【導讀】本設計完成了年產2021噸PKE的初步設計。首先介紹了產品生產的意義與作用以。及在國內外的發(fā)展現狀。確定了以月桂醇和環(huán)氧乙烷為原料合成中間體月桂醇聚氧乙烯。第1章總論··································································錯誤!

　　

【正文】 30 ???? ? 反應時間 t=2h，輔助時間 t’=1h，填料系數 φ= 反應器的有效體積 VR=V0(t+t’)=(2+1)= m3 反應器的實際體積 mVV R ??? ? 每天需操作批次 8 0 ????? ?? V V (2) 確定 筒體直徑 反應物料為氣 —液相反應，查表取 H/Di=1~2，設備容器要求為 1 m3，可取H/Di=1，裝料系數 φ=。 反應釜直徑估算如下： 334 4 2 .5 1 .0 81iVD mH?????? 圓整至公稱直徑標準系列，取 Di=1200mm。封頭取相同的內直徑，其曲面高度查表得 h1=300mm，直邊高度 h2=50mm。 (3) 確定筒體高度 當 Di=1200mm， h2=50mm 時，查表得橢圓形封頭的容積 Vh= m3，查表得筒體每一米高的容積 V1= m3，則筒體高估算為 mV VVH h ????? 取 H 為 1200mm，于是 H/Di=1200/1200=1 攪拌裝置 按物料粘度選型，在影響攪拌狀態(tài)的諸多物理性質中，液體的粘度的影響最大，所以，可以格局液體的粘度來選型，對于低粘度的液體，應選用小直徑、高 18 轉速攪拌器，如推進式、渦輪式；對于高粘度液體，選用大直徑、低轉速攪拌器，如錨式、框式和槳式。 對于本裝置，屬于低粘度液體，所以選用小直徑、高轉速的推進式攪拌器。攪拌器的直徑 d= Di=1200=420mm,轉速為 100r/min。 其它設備的選擇 儲 罐選擇 (1)鋼制選型依據 鋼制立式圓筒形固定頂儲罐系列 立式橢圓形封頭 (支腿、群座 )儲罐系列 HG31531985 (2)儲罐選型結果 ① 原料計量罐 對計量罐進行設計，設計結果如下 表 31 儲存介質 月桂醇和催化劑 組成 (質量分數 %) 儲存條件 陰涼、通風、干燥、常溫、 常 壓 介質腐蝕性 無 儲存時間 半天 裝載系數 計算容積 V= m3 選型 選用鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為碳鋼，公稱容積為 m3立式儲罐一個，直徑 1000mm，罐體高度 2600mm，儲罐高 3000mm，封頭標準橢圓形封頭 19 ② EO 計量罐 對 EO 計量罐進行設計，設計結果如下表 表 32 儲存介質 環(huán)氧乙烷 組成 (質量分數 %) 儲存條件 壓力 、陰涼、通風、干燥 介質腐蝕性 無 儲存時間 半天 裝載系數 計算容積 V= m3 選型 選用鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為碳鋼，公稱容積為 立式儲罐一個，直徑 1500mm，罐體高度 2600mm，儲罐高 3000mm，封頭標準橢圓形封頭 ③ 醇醚緩沖罐 對醇醚緩沖罐進行設計，設計結果如下表 表 33 儲存介質 月桂醇聚氧乙烯醚 組成 (質量分數 %) 儲存條件 陰涼、通風、干燥、常溫、常壓 介質腐 蝕性 無 儲存時間 半天 裝載系數 計算容積 V= 選型 選用鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為碳鋼，公稱容積為 m3立式儲罐一個，直徑 1300mm，罐體高度 ，儲罐高 4500mm，封頭標準橢圓形封頭 ④ 醇醚磷酸酯緩沖罐 20 對醇醚磷酸酯緩沖罐進行設計，設計結果如下表 表 34 儲存介質 醇醚磷酸酯 組成 (質量分數 %) 儲存條件 陰涼、通風、干燥、常溫、常壓 介質腐蝕性 無 儲存時間 半天 裝載系數 計算容積 V= 選型 選 用鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為碳鋼，公稱容積為 立式儲罐一個，直徑 1400mm，罐體高度 4200mm，儲罐高 4500mm，封頭標準橢圓形封頭 ⑤ KOH 溶液計量罐 對 KOH 