【正文】 置主要有爆破片和安全閥，或在管道上加安全水封和安全放空管。 表 12 冷凝器設(shè)計匯總 筒體 內(nèi)徑 (mm) 200 折流板 數(shù)目 54 壁厚 (mm) 4 間距 (mm) 120 封頭 （橢球型） 半徑 (mm) 100 高度 (mm) 300 高度 (mm) 75 32 直邊高度 (mm) 20 列管 管長 (mm) 1630 拉桿 尺寸 (mm) Ф 16 數(shù)目 75 數(shù)目 6 尺寸 (mm) Ф 25 接管 殼程流體進(jìn)出接管公稱直徑：140mm，厚度 4mm 不凝性氣體排除接管公稱直徑： 20mm,厚度 3mm 管程流體進(jìn)出接管公稱直徑： 80mm,厚度 4mm 五 ． 環(huán)境保護與勞動安全 DOP生產(chǎn)過程“三廢”處理 生產(chǎn)過程中工業(yè)廢水的主要來源是酯化反應(yīng)中生成的水；經(jīng)多次中和后含有單酯鈉鹽等雜質(zhì)的廢堿；洗滌粗酯用的水；脫醇時汽提蒸汽的冷凝水，它們的組成大致如下面所示： 表 13酯化液與中和廢水的組成 酯化反應(yīng)液 % 中和廢堿液 Mg/L DOP 90． 4 DOP 2021 苯酐 7． 83 苯酐 2021 苯二甲酸單 辛酯 苯二甲酸單 辛酯鈉 1000 硫酸單辛酯 硫酸單辛酯鈉 23000 硫酸單辛酯 硫酸單辛酯鈉 4000 33 治理的辦法，首先應(yīng)從工藝上減少廢水的排放量，象本設(shè)計采用的是非酸催化劑，則可革除中和不洗兩個工序；其次，當(dāng)然也不可避免地要進(jìn)行廢水處理。 折流板數(shù) NB=L/B 1 = 塊，圓整厚取 10 快，折流板圓缺面水平裝配。 選擇換熱器的類型 由于反應(yīng)溫度在 2021C 以下進(jìn)行，兩流體溫度變?yōu)椋簾崃黧w進(jìn)入換熱器的溫度為 1900C，出口溫度定為 600C；冷流體（循環(huán)水）進(jìn)口溫度為 250C，出口溫度為 550C。考慮到搪鉛工藝的實施和搪鉛時的鉛中毒， 釜體和釜蓋須采用法蘭連接。 Re=(d2nρ )/? 式中： d=,n=,混合液平均密度ρ =, ? = 故 Re= 106104為 湍流， ? =Np,? 為功率因數(shù)， Np為功率數(shù) 查圖 Rushton 算圖，當(dāng) Re= 106時 ? =Np= 故 攪拌功率 N=Npρ n3d5=4801W 夾套傳熱面積的計算與核算 選用螺旋板夾套，環(huán)隙 E=100mm，螺距 P=50mm。 攪拌器的設(shè)計及選型 表 8 攪拌器型式適用條件表 注：有 ○ 者為合用，空白者不詳或不合用。 t 單位時間（ 1 h） QA=nAMA/ρ t= 1000 247。 q———— 物系與環(huán)境交換的熱。 330= 噸 每小時 生產(chǎn) 247。該工序的主要目的是通過吸附劑和助濾劑的吸附，脫色作用，保證產(chǎn)品 DOP 的色澤和體積電阻率兩項指標(biāo)，同時除去 DOP中殘存的微量催 一級酯化 二級酯化 中和水洗 汽提脫醇 廢水 NaOH 無離子水 干燥 過濾 產(chǎn)品 助濾劑 濾液 苯酐、異辛醇 催化劑、N2 14 化劑和其他機械雜質(zhì)。 中和，水洗是在一個帶攪拌的容器中同時進(jìn)行的。 (2)投料比： PA： 2EH=1： (wt) (3)催化劑量： 0． 03％ (wt) (4)酯化壓力：常壓 (帶氮封 ) 表 2 進(jìn)料溫度及與釜反應(yīng)溫度 PA 2一 EH 催化劑 釜 1 釜 2 釜 3 釜 4 釜 5 170 175 20 190 200 210 220 230 (5)停留時間：約 7h，酯化釜體積 18m3 (6)酯化釜攪拌器轉(zhuǎn)速： 72r／ min (6)總轉(zhuǎn)化率：約 99． 5％ 脫醇工序 由于酯化反應(yīng)是在過量醇的條件下進(jìn)行的，必須將粗酯中的醇脫除，回收重復(fù)利用。 非酸性催化劑又分為單催化劑和復(fù)配型催化劑，由于單催化劑催化反應(yīng)時間長，不適合做酯化反應(yīng)催化劑，相反，復(fù)配型催化劑催化 反應(yīng)時間短，轉(zhuǎn)化率高，酸值降低幅度大，比較適合做酯化反應(yīng)催化劑。由于本設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)量較大，故采用連續(xù)法生產(chǎn)。 