【導(dǎo)讀】煤基乙二醇合成乙二醇銻的研究

　　

【正文】 ? ?2 2 0 0 2 0 .6 2 .0 2 0 5 .2id d C m m? ? ? ? ? ? ? 本標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭開(kāi)孔直徑 2 0 5 .2 8 0 02iDd m m m m? ? ? 滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的使用條件，故可以用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 （ 3） 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 B 2 2 2 0 5 .2 4 1 0 .42 2 2 0 5 .2 2 8 2 6 2 3 3 .2n n tB d m mB d m m??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?取大值，故取 B=。 有限高度 外側(cè)有效高度 112 0 5 .2 6 3 5 .1200nth d m mh m m?? ? ? ?? 取小值，故 h1=。 內(nèi)側(cè)有效高度 222 0 5 . 2 6 3 5 . 10 nth d m mh ?? ? ? ?? 取小值，故 h2=0。 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 頭多余金屬面積 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?12214 1 1 2 0 5 . 2 5 . 2 0 . 7 1 2 3 . 2 5 . 2 0 . 7 1 1 0 . 9 5 6923e n t e rA B d fmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 接管計(jì)算厚度 2 28 20 0 32 [ ] 2 96 28ctt tncpd mmp? ? ?? ? ?? ? ? ? 接管多余金屬面積 22 ? ? ? ?? ?2 1 2 22222 3 5 . 1 3 . 2 0 . 0 5 9220e t t r e t rA h f h C fmm? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? （焊角取 ） 23 12 6 .0 6 .0 3 62A m m? ? ? ? ? 21 2 3 92 3 22 0 36 11 79eA A A A m m? ? ? ? ? ? ? 人孔的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 （ 1）補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)表 ，本開(kāi)孔外徑 450mm89mm，因此需要補(bǔ)強(qiáng)。 （ 2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開(kāi)孔直徑 ? ?2 4 5 0 2 0 .6 2 .0 4 5 5 .2id d C m m? ? ? ? ? ? ? （ 3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 B 2 2 4 5 5 .2 9 1 0 .4B d m m? ? ? ? 2 2 4 5 5 . 2 2 8 2 6 4 8 9 . 2n n tB d m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 取大值，故取 B=。 有限高度 外側(cè)有效高度 1 4 5 5 . 2 6 5 2nth d m m?? ? ? ? 1 240h mm? 取小值，故 h1=52mm。 內(nèi)側(cè)有效高度 224 5 5 . 2 8 6 00 nth d m mh ?? ? ? ?? 取小值，故 h2=0。 （ 4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積 23 ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?12219 1 0 .4 4 5 5 .2 5 .2 0 .7 1 2 5 .2 5 .2 0 .7 1 1 0 .9 5 62041e n t e rA B d fmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 接管計(jì)算厚度 20. 12 8 45 0 [ ] 2 96 1. 0 0. 12 8ctt tncpd mmp? ? ?? ? ?? ? ? ? 接管多余金屬面積 ? ? ? ?? ?2 1 2 22222 6 0 5 . 2 0 . 0 7 4615e t t r e t rA h f h C fmm? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? （焊角取 ） 23 12 6 .0 6 .0 3 62A m m? ? ? ? ? 21 2 3 20 41 61 5 36 26 92eA A A A m m? ? ? ? ? ? ? 反應(yīng)釜的焊接與壓力試驗(yàn) 攪拌反應(yīng)釜是典型的焊接結(jié)構(gòu)，主要的制造方法就是焊接，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)備的質(zhì)量，它對(duì)焊接質(zhì)量的要求是所有焊接設(shè)備中要求最高的一種。壓力容器的焊接接頭分為四類(lèi)，以便在制造、維修、管理時(shí)分別對(duì)待，從而保證質(zhì)量。 圓筒部分的縱向焊縫為 A 類(lèi)焊接接頭，封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭屬于 B類(lèi)焊接接頭。 A 類(lèi)焊縫是容器中受力最大的接頭，因此采用雙面焊或保證全焊透的單面焊。 管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭、法蘭與殼體、接管連接的接頭，均屬于 C類(lèi)焊接接頭。