【正文】 衡算一覽表（3）進(jìn)料 出料名稱Kg/h Kmol/h W% Mol% Kg/h Kmol/h W% Mol%雙酚 A 鈉鹽 光氣 68..8 二氯甲烷 苯酚 亞硫酸鈉 氫氧化鈉 簡聚體 苯酰氯 氯化鈉 水 ： 表 26 物料衡算一覽表（4）進(jìn)料 出料名稱 kg/h kmol/h W% mol% kg/h kmol/h W% mol%催化劑 簡聚體 氫氧化鈉 二氯甲烷 苯酰氯 聚碳酸酯 氯化鈉 水 年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計(jì) 15：表 27 物料衡算一覽表（5）進(jìn)料 出料名稱 kg/h kmol/h W% mol% kg/h kol/h W% mol%催化劑 簡聚體 苯酰氯 二氯甲烷 聚碳酸酯 丙酮 20220 20220 熱量衡算(一) 計(jì)算的基本原理化工生產(chǎn)過程往往伴隨著能量的變化，尤其是反應(yīng)過程，為維持在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，常有熱量的加入或放出。由： (1)12FD+W??塔頂易揮發(fā)組分回收率 DFX=塔底南揮發(fā)組分回收率 (x)1進(jìn)料組成： ==+3釜?dú)堃航M成： 原料液平均摩爾質(zhì)量： F12M=n+???原料液流量： G6471..3??年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計(jì) 21由于 ? 所以 ..??全塔物料衡算： WF? DX 則： ? 最小回流比的計(jì)算(1) 二氯甲烷和丙酮的飽和蒸汽壓 ：二氯甲烷和丙酮的飽和蒸汽壓可根據(jù) Antoine 方程求算，即 (2)oBlgpAtC???式中 ：t ——物系溫度，℃——飽和蒸汽壓，KpaoA，B，C ——Antoine 常數(shù)其中： 丙酮的常數(shù) A= B= C= 二氯甲烷的常數(shù) A= B= C=(2)塔內(nèi)操作壓力 ：表 3－2 塔內(nèi)操作壓力飽 和 蒸 汽 壓　Pa組分塔頂 進(jìn)料 塔底丙酮(B) 二氯甲烷 (A) 351 (4)平均相對(duì)揮發(fā)度為：塔頂 ： ???進(jìn)料 ： ?塔底 ： 176。?塔徑的計(jì)算關(guān)鍵在于確定適宜的空塔汽速 U， 有： (11)??maxLVUC???式中 ： ——極限空塔汽速，m/s；ax ——負(fù)荷系數(shù)； ——液相密度， Kg/m3；L? ——汽相密度，Kg/m 3。取 f=所以： ?總根據(jù) GB9845—1988(鋼制機(jī)械攪拌容器)圓整取 3160V?采用雙釜并聯(lián)則： 39。39。NT——塔內(nèi)所需的理論板層數(shù) 。熱量計(jì)算與設(shè)備計(jì)算的關(guān)系非常密切，因此經(jīng)常將熱量放在設(shè)備工藝計(jì)算內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。()=二氯甲烷： 247。1000Kg/t300d/a=二氯甲烷 247。將反應(yīng)液通入儲(chǔ)罐中。同時(shí)進(jìn)入的還有來自換熱器(H103)的雙酚 A 鈉鹽混合液。加入二氯甲烷，通光氣進(jìn)行光氣化反應(yīng)，反應(yīng)完成后將反應(yīng)液送到縮聚反應(yīng)器內(nèi)，加入三乙胺和燒堿溶液，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。(4)非光氣法非光氣法是先以液相氧化碳基法生產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)，再與醋酸苯酯酯交換生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在熔融狀態(tài)下與雙酚 A 進(jìn)行酯交換，縮聚制得聚碳酸酯。(1)溶液光氣法該工藝是將光氣通入含有雙酚 A 堿性水溶液和二氯甲烷溶劑中進(jìn)行進(jìn)行界面縮聚反應(yīng)，然后將聚合物從溶液中分離出來。一般來說，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。三級(jí)車間的存衣室，便服、工作服可同室存放，存放室和休息室和并設(shè)置。經(jīng)處理過的排入城鎮(zhèn)排水管道的工業(yè)廢水和生活廢水，應(yīng)符合：(1)水溫不高于 40℃；(2)不產(chǎn)生易燃易爆和有毒氣體；(3)不傷害養(yǎng)護(hù)人員；(4)對(duì)病原體必須嚴(yán)格消毒滅菌；(5)有毒物質(zhì)最高容許濃度應(yīng)符合《工業(yè)“ 三廢”排放試行規(guī)定 》 。 設(shè)計(jì)原則(1)遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜(2)合理利用國家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；(3)采用成熟的。