設(shè)計原則 本課題遵循的設(shè)計原則和指導(dǎo)思想： （ 1）按技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠、經(jīng)濟合理的原則對技術(shù)方案進(jìn)行論證，以確定最佳方案； （ 2）盡可能采用節(jié)能工藝和高效設(shè)備，充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高項目的經(jīng)濟效益和社會效益； （ 3）考慮 “三廢” 治 理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污、科學(xué)生產(chǎn)、 9 生產(chǎn)安全和提高社會效益為原則 主體。 在石油化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、輕紡工業(yè)、生物化工以及能源、交 8 通運輸行業(yè)均有廣泛用途，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。 通用級 DOP，廣泛用于塑料、橡膠、油漆及乳化劑等工業(yè)中。經(jīng)過分析比較各種生產(chǎn)原料、合成工藝后，本設(shè)計工藝流程是采用串聯(lián)多釜反應(yīng)器連續(xù)酯化技術(shù)，催化劑是采用氧化鋁與辛酸亞錫以 1： 1比例復(fù)配催化劑年產(chǎn) 5萬噸 鄰苯二甲酸二辛酯 ，以滿足國內(nèi)需求 。最后部分考慮環(huán)境保護和勞動安全，以達(dá)到減少“三廢”排放，加強“三廢”治理，確保安全生產(chǎn)，消除并盡可能減少工廠生產(chǎn)對職工的傷害。 品級 DOP，主要用于生產(chǎn)食品包裝材料。但 由于鄰苯二甲酸二異壬酯 (DINP)在某些應(yīng)用領(lǐng)域的性能超過了 DOP，預(yù)計未來幾年內(nèi)，全球 DOP市場將面臨 DINP 的挑戰(zhàn)。 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 本產(chǎn)品 質(zhì)量 規(guī)格為一級 品 ， 執(zhí)行 產(chǎn)品質(zhì)量國標(biāo) GBl1406— 8標(biāo)準(zhǔn)，見表 1 所示。而反應(yīng)釜，流動形式接近返混，釜內(nèi)各部分組成和溫度完全一致，多釜串連后，可使停留時間 分布特性向平推流轉(zhuǎn)化。連續(xù)非酸性催化酯化工藝，是上世紀(jì) 80年代初開始成功應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，其典型的工藝流程有兩種： 酯化 — 脫醇一中和水洗一汽提干燥一過濾； 酯化一中和水洗一脫醇 汽提 干燥一過濾。中和水洗工藝參數(shù)確定如下： (1)Na0H水溶液濃度： 0． 3(wt％ ) (2)水洗溫度： 95℃ (3)粗酯：堿 =6： 1(vo1) (4)中和攪拌轉(zhuǎn)速： 180r／ min (5)水洗攪拌轉(zhuǎn)速： 50r／ min (6)NaOH單耗： 0． 4kg／ tDOP (7)中和水洗后酸值： 0． 01～ 0． 02KOH mg／ DOP 汽提工序 汽提是通過直接蒸汽減壓蒸餾，除去粗酯中的醇和有氣味的低沸物，本設(shè)計采用過熱蒸汽直接減壓汽提工藝。因此無需在進(jìn)行一次單獨的水洗。 回收的辛醇一部分直接循環(huán)到酯化部分使 用，另一部分需進(jìn)行分餾和催化加氫處理。 247。 四、主要 設(shè)備設(shè)計與選型 反應(yīng)釜的設(shè)計與選型 反應(yīng)釜體積確定 19 為方便起見，以下用 A 表示苯酐，用 B 表示異辛醇。若攪拌時產(chǎn)生泡沫或呈沸騰狀態(tài)， ? 應(yīng)取低值，約為 ～ ；若攪拌狀態(tài)平穩(wěn)或物料的粘度較高 ? 可取 ～ 。由《化工原理》上冊教材中表 41，選取葉輪直徑 d/Di=,即 d=,葉寬 b= 轉(zhuǎn)速取 n=，葉輪距槽底高度 C為 D/3=。 所以冷卻水質(zhì)量流量 m=Q/cp(t2t1)=( 30)=。