【文章內(nèi)容簡介】 揚程：38m 轉(zhuǎn)速：2950r/min 效率：66% 軸功率： 電機功率：17kw允許汽蝕余量： 葉輪直徑184mm[10]、熱載體總量估算熱油管總長60m，其中DN90為40m（包括與冷油管共用35m），DN100為20m，冷油管60m，管道中隨時充滿著熱載體。熱載體：熱油管容積V1=πD2L=π（35+20）= 反應(yīng)釜夾套容積V2=A(D1DN)=（26002400）/2103=179。 加熱器殼程容積V3=179。 179。 則熱載體總?cè)莘eV=（V1+V2+V3+V4）=179。冷載體：冷油管容積:V1’=πD2L=π[（6035）+20]= 反應(yīng)釜夾套容積:V2’=0加熱器殼程容積:V3’=179。 高壓槽中的冷載體容積:V4’179。 則冷載體總?cè)莘e:V=（V1’+ V2’+ V3’+ V4’）= 總油量為:V=179。 熱載體質(zhì)量為:M1=880=熱功率包括物料吸熱量和熱載體需熱量兩部分。熱載體從室溫10℃升溫到230Q1’=CMΔT=（23010）=105kcalQ’=Q+Q1’=106+105kcal=106kcal 理論總功率P= =106/（3600）= 考慮到熱損失實際總功率P’==6設(shè)備的選型與設(shè)計[11]通過物料衡算與熱量衡算，為設(shè)備的選型與設(shè)計奠定基礎(chǔ)，下面就車間中的主要設(shè)備進行選型與設(shè)備。其中標(biāo)準(zhǔn)進行選型并列出有關(guān)數(shù)據(jù)，非標(biāo)準(zhǔn)件進行設(shè)計，并附有圖紙。反應(yīng)釜與稀釋釜選型主要是依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模來確定其大小型號。目前化工設(shè)備廠所生產(chǎn)的反應(yīng)釜主要為搪玻璃反應(yīng)釜和不銹鋼反應(yīng)釜兩類。根據(jù)耐熱溫度，選擇不銹鋼反應(yīng)釜。、反應(yīng)釜選型 根據(jù)物料衡算，，247。=，因此選用14000L反應(yīng)釜，247。14000=，過量系數(shù)（）/=%5%,，可行。查表選用不銹鋼K型14000L反應(yīng)釜，相關(guān)參數(shù)如下：公稱容積：14000L 實際容積：15400L 電機功率25kw傳熱面積： 允許攪拌速度：63125r/min允許工作壓力：罐內(nèi)≤ 夾套內(nèi)≤允許工作溫度：罐內(nèi)0—200℃ 夾套內(nèi)0—200℃、稀釋釜選型稀釋釜物料容積V=20103247。=，247。=，,過量系數(shù)為（）/=%，可行。查表選用不銹鋼型20000L稀釋釜，相關(guān)參數(shù)如下：公稱容積：20000L 實際容積22500L 電機功率40kw傳熱面積： 允許攪拌速度：63125r/min允許工作壓力：罐內(nèi)≤ 夾套內(nèi)≤允許工作溫度：罐內(nèi)0—200℃ 夾套內(nèi)0—200℃、配套攪拌器的選型目前化工合成中所用的攪拌器，通常有槳式攪拌器，框式攪拌器等多種類型。在合成樹脂生產(chǎn)中，多選用框式攪拌器，也稱錨式攪拌器其結(jié)構(gòu)比較堅固，底部形狀與反應(yīng)釜封頭形狀相似。反應(yīng)釜用攪拌器：功率P=25kw 攪拌速度n=80r/min P/n=25/80=查《材料與零部件（上）》選用框式攪拌器II212095 HG 75778 材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。稀釋釜用攪拌器：功率P=40kw 攪拌速度n=80r/min P/n=40/80=查《材料與零部件（上）》選用框式攪拌器II212095 HG 75778 材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。選型原則：貯罐須滿足35釜次的投料需要。最大投料體積為：苯乙烯7450247。=因此丙二醇選用20000L搪玻璃F型貯罐（HG525379）。 苯乙烯選用25000L搪玻璃F型貯罐（HG525379）。丙二醇要求10min內(nèi)輸送完畢，則流量為Q1=247。10247。100060=苯乙烯要求15min內(nèi)輸送完畢，則流量為Q2=247。