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Fresenius J Anal Chem, 2001, 37 : 882–890.致 謝經(jīng)過三個(gè)月的努力，終于順利完成了本次設(shè)計(jì)。謝謝！附錄一、工藝流程圖二、車間平面圖（一層）三、車間平面圖（二層）三、廠區(qū)平面圖。特別感謝呂樹祥老師在本次設(shè)計(jì)中給我的細(xì)心的教誨和認(rèn)真的指導(dǎo)，在此表示特別的感謝！您高度的責(zé)任感、縝密的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度給了我很大的激勵(lì)，我在以后的工作生活中也將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)您的作風(fēng)。生產(chǎn)車間中工藝流程整體呈U形分布，充分節(jié)約了生產(chǎn)空間；車間中反應(yīng)釜、蒸餾釜、加料裝置、儲(chǔ)罐等按生產(chǎn)要求高低錯(cuò)落分布，在滿足生產(chǎn)的要求的同時(shí)，優(yōu)化了車間設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)，知道生產(chǎn)三（2,4,6三溴苯酚）磷酸酯的最佳條件是，在以二甲苯為溶劑，以三氯化鋁為催化劑的條件下，在140℃下反應(yīng)16小時(shí)，可得到最佳的轉(zhuǎn)化效果。符合表41的要求。廠區(qū)在廠房及倉(cāng)庫周圍設(shè)有兩米寬的綠化帶，共計(jì)面積788m2。氧磷倉(cāng)庫一定的危險(xiǎn)性，需要較寬的綠化帶作隔離。具體布置見附圖。二甲苯計(jì)量罐，三溴苯酚熔融罐，冷凝器等設(shè)備需要向反應(yīng)釜或儲(chǔ)罐輸送物料，故應(yīng)將二甲苯計(jì)量罐，三溴苯酚熔融罐，冷凝器等設(shè)備設(shè)置在二層。車間長(zhǎng)寬都是12m。在逆流時(shí)：殼程式冷水，換熱面積由于，因此需要考慮熱補(bǔ)償。在定性溫度下，分別查取管程和殼程流體(冷卻水和煤油)的有關(guān)物性數(shù)據(jù)，如下：二級(jí)冷器中物料在T=90 ℃ p=:平均密度 定壓比熱容 平均熱導(dǎo)率 平均粘度 平均氣化潛熱導(dǎo)熱油在115℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)p251密度定壓比熱容 熱導(dǎo)率 粘度（二）熱量衡算蒸餾時(shí)間兩小時(shí),單批蒸餾時(shí)，處理量為m1=，m2=，熱負(fù)荷需要水的流量（三）流體平均溫差 逆流溫差 由R和P查圖……得溫度校正系數(shù)為，所以校正后的溫度為又因，故可選用單殼程的列管式換熱器。s之間，視為中有機(jī)物，s重有機(jī)物μ＞1mPas輕有機(jī)物μ＜s有機(jī)物μ＞1mPas水（流速為1m/s）水水溶液μ＜2mPa當(dāng)基本表38 總傳熱系數(shù)范圍殼程（管間）管程總傳熱系數(shù)/[W/（m3bcm3比熱容c/kcal塔高H=+2++=。由計(jì)算知 （三）鹽酸吸收塔填料高度填料高度計(jì)算公式又知道，G= ，則，帶入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得填料高度為。m3個(gè)數(shù)n/個(gè)蒸餾物料有一定的腐蝕性，由表知吸收塔形式應(yīng)（設(shè)計(jì)2139）選擇填料塔。三、 鹽酸吸收塔塔型選擇用工業(yè)水吸收氯化氫，為了保證吸收效率，要求鹽酸濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)在左右。處理的氯化氫氣體流量也能基本保持恒定。蒸餾時(shí)消耗熱量Q=融化潛熱+升溫吸熱，反應(yīng)液混合物氣化相變焓平均為，反應(yīng)液混合物平均比熱容為 單批加料時(shí)需要熱量，由常溫25℃加熱到300℃，蒸餾操作時(shí)間兩小時(shí)，平均加熱功率為，代入數(shù)據(jù)得。水洗過程中，加入的水的量為物料的體積的1/2，單批處理量體積為，水洗時(shí)有攪拌過程。最終選定臥式儲(chǔ)罐：公稱容積1m3，筒體直徑800mm，長(zhǎng)度1800mm。根據(jù)物料體積，選臥式儲(chǔ)罐：公稱容積16m3，實(shí)際容積16m3，筒體直徑2200mm，長(zhǎng)度3400mm。設(shè)計(jì)中選擇1m3熔融槽, 公稱容積1m3，筒體直徑800mm。氧磷為強(qiáng)腐蝕性原料，應(yīng)選用耐腐蝕的材質(zhì)，使用溫度25℃加氧磷時(shí)流量為22L/h。，氧磷加料過程中需要精確控制流量，在反應(yīng)的前3個(gè)小時(shí)將氧磷均勻滴加到反應(yīng)體系中。應(yīng)設(shè)計(jì)三氯氧磷臨時(shí)儲(chǔ)罐。筒體壁厚的核算由公式 得：考慮C1，則=+=，圓整Sn=2mm考慮筒體的壁厚不小于5mm，滿足要求 .第三節(jié) 加料裝置設(shè)計(jì)一、三氯氧磷加料裝置設(shè)計(jì)（一） 三氯氧磷儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)三氯氧磷氧磷是強(qiáng)腐蝕性原料，與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生鹽酸和磷酸，儲(chǔ)運(yùn)時(shí)用200L耐腐蝕的PVC塑料桶。