【導讀】本文對PET的研究，生產和應用進行了詳細的概述，闡述了其在化學工業(yè)中的作用和地位。并介紹了PET的制備方法和。在確定PET生產工藝的基礎上進行了物料。衡算，設備選型和車間設計等過程。文中還對供電、供水、采暖等方

　　

【正文】 ，具體參數如表 42： 表 42 R201 R202 R203 x 1 1 P Mr Xn 103 損失 % 1% 0 假設在聚合之前進行的脫 EG 工藝損失物料 %，切粒包裝階段損失物料 1%。則進入聚合釜 R201 的物料分別變?yōu)椋? BHET： M1= %= kg/h； n= M1/254=催化劑： M2= %= kg/h 穩(wěn)定劑： M3= %= kg/h 消光劑： M4= %= 第一聚合釜 R201 物料衡算 合計： M1+ M2+ M3+ M4= kg/h 由于抽真空會有部分聚合物被夾帶出，同時也夾帶出少量的助劑，故 n1=n =催化劑變?yōu)椋?M2 =穩(wěn)定劑變?yōu)椋?M3 %=消光劑變?yōu)椋?M4 %=聚合反應生成 EG 的質量： MEG1= n1 P 62= kg/h 生成聚合物的質量： MPET1= n1 P 254 MEG1= kg/h 剩余 BHET 質量為： MBHET1= n1 (1P) 254= kg/h 故 201. 2 為： + =R201 201.2 年產 8 萬噸 PET 工藝設計 17 為： ++++=R103 物料平衡驗算： 總進料量 = kg/h 總出料量 = += kg/h 第二聚合釜 R202 物料衡算 進料為 = kg/h 此階段物料損失為 1%，則： n2= =催化劑變?yōu)椋? =穩(wěn)定劑變?yōu)椋? =消光劑變?yōu)椋? =聚合反應生成 EG 的質量： MEG2= n2 P 62= kg/h 生成聚合物的質量： MPET2= n2 P 254 MEG2= kg/h 剩余 BHET 質量為： MBHET2= n2 (1P) 254= 故 202. 2 為： + = kg/h 為： +++MPET總 +=R203 物料平衡驗算： 總進料量 = kg/h 總出料量 = += 第三聚合釜 R203 物料衡算 進料為 = kg/h 在此階段沒有物料損失，則： n3= /254=助劑總量為同上一階段，共計 聚合反應生成 EG 的質量： MEG3= n3 P 62= kg/h 生成聚合物的質量： MPET3= n3 P 254 MEG3= kg/h 剩余 BHET 質量為： MBHET3= n3 (1P) 254= 故 203. 2 為： kg/h 為： MPET總 +M 助劑 +=R203 物料平衡驗算： 總進料量 =總出料量 = +=R202 202.2 R203 203.2 年產 8 萬噸 PET 工藝設計 18 切粒包裝 此階段物料損失 1%，則 純 PET 質量為： MPET= 總 = = 第 四章 熱量衡算 5 關鍵設備的選型 釜的選型 本工藝采用酯交換法生產 PET，可采用如下方法計算釜的體積。 Wd Wd=80000 103/（ 300 24） = kg/d t， t=3h ，取 故反應液的體積為： VR= 3/1084= 反應液的總體積為： VT= VR/= m3 對于此反應可選用國產 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。此釜封頭高度根據國標h==，封頭直邊高度為 50mm。反應釜的殼套厚度選取 100mm。 其他設備的選型 其它的設備主要是泵的選擇。工業(yè)生產中有進料泵、回流泵、塔底泵、循環(huán)泵、產品泵等，石油化工泵的選擇應該滿足流量，揚程、壓力、溫度、氣蝕余量等工藝參數的要求，滿足介質特性的要求和現(xiàn)場安裝的要求。在選泵時： 首先要綜合考慮泵的流量。一方面，應按設計要求達到的能力確定泵的流量，并使之與其他設備能力協(xié)調平衡；另一方面，也要根據生產需要確定泵的流量。在確定泵的流量時應綜合考慮裝置的富裕能力及裝置內各設備能力的協(xié)調平衡。 年產 8 萬噸 PET 工藝設計 19 其次根據生產要求確定泵的揚程。選泵時，由于工藝過程設計中管道系統(tǒng)壓力降計算比較復雜 ，因此泵的揚程要留有適當的余量，一般為正常需要揚程的～ 倍。 最后根據流體輸送設備的特性曲線確定蚌型選泵時，確定哪一種設備，應在生產上所需要的流量和揚程后進行。 車間設備布置的原則 車間設備布置的原則 1 從經濟和壓降觀點出發(fā)，設備布置應順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，允許有所調整。 2 根據地形、主導風向等條件進行設備布置，有效的利用車間建筑面積（包括空間）和土地（盡量采用露天布置及建筑物能合并者盡量合并）。 3 明火設備必須布置在處理可燃液體或氣體設備的全年最小頻率風向的下側，并集中布置在裝置（車間）邊緣。 4 控制室和配電室應布置在生產區(qū)域的中心部位，并在危險區(qū)外。 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，達到節(jié)省管材費用及運行費用的目的。 6 留有發(fā)展的余地 7 所采取的勞動保護、防火要求、防腐蝕措施要符合有關標準、規(guī)范的要求。 