丙烯腈硫酸水合法生产5000吨年丙烯酰胺装置的工艺设计毕业设计

丙烯腈硫酸水合法生产5000吨年丙烯酰胺装置的工艺设计毕业设计毕业设计（论文）题目：丙烯腈硫酸水合法生产5000吨/年丙烯酰胺装置的工艺设计教学院：化学与化工学院专业名称：化学工程与工艺（精细化工方向）学号：201140820112学生姓名：胡锡富指导教师：陈霖年月日

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保障、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日毕业设计（论文）摘要丙烯酰胺是一种用途广泛的重要精细有机化工原料。本文采用硫酸水合法生产丙烯酰胺。论文在参考大量文献以及实际生产实践的基础上，对丙烯酰胺的合成工艺进行了研究，论述了丙烯酰胺的实际应用。除了硫酸水合法之外，本设计还简单的阐述了其它两种合成工艺。本文涉及到丙烯酰胺主要单元物料衡算和热量衡算。通过本次设计，我们可以了解到完成设计的流程。反应容器主要是反应釜和中和塔。通过本次设计，可以清楚了解整个工艺流程。本设计选择的是搅拌反应釜，其直径为3200m，高度为3200m，壁厚为9mm。【关键词】：丙烯腈；丙烯酰胺；硫酸水合法；搅拌反应釜

AbstractAcrylamideisafineuseofawiderangeofimportantorganicchemicalrawmaterials.Thearticleisusingofsulfuricacidhydrationprocesstoproductacrylamide.Theessayonthebasisofalargenumberofliteratureandactualproductionpractice,studiedthesynthesisprocessofacrylamideanddiscussthepracticalapplicationofacrylamide.Inadditiontosulfuricacidhydrationprocess,theessayalsosimplyintroducetheothertwokindsofsynthesisprocess.Thisarticleinvolvesthematerialbalanceandheatbalanceofthemainunitofacrylamide.ThereactionvesselisreactionkettleandNeutralizationtower.Throughthisdesign,wecanclearlyunderstandthewholeprocess.Thisdesignchoosesmixingreactionkettleasthereactionvessel,andhisdiameteris3200m,theheightis3200mandthewallthicknessis9mm.【Keywords】：acrylonitrile；acrylamide；sulfuric；Mixingreactionkettle

目录1.文献综述 .文献综述1.1丙烯酰胺简述1.1.1固体丙烯酰胺的物理性质丙烯酰胺，简称AM，为无色、无味、无臭的片状晶体。有毒。溶于水、醇、丙酮、醚和氯仿等极性溶剂，微溶于苯和甲苯，不溶于正庚烷等脂肪烃。丙烯酰胺在水中的溶解度与温度有关。丙烯酰胺在苯和甲苯中的溶解的随温度的升高显著增大[1]。丙烯酰胺的物理性质及在水中的溶解度如表1-1、表1-2所示。表1-1丙烯酰胺的重要物理性质性质数据分子量71.08物理状态片状晶体密度（30/4℃）/（Kg/L）1.122熔点/℃84.5沸点（3.3KPa）/℃125蒸汽压（20℃)/Pa9.33×10-5亨利定律常数/[m3/(mol·Pa)]2.98×10-13蒸气密度(空气=1)2.46聚合热/（KJ/mol）81.51闪点/℃138平衡水含量/(g水/kg干AM)1.7表1-2丙烯酰胺在水中的溶解度温度/℃X2S(X2)cSc20.000.28360.3040156.3172.50.2942164.625.000.34990.3266212.5191.50.3300194.530.000.36480.3659226.8227.90.3688230.740.000.45590.4573330.9332.70.45573丙烯酰胺的化学性质丙烯酰胺是一种含有双键和酰胺基的双官能团单体，可进行两种官能团的典型反应。丙烯酰胺的双键和羰基处于共轭状态，这种双键较其他烯烃的双键具有缺电子键特性。因此它易受亲核试剂的攻击，进行1,4-加成反应。如与氨生成氨三（3-丙酰胺）。丙烯酰胺的双键在自由基型或离子型引发剂的作用下，可进行连锁聚合反应，形成聚合物或共聚物。上述反应式如下[1]：CC丙烯酰胺的酰胺基在酸，尤其是在碱性介质中可快速发生水解得到含有羰基的产物。丙烯酰胺在浓硫酸中可形成硫酸盐，此盐与醇反应可得丙烯酸酯。CCC1.1.3丙烯酰胺的毒性丙烯酰胺具有多种毒性，包括神经毒性、致癌性、遗传毒性、发育毒性、雄性生殖毒性等，目前在人群中得到证实的为神经毒性，而致癌性、遗传毒性等正在研究中[2]。丙烯酰胺中毒主要损伤神经系统，临床表现取决于接触的剂量和浓度(亚急性或急性中毒以中枢神经系统及小脑功能障碍为主，慢性中毒以周围神经变性损害为主[2]。临床表现[2]为：（1）急性、亚急性神经毒性：丙烯酰胺在体内需累积到80-130mg/kg时才可引起中毒，急性中毒多为消化道吸收所致，主要症状为嗜睡、意识障碍、躁动不安、抽搐昏迷等中毒性脑病表现，严重者可因多脏器器官功能衰竭而死亡。短时间接触高浓度丙烯酰胺可引起亚急性发病，表现为四肢无力、嗜睡及小脑功能障碍，可见眼球水平震颤、言语含糊、步态不稳等。