【正文】 化器的材料為不銹鋼 查化工手冊知采用不銹鋼材質(zhì)的傳熱系數(shù)K為600W/(㎡*K)平均傳熱溫差由公式 △Tm=△Tm′Φ△tΦ△t為溫差校正系數(shù)△ Tm′=（△t1△t2）/㏑（△t1/△t2） 水蒸氣采用逆流傳熱方式給環(huán)氧乙烷加熱 熱流體溫度 160 → 150 冷流體溫度 125 ← 0 兩端溫度差 △t 35 150則： △Tm′ =（△t1△t2）/㏑（△t1/△t2） =(35150)/ ㏑（35/150） =Φ△t溫差校正系數(shù)的大小與流體的溫度變化有關(guān)，可以表示兩參數(shù)R和P的函數(shù)，即 Φ△ =f（R,P)查《傳熱應(yīng)用技術(shù)》P52，知 P=冷流體的溫升/兩流體的最初的溫度差 =125/160 = R=熱流體的溫降/冷流體的溫升 =10/125 查《傳熱應(yīng)用技術(shù)》P51表，知 Φ△t=則 △Tm=△Tm′Φ△t = = 傳熱面積 A=Q/(K*△Tm) =1000/33600）/（600）= = 加熱劑水蒸氣用量的確定， 有公式m=Q/(ICp*T) 查化工物性手冊，知I為水蒸汽熱焓（Kj/Kg） *= （Kg*K） T冷凝水的溫度（常取水蒸汽的溫度為160℃=433K） 則： m=Q/(ICpT) =（433） = 反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為150~180℃，要利用冷卻水來移熱，因此，需要確定冷卻水的用量以及夾套的換熱面積 名稱溫度變化每釜質(zhì)量Kg比熱容（Kj/（Kg*K））環(huán)氧乙烷125~165（398~438）一縮乙二醇25~165（298~438）冷卻水33~41（306~314）？聚乙二醇180~150（458~428）4000由于反應(yīng)是一個強烈的放熱反應(yīng)，只需提供一點點熱量即可讓這個反應(yīng)進(jìn)行，需要提供冷卻水來控制在150~180℃。說明：這里按一批料計算原料環(huán)氧乙烷的組成：純度大于98% 即 C2H4O≥98% 含雜質(zhì) %的醛 其余 進(jìn)入反應(yīng)器的一縮乙二醇組成： 純度大于95% 其余的為水 催化劑氫氧化鈉的純度為100%中和酸的冰醋酸的初度也為100%轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)掉的原料量/原料量=99%選擇性=生成目的產(chǎn)物的原料量/反應(yīng)掉的原料量=99%單程收率=轉(zhuǎn)化率*選擇性=*=98%由于是間歇反應(yīng) 以Kg/批 為計算基準(zhǔn)年產(chǎn)1500噸聚乙二醇400，全年生產(chǎn)時間250天，或者全年生產(chǎn)時間為6000小時。 2工藝計算年產(chǎn)1500噸聚乙二醇400.：全年生產(chǎn)時間為250天（或全年生產(chǎn)時間為6000小時），連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)組織為四班三倒。由于環(huán)氧乙烷配到空氣及容易爆炸，因此，在通原料之前需用氮氣置換掉，整個系統(tǒng)中的空氣；真空泵P0102和P0103將反應(yīng)釜中抽真空，V0102一縮乙二醇，通入反應(yīng)釜中R0101。廢液為汽化器的底部有部分從底部排污，廢渣 主要是過濾器中未通過的固體雜質(zhì)須定時清理，廢氣是通過真空泵抽出去的水蒸汽和過量環(huán)氧乙烷等等。從自由基反應(yīng)，陰離子反應(yīng)，陰離子反應(yīng)，陽離子反應(yīng)，配位聚合等反應(yīng)機理中挑選出選用了陽離子反應(yīng)。當(dāng)植物油不是合作活性物配料載體時，PEG400則是首選材料。