【正文】 R203 203.2 19 5 關(guān)鍵設(shè)備的選型 釜的選型 本工藝采用 酯交換法生產(chǎn) PET， 可采用如下方法計算釜的體積。在確定泵的流量時應(yīng)綜合考慮裝置的富裕能力及裝置內(nèi)各設(shè)備能力的協(xié)調(diào)平衡。 5 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達(dá)到節(jié)省管材費用及運(yùn)行費用的目的。第三，生產(chǎn)要安全。 對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計的廠房，由于生產(chǎn)過程中對工藝流程和設(shè)備需要不斷改進(jìn)和完善，一般都設(shè)計一個較高的單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼制操作平臺代替鋼筋混凝土操作臺，以適應(yīng)工藝流程和設(shè)備變化的需要。在本設(shè)計中工藝用水不與產(chǎn)品接觸，故不做討論，對于冷卻水應(yīng)該滿足下列幾點要求： （ 1）溫度盡可能低，全年溫度變化?。? （ 2）不會有水垢和泥渣沉積引起的危害； （ 3）對金屬的腐蝕性 小； （ 4）不會促進(jìn)生物或微生物的生長，從而引起管道和換熱設(shè)備的堵塞。兩個星期來，我時刻體會著 于老師 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，我想這是夠我一生受用的人格魅力。通風(fēng)的方式主要有：自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)兩大類，在本設(shè)計中主要采用自然通風(fēng)，但在設(shè)備附近有局部通風(fēng)的設(shè)施。對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計的廠房，由于在生產(chǎn)過程中對于工藝路線還需不斷改進(jìn)和完善，所以一般都設(shè)計成一個高單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼操作臺代替鋼筋混凝土操作臺或多層廠房的樓板，以適應(yīng)工藝流程改變的需要。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。 3 明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。在選泵時： 首先要綜合考慮泵的流量。 所以又生成 BHET 質(zhì)量為 ： MBHET3=n**254=； 生成又甲醇的質(zhì)量為： M 甲醇 3= n**2*32=剩余 DMT 質(zhì)量為： M 剩 DMT3=*= ； 剩余 EG 質(zhì)量為： M 剩 EG3=（ ***） *62=； 故儲槽中總的物料質(zhì)量為： = kg/h； BHET 的質(zhì)量為： += kg/h； 縮聚階段 本工藝采取三級反應(yīng)釜縮聚，具體參數(shù)如 表 42： 表 42 R201 R202 R203 x 1 1 P Mr Xn 103 損失 % 1% 0 假設(shè)在聚合之前進(jìn)行的脫 EG 工藝損失物料 %，切粒包裝階段損失物料1%。 PET 纖維的生產(chǎn) 工藝流程如下： 13 PET 纖維的生產(chǎn)工藝流程 14 本工藝的配方如下（以 DMT 質(zhì)量為參考標(biāo)準(zhǔn)）： DMT 100 催化劑 穩(wěn)定劑 消光劑 物料配比： DMT： EG=1:（摩爾比）。與酯交換縮聚法相比 ,該法可省掉 DMT 的制造、精制和甲醇回收等步驟，更易制得分子量大、熱穩(wěn)定12 性好的聚合物，可用于生產(chǎn)輪胎簾子線等較高質(zhì)量的制品。該法主要包括兩步 :首先是對苯二甲酸二甲酯 (DMT)與乙二醇或 1， 4丁二醇在催化劑存在下進(jìn)行酯交換反應(yīng) (圖 1)。拉伸溫度為 85～ 90℃，拉伸速率為 1000%～ 1500%，拉伸倍率為 ～ 3。 