（2）慢性神经毒性：多于接触丙烯酰胺数月、数年后发病。主要表现为头痛、头晕、疲乏无力、嗜睡、食欲不振、消瘦等；随着病情进展，可形成周围神经病，表现为手足明显多汗、湿冷，手掌红斑脱屑，进而有四肢无力、肢端麻木、持物不牢、精步态蹒跚、易向前倾倒、不能下蹲等。（3）致癌性、遗传毒性：环氧丙酰胺的遗传毒性，致癌性更明显，国际癌症研究机构最近已将其列为2A类化学物质，即对人类可能有致癌性。目前大部分研究均来源于细胞及动物实验，已有的资料显示饮食中的丙烯酰胺与部分人类恶性肿瘤存在关联，丙烯酰胺对人类的致癌性的临床流行病学有待于进一步深入研究。1.1.4丙烯酰胺的应用丙烯酰胺是高分子化合物的重要单体和有机合成的原料。它与丙烯酸钠的共聚物用于钻探工程，能使泥浆悬浮液中的固体凝聚并快速沉降，从而加快钻探速度。此外还可用作土壤的改良剂，纤维改性剂，增稠剂及粘合剂等。目前丙烯酰胺的应用主要是通过均聚或共聚得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺简称PAM，是一种线型高分子聚合物，是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称。聚丙烯酰胺主要用于石油开采、造纸、水处理、采矿、纺织、医药、农业等行业。聚丙烯酰胺是需求量成长较快的石油化工产品之一，国际上聚丙烯酰胺对于上述领域的应用较早，最大用途领域为水处理剂。我国大量应用生产聚丙烯酰胺始于上世纪80年代末和90年代中期，与国际上不同的是目前我国大部分聚丙烯酰胺主要作为石油开采上三次采油的驱油剂，其消费量占国内总需求量的81％。其次，水处理是国内聚丙烯酰胺第二大消费领域，目前占总消费量的9％，发展潜力很大。另外聚丙烯酰胺在造纸行业中可用作助滤剂、干增强剂和废水处理的絮凝剂，2005年我国造纸行业对聚丙烯酰胺的需求量达到1.5万吨。再次，在采矿、冶金、煤炭、高吸水性树脂、粘合剂、皮革复鞣剂等领域，聚丙烯酰胺也有一定的消费量，尤其是近几年用于生产尿不湿和卫生巾的高吸水性树脂市场发展很快，对聚丙烯酰胺的需求量增加较快[3]。1.2原料丙烯腈简述丙烯腈在常温下是无色有毒液体，有苦杏仁味；熔点是-83.6℃，沸点77.3℃，可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有溶剂；与水互溶；易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧，并放出有毒气体。在火场高温下，能发生聚合放热，使容器破裂。丙烯腈在室内允许浓度为0.002mg/L；在空气中的爆炸极限为3.05-17.5%（体积）；丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物，和水的共沸点为71℃，共沸点中丙烯腈的含量为88%（质量），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈-苯乙烯-水的三元共沸混合物。丙烯腈由于分子结构带有C＝C双键及C－N键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C＝C双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，与强碱混合时，聚合十分剧烈，大量放热，易爆炸；除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得己二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等。1.3市场调研1.3.1国际丙烯酰胺生产发展现状国外化学法生产丙烯酰胺有两个比较有代表性的技术：一是三菱公司悬浮床连续催化生产工艺，产品50%的丙烯酰胺水溶液；二是美国DOW化学公司为代表的固定床连续催化工艺技术，产品为25-30%丙烯酰胺水溶液。这两种生产工艺的共同特点是采用丙烯腈催化水合法生产丙烯酰胺，丙烯腈转化率高，无副产品，产品质量好，催化剂和原材料的消耗指标都较低，三废排放量少[4]。国外生化法技术主要由日本日东公司开发成功，1984年在日本横滨建成一套4000吨/年生化法丙烯酰胺生产装置，1992年将装置的生产能力提高到2万吨/年。日东生化法生产丙烯酰胺技术仍以丙烯腈为原料，在多级连续平流型反应器内进行水合反应，反应物经泡沫分离和过滤直接得到50%的丙烯酰胺单体溶液，其技术的先进性表现在腈水合酶催化剂选择性好，收率高，产品杂质少，副产物少，反应在常温常压下进行，省去了产品提浓和丙烯腈回收等工段，使工艺过程得到简化。目前，法国SNF公司采用生化法丙烯酰胺生产技术在美国和法国建设两套万吨级生产装置，并在中国泰州独资建设2万吨/年生化法丙烯酰胺单体装置和配套聚合物生产装置[4]。国外丙烯酰胺单体生产装置仍以化学法为主，技术覆盖率在90%以上，其它为生化法技术。丙烯酰胺生产技术的发展趋势是提高丙烯腈的转化率、选择性、简化工艺和减少含腈污水的排放率、提高产品质量[4]。国外生产的丙烯酰胺在各行业的消费量见表1-3和1-4[5]。表1-3日本生产的丙烯酰胺在各行业中消耗量的比例纸张增强剂48%水处理30%纤维处理剂及其他8%出口14%表1-4美国及西欧生产的丙烯酰胺在各行业中消费量的情况名称美国西欧水处理50%56%造纸20-25%17%选矿10-15%22%石油工业10-15%5%其他5%1.3.2国内丙烯酰胺生产发展现状国内化学法生产丙烯酰胺工艺起步晚，且近年没有很大的发展，仍限于采用铜系催化剂，固定床工艺路线，最大生产能力为2000吨/年，与国外先进生产技术相比，规模小，能耗高，而且产品质量不稳定，达不到生产高分子量聚丙烯酰胺的原料要求[3]。