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專業(yè)化、系列化方向發(fā)展。中國大多數(shù)環(huán)氧樹脂裝置，目前開工率都在 50～60%。 聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀由于世界金融市場處于混亂狀態(tài)，2022 年亞洲雙酚 A(BPA)市場，將繼續(xù)面臨困難時(shí)期的挑戰(zhàn)，除非經(jīng)濟(jì)走勢上行，來自下游環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯(PC)工業(yè)的需求才會(huì)稍有提升。聚碳酸酯是一種性能優(yōu)異的通用工程塑料，自問世以來迅速在發(fā)達(dá)國家形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，且技術(shù)持續(xù)發(fā)展，裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大。由于聚碳酸酯光學(xué)透明性好、抗沖擊強(qiáng)度高，并具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性、抗寒性、電絕緣性和阻燃性等特點(diǎn)，使之在透明建筑板材、電子電器、光盤媒介、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。一家亞洲貿(mào)易商于表示，要使雙酚 A(BPA)市場上揚(yáng)，至少在今后 6 個(gè)月以后。中國石化集團(tuán)公司三井化學(xué)公司合資的，10 萬噸/年雙酚 A(BPA)裝置于 2022 年 12 月投產(chǎn)后，又使該地區(qū)新增了供應(yīng)量，預(yù)計(jì)雙酚A(BPA)價(jià)格一度會(huì)下跌至底線。2022 年世界聚碳酸酯表觀消費(fèi)量 萬t,光學(xué)介質(zhì)是聚碳酸酯消費(fèi)增長最快的領(lǐng)域, 消費(fèi)比例占24%。先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 對(duì)于廢渣一般采用填埋、焚化、堆肥前應(yīng)取得衛(wèi)生部門的同意，不允許污染水源土壤。四級(jí)車間的存衣室和休息室和并設(shè)置，可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)存放工作服。 工藝流程設(shè)計(jì)的原則(1)先進(jìn)性工藝流程的先進(jìn)性從兩個(gè)方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理。與其它的生產(chǎn)方法相比，溶液光氣法由于經(jīng)濟(jì)性較差已完全淘汰。因此無副產(chǎn)物，基本無污染，特別是不使用劇毒光氣，因此深受世界各大公司的重視，紛紛致力開發(fā)。然后分離含有聚合物的有機(jī)相和水相，對(duì)有機(jī)相進(jìn)行洗滌、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。攪拌反應(yīng)一小時(shí)，控溫在 20℃左右。(4)后處理有機(jī)相通入反應(yīng)釜(R104)中，再加入沉淀劑丙酮攪拌半小時(shí)，將含有末狀物的反應(yīng)液通入轉(zhuǎn)鼓真空過濾器中，將分離出的產(chǎn)品 PC 通過短管型氣流干燥器和真空箱干燥器，的末狀產(chǎn)物，在通過擠出造粒的產(chǎn)品 PC。1000Kg/t300d/a=雙酚 A： 247。()=雙酚 A： 247。一般在 物料計(jì)算后先粗算一個(gè)過程的設(shè)備臺(tái)數(shù)大小，設(shè)定一個(gè)基本形式和傳熱形式，然后進(jìn)行該設(shè)備的熱量計(jì)算，如熱量計(jì)算的 結(jié)果與設(shè)備形式、大小有矛盾，則必須重新設(shè)計(jì)設(shè)備的 大小和形式或加上適當(dāng)?shù)母郊允乖O(shè)備既能滿足物料衡算的要求又能滿足熱量衡算的要求。ET——總板效率 。??圓整得： D=3600 mm(3) 溢流裝置采用 U 形流、弓形降液管、平形受液盤及平形流堰，計(jì)算如下。式中 f 為裝填系數(shù)，等于 ~，一般由經(jīng)驗(yàn)確定，也可以根Vf?總據(jù)反應(yīng)物料的性質(zhì)不同而選擇；對(duì)于沸騰或氣泡的物料，可取小的系數(shù)，如 ~；對(duì)于不起泡沫或不沸騰的液體可取 ~。采用較大的板間距可以允許有較高的空塔氣速，而不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的霧沫夾帶現(xiàn)象，塔徑雖可以小些，但塔高要增加， 取板間距：H T=600mm ，板上清夜層高度：H L=100mm 則： Z=(2) 塔徑根據(jù)圓管內(nèi)的流量公式，可以寫出塔徑與氣體流量及空塔氣速的關(guān)系， 即： (10)4sVD???? 