PET 的加工溫度范圍較窄，一般為 270～ 290℃，接近分解溫度為 300℃，加工中要注意溫度不能太高。 共混改性 PET ① PET 與 PBT 共混，如 PET 和 PBT 共混并加入 %滑石粉為成核劑，共混物具有收縮率低、耐熱、 沖擊性優(yōu)良等性能。 工程塑料 主要為 PET 的增強(qiáng)品種，具 體用于如下幾個方面。ＰＥＴ的另一個用途就是吹塑制品，用于包裝的聚酯拉伸瓶。 PET 耐候性優(yōu)良，可長期用于戶外。 力學(xué)性能 PET 膜的拉伸強(qiáng)度很高，可與鋁箔媳美，是 HDPE 膜的 9 倍、是 PC 和 PA膜的 3 倍。一般通過增強(qiáng)、填充、共混等方法改進(jìn)其加工性和物性，以玻璃纖維增強(qiáng)效果明顯，提高樹脂剛性、耐熱性、耐藥品性、電氣性能和耐候性。以滌綸纖維為例，發(fā)達(dá)國家的纖維差別化率是我國的兩倍。企業(yè)單線規(guī)模除儀化、龍滌、開平和翔鷺等具有單線 300～ 400 噸 /天能力外，絕大部分為 100 噸 /天、 200 噸 /天能力。由于制備各種混配改性ＰＥＴ塑料的裝置于其他 聚合物混配改性用的裝置是通用的，國內(nèi)混配用擠出機(jī)等制造業(yè)形成一定規(guī)模，所以只要市場一旦開拓，國內(nèi)ＰＥＴ塑料的生產(chǎn)也會快速增長。 1996 年，世界聚酯包裝樹脂和薄膜產(chǎn)量分別為 萬噸和 萬噸，占世界聚酯總產(chǎn)量的 %和 %，1998 年則分別為 萬噸和 萬噸，占世界聚酯總產(chǎn)量的 %和 %。我國聚酯的消費絕大部分用于生產(chǎn)滌綸纖維。我國現(xiàn)已成為世界第二大聚酯生產(chǎn)國。 2020 年上海石化公司產(chǎn)量達(dá)到 42 萬噸，遼陽石油化纖公司達(dá) 40 萬噸，洛陽石化公司達(dá) 22 萬噸，天津石化公司達(dá) 21 萬噸。由于銻系催化劑在縮聚過程中能大大促進(jìn)縮聚反應(yīng)，而對熱降解反應(yīng)的促進(jìn)程度較小，因此目前聚酯工業(yè)普遍采用銻系催化劑，主要品種有三氧化二銻、醋酸銻以及近年來開始受到廣泛關(guān)注的乙二醇銻。 2020 年初，伊文達(dá) 費希爾 (InventaFisher)(IF)公司公布了其聚酯生產(chǎn)流程和能耗。 聚酯工藝路線有直接酯化法 (PTA 法 )和酯交換法 (DMT 法 )。 俗稱滌綸樹脂。本文對 P ET 的研究，生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用和地位。目前， PET 用于纖維和塑料制品基本各半；塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材，用作工程塑料正在迅速興起，預(yù)計今后幾年會迅速增長，但目前用量很?。蝗毡? 1997 年 PET 的總產(chǎn)量為 萬 t，其中用于塑料 萬 t，而工程塑料只占 萬 t；西歐 1998 年用于塑料的 PET 為 萬 t，其中 87%用于吹塑瓶、 %用于薄膜和片材，包括工程塑料等其他為 %；美國 1998 年用于塑料的 PET 為 萬 t，而 %用于瓶類制品。 PTA 法連續(xù)工藝主要有德國吉瑪 (Zimmer)公司、美國杜邦公司、瑞士伊文達(dá) (Inventa)公司和日本鐘紡 (Konebo)公司等幾家技術(shù)。然后在低于常壓和較高溫度下，藉第 3 臺串級反應(yīng)器預(yù)聚合，縮聚程度大于 20，經(jīng)第 4 臺 DISCAGE 精制器后，使最終縮聚物的特性粘度 (.)提高到 。 目前我國主要聚酯生產(chǎn)企業(yè)集中在中國石化和中國石油兩大集團(tuán)公司。除儀征化纖外，我國聚酯大型企業(yè)還有遼陽石油化纖公司、上海石化股份有限公司、天津石油化工公司、翔鷺滌綸紡纖 (廈門 )有限公司。 產(chǎn)品構(gòu)成 在產(chǎn)品品種方面，目前我國聚酯生產(chǎn)仍以纖用聚酯為主，占總年產(chǎn)能力的88%；國內(nèi)非纖用聚酯切片年產(chǎn)能力約 100 萬噸，其中聚酯瓶片發(fā)展特別迅速，僅 2020 年就新增 50 多萬噸年產(chǎn)能力。 