近年来，国内生化法生产丙烯酰胺技术得到了较快的发展，近期国内建设的丙烯酰胺装置大多采用生化法技术[3]。我国从八十年代中期开始进行生化法生产丙烯酰胺的研究工作，上海交大、北京微生物所、石油化工科学研究院、上海生物化工研究中心等大专院校和科研部门都相继开展了此项研究工作。1993年10月在浙江桐庐采用上海生物化工研究所的技术完成了500t/a规模的中试装置，得到了较高质量的丙烯酰胺产品，取得了突破性进展，并于当年通过国家科委组织的鉴定验收[3]。1999年9月胜利油田采用上海生化所技术建成1万吨/年丙烯酰胺生产装置，之后，江西昌九农科化工有限公司、大庆石油管理局技术开发实业公司等分别建成了万吨级生化法丙烯酰胺生产装置。国内生化法丙烯酰胺生产装置的总的产能约15万吨/年，主要生产企业详见表1-5[3]。表1-5国内主要生化法丙烯酰胺生产厂商序号厂商名称建设规模（104t/a）技术来源备注1山东宝莫生物化工有限公司2.5上海生化所自用2新乡效胜化工有限公司2.4中科院外销3新乡市新昌化工有限公司0.6中科院外销4江西昌九农科中科院3.0上海生化所外销5大庆炼化公司1.6上海生化所自用6北京恒聚化工集团有限公司2.0上海生化所自用国内生化法技术在国内的覆盖率在90%以上。生化法技术在国内迅速发展的主要原因是技术来源较为广泛，工艺条件较为温和以及国内化学法技术不够成熟。今后生化法技术需要解决的主要问题是含腈废水量较大，降低丙烯腈单耗；化学法工艺需要借鉴国外成熟工艺，达到一定的建设规模，实现国产化[3]。我国丙烯酰胺在各行业中的消费情况见表1-6[5]表1-6我国丙烯酰胺在各行业中的消费情况如下石油工业66.6%煤矿工业4.4%纺织工业5.2%造纸工业15%水处理2.0%冶金32%化工4.5%制糖3.2%其他9.45%1.4丙烯酰胺的合成方法和工艺条件1.4.1硫酸水合法1954年，美国氰胺公司采用丙烯腈硫酸水合法实现了工业化生产。该法的特点是简单易行，可得固体结晶产品。但原料消耗定额高，设备腐蚀严重，产品纯度低，又污染环境[4]。丙烯腈在硫酸存在下进行水合，首先生成丙烯酰胺的硫酸盐反应物（进料配比为丙烯腈：浓硫酸：水=1：0.995：1.04[4]。然后用液氨中和即生成丙烯酰胺和硫酸铵。反应时，过长的停留时间和过高的反应温度都会增加副产物的收率，特别是聚合物和丙烯酸。必须严格控制反应物的比例，以便抑制副反应。硫酸水合法投资大，丙烯腈等原料消耗定额高，并产生大量含丙烯酰胺的硫酸盐或硫酸废液污染环境，从20世纪60年代开始，美国、日本等国积极研制开发无公害的工艺路线。到目前为止，采用硫酸水合法制备丙烯酰胺的工艺已经基本被淘汰。其工艺过程包括为水解、中和、分离、回收和精制几个步骤。丙烯酰胺与硫酸铵可依溶解度不同而分离。反应的主要副产物是自聚物，氨三（3-丙酰胺）及丙烯酸等[4]。CC1.4.2铜催化水合法70年代初日本和美国同时开发了以铜为主的各类催化水合法生产丙烯酰胺，由于它和硫酸法比有很多优越性，纯度及转化率都有很大的提高，环境污染少，成本低，在70年代中期基本上取代了硫酸水合法。流程图如图1[6]丙烯腈水丙烯腈水未反应丙烯腈分离催化剂分离未反应丙烯腈分离催化剂分离水合反应100-150℃催化剂催化剂产品脱色除Cu浓缩产品脱色除Cu浓缩图1-1铜催化法流程方块图反应后滤去催化剂，回收未反应的丙烯腈，丙烯酰胺水溶液经浓缩、冷却得丙烯酰胺结晶。铜催化水合法与硫酸法相比有很多优越性，纯度及转化率都有很大提高，环境污染少，成本低。缺点是需要回收丙烯腈以及分离铜，浪费资源和能源；同时副反应较多，不容易控制，产品纯度不高。1.4.3微生物法生物法制取丙烯酰胺。系将丙烯腈、原料水和固定化生物催化剂调配成水合溶液。催化反应后分离出废催化剂就可得到丙烯酰胺产品。其特点是：在常温常压下反应。设备简单，操作安全；酶的特异性能使选择性极高，无副反应。采用J-1菌种时，反应温度为5～15℃，pH为7～8，反应区丙烯腈质量分数为1%-2%，丙烯腈转化率为99.99%，丙烯酰胺选择性为99.98%。反应器出口丙烯酰胺质量分数接近50%，失活的酶催化剂排出系统外的量小于产品的0.1%，无需离子交换处理，使分离精制操作大为简化。产品浓度高。无需提浓操作，整个过程操作简便，利于小规模生产。微生物法生产的单体因杂质含量少、活性高，特别适合于生产超高分子量的聚丙烯酰胺，因此受到推崇。微生物法有以下几种具体工艺技术[2]：(1)应用膜技术的微生物法。该方法包含的工序有微生物菌体培养、菌体分离、用游离菌体作生物催化剂进行丙烯腈水合反应、分离反应所得的丙烯酰胺水合液。其特征是用微滤膜或离心机来分离发酵液中的菌体，用超滤膜来分离丙烯酰胺水合液及生物杂质。采用该工艺生产丙烯酰胺可以明显提高生产效率和菌体利用率，同时水合液产品中的生物杂质含量降低，得到的丙烯酰胺质量好，纯度高。(2)微生物连续催化法。该法通过发酵生产含有腈水合酶的丙酸棒杆菌或其诱变株细胞，然后用游离细胞法或固定化细胞法催化丙烯腈水合成丙烯酰胺，然后处理，得到高纯度的丙烯酰胺。(3)使用经丙烯酸水溶液洗涤的微生物催化剂。该法先用丙烯酸水溶液洗涤微生物催化剂，然后将经洗涤的微生物催化剂用于转化反应来制备丙烯酰胺。采用微生物催化法效率大大的提高了，生产工艺大为简化，除了省去丙烯腈回收、除Cu等工段外，微生物催化法的其他工段的生产工艺过程如脱色、浓缩、结晶、干燥等均合化学合成法相同。微生物法的核心技术在于生产高效率的微生物催化剂。如图1-2[6]。脱色催化剂分离水合反应10-25℃脱色催化剂分离水合反应10-25℃丙烯腈、水固定化细胞固定化细胞产品浓缩产品浓缩图1-2微生物催化法方块流程图1.4.4方案的选择丙烯腈的合成路线主要有以上三种，硫酸水合法基本淘汰，现在用得较多的是铜催化水合法和微生物法。