【正文】 凝液表 壓力 + 溫度 100 OC 油含量 無(wú) 硬度 鐵 100 mg/L － － 表 113 蒸汽表 壓 力 溫 度 中壓蒸汽（ 25S） + 250+10 OC 低壓蒸汽 (7S) + 200+10 OC 表 114 消防水表 壓 力 溫 度 低壓消防水 + 1－ 22 OC 高壓消防水 MPa 1－ 22 OC 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) （ 1）原料、輔助材料的費(fèi)用的計(jì)算 乙烯： 3697 7200 4200/1000=11180 萬(wàn)元 /年 丙?。?2709 7200 5000/1000=9752 萬(wàn)元 /年 ENB： 765 7200 8000/1000=4406 萬(wàn)元 /年 催化劑： 7200 1000=9000 萬(wàn)元 /年 其他費(fèi)用： 25000 1000=2500 萬(wàn)元 /年 總費(fèi)用： 11180+9752+4406+9000+2500=36838 萬(wàn)元 /年 （ 2）車間經(jīng)費(fèi)：總費(fèi)用 10％ =36838 = 萬(wàn)元 /年 （ 3）工人工資： 30000 100=300 萬(wàn)元 /年 （ 4）水、電、汽費(fèi)用：總費(fèi)用 10％ =36838 = 萬(wàn)元 /年 （ 5）總成本：總費(fèi)用 +車間經(jīng)費(fèi) +工人工資 +水、電、汽費(fèi)用 =36838++300+= 萬(wàn)元 /年 （ 6）銷售收入： 50000 =110000 萬(wàn)元 /年 （ 7）稅金： 110000 =18700 萬(wàn)元 /年 （ 8）利潤(rùn)： =47094 萬(wàn)元 /年 （ 9）回收 期 期： 110000/（ 18700+ 18700） = 年 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第 2 章 聚合工段工藝介紹 聚合工段生產(chǎn)工藝示意圖 R0201V0201T0201T0202V0202 E0204E0205H1H2H3 R1R3 R41R2PH11H12 H13 H14 H15H31 H32弛放點(diǎn)R21R22RD1L1W1D11D12G1F1F2L11L12L2F3D2L3P L4F4R42R4 E0201 E0202E0203AE0203B 圖 21 聚合工段生產(chǎn)工藝示意圖 聚合工段工藝過(guò)程敘述 該工藝是在既可以溶解產(chǎn)品 ,又可溶解單體和催化體系的溶劑中進(jìn)行的均相反應(yīng) 。 （ 3）對(duì)電器設(shè)備、照明等具體送電條件的，送電試運(yùn)行并進(jìn)行檢查。在 T0202塔的底部，吸收了大量未反應(yīng)單體的己烷，用泵 P0204（己烷循環(huán)泵），經(jīng) E0205（循環(huán)己烷加熱器，僅開(kāi)車時(shí)用，且出口溫度 TRC0202 不宜超過(guò) 60℃），送往 R0201 的底部，其流量由 T0202 的液位控制，通常 T0202 的液位 LRC0202 設(shè)定為 30％，另有一部分循環(huán)己烷則與由 P0206 來(lái)的含有微量水的己烷一起從 R0201 頂部流入，其作用有兩個(gè)： 一是消泡；二是利用己烷中含有的微量水分殺死 R0201 揮發(fā)出來(lái)氣體中含有的催化劑，避免可能發(fā)生的對(duì)反應(yīng)熱去除系統(tǒng)的影響。通常將 R0202 的液位 LRCS202 設(shè)定在 40％。 乙烯、丙稀和二烯烴在齊格勒－納塔型催化劑作用下，按配位聚合機(jī)理進(jìn)行共聚合反應(yīng) 。不足之處是由于聚合在溶劑中進(jìn)行，傳質(zhì)傳熱受到一定的限制，聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在 6%~9%，最高僅達(dá) 11%~14%，聚合效率低 ；由于使用溶劑，需要將其回收精制 ； 后處理時(shí)需要從產(chǎn)品中脫出催化劑殘?jiān)?； 生產(chǎn)流程長(zhǎng)，設(shè)備多，裝置固定投資及操作成本較高。而且，該 化工區(qū)地處吉林市的東北部，該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)和西北風(fēng)，所以對(duì)市區(qū)居民的生活以及附近的工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)均無(wú)影響。閥門、儀表等部件離地面的距離應(yīng)該較近，以便于手工操作和檢修。 20xx 年吉林石化新建成的 萬(wàn)噸 /年 的 乙丙橡膠 B 線裝置投入試生產(chǎn) ， 使中國(guó)乙丙橡膠產(chǎn)能增至 萬(wàn)噸 /年 ， 但市場(chǎng)供化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 應(yīng)量?jī)H為 萬(wàn)噸 ，表觀消費(fèi)量 萬(wàn)噸 ， 供需矛盾不斷加劇 。 與天然橡膠、丁苯橡膠等其它通用橡膠相比 ， 乙丙橡膠具有卓越的耐候性、耐臭氧性和耐熱老化性 ,耐化學(xué)品性和電絕緣性 ， 因而乙丙橡膠被譽(yù)為“無(wú)裂紋橡膠” ； 與硅橡膠、氟橡膠等特種橡膠相比 ， 乙丙橡膠具有較好的物理機(jī)械性能和綜合性能 ； 此外 ， 乙丙橡膠還具有相對(duì)密度小、高充油、高填充性及與多種高聚物有良好的相容性等優(yōu)點(diǎn)。 