【正文】 mm 又因?yàn)?1700/2020=，在 到 1之間，可以滿足設(shè)計(jì)的要求。已知 攪拌軸軸徑 dn＝ 110mm， 轉(zhuǎn)速 n=30r/min，電動(dòng)機(jī)使用功率 N 電 =180W，由此選擇電動(dòng)機(jī)，減速形式。 表 反應(yīng)釜設(shè)備配件一覽表 序號 代號 零件名稱 數(shù)量 材料 1 JB/T 473795 橢圓形封頭 DN2100 22 2 Cr18Ni12Mo2Ti 2 筒體 DN2100 22 1 Cr18Ni12Mo2Ti 3 筒體 DN2300 10 1 Cr18Ni12Mo2Ti 4 JB/T473795 橢圓形封頭 DN2300 10 1 Cr18Ni12Mo2Ti 5 JB/T472592 支座 B8 8 Q235－ AF 6 GB90582 攪拌軸 Φ 110 1 Cr18Ni9Ti 7 JB1158－ 82 法蘭 1 0Cr18Ni9 8 JB4704－ 92 法蘭墊片 1 石棉橡膠板 9 HG215951999 人孔 600 1 不銹鋼 10 螺母 M20 20 Cr18Ni9 11 螺栓 M16 50 20 Cr18Ni9 12 JB/T47362020 補(bǔ)強(qiáng)圈 1 不銹鋼 13 電動(dòng)機(jī) Y132M4 1 組合件 14 減速機(jī) BLD17515 1 組合件 15 接管Φ 76 4 2 無縫鋼管 16 JB1158－ 82 法蘭 WN76－ 2 0Cr18Ni9 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26頁 /共 35頁 17 接管Φ 120 8 無縫鋼管 18 JB1158－ 82 法蘭 WN76－ 0Cr18Ni9 [20] 反應(yīng)釜的保護(hù)層材料采用六角鍍鋅鐵絲網(wǎng)，保溫層材料是采用瀝青礦渣棉氈，使用溫度≤ 250℃，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)為λ =+ kcal/（ m℃ ）。℃ ） 。 tf— 被絕熱的管道，設(shè)備外壁的溫度，℃； ta— 最熱月平均溫度，℃； 求得壁厚 ? ?? ?0 . 0 5 6 6 8 0 4 0 0 . 0 4 5 31 0 4 0 3 5 m? ??????，圓整取δ＝ 。 計(jì)量槽及貯槽的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）酸化釜 容積 V=, 圓整后取 16m3，選用搪玻璃閉式攪拌反 應(yīng)釜，尺寸為：Φ 2800 2800mm。 計(jì)量泵的選型 計(jì)量泵在 4h內(nèi)要將 對硝基苯甲酸輸送到反應(yīng)釜中，選用 JT 型柱 塞式計(jì)量泵 ，型號為 。 2. 車間 單層的廠房一般為單跨式等于廠房的寬度，廠房內(nèi)是一般部設(shè)有柱子的，而且單層廠房的寬度一般不超過 30m，在對氨基苯甲酸的設(shè)計(jì)中車間寬度為 30m，長取為 60m。 3) 當(dāng)車間的管道改變標(biāo)準(zhǔn)高度或走向的時(shí)候，就要避免管道形成積聚氣體的“氣袋”或液體的“口袋”，如果是不可避免的情況則應(yīng)于高點(diǎn)設(shè)放空閥（氣），并且在底點(diǎn)設(shè)放凈閥（液）。 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29頁 /共 35頁 7)為了減少氣體和蒸汽管對冷凝液的攜帶，氣體和蒸汽管都必須從氣管上部引出各支，而且管道線要有坡向，以避免管道內(nèi)或設(shè)備內(nèi)積累溶液。電器設(shè)備對電源的要求： 1）對于電動(dòng)機(jī)，使用 380V 交流電。 （ 2）冷卻水 1）溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進(jìn)水溫度 +5℃ 2）壓力取 (G)。 “三廢”處理 [20] 1．廢水：化工廢水的處理是化工生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，廢水的化學(xué)定義為在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，其中還含有隨著水流失的化工原料，中間產(chǎn)物，產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物等，在本對氨基苯甲酸生產(chǎn)的工藝過程中廢水的主要來源是經(jīng)過濾洗滌后的母液，母液中含有大量的對硝基苯甲酸。 安全事項(xiàng) [20] 該項(xiàng)目生產(chǎn)屬于甲級防火，注意跑，冒，漏，滴等現(xiàn)象的發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)動(dòng)火必須先做好安全防護(hù)工作。 