但根据老师给定的设计任务书，选择硫酸水合法来完成此设计。1.4.5反应过程分析（1）丙烯腈硫酸水合原理化学反应在工业生产条件下，对于丙烯腈硫酸水合法，主反应生成丙烯腈，由于反应中加入了不受浓硫酸影响的阻聚剂，所以丙烯酰胺与丙烯腈的聚合副反应忽略不计。CC（2）阻聚剂因为丙烯酰胺与丙烯腈都很容易聚合，所以必须在反应时加入不受浓硫酸影响的阻聚剂，常用的为铜粉、亚铁盐和硫磺，如选用亚铁盐为阻聚剂，则最终可以无机磷酸盐的形式从丙烯酰胺中除去。本设计中选择铜粉作为阻聚剂。（3）工艺条件的选择a.反应物进料的配比：丙烯腈：浓硫酸：水=1：0.995：1.04b.反应温度：温度应控制在90-100℃。c.采用年开工时间为330天，每天24小时。全装置主要采用连续操作方式。d.丙烯腈的转化率80%。e.反应器：搅拌釜式反应器；

2.工艺流程根据合成工艺画出生产工艺流程示意图，见图2-1所示。丙烯腈水水合反应丙烯酸胺硫酸盐浓硫酸氨中和反应分离硫铵干燥硫铵产品滤液蒸发浓缩晶析废液产品干燥丙烯酰胺结晶图2-1丙烯酰胺合成工艺流程示意图图2-1的流程简述如下：原料丙烯腈与浓硫酸以等分子混合，在反应器中于90-100℃反应约1h(在155-175℃反应5-8分钟)。因为丙烯酰胺与丙烯腈都很容易聚合，所以必须在反应时加入不受浓硫酸影响的阻聚剂。常用的为铜粉、亚铁盐和硫：如选用亚铁盐为阻聚剂，则最终可以以无机磷酸盐的形式从丙烯酰胺中出去。水解后，进行硫酸丙烯酰胺的中和与丙烯酰胺的分离，其过程相当困难。通常是将硫酸丙烯酰胺溶液用水稀释，然后用氨中和使之生成硫酸铵。利用硫铵在丙烯酰胺的水溶液中溶解度很小的这一性质，经过滤使两者分离，滤液浓缩后丙烯酰胺即结晶析出，经干燥即为成品。

3.工艺计算3.1物料衡算3.1.1画出物料平衡关系示意图干燥离心分离中和塔反应器丙烯腈干燥离心分离中和塔反应器丙烯腈98%浓硫酸氨98%浓硫酸氨蒸发浓缩硫铵产品水蒸发浓缩硫铵产品11400t（0.3%11400t（0.3%）丙烯酰胺产品结晶干燥丙烯酰胺产品结晶干燥5000t（5000t（99%）图3-1物料平衡关系示意图3.1.2反应方程式CC反应条件：a.反应温度90-100℃；b.消耗定额（以生产每吨丙烯酰胺计）确定：丙烯腈（以100%计）0.98t氨（以100%计）0.7t硫酸（98%）2t副产物硫酸铵2.28t3.1.3基础数据（1）年生产能力：5000t/a丙烯酰胺；（2）年开工天数：330天（每天24h,共7920h）；（3）进料配比：丙烯腈：浓硫酸：水=1：0.995：1.04；（4）丙烯腈的转化率为80%；（5）反应生成产物丙烯酰胺纯度为99%；（6）丙烯酰胺的单程收率为82%；3.1.4选择计算基准因为是连续操作过程，所以计算基准选时间计算单位定位kg/h。3.1.5计算主要物料流量该生产装置年产量5000吨，年开工330天，连续生产。丙烯酰胺固体流量：5000×丙烯酰胺水溶液流量：631.31丙烯腈流量：5000×氨气流量：5000×浓硫酸流量：5000×溶解度计算公式:S式中M1，M2——分别为溶剂、溶质的分子量；x2——溶液中溶质的摩尔分率；S——溶解度，[克溶质/100克溶剂]；查表1-2，查得40℃时，x2=0.4559，可得：S丙烯酰胺产量：637.69a.反应器进口原料中各组分的流量：中合塔进口的氨气：2×8.98丙烯腈流量：8.98根据进料配比为丙烯腈为浓硫酸：水=1：0.995：1.04得：浓硫酸：13.69×0.995=13.62kmol/h=1334.76kg/h水：13.69×1.04=14.24kmol/h=256.32kg/hb.反应器出口各组分的流量副产物硫酸铵固体流量：5000×丙烯酰胺水溶液通过干燥器损失的水分：637.69-631.31=6.38kg/h结晶塔中的水分，根据丙烯酰胺在40℃时，在水中的溶解度为330.5得：631.31×100废液的流量：191.02-6.38=184.64kg/h硫铵产品干燥后损失的水按4%计算：1439.39×4%=57.58kg/hc.反应器物料平衡衡算反应器进口原料中各组分的流量总和：372.30+725.57+1334.76+256.32=2688.95kg/h反应器出口原料中各组分的流量总和：1439.39+6.38+184.64+57.58+637.69=2325.68kg/h由于反应过程中进料中的氨气一部分以硫酸铵的形式作为副产品，一部分继续以氨气的形式被回收循环利用。所以反应器进口原料中各组分的流量总和：2688.95-372.30=2316.65kg/h通过比较反应器进出口流量总和的比较，发现相差不多，故物料平衡。3.2热量衡算以组分的标准生成热为基础进行热量衡算，根据反应过程的能量衡算就是计算反应过程的焓变的结论，则反应过程的焓变也可以下列方程式表达[8]：Q=∆进入反应器物料的热焓：n出反应器物料的热焓:n式中——组分的摩尔流量，kmol/h；∆Hf,298Kθ——组分的标准生成热，kJ/Cpi——组分的等压热容，kJ/(mol·K)∆Hi,298K——进料组分在基准温度下从进料相态变为基准相态的相变热，kJ/mol；∆Hi,298K'无机酸的定压摩尔比热容（P=101.3Kpa）,计算式[9]：C式中T为温度，K；A、B、C、D的值可查表无机酸的定压摩尔焓。查表无机酸的定压摩尔焓[9]，T在298-553K的范围内取：，，，。反应器操作压力101.3Kpa，进料温度为25℃，出料温度为50℃（中和温度≤50℃，pH=6.5)进料焓值查手册生成热得：∆因此：H∆H=13.62kmol查手册[9]得：∆H∆水的生成热即是氢气的燃烧热，查得氢气的标准摩尔燃烧热为-285.8kJ/molH∆HH2O=nH2OHH2O=nH2O∆HfH∆H故总的进料焓值为：n=40.26×出料热焓丙烯酰胺（50℃）：由文献[10]查得丙烯酰胺的定压比热容为160.1J/(mol·K)H硫酸铵（50℃），查资料得硫酸铵的生成热为：∆查表[9]得：硫酸铵摩尔定压热容为3.433kJ/（kg·K）H∆H2O（50℃）：查资料[10]得水的定压比热容为4.181kJ/(kg·K)。