1990 年產(chǎn)量突破 100 萬噸，達(dá)到 萬噸。 中國聚酯工業(yè) 及 與國外先進(jìn)水平的差距 PET 的國外生產(chǎn)商有 :美國杜邦公司、英國 ICI 公司、 日本帝人公司、三菱人造絲公司、東洋紡織公司、鐘淵化學(xué)公司等。 (2)上下游生產(chǎn)能力不配套。目前生產(chǎn)能力在 6 萬噸 /年以下和采用間歇法工 藝路線的小型聚酯裝置的生產(chǎn)能力約占我國聚酯總生產(chǎn)能力的 50%，造成裝置平均生產(chǎn)能力很低，難以發(fā)揮規(guī)模效益。雖然近年我國瓶用聚酯產(chǎn)能發(fā)展很快，但工程用聚酯生產(chǎn)仍是空白。 PET 的分子為高度對稱芳環(huán)的線性聚合物，易于取向和結(jié)晶，具有較高的強(qiáng)度和良好的成纖性及成膜 性，結(jié) 晶度為 40%～ 60%，結(jié)晶速度慢。 熱學(xué)性能 純 PET 的耐熱性能不高，但增強(qiáng)處理后大幅度提高，在 180℃ 時的機(jī)械性能比 PF 層壓板好，是增強(qiáng)的熱塑性工程塑料中耐熱較好的品種； PET 的耐熱老化性好，脆化溫度為 70℃ ，在 30℃ 時仍具有一定韌性； PET 不易燃燒，火焰呈黃色，有落滴。 8 應(yīng)用 PET 主要用于纖維，少量用于薄膜和工程塑料。目前 PET 工程塑料的總消耗量還不大，僅占 PET 總量的 %。 ③ 機(jī)械零件，齒輪、凸輪、泵殼體、皮帶輪、電動機(jī)架框及鐘表零件等。 此外還有 PET/PE、 PET/EPDM 和 PET/SBS 等，目的是為了改善沖擊性能。后處理的條件為 :溫度 130～ 140℃，時間為 1～ 2h。吹方法成型， 以保證拉伸改性效果。第二步為生成的 BHET或雙羥丁酯，在前縮聚釜及后縮聚釜中進(jìn)行縮聚反應(yīng) (圖 2)，前縮聚釜中的反應(yīng)溫度為 270℃，后縮聚釜中反應(yīng)溫度為 270～ 280℃，加入少量穩(wěn)定劑以提高熔體的熱穩(wěn)定性。其 優(yōu)點是可省掉環(huán)氧乙烷合成乙二醇的生產(chǎn)工序，設(shè)備利用率高，輔助設(shè)備少，產(chǎn)品也易于精制。 一些物質(zhì)的參數(shù)如下表 41 表 41 名稱 TPA EG 水 甲醇 BHET DMT 相對分子質(zhì)量 166 62 18 32 254 194 假設(shè) PET 的聚合度為 103，鏈節(jié)為 162，相對分子質(zhì)量為 20200。 Wd Wd=80000*103/（ 300*24） = kg/d； t， t=3h； ，取 ； 故反應(yīng)液的體積為： VR=*3/1084=； 反應(yīng)液的總體積為： VT= VR/= m3； 對于此反應(yīng)可選用國產(chǎn) 370m 不銹鋼聚 合釜，此釜的直徑為 3810mm，筒體切線長度為 4928mm，長徑比為 ，釜重 51660kg。 其次根據(jù)生產(chǎn)要求確定泵的揚(yáng)程。 6 留有發(fā)展的余地 7 所采取的勞動保護(hù)、防火要求、防腐蝕措施要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。即要全面妥善的解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項有關(guān)規(guī)定。 車間設(shè)備布置 車間設(shè)備平面布置 車間平面布置按其外形一般分為長方形、 L 形、 T 形和 Ⅱ 形等。 供電 車間用電通常有工廠的變電所或由供電網(wǎng)直接供電。在課程設(shè)計的整個過程， 于 老師都給了我無私的指導(dǎo)。 通風(fēng) 車間通風(fēng)的目的是排除余熱、余濕、有害氣體和粉塵等，使車間內(nèi)作業(yè)帶的空氣保持適宜的溫 度、濕度和衛(wèi)生要求，以保證操作者的政策衛(wèi)生條件。有時因受建設(shè)場地的限制或者為了