺激作用，但通過皮膚進入體內的速率很慢，但接觸還是有大概率引起皮炎。通過口腔食入毒性小。燃爆危險：環己醇可燃，具有刺激性。危險特性：在明火或高熱的情況下可發生燃燒。氧化劑可與之發生反應。如果是在高熱的情況下，則有極大概率導致容器的內部壓力迅速增大，從而使容器有開裂和爆炸的危險。毒性：中毒。意外中毒現場臨時處理方法：與人體的眼睛接觸：將眼皮輕輕用手提起，用流動的0.9%生理鹽水或清水進行沖洗，之后快速前往醫院就醫；與人體的皮膚接觸：立刻脫下粘著環己醇的服飾，并以大量清水多次徹底對皮膚進行沖洗。通過鼻腔吸入體內：迅速離開現場，并移動至新鮮空氣之中，若是發現存在呼吸困難的現象，及時對人體給輸氧，之后就醫；通過口腔食入體內：如誤食則應飲水催吐并立即送往就醫處治。（2）環己烯的危險性與毒性，及其中毒后應急處理的方法：表3環己烯的性質與應急處理方法對人體健康方面可能的危害：環己烯具有麻醉作用，對眼和皮膚有刺激性作用。不小心吸入后有較大概率引起人體惡心、嘔吐、頭痛和神志喪失等不良反應。對生態環境方面可能的危害：對環境有一定的危害，若是流入水體，對水體大概率造成污染。燃爆危險：環己烯極度易燃，具有刺激性。危險特性：易燃。環己烯蒸氣與空氣，在一定濃度區間混合，會產生爆炸性混合物。在高熱或明火的情況下，有著極高概率出現燃燒爆炸等現象。與氧化劑能發生強烈反應，從而引起較為嚴重的燃燒或爆炸。長時間的放置下，有大概率生成過氧化物，過氧化物具有潛在的爆炸危險性。環己烯蒸氣比空氣重，能在較低處發生擴散，從而彌漫到相當遠的地方