H∆H丙烯酰胺的恒压比热为2.25kJ/kg∙℃。H∆故总的出料焓值为：n故整个反应过程的焓变为：Q=∆反应器热量衡算见表3-1。表3-1反应器热量衡算表反应前∆H/反应后∆H/浓硫酸-11.09×丙烯酰胺-1.77×氨气1.001×硫酸铵12.86×水-4.07×水0.26×丙烯腈-24.1×Q(2)干燥器蒸发水分所需要的热量：Q=Wr式中W——为蒸发的水分量；r为汽化潜热，kJ/kg，与蒸发温度有关。不同温度下水分的汽化潜热可在水的饱和蒸汽压表上查取，通常可粗略地取r=2394kJ/kg，并考虑热效率η一般为0.6-0.9，故提供的热量为[11]：Q由此可确定供热设备的尺寸及计算供给干燥器的热空气量。a.硫铵产品的干燥硫铵产品干燥后损失的水分为57.58kg/h,即W=57.58kg/h取热效率η为0.8得：Q硫酸铵的显热为14.32kJ/mol,，故可得连产品干燥消耗的热量为：Qb.丙烯酰胺的干燥丙烯酰胺产品干燥后损失的水分为6.38kg/h，即取热效率η为0.8得：Q丙烯酰胺的汽化显热为54.37kJ/mol，故可得丙烯酰胺干燥消耗的热量为：Q(3)蒸发结晶过程的热量衡算加热蒸汽的消耗量[21]：D1式中D1——加热蒸汽的消耗量，kg/hW——蒸发器的二次蒸汽量，kg/hr'——二次蒸汽的汽化潜热，kJ/kgr——加热蒸汽的汽化潜热，kJ/kg；t1——浓缩液出口温度，t0——原料液入口温度；CP——原料液的恒压比热，kJ/kg∙℃F——原料液流量，kg/h；蒸发器的热量衡算式：D式中T1——加热蒸汽温度，℃H——加热蒸汽的焓，kJ/kgH'——二次蒸汽的焓，QL——蒸发器的热损失，Cp,w原料液的进口温度为25℃，浓缩液出口温度为40℃。丙烯酰胺的恒压比热为2.25kJ/kg∙℃。蒸发器的二次蒸汽量：W二次蒸汽的汽化潜热：加热蒸汽的汽化潜热：r忽略蒸发器的热损失，即有Q原料液流量：F=637.69故加热蒸汽的消耗量：D水的恒压比热：C二次蒸汽的焓：H加热蒸汽的焓：H加热蒸汽温度：T故有：Q=DQ

4.主要设备的工艺计算4.1搅拌釜式反应器4.1.1反应器的选型在选择反应器时，首先判断反应是何种形态，其次是了解在该相态下可选择何种反应装置。根据反应相态和反应器形式表[12]可知应该选用搅拌釜反应器比较合适。搅拌釜式反应器是一种从实验到工业装置均采用的反应器，容积从1L至200m3或更大，压力从真空到300MPa，温度从零下几十度至上百度。由于处理的无锡不同，根据温度、压力、腐蚀性，可选用碳钢、搪玻璃、镍、钛等耐腐蚀材料。搅拌釜式反应器的特性：由于物料性质的不同，搅拌釜式反应器的釜体、搅拌桨、挡板的结构形式也不同，反应器的差别也较大。搅拌釜式反应器常设加热或冷却装置。其高度一般与直径相等或稍高，约为直径的2-3倍。釜内舍友搅拌装置及档案，并根据不同的情况在釜内安装换热器火灾釜外壁设换热夹套，如果换热量大，也可将换热器装在釜外，通过流体的强制循环而进行放热；如果反应的热效应不大，可以不装换热器。4.1.2反应釜的容积与数量选用连续反应釜，当按单釜计算得到的反应体积过大而导致釜的加工制造发生困难时，需要使用若干个体积较小的反应釜。对于正常动力学的反应（即反应速率随反应物浓度的增大而增大），釜内反应物浓度越高对反应越有利，在这种情况下，采用串联方式比较好[13]。连续釜式反应器计算公式为：V式中Vr——反应釜有效体积，m3Q0——反应器入口液体物料的体积流量，m3τ——空时，即物料在釜内的平均停留时间；τ与反应物浓度，反应温度，其实和最终转化率有关，若已知反应的动力学方程式，τ的值可按下式求出：τ=式中CA0——反应釜入口液体中关键组分A的浓度，molCAf——反应釜入口液体中关键组分A的浓度，RAf——反应温度和浓度下的反应速率，molXAf——反应釜出口液体中关键组分A关键组分丙烯腈的转化率是80%，即X根据98%浓硫酸在25℃时的密度为1.835g/cm3,丙烯腈的密度为0.81g/cm3,水的密度为ρ25V丙烯腈的初始浓度：C连续反应釜的空时：反应为二级反应，其动力学方程为：R故有：Rτ=根据反应反应动力学[14]知，k=0.163L/kg∙h=1.44×10故可算得空时：τ=反应釜的体积：反应釜的有效体积为：V反应釜的实际体积为：V=由于算出的反应器实际体积很大，会导致反应釜的加工制造发生困难，需要使用若干个体积较小的反应釜串联起来使用。求算需要的设备个数m[15]：已知VD与τ，根据已有的设备容积Va带搅拌的反应釜装料系数0.7-0.8，取装料系数φ=0.75，则每一釜料的体积φα每个设备每天能操作的批数为：β按设计任务需用的设备个数为：m算出的往往不是整数m，需取成整数m'>m,取m=3δ则需要设备的总容积为：m所以设计中要串联3个容积为30m4.1.3反应釜釜体尺寸的设计1.筒体的直径与高度筒体的基本尺寸首先决定于工艺要求。对于带搅拌器的反应釜来说，设备容积为主要决定参数，根据化工原理知识，搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往随容器直径的增大而增大，因此在同样的容积下，反应釜的直径太大是不适宜的。