指導(dǎo)思想 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想主要包括： （ 1） 為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程的安全，采用溶液聚合生產(chǎn)技術(shù)。 在掌握生產(chǎn)原理、聚合方法、工藝流程等工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了物料衡算、熱量衡算、反應(yīng)器等設(shè)備的相關(guān)計(jì)算；其中算得 E0203 己烷加熱器的面積為 ，換熱器管長(zhǎng)為 6m，計(jì)算反應(yīng)器 R0201 的公稱直徑為 5658mm,高度為 9053mm，確定了聚合加料泵的揚(yáng)程為 ,以及該泵的軸功率 ,V0201 貯罐的總體積 37 m3。 乙丙橡膠以其優(yōu)異的性能具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域 。 （ 2） 《化工工藝手冊(cè)》等。 設(shè)計(jì)必要性 乙丙橡膠是橡膠制品工業(yè)中一種極為重要的原材料。茂金屬乙丙橡膠雖然研究進(jìn)展較快 ,已進(jìn)入工業(yè)化，但產(chǎn)品仍處在應(yīng)用開(kāi)發(fā)階段。生產(chǎn)裝置界區(qū)，在滿足生產(chǎn)工藝和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上，要盡可能的縮短裝卸物料線。同時(shí)，緊鄰鐵路和公路，交通運(yùn)輸方便。 （ 1）溶液聚合工藝 溶液聚合工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有 :投資低，工藝最佳化。目前世界上雖然只有美國(guó)聯(lián)碳公司一家企業(yè)采用該方法進(jìn)行生產(chǎn) ， 但從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看 ， 隨著其技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化 ， 該工藝技術(shù)發(fā)展前景將十分廣闊。 當(dāng)生產(chǎn) EPT 時(shí)，根據(jù)二烯烴單體的種類，用 P0111 或 P0112 將之送入 R0201。 來(lái)自 E0706 的 HX 經(jīng) PRCA0204 控制壓力為 500KPa 后，進(jìn)入 E0204B（己烷加熱器），用 PRC0203 控制 7S 的壓力為 600KPa、 E0204A（己烷蒸發(fā)器）使己烷汽化，通過(guò) TRC0202控制蒸汽流量以使己烷蒸汽的溫度為 105℃（ EPT）和 160℃（ EPR）汽化后的己烷進(jìn)入 T0201底部，作為單體閃蒸的熱源。如果 R0201 的聚合壓力超高，就將不凝氣體 送往火炬系統(tǒng)燒掉以維持聚合壓力的穩(wěn)定。 （ 3）確認(rèn)安全設(shè)施：泄漏報(bào)警系統(tǒng) 、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)、電器防爆系統(tǒng)、靜電接地系統(tǒng)等狀況良好，處于可操作和可使用狀態(tài)。 從聚合釜出來(lái)的反應(yīng)物 打入閃蒸塔 T0201， 經(jīng)閃蒸回收，未反應(yīng)的單體 乙烯、丙烯從塔頂出料，再經(jīng)吸收塔 T0202 對(duì)單體吸收 循環(huán)使用 ；聚合物和第三單體從 T0201 塔釜出料并送至 催化劑失活 與洗滌工段。 （ 10） 各股物料計(jì)算中乙烯、丙烯、乙叉降冰片烯、丙烷、己烷、氫氣、氮?dú)?、膠料組分?jǐn)?shù)下標(biāo)分別為 8。根據(jù)下式： c11r TT=T ，c22r TT=T ， r221r11T( ) ( ) ( )1 TVVHH? ? ? （ TC表示臨界溫度） 得 2T 時(shí)的摩爾蒸發(fā)焓 2)Δ( VH (kJ/kmol)6036， 7159。 V0202 物料衡算 F4 的流量等于 L4和 H15 的混合流， F4 又分為 R2 和 R3 兩股流量， R2:R3=:1；求得 表 39 物料分配 項(xiàng)目 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 氫氣 氮?dú)? R2 R3 6 4 進(jìn)料量 R=R1+R3+R4 乙烯含量 =1 7 1 2 6 . 7 6 2 3 . 7 9 3 9 0 . 6 0 1 7 5 / 6 2 6 . 4 7 /4 1 . 1 5 k g h k m o l h?? ?? 丙烯含量 = 7 8 4 3 1 . 6 9 1 0 6 8 . 1 3 4 3 2 9 . 8 3 8 /3 8 2 9 . 6 5 1 9 9 5 . 9 4 /k g h k m o l h?? ? ? 丙烷含量 = 7 8 3 1 . 1 2 1 2 8 . 8 3 4 4 2 . 2 0 8 4 /0 2 . 1 5 1 9 0 . 9 6 /k g h k m o l h?? ? ? 己烷含量 =1 3 2 0 7 . 8 8 1 3 8 5 3 . 6 4 1 9 7 2 . 3 7 / 3 3 7 . 6 0 /2 9 0 3 3 . 8 9 k g h k m o l h? ? ? ? 氫氣含量 =1 1 7 . 5 4 0 . 0 0 2 0 . 