【正文】 ( 不包括日本) 在電子、電器產(chǎn)品和光學相關產(chǎn)品領域消費的聚碳酸酯在世界所占比例相當高, 電子、電器領域占全球該類產(chǎn)品消費量 43%, 年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 3光學產(chǎn)品占全球該類產(chǎn)品消費量54%.可見國外聚碳酸酯應用的最大的市場是電子/電氣(寶庫計算機、辦公設備和光盤)，透明薄板和片材以及汽車工業(yè)。先進的工藝流程，設備，學習先進的生產(chǎn)技術，努力實現(xiàn)自動化。 環(huán)境保護及三廢處理 隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護意識逐步提高，為了我陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 4們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護環(huán)境。 對于廢渣一般采用填埋、焚化、堆肥前應取得衛(wèi)生部門的同意，不允許污染水源土壤?？赡芤鸾?jīng)皮膚吸收急性中毒的車間一設事故淋浴。四級車間的存衣室和休息室和并設置，可在適當?shù)攸c存放工作服。因為工藝流程設計的質量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟效益等一系列根本性問題。 工藝流程設計的原則(1)先進性工藝流程的先進性從兩個方面考慮：一方面是技術的先進；一方面是經(jīng)濟上的合理。因為國外的技術往往價格較高，技術保密性強，沒有實用價值。與其它的生產(chǎn)方法相比，溶液光氣法由于經(jīng)濟性較差已完全淘汰。(3)界面縮聚光氣法界面縮聚光氣法工藝是將雙酚 A 和燒堿溶液配制成雙酚 A 鈉鹽，同時加入酚，然后送入光氣反應器內(nèi)。因此無副產(chǎn)物，基本無污染，特別是不使用劇毒光氣，因此深受世界各大公司的重視，紛紛致力開發(fā)。 工藝流程設計工藝流程的設計參照各方資料，盡量做到簡單高效。然后分離含有聚合物的有機相和水相，對有機相進行洗滌、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。 年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 7聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖 生產(chǎn)工藝流程敘述(1)雙酚 A 鈉鹽合成反應將氫氧化鈉水溶液(7%)通入反應釜(R101) 中，同時加入的還有苯酚、雙酚 A、亞硫酸氫鈉。攪拌反應一小時，控溫在 20℃左右。由誰有分離器底部出來的有機相，由泵通入反應釜(R103)。(4)后處理有機相通入反應釜(R104)中，再加入沉淀劑丙酮攪拌半小時，將含有末狀物的反應液通入轉鼓真空過濾器中，將分離出的產(chǎn)品 PC 通過短管型氣流干燥器和真空箱干燥器，的末狀產(chǎn)物，在通過擠出造粒的產(chǎn)品 PC。 工藝設計損失率原料廠外運輸損失率% 原料廠外運輸損失率% 產(chǎn)品廠里儲運損失率% 產(chǎn)率% 85 工藝計算 物料衡算1)：物料衡算的原理?方法?步驟(1)：原理對于連續(xù)穩(wěn)定過程,物料衡算的方程是：ΣMλ=ΣM 出 　　　　　　(21)即： 初始輸入量=最終輸出量 對不連續(xù)過程,物料衡算的方程為： ΣMλ=ΣM 出 +M 累積 　　　 (22)即：初始輸入量+生成輸入量= 最終輸出量+消耗量(2)：方法本設計屬于連續(xù)反應,采用第一種計算方法(3)：步驟：年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 9a：收集數(shù)據(jù)：①：原理,產(chǎn)品規(guī)格 ? ②：過程單位時間的物流量 ? ③：有關消耗定額 ? ④：有關轉化率 ?選擇性?單程收率?b：畫物料流程圖,確定衡算對象,根據(jù)題目要求它可以是總物料某個組分某個元素等c：確定衡算范圍：根據(jù)題目要求它可以是一個系統(tǒng)一個車間某個設備等。1000Kg/t300d/a=雙酚 A： 247。()=雙酚 A： 247。()=雙酚 A： 247。因此能量衡算也是化工設計中及其重要的組成部分，能量衡算是以熱力學第一定律為依據(jù)，能量是熱能、電能、化學能、動能、輻射能的總稱。一般在 物料計算后先粗算一個過程的設備臺數(shù)大小，設定一個基本形式和傳熱形式，然后進行該設備的熱量計算，如熱量計算的 結果與設備形式、大小有矛盾，則必須重新設計設備的 大小和形式或加上適當?shù)母郊?，以使設備既能滿足物料衡算的要求又能滿足熱量衡算的要求。?陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 22 全塔平均相對揮發(fā)度 ： ???(5)最小回流比 ： ??minFFx1Rα???????????? 1取操作回流比 ： 全塔理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (3) min1lgNlWDmxa???????????????????????????????.29?(2)理論塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： (4)?? 式中 ： minin2RXNY??? 上式適用條件為 ： ＜ ＜ 則： ???年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 23 ???? 所以 ： ?? (不包括再沸器 )? 按標準圓整 N 為 13(不包括再沸器) 精餾段理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (5)min1lglDFmxxa????????????????????..????????????????????(2)理論塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： ??? 