根据实践经验，几种反应釜的HDi值大致如表4-1所示表4-1几种反应釜的HD种类釜内物料类型H一般反应釜液-固相或液-液相物料1.0-1.3气-液相物料1.0-2.0发酵罐类1.7-2.5设备容积V与操作容积V0的关系：对直立的反应釜来说，通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积，即V式中Vb——设备筒体部分容积，Vh——封头容积，根据Va及选定的HDiV故：D初步估算出Di根据文献[16],应选取反应釜的公称直径为：DN=3200mm对于直立式反应釜，其圆形部分筒体的高度可由下式确定：H式中Vi——筒体每一米查表[17],根据DN=3200mm，查得筒体每一米高的容积为8.050H圆整后取H=3.2m复核HDH计算得到的值在所取的范围内，所以大体符合。即筒体的高度为3.2m。选择Q235-A为筒体的材料焊缝接头系数∅=1.0当介质为压缩空气、水蒸气或水时，对碳钢和低合金钢一般取C2≥1mm,计算压力取Pc设计温度t=100℃,σ计算壁厚：S设计壁厚：S查表钢板厚度负偏差[18],取钢板负偏差C名义壁厚：S圆整后取名义壁厚S检查Sn=9mm时，σt2.封头直径、厚度与高度封头要根据筒体直径及所确定的形式按标准选用。最常用的椭圆形封头其直边高度h2视厚度大小而不同，因此需要求出封头厚度（或估算），才能最后确定封头的直边高度h2及总高度h1根据封头的名称及型式参数表[16],选择EHA类型椭圆形封头（以内径为基准）型式参数关系：D根据EHA椭圆形封头内表面积、容积表[16]，可得：总深度：H内表面积：A容积：V根据文献[18]可知，DN=3200mm时，曲面高度h1=800mm工作压力在0.3-0.4MPa,取Pw=0.4MPa,根据设计压力P选择Q235-A作为封头材料，其温度使用范围为0-350℃，厚度δ≤16mm焊缝接头系数∅=1.0当介质为压缩空气、水蒸气或水时，对碳钢和低合金钢一般取C2≥1mm,计算压力取Pc设计温度t=100℃,查许用应力表，在设计温度下的许用应力为：σD根据D2h1=2，查椭圆形封头形状系数表计算壁厚：S=设计壁厚：S查表钢板厚度负偏差[18]，取钢板负偏差C名义壁厚：S圆整后取名义壁厚：S有效壁厚：S由于S故该标准椭圆形封头的名义壁厚Sn4.1.3反应釜搅拌装置的设计搅拌装置由搅拌器、搅拌轴及其支承组成。根据工艺设计，选择直叶桨式型式搅拌器。搅拌器直径：DJ故取搅拌器的宽度：b搅拌器离底高度：h桨叶数：Z根据文献[19],选择二级搅拌级别，总体流速为12m/min。产物的比重1.122，粘度0.49Pa∙s，泵送准数为NQ因此搅拌器的泵送能力：Q转速：n搅拌雷诺数：R搅拌功率：N式中KN——功率数，由算式计算或由Rρ——被搅拌介质密度，kg/mN——搅拌器转速，r/s；dM——搅拌器直径，m叶片式搅拌器：KN故有：N4.1.4反应釜其它零部件的设计（1）夹套的设计夹套以焊接连接或者法兰连接的方法装设在罐体的表面，与罐体外壁形成密闭空间，在此空间内通入传热介质，以加热或冷却物料，维持物料的温度在预定的范围内。根据夹套结构形式的不同，可以分为很多种类型。根据文献[19]，选择整体夹套。整体夹套结构简单，制造方便，基本上不用维修。缺点是换热面积受到罐体几何形状的限制，不能做得过大。夹套的结构尺寸通常根据工艺和安装要求两方面的要求而定。根据文献[19]，可得夹套直径为：D夹套筒体的高度：H式中Vi——筒体每一米Vh——η——装料系数；故有：H圆整后取夹套筒体高度为Hj夹套顶部与主体法兰应留有足够的距离，,使主体法兰的螺栓装卸方便，应保证：H（2）釜体上的接管口釜体上的接管口按照作用不同，分为进料管口和出料管口。进料管口常见的有三种形式：a.接管伸进设备内并制成45度斜口，这样可以避免物料沿釜体内壁流动，减少物料对壁面的磨损和腐蚀；b.为可拆卸式连接，适用于易腐蚀、易磨损堵塞的物料，使清洗检修方便；c.进料管插入料液中，以减少冲击液面而产生泡沫，管上部液面以上部分开∅5小孔，以防止物料虹吸。根据设计要求，选择可拆卸式连接。出料管有上出料(进料管)和下出料两种，选用下出料管出料。结构尺寸可以参照表4-2。表4-2夹套底部及管口尺寸管口公称直径DN5070100125150D130160210260290仪表接管与釜体的安装都用插入式，处于常低压条件下采用单面或双面角焊接，否则采用开坡口的单面或双面焊。（3）支座反应釜大都为直立容器，支座可以采用耳式支座。耳式支座适用范围：a.适用于公称直径不大于4000mm的立式圆筒型容器；b.容器高径比不大于5，且总高度不大于10m；耳型支座的材料：筋板和底板材料为Q235-A，垫板材料一般应与容器材料相同。根据耳型支座结构型式特征表[19]，选用A型支座。支座的安装尺寸：D式中D——支座安装尺寸，mm；Di——容器内径；mmδn——壳体名义厚度，mm根据文献[19]，可以查得：高度H垫板厚度：δ3筋板厚度：δ2筋板长度：l2故有：D（4）釜体容器法兰法兰是根据公称直径、公称压力来选取的。DN≤600mmDN≥650mm密封面型式，DN≤600mm时有凸台面、凹凸面、环槽面和全平面五种，DN≥650mm时，仅有故选择对焊法兰，密封面型式选择凸台面型式。根据德国管法兰标准的公称压力系列，选择公称压力为0.6MPa。根据文献[20]得到：法兰厚度：C=50mm法兰高度：H=140mm螺栓孔径：L=48mm螺纹规格：M45；螺栓数量：n=68根据法兰、垫片、紧固件选配表，选择橡胶垫片较为合适。法兰的材料：板材选用Q235-A，锻件选择16Mn。（5）视镜、人孔、手孔及开孔补强为了观察釜内反应情况，常在反应釜釜顶上设置两个视镜口，一个供观察用，另一个供照明用。因为釜内有搅拌轴，两个视镜不安装在对角线上。当视镜不能直接焊于设备上或容器外部有保温层时应采用带颈视镜。选择带颈视镜，其材料是碳素钢。视镜玻璃用钢化硼硅玻璃HGJ501-86-0，衬垫用石棉橡胶板GB3985-83。