式中 ： ——塔徑， m；?Vs——塔內(nèi)氣體流量， m3/s； ——空塔氣速，即空塔計(jì)算的氣體線速度，m/s。6?(二) 熱量衡算 (1)雙酚 A 鈉鹽合成釜 進(jìn)料溫度與出料溫度：表 28 物料衡算一覽表（6）進(jìn)料介質(zhì) 溫度℃ 出料介質(zhì) 溫度℃氫氧化鈉 20 雙酚 A 鈉鹽 25亞硫酸氫鈉 20 氫氧化鈉： 25苯酚 20 苯酚 25雙酚 A 20 亞硫酸鈉 25水 20 25反應(yīng)式為：由于各種物料都是在常溫下加入，所以 10Q?根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程可求得化學(xué)反應(yīng)熱，所以在衡算過程中對(duì)于主反應(yīng) 1mol 雙酚 A 反應(yīng)需要吸收的熱量 356/kJmol副反應(yīng) 1mol 亞硫酸氫鈉反應(yīng)需要放出的熱量 28?年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計(jì) 17所以對(duì)于所有的化學(xué)反應(yīng)熱 733(.)?????%..%.%(PCkJg??????℃ ）則_ kJ???由后面光氣反應(yīng)釜的設(shè)備計(jì)算得： ???熱損失取總熱量的 5% ????44645%????所以由 123456Q代如有關(guān)數(shù)據(jù)得： ???需采用夾套進(jìn)行換熱,采用冷凍鹽水冷卻： 進(jìn)口溫度： 10℃ 出口溫度： 0℃ 介質(zhì)用量： +kghpGCtH?????:(2)光氣反應(yīng)釜進(jìn)料溫度與出料溫度：表 29 物料衡算一覽表（7） 進(jìn)料介質(zhì) 溫度℃ 出料介質(zhì) 溫度℃光氣 5 光氣 20二氯甲烷 5 簡聚體 20苯酚 10 二氯甲烷 20雙酚 A 鈉鹽 10 氫氧化鈉 20亞硫酸鈉 10 苯酰氯 20氫氧化鈉 10 氯化鈉 20水 10 水 20陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 反應(yīng)式為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓： ()+( 1.) () ()=0kJ/molBrfHV???????:: (93)(.)+=17kJ /ol mBPrrCpV?????????所以反應(yīng)放熱為： 37359.(.)??? %.%%.183406/(PCkJg??????℃ ） kJ???_由后面的設(shè)備計(jì)算知設(shè)備的質(zhì)量： ..QCt??熱損失取總熱量的 5% 所以 6 4545%()()?????所以由 123456Q代入有關(guān)數(shù)據(jù)得： ??需采用夾套進(jìn)行換熱，采用 50℃換熱： 進(jìn)口溫度 50℃年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計(jì) 19 出口溫度 10℃ 介質(zhì)用量： ???????陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 203 工藝計(jì)算與設(shè)備選型 塔的工藝與選型 T101 Ⅰ．計(jì)算依據(jù)：(1)塔 T101 進(jìn)、出物料流量組成： 表 31 物料組成名稱 進(jìn)料 出料Kg/h Kmol/h W% Mol% Kg/h Kmol/h W% Mol%二氯甲烷 丙酮 20220 19800 Ⅱ.對(duì) T101 進(jìn)行物料衡算要求本精餾塔的釜?dú)堃褐卸燃淄榈牧坎桓哂?6%，塔頂餾出液中二氯甲烷的回收濾為 98%。()= (5)：衡算結(jié)果表 23 物料衡算一覽表（1）年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計(jì) 11原料 消耗定額(Kg/t)轉(zhuǎn)化率(%)單程收率(%)日凈耗量(Kg/d)原料年凈耗量(t/a)損失率(%)廠內(nèi)年儲(chǔ)量(t/a)年訂貨量(t/a)光氣 98 95 163406 5 二氯甲烷 98 95 5 雙酚A 98 95 5 NaOH 98 95 5 (6)：合成聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖(7)：確定衡算范圍,并進(jìn)行深入計(jì)算： ①： 雙酚 A 鈉鹽合成釜： 每小時(shí)進(jìn)料量為： 雙酚 A： 氫氧化鈉： Kg/h 苯酚： Kg/h 亞硫酸氫鈉： Kg/h 水： Kg/h每小時(shí)出料量為： 雙酚 A 鈉鹽： Kg/h 氫氧化鈉： Kg/h 苯酚： Kg/h 亞硫酸鈉： Kg/h 水： Kg/h合計(jì)： 每小時(shí)進(jìn)料量為： K