溶液計量罐進行設計，設計結果如下表 表 35 儲存介質 KOH 組成 (質量分數 %) 儲存條件 陰涼、通風、干燥、常溫、常壓 介質腐蝕性 無 儲存時間 半天 裝載系數 計算容積 V= 選型 選用鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為碳鋼，公稱容積為 1m3 立式儲罐一個，直徑 400mm，罐體高度1000mm，儲罐高 1400mm，封頭標準橢圓形封頭 泵的選擇 (1)泵的選擇原則 依據國家工業(yè)部對流體輸送機械的相關規(guī)定，并根據《工業(yè)泵選用手冊》、《化工機械手冊：流體輸送機械》的指導，對各個工藝單元中所用到的流體輸送設備進行設備選型。其中主要考慮下述因素： 21 ① 物理參數：針對待輸送的流體的理化性質而選擇合適的泵，其中尤其考慮流體腐蝕性、結垢性、揮發(fā)性等因素。 ② 流量 Q：流量是指工藝裝置生產過程中，要求泵輸送介質的量，一般應給出正常、最小和最大流量。泵數據表上往往只給出正常和額定流量。選泵時， 要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的 ~ 倍。 ③ 揚程 H：是指工藝裝置所需的揚程值，也稱計算揚程，一般要求泵的額定揚程為裝置所需揚程的 ~ 倍。 ④ 進口壓力和出口壓力：進、出口壓力指泵進出接管法蘭處的壓力，進、出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封要求。 ⑤ 溫度 T：是指進出口介質溫度，一般應給出工藝過程中泵進出口介質的正常、最低和最高溫度。 ⑥ 裝置的汽蝕余量 NPSH，也稱有效汽蝕余量。 (2)泵的分類 泵的用途各部相同，根據作用原理可將泵分為以下 2 大類： ① 容積泵： 利用工作室容 積周期性發(fā)生變化來輸送液體，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵、滑板泵、螺桿泵等。 ② 動力式泵 包括只改變液體位能的泵，如水車等，利用流體能量來輸送液體的泵，如離心泵、渦輪泵、噴射泵、氣提泵、潛水泵、電磁泵等。 流量在 120210 m3/h，揚程在 82021m的范圍內，優(yōu)先選擇離心泵，因為在此性能范圍內，離心泵具有轉速高、體積小、質量輕、效率高、流量大、結構簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等優(yōu)點。 (3)泵選型結果 本設計離心泵采用浙江大江山泵閥制造有限公司生產的泵，結合工藝原料進行選擇，選 IS 系列單級單吸 離心泵。 22 ① 醇醚出料泵，選泵型號為 ISWH20160 表 36 ISWH20160 型泵參數 參數 數值 參數 數值 流量 (m3/h) 揚程 (m) 15 轉速 (r/min) 2900 必須汽蝕余量 (m) 效率 (%) 75 功率 (kW) 30 ② 醇醚回流泵，選擇泵的型號為 ISWH40100(I) 表 37 ISWH40100(I)型泵參數 參數 數值 參數 數值 流量 (m3/h) 揚程 (m) 28 轉速 (r/min) 2900 必須汽蝕余量 (m) 效率 (%) 75 功率 (kW) 25 ③ 醇醚磷酸酯出料泵，選擇泵的型號為 ISWH30160 表 38 ISWH30160 型泵的參數 參數 數值 參數 數值 流量 (m3/h) 揚程 (m) 32 轉速 (r/min) 2900 必須汽蝕余量 (m) 效率 (%) 75 功率 (kW) 30 ④ 醇醚磷酸酯回流泵，選擇泵的型號為 ISWH50100(I) 表 39 ISWH50100(I)型泵的參數 參數 數值 參數 數值 流量 (m3/h) 揚程 (m) 45 轉速 (r/min) 2900 必須汽蝕余量 (m) 效率 (%) 75 功率 (kW) 23 23 第 4 章 設備一覽表 本設計所用的設備如下表所示 ： 設備名稱 規(guī)格和型號 材料 單位 數量 醇醚出料泵 ISWH20160 不銹鋼 臺 1 醇醚回流泵 ISWH40100(I) 不銹鋼 臺 1 醇醚磷酸酯出料泵 ISWH30160 不銹鋼 臺 1 醇醚磷酸酯回流泵 ISWH50100(I) 