公称直径DN=50mm，公称压力PN=1.0MPa，螺柱和螺母的材料都为Q235-A,螺柱的数量为釜体直径大于900mm时可以开设人孔，若直径较小则应该开设手孔。反应釜釜顶上开孔很多，有的直径较大，它们的开设位置应合理地布置在以封头回转轴为中心的0.8D选择碳素钢材料的回旋盖板式平焊法兰人孔，公称压力PN=0.6MPa，公称直径DN=400mm,螺栓和螺柱的标准号是HGJ75-91，数量均为16个，选择标准号为HGJ70-91垫片1个，标准号为HGJ45-91的法兰（5）安全装置搅拌釜式反应器内往往发生物理、化学反应等过程。如果反应器工作过程可能产生超压时，则必须设置安全装置。安全装置一般采用安全阀，当釜内工作介质黏度高、腐蚀性强，安全阀难以可靠工作时，则应该选用防爆膜，或采用防爆膜与安全阀共用的重叠式结构。安全阀与防爆膜的排放口必须装设放空导管，将易燃、有毒的介质排空或引送到安全地点。4.2干燥器最常用的干燥设备主要有流态化干燥器(流化床、振动流化床、内热流化床、惰性粒子流化床)，喷雾干燥器(主要有离心式和压力式),旋转闪蒸和气流干燥器等。根据设计任务书上的要求，本设计主要是用气流干燥器来完成硫铵产品和丙烯酰胺成品的干燥过程。气流干燥的流体阻力较大，一般为300-4000Pa。管长通常不大于20m。干燥时间仅为0.5-2.0s(最长不超过7s)。直管的体积传热系数为8264-25155kJ/(h·m3·K)。产品出口温度比排气温度低20-30℃[11]。热空气与物料间的平均温度差:∆式中t1——热风进口温度,℃t2——热风出口温度,℃tm1——物料进口温度,℃；tm2——物料出口温度,干燥管体积：V式中hv——体积传热系数,kJ/(h·m3Q——蒸发水分消耗的热量,kJ/h；干燥器的内径：D式中qv,h——热空气用量,m3/hD一般为0.3-1.5m,取管内进风速度为u=20m/s(通常为20-40m/s)。干燥管长度：L=对于需保持晶体完整或易黏附在干燥管上的物料，不宜采用气流干燥。气流干燥对投料速率很敏感，采用高温进气时可提高热效率并减小气管尺寸。气流干燥通常取物料质量与气体质量之比为0.2-1.0，含水率低气温高时取低值，由试验设备放大至工业设备时应采用相同质量比。排气温度：根据具体要求的进风温度及当时的大气条件来进行计算。设定进风温度为130℃，大气条件为25℃，相对湿度为40%,则热风量：q查文献[9]得：ρ25=1.185kg/通过干燥器后空气中绝对含湿质量分数的增量为：∆查资料[11]得：ρ则排气的绝对含湿质量分数为：y在文献[11]，焓湿图上作图求出排气温度：（1）由空气温度25℃及相对湿度40%找出A点。A点所对应的湿度为：y1（2）由A沿等湿线向上与130℃线相交找出B点(AB即为空气加热线)；（3）通过B点的等焓线为：h若该干燥过程热效率η=0.85，则出口排气的焓hh2线与y2线的交点C,即为排气的空气状态,由对硫铵产品的干燥：q通过干燥器后空气中绝对含湿质量分数的增量为：∆y根据上述在焓湿图上作图求出排气温度的方法可得排气温度为45℃。设定进风温度为130℃，根据产品出口温度比排气温度低20-30℃，选择出口温度为25℃，选择产品进口温度为40℃。热空气与物料间的平均温度差：∆根据直管的体积传热系数为8264-25155kJ/(h·m3·K)，取h故干燥管体积为：V鼓风机的风量：q干燥器的内径：DD一般为0.3-1.5m，管内进风速度为u=20m/s(通常为20-40m/s)。干燥管长度：L

5.化工厂布置与设计5.1化工厂布置的基本任务化工厂布置涉及的对象是生产过程中使用的各种机器设备、各种物料(如原材料、半成品和成品以及公用系统的各种介质)、从事生产的操作人员、铁路道路以及各种物料管线等。因此，化工厂布置的基本任务是结合厂区的各种自然条件和外部条件确定生产过程中各种对象的空间位置，以获得最合理的物料和人员的流动路线，创造协调而又合理的生产和生活环境，组织全厂构成一个能高度发挥效能的生产整体[15]。5.2厂址选择化工厂布置是化工厂中的重要内容，主要包括三个方面：厂址选择、化工厂总平面布置和车间布置。厂址选择的基本原则[12]：（1）应符合国家工业局，城市或地区的规划要求；（2）宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区；（3）应靠近水量充足、水质良好的水源地；（4）尽可能靠近原有交通线；（5）厂址地区应具有热电的效应；（6）厂区的大小、形状和其他条件应满足工艺流程合理布置的需要；（7）选厂时注意当地自然环境条件，并对工厂投产后可能造成的环境影响作出预评价；（8）厂址应避开低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段；（9）厂址附近应建立生产污水和生活污水的处理装置；全部满足以上各项原则是比较困难的，因此必须根据具体情况，因地制宜，尽量满足对建厂最有影响的原则要求。5.3化工厂总平面布置原则1、满足生产和使用要求，根据工艺流程，相联系或较紧密的车间就近布置，以免迂回、交叉、往返。将使用蒸汽、压缩空气、冷冻等公用工程的车间，尽量相对集中布置，尤其耗量大的车间尽量集中。原材料、中间体的输送距离尽量小，人员运动距离尽量小。注意发挥主要设备的特点，车间布置在主要位置，注意风向和粉尘、噪声污染的相互影响。2、注意人流、货流和运输方式的安排原料堆场、库房与使用车间之间的运输规划成品入库、半成品送检、成品出厂以及操作工人的上下班、巡视路线等，应力求便捷、合理，防止人货混流、人车混流事故发生。3、注意安全和环保、卫生要求化工厂的防火防爆要求很严，应将产生明火的车间如釜炉、变电器、机修以及各种工业炉的车间与散出可燃气体的车间尽量疏远，有明火的车间常布置于厂区边缘或下风向。烟囱和一些可燃气体的拔风烟囱、拔风管要分开布置，有可能产生火星的烟囱安排于下风向或侧风向。