序號指標(biāo)名稱規(guī) 格國標(biāo)、部標(biāo)或企標(biāo)備 注1外觀無色至淡黃色粘稠液體2平均分子量370～46035%水溶液～外觀與性狀無色氣體熔點沸點相對密度（水=1）相對蒸汽密度（空氣=1）分子式分子量飽和蒸汽壓（KgPa)(20℃)燃燒熱臨界溫度臨界壓力閃點17,8(0℃)引燃溫度429爆炸極限3100溶解性易溶于水，多數(shù)的有機溶液主要用途制造乙二醇，表面活性劑，洗滌劑，樹脂等 規(guī)格：在此聚合反應(yīng)中，環(huán)氧乙烷充當(dāng)單體的角色，環(huán)氧乙烷的純度：≧98% ，醛的含量≦% ， 水的含量≦%外觀與性狀白色不透明固體，易潮解熔點相對密度（水=1）沸點（℃）1390分子式分子量主要成分工業(yè)品一級指標(biāo)溶解性易溶于水，乙醇，甘油，不溶于丙酮主要用途用于肥皂工業(yè)石油精煉，人造絲，染色，制革，農(nóng)藥 說明臨界壓力，爆炸極限，閃點，臨界溫度等的一些物化數(shù)據(jù)，在這里沒有意義，所以沒有寫出規(guī)格：氫氧化鈉為催化劑，純度要求100%的固體氫氧化鈉主要成分：含量: 一級≥％。 25 27 28參考文獻(xiàn) 30致謝 311總論 主要原料：單體環(huán)氧乙烷 引發(fā)劑一縮乙二醇 催化劑氫氧化鈉 中和劑冰醋酸 脫色劑雙氧水生產(chǎn)的原理：該車間的反應(yīng)采用溶液聚合的方法，使單體花樣乙烷和引發(fā)劑一縮乙二醇在催化劑氫氧化鈉的催化下在間歇反應(yīng)釜中進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得粗糙的聚乙二醇400，再通過中和劑冰醋酸除掉里面的鈉離子，通過脫色劑雙氧水脫掉粗糙產(chǎn)品的外色，最后通過過濾，得到符合要求的聚乙二醇400聚乙二醇（400）產(chǎn)品應(yīng)符合下表給出的要求。熔點(℃)：沸點(℃)：相對密度(水=1)：相對蒸氣密度(空氣=1)：飽和蒸氣壓(kPa)：(20℃))燃燒熱(kJ/mol)：臨界溫度(℃)：臨界壓力(MPa)：閃點(℃)：39引燃溫度(℃)：463爆炸上限%(V/V)：17爆炸下限%(V/V)：4規(guī)格：試劑 由于PEG400為液體、它具有與各種溶劑的廣泛相容性，是很好的溶劑和增溶劑，被廣泛用于液體制劑。根據(jù)老師給的原料，最終確定乙二醇與一縮乙二醇反應(yīng)制聚乙二醇。 原料轉(zhuǎn)化率：99% 選擇性：99% 三廢處理：在此工藝中三廢主要包括廢液、廢氣和廢渣。 安全生產(chǎn)：主要是根據(jù)環(huán)氧乙烷的物性知易燃易爆，不穩(wěn)定，應(yīng)設(shè)置安全閥與阻火器，而且對于該聚合反應(yīng)的要求較高，不能含有雜質(zhì)、氣體等等，因此應(yīng)該先用氮氣置換空氣，而且反應(yīng)釜應(yīng)密閉，同時設(shè)置安全閥、阻火器、防爆膜等等。最后，輸送到V0106和V0107。：反 應(yīng) 釜環(huán)氧乙烷（純度99%） 聚乙二醇（%）一縮乙二醇（純度95%） 環(huán)氧乙烷（剩余1%未反應(yīng)）氫氧化鈉（純度100%） 低聚物（環(huán)氧乙烷反應(yīng)1%）冰醋酸（純度100%） 醋酸鈉 水 Cat.P、T HOHCH2CH2OCH2CH2OH + 7 C2H4O H[OCH2CH2]9OH 106 308 414 通過物料衡算，求出生產(chǎn)1500噸 %的聚乙二醇400 需要多少原料，比如：環(huán)氧乙烷，一縮乙二醇，氫氧化鈉 冰醋酸 由于此反應(yīng)幾乎完全反應(yīng)，則沒有循環(huán)量以及循環(huán)量組成等的計算了。 NaOH + HAc NaAc + H2O