式中 ： minin2RXNY???上式適用條件為 ： ＜ ＜ 則： ???陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 24 ＜ ＜ ???? 所以 ： ??in1Y??.? (不包括再沸器)按標準圓整 N 為 3(不包括再沸器) 板效率及實際塔板數(shù)(1)在已知條件下的全塔效率可以由下式進行計算 ： 由全塔效率 ： (6)10%PTNE??式中 ： E——全塔效率；NT——理論版層數(shù)；Np——實際板層數(shù) 塔板效率由奧康奈爾( )關聯(lián)方程計算 ：,Oconel (7)??????式中 ： ——塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度；? u——塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 ????? (2) 加料位置 由精餾塔的計算可知，精餾塔的加料板位于從塔頂往下數(shù)的第 10 塊塔板。ET——總板效率 。V負荷系數(shù)的值取決于阻力系數(shù)及液滴直徑，可以由使密斯負荷關聯(lián)圖查得。??圓整得： D=3600 mm(3) 溢流裝置采用 U 形流、弓形降液管、平形受液盤及平形流堰，計算如下。3查表得： 36D725Hm該反應釜設計壓力為常壓 設計溫度：10apk?0T℃根據(jù)反應釜的壁厚計算公式： 其中： ??2idtPC???12C??選取 16MnR 材料 則： 510bMPa??陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 32根據(jù)經(jīng)驗公式： ??51073tbMPa??將以上數(shù)據(jù)代入： 圓整后?。?4mm.???反應釜的質量： ?????封頭選擇常用的標準橢圓形封頭，具體的參數(shù)如下： 封頭內(nèi)徑： 360Nm?查閱(JB/4337__95)表： 曲面高度： 19h 直邊高度： 250? 壁厚： m? 容積： 質量： 20kg? 反應液體積： ? 下封頭體積： 36. 下封頭告訴： 0h? 在釜中實際反應液體積 ??由于 14DH? 則： 122453..6Hm????所以 最高液位 ? 最低液位 ???年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 33 (1)攪拌漿設計 考慮攪拌流體黏度，而且攪拌的作用是要將物料充分混合，所以攪拌槳葉的形式選為漿式。式中 f 為裝填系數(shù)，等于 ~，一般由經(jīng)驗確定，也可以根Vf?總據(jù)反應物料的性質不同而選擇；對于沸騰或氣泡的物料，可取小的系數(shù)，如 ~；對于不起泡沫或不沸騰的液體可取 ~。max..9./u??初估塔徑： (15)39。采用較大的板間距可以允許有較高的空塔氣速，而不至于產(chǎn)生嚴重的霧沫夾帶現(xiàn)象，塔徑雖可以小些，但塔高要增加， 取板間距：H T=600mm ，板上清夜層高度：H L=100mm 則： Z=(2) 塔徑根據(jù)圓管內(nèi)的流量公式，可以寫出塔徑與氣體流量及空塔氣速的關系， 即： (10)4sVD???? 式中 ： ——塔徑， m；?Vs——塔內(nèi)氣體流量， m3/s； ——空塔氣速，即空塔計算的氣體線速度，m/s。 (9)TNZHE??式中 ： Z——塔高，m。6?(二) 熱量衡算 (1)雙酚 A 鈉鹽合成釜 進料溫度與出料溫度：表 28 物料衡算一覽表（6）進料介質 溫度℃ 出料介質 溫度℃氫氧化鈉 20 雙酚 A 鈉鹽 25亞硫酸氫鈉 20 氫氧化鈉： 25苯酚 20 苯酚 25雙酚 A 20 亞硫酸鈉 25水 20 25反應式為：由于各種物料都是在常溫下加入，所以 10Q?根據(jù)化學反應方程可求得化學反應熱，所以在衡算過程中對于主反應 1mol 雙酚 A 反應需要吸收的熱量 356/kJmol副反應 1mol 亞硫酸氫鈉反應需要放出的熱量 28?年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 17所以對于所有的化學反應熱 733(.)?????%..%.%(PCkJg??????℃ ）則_ kJ???由后面光氣反應釜的設備計算得： ???熱損失取總熱量的 5% ????44645%????所以由 123456Q代如有關數(shù)據(jù)得： ???需采用夾套進行換熱,采用冷凍鹽水冷卻： 進口溫度： 10℃ 出口溫度： 0℃ 介質用量： +kghpGCtH?????:(2)光氣反應釜進料溫度與出料溫度：表 29 物料衡算一覽表（7） 進料介質 溫度℃ 出料介質 溫度℃光氣 5 光氣 20二氯甲烷 5 簡聚體 20苯酚 10 二氯甲烷 20雙酚 A 鈉鹽 10 氫氧化鈉 20亞硫酸鈉 10 苯酰氯 20氫氧化鈉 10 氯化鈉 20水 10 水 20陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 18 反應式為反應的標準生成焓： ()+( 1.) () ()=0kJ/molBrfHV???????:: (93)(.)+=17kJ /ol mBPrrCpV?????????所以反應放熱為： 37359.(.)??? %.%%.183406/(PCkJg??????℃ ） kJ???_由后面的設備計算知設備的質量： ..QCt??熱損失取總熱量的 5% 所以 6 4545%()()?????所以由 123456Q代入有關數(shù)據(jù)得： ??需采用夾套進行換熱，采用 50℃換熱： 進口溫度 50℃年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設計 19 出口溫度 10℃ 介質用量： ???????陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 203 工藝計算與設備選型 塔的工藝與選型 T101 Ⅰ．計算依據(jù)：(1)塔 T101 進、出物料流量組成： 表 31 物料組成名稱 進料 出料Kg/h Kmol/h W% Mol% Kg/h Kmol/h W% Mol%二氯甲烷 丙酮 20220