由于反應(yīng)環(huán)境在強(qiáng)酸條件下進(jìn)行，反應(yīng)釜材質(zhì)為搪瓷。表31 一年物料核算總反應(yīng)投料總反應(yīng)產(chǎn)出三溴苯酚kg主產(chǎn)物1000000kg三氯氧磷kg副產(chǎn)物kg三氯化鋁9612kg氯化氫kg本反應(yīng)為3級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，為了生產(chǎn)操作的方便，因此反應(yīng)釜體積不宜過大，布置6套反應(yīng)裝置。帶控制點(diǎn)的工藝流程圖見附圖一。水洗蒸餾過程中，需要加入水水洗，蒸餾過程中需要有三級(jí)冷凝器分別將產(chǎn)品、副產(chǎn)物和二甲苯分別冷凝下來。二甲苯每次加入帶入的也液體量是一定的，可設(shè)計(jì)計(jì)量罐加料。水洗蒸餾釜操作較為簡(jiǎn)單，可以用簡(jiǎn)單蒸餾操作完成。實(shí)際加料的物質(zhì)的量比為1:，過少時(shí)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，過多時(shí)反應(yīng)時(shí)間不會(huì)縮短，加入的三氯化鋁的質(zhì)量比應(yīng)為1:。[4]苯酚和溴發(fā)生對(duì)位取代后，氧和溴的定位效應(yīng)不同，屬于上述的第二種情況，再與溴發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)優(yōu)先與氧的鄰位反應(yīng)。X（鹵素）在苯取代中變現(xiàn)為拉電子基，會(huì)使苯環(huán)鈍化（間位鈍化效果強(qiáng)于鄰位鈍化效果），顧也為鄰對(duì)位取代基。設(shè)計(jì)中選擇催化效果最好的氯化鋁作催化劑。通過實(shí)驗(yàn)，用二氯乙烷、四氯乙烷、丙苯、二甲苯為溶劑做反應(yīng)，二甲苯的反應(yīng)效果最佳，最終選擇用二甲苯做溶劑。反應(yīng)后減壓蒸餾，產(chǎn)品在300310℃之間冷凝，副產(chǎn)物在240280℃冷凝，三溴苯酚在210220℃冷凝，二甲苯在8590℃冷凝。反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)優(yōu)先生成一酯，生成二酯、三酯時(shí)，空間位阻變大，需要較高的活化能，因此需要逐漸升溫，實(shí)驗(yàn)證明升溫到140℃以上時(shí)有較好反應(yīng)效果。第二章 工藝技術(shù)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)確定反應(yīng)條件一、 化學(xué)反應(yīng)原理（一） 化學(xué)反應(yīng)本設(shè)計(jì)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)也來自于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定值。[8]三（2，4，6三溴苯基）磷酸酯能發(fā)揮溴和磷的協(xié)作阻燃作用。主要用于PET、PBT、ABS、PC、PPO 等工程塑料及其合金，滌綸、丙綸等纖維,EVA電纜及護(hù)套，PU泡沫等，也可在PC，PMMA中發(fā)揮一定作用。[9]三、 三（2,4,6三溴苯基）磷酸酯介紹本設(shè)計(jì)中生產(chǎn)的三（2,4,6三溴苯基）磷酸酯是一種新型阻燃劑。美國(guó)大湖(greatlake)公司于2001年推出的reogard1000膨脹型阻燃劑，dsm公司推出的新型三聚氰胺磷酸鹽阻燃劑，死海溴化物公司的safron系列，瑞士汽巴(ciba)公司的flamestabnorll6及tin2uvifr等。主要產(chǎn)品品種包括二溴辛戊二醇(dbnpg)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺鹽類等。鹵—磷阻燃劑：這類阻燃劑的特征是：分子中同時(shí)兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。環(huán)保阻燃劑二：溴系阻燃劑溴系阻燃劑的生產(chǎn)和使用已有30多年的歷史，目前生產(chǎn)的溴系阻燃劑約有70多種，其中最重要的是十溴二苯醚(dbdpo)、四溴雙酚a(tbbpa)和六溴環(huán)十二烷(hbcd)等。據(jù)分析，無鹵阻燃劑主要品種為磷系阻燃劑及無機(jī)水合物。阻燃劑按有效元素分類，可分為磷系、氯系、溴系和銻基、鋁基、硼基阻燃劑等。而真正用于我國(guó)的阻燃劑占的比重卻很小。環(huán)保問題是助劑開發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點(diǎn)，所以國(guó)內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加大高效環(huán)保型阻燃劑的開發(fā)。不足部分主要從美國(guó)和以色列進(jìn)口，進(jìn)口的主要品種為有機(jī)溴及鹵—磷系阻燃劑。在阻燃劑類型中，添加型阻燃劑占主導(dǎo)地