1 9 5 1 1 /7 . 7 4 5 8 . 8 7 /k g h k m o l h?? ? ? 氮?dú)夂?= 4 8 3 4 . 4 8 0 . 1 0 4 1 0 . 6 4 4 8 4 / 1 7 3 . 0 4 /5 . 2 2 k g h k m o l h?? ?? 進(jìn)料各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： 0 5 1 1 ,0 1 7 4 9 9 8 5 6 4 9 0 8 5 7654321 ??????? Z，Z，Z，Z，Z，ZZ 由程序求得 T=℃， P=586kPa 時(shí)，汽液分離系數(shù)Ψ =, 液相摩爾總量 ,汽相摩爾總量＝ 。塔釜出料帶走的熱量 Q6: 6 7 8 7 .8 0 2 0 3 .2 5 5 ( 9 4 .5 0 ) 1 .0 5 1 5 8 8 8 3 3 2 .5 8 k J/hQ ? ? ? ? ? （ 3） T0201 塔內(nèi)平均溫度 2T =85℃。 （ 6） 每小時(shí)生產(chǎn)合格膠料量： 50000000 /(1 1% ) 7200G k g h???? （ 7） 主要原料指標(biāo)見(jiàn)下表： 表 31 主要原料一覽表 原料 指標(biāo) 乙烯純度 % 丙烯純度（含丙烷） % （ 8） 乙丙橡膠質(zhì)量組成：乙烯：丙烯： ENB=::。 用氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，聚合反應(yīng)熱量由丙烯的蒸發(fā)而除去 。 ，落實(shí)有關(guān)事項(xiàng) （ 1）確認(rèn)已完成對(duì)設(shè)備和管線的吹掃和清洗。 V0201 的液位 LRC0201 通常設(shè)定在 30％，一旦超高，就啟動(dòng)閥門，加大送往 R0201 的冷凝液體量。 （ 3）未反應(yīng)單體的回收 根 據(jù) R0202 的液位 LRC0202 控制進(jìn)入 T0201 中的聚合溶液的量，在 T0201 塔中，未反應(yīng)的單體經(jīng)閃蒸而從塔的頂部進(jìn)入 T0202（單體吸收塔）中，為防止閃蒸氣體中夾帶有聚合物膠粒，在 T0201 塔的頂部以 2t/h 流量的 LPHX 進(jìn)行噴淋，使夾帶的膠粒重又回到塔底。 氫氣由界區(qū)外由管道送入裝置用 C0201（氫氣壓縮機(jī)）進(jìn) 行壓縮，用 PRC0202控制 C0203的出口壓力為 1200KPa，并用 FRCQ0201 控制流量后送入乙烯氣集管。 （ 3）氣相聚 合工藝 與溶液聚合法和懸浮聚合法技術(shù)相比 ， 氣相聚合法具有工藝流程短、不需要溶劑或稀釋劑、幾乎無(wú)三廢排放 ， 有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù) ， 并且可以大幅度降低裝置總投資和總生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。 生產(chǎn)方法及工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)方法的論證 目前 ， 乙丙橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要有 三種： 溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法。江北的化工工業(yè)區(qū)地處松花江畔 ，位于松花江的下游，水源充足，而且水質(zhì)優(yōu)良。 車間布置 本設(shè)計(jì)車間設(shè)備布置，不但能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，同時(shí)也考慮了設(shè)備的安裝以及檢修方便，設(shè)備布置整齊有序，而且節(jié)約空地。根據(jù)共聚單體來(lái)分 ， 有二元乙丙橡膠 ( EPM) 和三元乙丙橡膠 (EPDM)，其中 EPDM 第三單體多為乙叉降冰片烯 (ENB)、雙環(huán)戊二烯 (DCPD) 和1,42 己二烯 (1,42HD)；按生產(chǎn)工藝可分溶液法、懸浮法 (簡(jiǎn)化懸浮法 )和氣相法。 （ 4） 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的三廢要經(jīng)過(guò)處理之后再排放，以保證環(huán)保的要求。including area of the hexane heater named E0203 is square meters, length of heat exchangers tube is 6 meters, the diameter of the reactor R0201 is , height is , determined the head of the polymer feed pump is , and the power of the pump is , he total volume of the V0201 is 37 stere. And draw a piping layout of the reactor, flow chart with control points, edit the design instruction and so on. Key Words： Ethylenepropylene rubber； solution polymerization。 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)