所以需要將水帶出反應(yīng)釜，促進(jìn)反應(yīng)向產(chǎn)物方向進(jìn)行。選用 ?? 的碳鋼管，管內(nèi)流速取 。壁厚均用 10mm 殼體材料選用 20R 鋼，計算壁厚的公式為： S=PcDi/（ 2「σ」 tФ Pc） 式中： Pc—— 計算壓力，取 Pc為 1 = ； Di=300mm；Ф = 「σ」 80=130Mpa（取殼體溫度為 80℃） S=300 （ 2 130 ） = 取 C2=2mm ； C1=，圓整后取 S=6mm，復(fù)驗 6 6%=〉 故最終取C1= 故 S=6mm 換熱器封頭的確定 上下封頭均采用標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭，根據(jù)封頭為 DN1400 5。 對于本設(shè)計回收的辛 醇一部分直接循環(huán)到酯化部分使用，另一部分需進(jìn)行分餾和催化加氫處理。 （ 2） 廠房內(nèi)不存放易燃物質(zhì)，地溝保持通暢，防止可燃?xì)怏w、液體積聚，加強廠房里通風(fēng)。 六． 設(shè)計結(jié)果評析與總結(jié) 經(jīng)過一段時間的資料查詢、文獻(xiàn)搜索、設(shè)計整理，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我們這組順利地完成了本次課程設(shè)計。 （ 4）進(jìn)行廢水處理分為回收和凈化兩級。 本設(shè)計能夠順利的完成，離不開各位老師和同學(xué)給予的指導(dǎo)與關(guān)心，特別是我們本設(shè)計小組各成員通力合作，迎難而上精神 值得繼續(xù)發(fā)揚 。 既符合環(huán)保要求，還降低了生產(chǎn)綜合成本。是一種較適合我國國情的生產(chǎn)方法。 對于 DOP 生產(chǎn)防爆應(yīng)該注意如下幾點： （ 1） 嚴(yán)格執(zhí)行受壓容器、受壓設(shè)備使用、管理有關(guān)規(guī)定，操作人員必須經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練。一般利用安全泄壓裝置來及時排放管道內(nèi)的介質(zhì) ，使管道內(nèi)截止的壓力迅速下降。 支座 選用型號 JB/471292 鞍座 BI 700 F 。 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為： h=75mm 取折流板間距 B=,則 B=159mm。 (3).管程工作壓力 . (4).冷卻水溫度 25℃。 圖 2 反應(yīng)釜基本構(gòu)造 26 反應(yīng)釜的主要技術(shù)特性匯總 表 9 反應(yīng)釜的主要技術(shù)特性 項目 符號 設(shè)計計算數(shù)據(jù)及選型 攪 拌 器 攪拌形式 六片平直葉圓盤渦輪式攪拌器 葉輪直徑 d 葉輪寬度 b 攪拌轉(zhuǎn)速 n 槳葉數(shù) z 6 攪拌功率 N 4801W 擋板數(shù) nb 6 攪拌 附件 擋板寬度 w 攪拌釜全容積（不包括封頭部分） V 反 應(yīng) 釜 液面深度 h 攪拌釜實際高度 H 攪拌釜內(nèi)徑 Di 工作壓力 PT 攪拌釜厚度 Sn 5mm 夾套形式 螺旋板夾套 27 夾套 螺旋板螺距 P 夾套環(huán)隙 E 夾套內(nèi)冷卻水流速 u 冷卻水移出熱量 Q 被攪拌液體側(cè)的對流傳熱系數(shù) j? (m) 夾套側(cè)冷卻水對流傳熱系數(shù) ? () 攪拌槽總傳熱系數(shù) K 599W/() 所需夾套面積 F 由于釜內(nèi)介質(zhì)具有一定的腐蝕性 , 要求對釜體及釜蓋內(nèi)表面 進(jìn)行搪鉛處理 (鉛層厚 6— 8 )并襯耐酸瓷板二層。 攪拌功率的計算 采用永田進(jìn)治公式法計算。 水壓校驗： 根據(jù)siCT Se SeDP ?? ???? )( 有： M P ammmmmmmmmmmmmmM P aSeSeDP iCT)(2)(2)(????????????? M P aM P as 1 8 02 0 ????? ? 22 由此得： ST ?? ?? =180 故其強度滿足要求。 QA=nAMA/ρ At (10) 式中： nA 單位時間內(nèi)（ 1 小時）處理的