不銹鋼 臺 1 聚合釜 Φ=12001200 16MnR 個 1 原料計量罐 H=,D=1m Q235A 個 1 EO 計量罐 H=,D= Q235A 個 1 醇醚緩沖罐 H=4m,D= Q235A 個 1 醇醚磷酸酯緩沖罐 H=,D= Q235A 個 1 KOH 計量罐 H=1m,D= Q235A 個 1 24 結束語 通過 一 個月的學習和研究， 使我深入地了解了化工行業(yè)在投產之前，所做的一系列工作準備，都要反復細致的校核，經過多方的論證，才能確保投入到實際的生產運營當中 ，這次設計對于我來說是一次很好鍛煉機會，培養(yǎng)了我 們 獨 立思考問題的能力。因此，論文從開始到文章的完成，每一步對于我 們 來說 都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，在這段期間， 通過指導教師的 題 點和查閱有關資料的基礎上進行了物料衡算、熱量衡算、設備計算。最后，繪制了物料流程圖，在此基礎上完成了 生產 2021 噸聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽工藝的初步設計工作 。 我要特別感謝各位老師給予的幫助和指導 ， 是老師們的辛勤 付出 ， 兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，嚴謹的治學精神和深厚的理論水平都使我獲益良多。這些學習和工作的態(tài)度對我來說都是一種激勵，我會將我所學到的理論知識靈活的運用到實工作當中 去 ， 做到理論與實際相結合，用實 際行動來驗證理論的可行性，凡是做到盡職盡責。 25 參考文獻 [1] Fay T,Sheridan G,Karsa Surfactants Based on Phosphosus[J].Comun Jorn Com Esp Deterg,1981,12:2532 [2] 陳樹大，吳建一 .脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽的合成與性能 [J].嘉興學院學報， 2021,15(3):2128. [3] 鄭鵬武，王偉 . 脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽的合成與物性測試 [J].鞍山鋼鐵學院學報，1998,21(4):1315 [4] 楊海濤，周向東 . 脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鉀鹽的合成與應用 [J].精細與專用化學品，2021,13(9):3539. [5] 高紅旗 . 聚氧乙烯醚磷酸酯合成與應用 [J].江蘇化工， 1994,22(1):1820. [6] 朱建民，劉兆斌，李曉燕，宋恩軍 .新型窄分布乙氧基化催化劑的研究現狀與發(fā)展 [J].遼寧石油高等?？茖W校學報， 1997,13(2):5459. [7] 葛婉華，陳哄德 .化工計算 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 1990:115150. [8] 陳炳和，許寧 .化學反應過程與設備 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2021:7484. [9] 中國石化集團上海工程有限公司 .化工工藝設計手冊 (上 )(第三版 )[M].北京：化學工業(yè)出版社，2021:11537. [10] 魏少華，田豐濤 . 脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯生產工藝條件的選擇 [J].南京師范大學學報 (技術工程版 )2021,2(1):4549. [11] 劉光啟 , 馬連湘 , 劉杰 . 化學化工物性數據手冊 [M]. 北京 : 化學工業(yè)出社 , 2021: 237— 238. [12] 陳常貴 . 化工原理 [M]. 天津 :天津大學出版社 , 2021:331336. [13] 巨勇智 , 靳士蘭 . 過程設備機械基礎 [M]. 北京 :國防工業(yè)出版社 , 2021: 282289.