15247。100060= m3/h查《化工工藝設(shè)計手冊》流體常用流體范圍，—2m/s，根據(jù)關(guān)系算圖可選得DN=80mm管。材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti含Mo不銹鋼。（注：管彎均為90176。彎頭；由于溫度降低，p、u增大，ΔP增大，因此所選的泵應(yīng)能滿足最低溫度下的要求，對于武漢地區(qū)取最低溫度為10℃。）查《化工工藝設(shè)計手冊》選用YG型油泵65YG38，有關(guān)參數(shù)如下：流量：50 m3/h 揚程：24電機功率： 轉(zhuǎn)速：2950r/min允許汽蝕余量： 效率：72%[10]1）真空系統(tǒng)的作用真空吸料和給反應(yīng)釜抽真空，不同時使用抽氣量也不同，以抽氣量最大時（即反應(yīng)釜真空時）為設(shè)計依據(jù)。要求：真空度：700mmHg 達到時間：2min2）抽真空總體積反應(yīng)釜實際體積為15400L，；緩沖罐取1000L；真空管道及其他容器設(shè)為1914L，總計為6000L。由P=700mmHg，t=2min，V=6000L，查《化工管路手冊》下冊，抽氣速率為420m3/h，因此選用W6（V7）型往復(fù)真空泵，查《化工工藝設(shè)計手冊（上）》得有關(guān)系參數(shù)如下：抽氣速率：770 m3/h 極限真空：10mmHg水管進口直徑：3/4inch 水管出口直徑：3/4inch氣管進口直徑：5inch 氣管出口直徑：5inch配用電動機：J02—72—6 電機功率：22kw[8]原則：按鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定設(shè)計。要求：為外壓容器，按外壓力容器設(shè)計規(guī)范設(shè)計。耐壓1kgf/cm2 容積1000L 材質(zhì)：20g鋼（含碳量為萬分之二），壓力容器專用鋼種。取L/DN=1 DN=1000mm L=1000mm查《材料與零部件》上冊，可得：壁厚 δ=5mm 腐蝕余量為1mm則L/D0=1000/(1000+2)= D0/δ0=(1000+2)/=查《化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》圖15—3的A=由20g鋼δs=245MPa，查圖15—5得B=40則［P］=Bδ0/D0=40（1000+2）=，且P=1kgf/cm2=,P［P］，因此可選用δ=5mm的鋼板。封頭壁厚也取δ=5mm，腐蝕余量為1mm查《化工設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖15—2得常用封頭Di/2h=1000/2255=2，k1=，Rv=K1Di=1000=900mm又A=104查圖15—5得B=61則［P］=Bδ0/Dv=61（）=，且P=1kgf/cm2=，P［P］，因此選用封頭DN10005查《材料與零部件》上冊JB1154—73，有關(guān)參數(shù)如下： DN=1000mm δ=5mm 曲邊高h(yuǎn)=250mm 直邊高h(yuǎn)0=25mm V封=179。所以容積V=2+π1=179。簡體和封頭的連接利用焊接。支座選擇：罐重：W=（π+2）103=查《化工機械手冊》選用標(biāo)準(zhǔn)式支座JB1166—81（支撐式支座）： 支撐允許負(fù)荷： 支座支撐面積：172cm2支撐單位面積上的壓力： 重量：真空系統(tǒng)使用閥門查《化工工藝手冊》P455，選用內(nèi)螺紋截止閥J11X—16具體緩沖罐的結(jié)構(gòu)尺寸見附圖 封頭開口：氣壓計接管 F324 法蘭HG5012—58 其他開口均選接管 F803 法蘭HG5012—58 原則：按鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定設(shè)計。 要求：耐壓1kgf/cm3 容積1000L 材質(zhì)A3鋼簡體設(shè)計：取L/DN=1 DN=1000mm L=1000mm 壁厚取δ=5mm廢水接收罐的設(shè)計過程同真空緩沖罐封頭選用標(biāo)準(zhǔn)件，橢圓形封頭，JB1154—81 DN10005 曲邊高h(yuǎn)=250mm 直邊高h(yuǎn)0=25mm V封=制作選用標(biāo)準(zhǔn)式A型懸掛式支座JB1165—81 支座允許負(fù)荷： 支座支撐面積：185cm3 支撐單位面上壓力： 重量：選用的墊板材料為1Cr18Ni9Ti，尺寸1601208mm，支座材料選用A3F鋼。