3．經(jīng)濟(jì)效益分析 （ 1）生產(chǎn)成本 對氨基苯甲酸的單位生產(chǎn)成本為 元 /噸，年總成本費(fèi)用為 萬元 。 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33頁 /共 35頁 結(jié)論 1．對氨基苯甲酸是一種重要的精細(xì)有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、包裝、汽車、電子電氣及飛機(jī)、導(dǎo)彈的制作等高科技領(lǐng)域，尋找和開發(fā)一條可以獲得低的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)工藝簡單，對環(huán)境友好的對氨基苯甲酸工業(yè)合成路線是非常有意義的。 3．本工藝采用間歇式生產(chǎn)工藝，設(shè)備較簡單，改變生產(chǎn)品種容易，經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益核算顯示：此工藝項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，總投資 950 萬元，年贏利 萬元，投資回收期為 15 個(gè)月，由此可看出本工藝投資收益高，經(jīng)濟(jì)效益很好。 。 通過對本工藝設(shè) 計(jì)的分析，此工藝是很有建設(shè)價(jià)值的。 2． 本工藝采用對硝基苯甲 酸、氫氣為原料，以對 pd/c 為催化劑來催化還原的工段， 生產(chǎn)技術(shù)非常成熟、可靠，工藝十分合理，原料成本相對來說較低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率也都很高。 （ 4）投資回收期 =總投資 /（年凈利潤 折舊） =950/（ ） = 年 (即 15 個(gè)月 ) 新增固定資產(chǎn) 800萬元，預(yù)計(jì)使用年限為 15 年，按平均年限法計(jì)算固定資產(chǎn) 折舊率，折舊額 140萬元。在催化加氫工段整套工藝中，公司定員50 名，在生產(chǎn)裝置工人定為三班倒，在維修及行政崗位定為長白班，具體的安排如下： 行政崗位有 4人，催化加氫工 段有 9人，過濾洗滌有 6人，酸化有 6 人，結(jié) 晶與離心過程有 6人，干燥過程有 3人，分析實(shí)驗(yàn)有 3人，三廢處理有 3 人，銷售人員有 3人，車間維修有 6 人，倉庫管理為 1 人。 2．廢氣：化學(xué)工業(yè)中廢氣也是化工生產(chǎn)中很部能忽視的一個(gè)問題，有的毒南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30頁 /共 35頁 物質(zhì)，有的對人類有威脅的致癌物質(zhì)，有的強(qiáng)腐蝕性的，有的易燃易爆氣態(tài)物等都是大氣污染物，本生產(chǎn)工藝用對硝基苯甲酸為原料，用氫 氣還原沒有大氣污染物產(chǎn)生，所以可以不用考慮廢棄的治理。h 3）電器部分控制，信號及繼電保護(hù)用 220V 直流電。 公用工程規(guī)格 [20] （ 1）電 對輸入的動(dòng)力 電源的要求：采用單回路電壓為 380V，頻率為 50HZ，允 許波動(dòng)范圍177。 5) 車間的電 動(dòng)機(jī)，帶電的儀器儀表之類的上方應(yīng)該不要安排管道，而且 管道不要擋住門窗。 . （ 2）一下是車間的設(shè)備布置一般遵循的基本原則 1) 泵與泵的間距：不小于 ； 2) 泵與墻的距離：至少 ； 3) 反應(yīng)釜蓋上傳動(dòng)裝置離天花板距離：不小于 ； 4) 反應(yīng)釜底部與人行道間距：不小于 ～ ； 5) 反應(yīng)釜料口到離心機(jī)的距離：不小于 ～ ； 6) 工藝設(shè)備與道路間距：不小于 。 生產(chǎn)車間設(shè)計(jì) （ 1）生產(chǎn)車間布置 1. 一般為了方便總的平面圖的排布，在實(shí)際生產(chǎn)車間設(shè)置中應(yīng)把生產(chǎn)車間南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28頁 /共 35頁 設(shè)計(jì)為長方形。 3）精制母液槽 容積 V=, 圓整后取 6m3，Φ＝ 2020mm， h＝ 2100mm，選用不銹鋼材質(zhì)制造。 反應(yīng)釜封頭部分保溫層材料用量 V＝ ， 保護(hù)層材料用量 V0＝ ， 保護(hù)層表面積的材料用量 S＝ m2。h λ — 導(dǎo)熱系數(shù)， kcal/（ m℃ ） ,本設(shè)計(jì)中 tcp取 90℃，則導(dǎo)熱系數(shù)為： λ =+ 90=（ m 減速機(jī)：諧波減速機(jī)， 型號為 BLD― 5― 15， 額定功率 170kw，同步轉(zhuǎn)速 14680r/min。 