危险品库房、易燃品库房、腐蚀性库房应在人迹罕至和远离火源的地方。对于要求防火防爆的车间应有一定的安全距离，对有腐蚀性介质散发、可能有酸雾产生的车间、有粉尘飘散的车间、有污水排放的车间应有防护措施并安排在下风向、下游或侧边等。5.4厂房建筑1、厂房平面力求简单化，以利用建筑定型化和施工机械化。常用形式有直线形、T形和L形。2、柱间距多用6×6，一般不超过12m。总跨度：多层一般≤24m，单层≤30m。常用厂房总跨度有6m，12m，18m3、层高与设备的高低、安装位置有关，一般每层4~6m，最低不低于3.2m，净空高度。不得低于2.6m。化工厂厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的形式。一般来说单层厂房利用率较高，建设费用也低，因此除了由于工艺流程的需要必须设计为多层外，工艺设计中一般多采用单层。4、在可能情况下尽量采用露天化和敞开式设计，这样既能节省投资，又有利于通风采光、防爆、防毒等安全需要。5、在不影响流程情况下，较高设备集中布置，可简化厂房立体化布置，又节约投资。6、笨重设备和震动设备尽量布置在底楼地面。同类设备可尽量集中。7、设备穿孔必须避开主梁。8、厂房出入口、交通道、楼梯等都需精心安排。一般厂房大门宽度要比通过的设备宽度大0.2m以上，满载的运输设备大0.6~1.0m，单门宽一般900mm双门宽有1200mm，1500mm，1800mm，楼梯坡度5.5生产操作1、在布置设备时一定要满足工艺流程顺序，要保证水平方向和垂直方向的连续性。对于有压差的设备，应充分利用高位差布置，以节省动力设备及费用。一般从低层设备布置为计量槽、反应设备、贮槽、重型设备和震动设备。在不影响流程顺序的原则下，将较高设备尽量集中布置，充分利用空间，简化厂房体形。通常把计量槽、高位槽布置在最高层，主要设备如反应器等布置在中层，贮槽等设备布置在底层。这样既可利用位差进出物料，又可减少楼面的荷重，降低造价。但在保证垂直方向连续性的同时，应注意在多层之间要避免操作人员在生产过程中过多地往返于楼层之间。2、凡属相同的几套设备或同类型的设备或操作性质相似的有关设备，应尽可能布置在一起，这样可以统一管理，集中操作，还可以减少备用设备，即互为备用，如塔体集中布置在塔架上，热交换器、泵等布置在一处。3、设备布置时，除了要考虑设备本身所占的位置外，还必须有足够的操作、通行及检修需要的位置。4、要考虑相同设备或相似设备互换使用的可能性，设备排列要整齐，避免过松过紧。5、设备布置的同时应考虑到管道布置空间、管架和操作阀门的位置，设备管口方位的布置要结合配管，力求设备间的管路走向合理，距离最短，无管路相互交叉现象，并有利于操作。6、车间内要留有堆放原料、成品和包装材料的空地(能堆放一批或一天的量)，以及必要的运输通道，且尽可能地避免固体物料的交叉运输。7、传动设备要有安装安全防护装置的位置。8、要考虑物料特性对防火、防爆、防毒及控制噪声的要求，如对噪声大的设备宜采用封闭式间隔等；生产剧毒物及处理剧毒物料的场地，应和其他部分完全隔开。9、根据生产发展的需要与可能，适当预留扩建余地。10、设备之间或设备与墙之间的净间距大小，虽无统一规定，但设计者应结合上述布置要求及设备的大小，设备上连接管线的多少，管径的粗细，检修的频繁程度等各种因素，再根据生产经验，决定安全间距。5.6设备装修1、不仅要考虑安装时设备的进出，而且要考虑各单个设备的更换和检修，保证足够的空间和通道。2、二层楼以上的设备，需在下层设吊孔，对庞大特殊设备在封闭式厂房中可先安装设备后砌墙。3、要考虑起吊装置，如塔顶、房梁等，设永久吊架。5.7安全要求1、要为工人操作创造良好的采光条件。布置设备时尽可能使工人背光操作，高大设备避免靠窗布置，以免影响采光。2、要有效地利用自然对流通风，车间南北向不宜隔断。高温、有毒、易燃、易爆车间尽可能取敞开式，以利于通风散热。如不能露天布置时，则要有机械送、排风装置或采取其他措施，以满足卫生标准的要求。机械通风效果要好，应根据逸出气体或粉尘量的允许浓度确定通风量和通风次数。在通风上必须保证厂房中易燃气体或粉尘的浓度不超过允许极限，送、排风设备不应布置在同一个通风机室内，且排风设备不应和其他房间的送、排风设备布置在一起。3、有毒物质设备放置在下风，操作位置应在上风。剧毒设备要隔离操作、单独排风。4、防爆车间尽可能使用单层厂房，避免车间有死角。建筑物泄压面积一般为0.05m2m3。多层的楼板要有泄压孔，设计防火、防爆墙，设置双斗门，门窗朝外开。门净宽不小于0.8m，净高不低于2m，走道净宽不小于5、必须采取必要的措施，防止产生静电、放电以及着火的可能性。凡产生腐蚀性介质的设备，其基础、设备周围地面、墙、梁、柱等都要采取防护措施。5.8环境保护防治环境污染的工作，必须坚持“以防为主，综合防治”的原则。从控制污染的整体出发，以经济观点、资源观点和生态观点对生产过程进行研究，采取综合防治技术，以达到环境保护的要求。化学工业对环境的污染主要是废水、废气、废渣这三废。因此，化工厂环境保护的任务就是对生产过程中排放的三废所产生的环境影响和危害，通过科学试验，寻找合理的防治方法，制定出社会效益、经济效益和环境效益相一致的综合防治技术，它大致可遵循下列几条途径：(1)改革工艺产品的生产过程即产品的形成过程，也是原料的消耗过程，又是三废的产生过程。产品所采取的生产工艺决定其产生的废弃物及其对环境有无危害等。因此，采用新工艺，由无害无毒或低害、低毒的原料代替有害有毒的原料，降低原料消耗，提高资源利用率，把三废的危害最大限度地消除在生产过程中，是防治化学工业污染的根本途径。(2)三废的资源化三废的流失是造成污染危害的根源，也是物质的损失和能源的浪费。实行综合利用，对那些原来废弃的资源，按社