本設(shè)計(jì)中，為低壓容器， C類(lèi)接頭的受力較 小，通常采用角焊縫連接。 接管、人孔、凸緣與殼體連接的接頭均為 D 類(lèi)焊接接頭。 D 類(lèi)焊縫是接管與容器的交叉焊接，受力條件較差，且存在較高的應(yīng)力集中，在厚壁容器中這種焊縫的拘束度相當(dāng)大，殘余應(yīng)力亦較大，易產(chǎn)生裂紋等缺陷，對(duì)于低壓容器采用局部焊透的單面或雙面角焊。 24 除材料本身的缺陷外，容器在制造和使用中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷。為考核缺陷對(duì)壓力容器安全性的影響，壓力容器制造完畢后或定期檢查時(shí)，都要進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)是指在超設(shè)計(jì)壓力下進(jìn)行的液壓或氣壓試驗(yàn)，氣密性試驗(yàn)是指在等于或低于設(shè)計(jì)壓力 下進(jìn)行的氣壓試驗(yàn)。 過(guò)濾器的設(shè)計(jì)與選型 過(guò)濾設(shè)備按照操作方式可分為間歇過(guò)濾機(jī)與連續(xù)過(guò)濾機(jī)，按照采用的壓差可分為壓濾、吸濾、和離心過(guò)濾機(jī)，工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的板式過(guò)濾機(jī)和葉濾機(jī)為間歇壓濾型過(guò)濾機(jī)，轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)為吸濾型連續(xù)過(guò)濾機(jī) [30]。因?yàn)橐叶间R在 1000C下會(huì)從乙二醇溶液中析出，隨著過(guò)濾的進(jìn)行物料的熱量會(huì)不斷的散失，溫度也就不斷的降低，所以本設(shè)計(jì)要求熱過(guò)濾，保證乙二醇銻不會(huì)析出。 根據(jù)過(guò)濾機(jī)的形狀選用轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)，可以在轉(zhuǎn)筒外圍做一個(gè)夾套，里面加入熱水，形成熱過(guò)濾機(jī)。 冷卻結(jié)晶器的設(shè)計(jì)與選型 換熱器根據(jù)冷、熱流體熱量交換的方式不同，可分為三大類(lèi)：直接接觸式、蓄熱式和間壁式。本設(shè)計(jì)需要采用間壁式。這類(lèi)換熱器的型式有夾套式、蛇管式、套管式、列管式、板式、板翹式等。 當(dāng)物料的溫度降低到 1000C后，乙二醇銻會(huì)不斷的從乙二醇溶液中析出，根據(jù)需要選用蛇管式換熱器。 最終冷卻結(jié)晶器選為間壁式蛇管式換熱器。 離心機(jī)的設(shè)計(jì)與選型 離心機(jī)是利用慣性離心力分離液態(tài)非均相混合物的機(jī)械。根據(jù)分離方式，離心機(jī)可分為過(guò)濾式、沉降式和分離式三種基本類(lèi)型。 乙二醇銻在常溫下為粉末狀晶體，為使固體乙二醇銻從乙二醇溶液中 分離出來(lái)，本設(shè)計(jì)選用過(guò)濾式離心機(jī)。 過(guò)濾式離心機(jī)于轉(zhuǎn)鼓壁上開(kāi)孔，在鼓內(nèi)壁上覆以濾布，懸浮液加入鼓內(nèi)并隨 25 之旋轉(zhuǎn)，液體受離心力作用被甩出而顆粒被截留在鼓內(nèi)。 干燥器的設(shè)計(jì)與選型 干燥過(guò)程的目的是除去物料中的水分或溶劑，以便于加工、使用、運(yùn)輸、貯存等。對(duì)于本設(shè)計(jì)，離心過(guò)程后的乙二醇銻，需要進(jìn)一步的干燥處理，該過(guò)程采用電加熱的方式，干燥器選為洞道式。 蒸餾過(guò)程的設(shè)計(jì) 蒸餾可分為簡(jiǎn)單蒸餾、多級(jí)蒸餾、分批蒸餾、特殊蒸餾等，本設(shè)計(jì)的蒸餾是為了除去液體乙二醇中的固體雜質(zhì)，所以采用簡(jiǎn)單蒸餾即可。 26 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了成功的放大處理，使乙二醇銻年產(chǎn)量達(dá)到 2020 噸。通過(guò)借助大量的化工類(lèi)書(shū)籍對(duì)本設(shè)計(jì)所需的設(shè)備進(jìn)行計(jì)算、選型并設(shè)計(jì)出合理的工藝流程。 首先對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行選型與計(jì)算，包括物料衡算、熱量衡算以及主要尺寸的計(jì)算和校核，經(jīng)計(jì)算得出的結(jié)論：反應(yīng)釜內(nèi)徑 1600mm，筒體高度 2020mm，壁厚4mm，橢圓形封頭直邊高 25mm，曲邊高 400mm，容積 ， 封頭厚度 4mm。 然后是反應(yīng)釜的附屬設(shè)備的選型與計(jì)算，主要是人孔、 進(jìn)料口、放料口的選型與計(jì)算。人孔選用內(nèi)徑 450mm 圓形人孔，進(jìn)料口選用內(nèi)徑 100mm 的接管，放料口選用 200mm的接管。 最后是其他工段的設(shè)備選型與計(jì)算，過(guò)濾器選為轉(zhuǎn)筒過(guò)濾機(jī)，采用熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶器選為間壁式蛇管式換熱器，離心機(jī)選為轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾式離心機(jī)，蒸餾設(shè)備選為簡(jiǎn)單蒸餾釜。 本設(shè)計(jì)為反應(yīng)釜式生產(chǎn)乙二醇銻的初步設(shè)計(jì)，主要部分是反應(yīng)工段，包括反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型、附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型，本文可供從事此行業(yè)的技術(shù)人員做理論參考。 27 參考文獻(xiàn) [1] 馮新德 ， 張鴻志 ， 林其棱 ． 飽和聚酯與縮聚反應(yīng) [M]． 北京：科學(xué)出版社 ， 1986. 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