反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置選擇 （ 1) 計(jì)算電機(jī)功率 因?yàn)椴捎脵C(jī)械密封，齒輪傳動(dòng)，假定摩擦功率約占攪拌功率 6%，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率為 86%，則電機(jī)功率： N 電 = NηN/η=（ 2） 電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)選型 在生產(chǎn)中反應(yīng)釜的電動(dòng)機(jī)都必須與減速機(jī)一起匹配使用，所以，在用對硝基南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25頁 /共 35頁 苯甲酸經(jīng)過催化劑加氫還原制得對氨基苯甲酸的反應(yīng) 釜中的電動(dòng)機(jī)的選取一般應(yīng)該匹配減速機(jī)一起使用。 （ 1）攪拌器型式的選擇 在對氨基苯甲酸的生產(chǎn)中隨著反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)的慢慢進(jìn)行，在催化加氫還原后加氫氧化鈉進(jìn)行中和時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)由于對氨基苯甲酸鈉和對硝基苯甲酸鈉的生成使得溶液 粘度 慢慢變大，為了加快反應(yīng)速度同時(shí)使反應(yīng)釜里的反應(yīng)物料能夠充分的反應(yīng)就需要而 攪拌，所以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況及生產(chǎn)利潤的考慮在經(jīng)濟(jì)的操作范圍內(nèi)， 需要 根據(jù)所設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜的特點(diǎn)以及參加反應(yīng)的和反應(yīng)過程中生成物料的性質(zhì)來總的考慮， 我們需選擇低轉(zhuǎn)速，大葉片的框式攪拌器。 法蘭墊片選用耐酸石棉板 ,δ＝ 2mm。 人孔處的補(bǔ)強(qiáng)圈按 JB/T4736— 2020 標(biāo)準(zhǔn)，其外徑 D1=980mm,內(nèi)徑 D2=550mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度按下式估算： δ 補(bǔ) =dδ e/( D2 D1)=600 ()(980550)=27mm,考慮到釜體和人孔筒節(jié)都有一定的壁厚裕量，故補(bǔ)強(qiáng)圈取 25mm。 W2— 釜體和夾套封頭總重載荷 查文獻(xiàn) [17]知： DN =2100mm， S=22mm 的封頭重載荷 19538N， DN =2300mm, S=10mm 的封頭重載荷 15923N，故 W2=2 15938+15923=54999N。 又查文獻(xiàn) [19]得， Cr18Ni12Mo2Ti 奧氏體鋼板的屈服極限? s=216Mpa，則， 9? s=216 =，由此可知，? T 釜筒，? T 夾筒，? T 釜封，? T夾封都小于 s，故安全。將上面計(jì)算的各個(gè)值代入公式中可得： δ d≥（ 2100） /（ 2 140 ） += ②按照我們生產(chǎn)能夠承受的 的外部壓力的設(shè)計(jì)可設(shè)筒體的厚度南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21頁 /共 35頁 S0=10 mm，即可確定 L/D0， D0 / S0之比值， D0— 筒體外徑 D0= DN+2 S0=（ 2100+2 10） =2120mm L— 筒體高度 L=H2+h/3=[3000+(800+10)/3]=3270mm L/D0=3270 /2120=， D0 / S0=2120/10=212 在幾何參數(shù)計(jì)算圖中由外壓或者軸向受壓的圓筒數(shù)據(jù) 15— 4[18],查得 A＝ ，又由于生產(chǎn)對氨基苯甲酸的反應(yīng)釜的釜體材料采用的是Cr18Ni12Mo2Ti 奧氏體鋼板的? s=216Mpa,因此根據(jù)選用的資料圖，可以查到B=33Mpa，因此許用外壓 [P]=B S0 /D0=33 10/2120=＜ ，則可以看出來壁厚 10mm 是滿足不了外壓對穩(wěn)定性的要求的，如果我們想要要增大壁厚重新來計(jì)算的話，先應(yīng)該 重新來假設(shè) S0=18mm ，則 D0 / S0=3236/18=180，L/D0=，由圖