8 有毒、有腐蝕性介質的設備應分別集中布置，并設圍堰，以便集中處理。 9 設備安全通道、人流、物流方向應錯開。 10 設備布置應整齊 ，盡量使主要管道走向一致 [13]。 車間設備平面布置的原則 車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應盡可能使個車間的平面布置在總體上達到協(xié)調、整齊、緊湊、美觀，相互融合，渾成一體。其次，必須從生產需要出發(fā)，最大限度的滿足生產包括設備維修的要求。即要符合流程、年產 8 萬噸 PET 工藝設計 20 滿足生產、便于管理、便于運輸、利于設備安裝和維修。第三，生產要安全。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規(guī)定。第四，要考慮將來擴建及增建的余地，為今后生產發(fā)展、品種改革、技術改造提供方便。但這 些一定要最有效的利用車間的建筑面積（包括空間）和土地（設備裝置能露天布置的盡量露天布置，建筑物能合并的應盡量合并）。 車間設立面布置的原則 廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結合的形式。多層廠房占地少但造價高，而單層廠房占地多但造價低。采用單層還是多層主要應根據工藝生產的需要。例如制堿車間的碳化塔，根據工藝要求須放在廠房內，但塔有比較高，且操作崗位安排在塔的中部以便觀察塔內情況，這樣就需要設計多層廠房；另一種情況是：設備大部分露天布置，廠房內只需要安置泵或風機，這種情況可設計成單層廠房。 對于為新產品工業(yè)化生產而設計的廠房，由于生產過程中對工藝流程和設備需要不斷改進和完善，一般都設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，以適應工藝流程和設備變化的需要。 車間設備布置 車間設備平面布置 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。長方形便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于設備排列，縮短管線，易于安排交通出入口，有較多可供自然采光和通風的墻面；但有時由于廠房總長度較長，在總圖布置有困難時，為了適應地形的要求或者生產的需要，也有 采用 L 形、 T 形和 Ⅱ 形的，此時應充分考慮采光、通風和立面等各方面的因素。 車間設備立面布置 化工廠廠房可根據工藝流程的需要設計成單層、多層或單層與多層相結合的形式。一般來說單層廠房建設費用較低，因此除了由于工藝流程的需要必須設計成多層外，工程設計中一般多采用單層。有時因受建設場地的限制或者為了節(jié)約用地，也有設計成多層的。對于為新產品工業(yè)化生產而設計的廠房，由于在生產過程中對于工藝路線還需不斷改進和完善，所以一般都設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，以適應工藝流程改變的需要。 年產 8 萬噸 PET 工藝設計 21 7. 公用工程 供水 化工生產中的大量用水，主要用于工藝用水和冷卻用水兩類。在本設計中工藝用水不與產品接觸，故不做討論，對于冷卻水應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??； （ 4）不會促進生物或微生物的生長，從而引起管道和換熱設備的堵塞。 供電 車間用電通常有工廠的變電所或由供電網直接供電。車間用電一般最高為6000 伏，中小型電機只有 380 伏。通常在車間附近或在車間內部設置變電室，將電壓降低后分配給各用電設備使用。 供暖 采暖目前主要以鍋爐方式提供熱量，使在較低溫度的環(huán)境下，仍能保持適宜的工作或生活條件的一種技術手段，它按設備的布置情況主要分為集中采暖和局部采暖。 通風 車間通風的目的是排除余熱、余濕、有害氣體和粉塵等，使車間內作業(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。通風的方式主要有：自然通風、機械通風兩大類，在本設計中主要采用自然通風，但在設備附近有局部通風的設施。 參考文獻 [1]肖長發(fā)等 .化學纖維概論 [M].中國紡織出版社， 2020. 年產 8 萬噸 PET 工藝設計 22 [2]張洋 .高聚物合成工藝設計基礎 [M].北京 :化學工業(yè)出版社， 2020. [3]趙德仁等 .高聚物合成工藝學 [M].北京 :化學工業(yè)出版社， 2020. [4]譚天恩等 .化工原理 [M].北京 :化學工業(yè)出版社， 2020. [5]倪進方等 .化工設計 [M].華東理工大學出版社 . 致謝 首先，感謝我們于老師對我的指導。兩個星期來，我時刻體會著于老師嚴肅年產 8 萬噸 PET 工藝設計 23 的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，我想這是夠我一生受用的人格魅力。在課程設計的整個過程，于老師都給了我無私的指導。正是在于老師科學、嚴謹的指導下，我的設計才能順利進行，也才得以順利完成。再次向于老師表示深深的敬意和感謝！ 同時也感謝班級其他同學，他們在日常的工作和學習中都給予我很多的幫助和關心，謝謝！