閥門選用內(nèi)螺紋截止閥J11X—10，其上封頭開口形式及主要結(jié)構(gòu)尺寸同真空緩沖罐，具體結(jié)構(gòu)尺寸見附圖。要求：容積5000L，材質(zhì)1Cr18Ni9Ti適于安裝要求。1）取L/DN=1 DN=1700mm L=1700mm則V筒=π=封頭按標(biāo)準(zhǔn)JB1154—73設(shè)計： 曲邊高h(yuǎn)=425mm 直邊高h(yuǎn)0=25mm V封= m3則V總=V筒+2V封=+2= m3總高H=1700+2（425+25）=2600mm2）厚度計算查《化學(xué)設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》內(nèi)容，得δ=PD內(nèi)/2[σ]φ+C1+C2δ—壁厚 P—內(nèi)壓 D內(nèi)—內(nèi)徑 [σ]—許用應(yīng)力 φ—焊縫系數(shù)C1—鋼板負(fù)偏差 C2—腐蝕余量[σ]= σs/hs=196/=δ=PD內(nèi)/2[σ]φ+C1+C2=1700（2）++1=因此確定封頭與筒體厚度為3mm查《材料與零部件》上冊得：標(biāo)準(zhǔn)為JB1154—73筒體DN=1700mm L=1700mm δ=3mm封頭DN17002 h=425mm h0=25mm㎡計量罐重及丙二醇總重W=+（π+2）103=8t查《化工機械手冊》—91支座允許負(fù)荷：8噸 支座支撐面積：639cm3支撐單位面上壓力： 重量：選用的墊板材料為1Cr18Ni9Ti，尺寸27024014（mm），支座材料選用A3F鋼。計量罐開口：液位計開口接管F50 選用HG501058法蘭其他開口接管F803 選用HG501058法蘭[12]通入CO2目的：保護生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品，防止空氣中的氧氣與原料反應(yīng)而使樹脂變色。同時幫助去掉水分，加速反應(yīng)進行，并起到攪拌作用。CO2系統(tǒng)要求：在投料前排除反應(yīng)釜中的空氣。反應(yīng)過程中在真空泵打開之前使反應(yīng)在CO2環(huán)境中進行（）因此，可得每釜次得耗氣量V=V排+V通=+20=179。每瓶CO2在室溫25℃常壓1atm狀態(tài)下的體積：其中CO2液態(tài)d=，充氣量為鋼瓶容積（45L）的80%即36LV瓶==36103298247。44247。105=179。采用數(shù)只氣瓶并聯(lián)，每周（5天工作日）更換一次的方法，可使供氣平衡，并可減少勞動強度，并聯(lián)氣瓶數(shù)n=5247。=，考慮漏氣量擬用7個。查《化工工藝設(shè)計手冊》可得氣瓶有關(guān)參數(shù)如下：外徑280mm 高1600mm 容積45L壓力150atm 質(zhì)量60kgCO2管路采用DN3/4的1Cr18Ni9Ti管為使供氣平衡，擬采用串聯(lián)一只1000L的緩沖罐D(zhuǎn)N/L=1 DN=1000mm L=1000mm內(nèi)壓耐壓10kgf/cm2 材料為不銹鋼查《材料與零部件》上冊得δ=5mm封頭選用標(biāo)準(zhǔn)件，查《材料與零部件》上冊選用DN10005 JB1154—73橢圓形封頭：曲邊高h(yuǎn)=250mm 直邊高h(yuǎn)0=25mm V封= m3 S內(nèi)表 =179。緩沖罐重：W=（π+2）103=支座選用JB1166—81支撐式支座，閥門選用J11X—10.[14]在合成樹脂生產(chǎn)過程中，要用到分餾冷凝器和臥式冷凝器。分餾冷凝器的選擇：最常用的有塔板式分餾柱和填料式分餾柱兩類。前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高，后者結(jié)構(gòu)簡單易制造，目前合成樹脂廠多采用填料式分餾冷凝器，因此選用填料式分餾冷凝器。臥式冷凝器的選擇：目前化工廠使用熱交換器常用的有列管式