【導(dǎo)讀】產(chǎn)量最大的一種合成橡膠[1]，占合成橡膠總產(chǎn)量的80%以上。國家也開始迅猛發(fā)展。丁苯橡膠屬于普遍類型的橡膠，可以替代天然橡膠，有些性能比天然橡膠更好。本設(shè)計為年產(chǎn)5萬噸丁苯橡膠工藝設(shè)計，整個設(shè)。計文件由設(shè)計說明書和設(shè)計圖紙兩部分組成。在設(shè)計過程中，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，進行了。丁苯橡膠生產(chǎn)過程中的安全注意事項及“三廢”[2]治理作了相關(guān)說明。相應(yīng)的設(shè)計圖紙，設(shè)計圖紙包括工藝流程圖、主要設(shè)備圖及車間布置圖等。

　　

【正文】 167。 攪拌罐的裝料量 為提高釜的利用率，裝料系數(shù) η一般取在 ～ ，可取 ，即 η= 167。 初步計算筒體直徑 立式攪拌器的容積通常是筒體和下封頭容積之和。已知高徑比和 η值后，仍不能確定筒體直徑和高度，因為當(dāng) Di不知時，封頭體積也不知。因此選用粗估法計算，即先忽略封頭體積，然 后再精確計算。 Vg≈（ π/4） Di2H=（ π/4） Di3(H/Di) ∴ Di= . )i/( 4 33 ??????? DH Vg 圓整 Di=3m 當(dāng) Di=3時，封頭體積 V=179。，直邊高度 40mm，內(nèi)表面積 ㎡ 筒體高度 H=2)4/( / DivVg? ??= ????? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 驗證： H/Di=,在 ～ ，以上假設(shè)成立。 167。 傳熱結(jié)構(gòu)，夾套結(jié)構(gòu) 夾套是用焊接或法蘭連接的方式在容器的外側(cè)設(shè)各種形狀的結(jié)構(gòu)，使其與 容器外壁形成密閉空間。在此空間充入冷、熱流體，以維持物料溫度在預(yù)定范圍內(nèi)。本反應(yīng)釜采用折邊蜂窩夾套。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，夾套直徑為： Dj=Di＋ 200=3200mm 夾套高度應(yīng)高于反應(yīng)液高度： ∴ Hi＞ )4/( ??????DivVg? 167。 筒體壁厚確定 內(nèi)壓力 ～ ，按最大壓力計算， Pc= 筒體設(shè)計壁厚： δ=PcDiP φ22 c ?? ?? Di=3000mm [σ]t:圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，本釜采用 20R碳素鋼 [σ]t=113 MPa υ焊接接頭系數(shù)，用來彌補焊接時可能出現(xiàn)的強度削弱， υ＜ 可取 υ= ∴ δ= 32 30 ??? ? 考慮到介質(zhì)及大氣對筒壁的腐蝕作用，計算壁厚時應(yīng)加上腐蝕裕量，對碳素鋼， δmin≥3mm,不妨取 3mm ∴ 設(shè)計厚度 : 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 C2=＋ 3= 考慮到鋼板供貨的厚度偏差，在設(shè)計中，還應(yīng)加上負偏差 C1 設(shè) C1=1mm 則名義厚度： δn=＋ 1= 圓整為 :12mm 牌號： Q215 供貨狀態(tài)：熱軋 由此可計算出最大允許工作壓力 : [Pw]=（ 2δe[σ]tυ） /(Di＋ δe) 釜有效厚度： δe=δn－ C 厚度附加量： C=C1＋ C2 ∴ [Pw]= M P ???? －－＋ ）－－（ 與假設(shè)計算相符。 167。 頂蓋和工藝接管 167。 進料管 單體進料管：丁二烯和苯乙烯混合的總體積 : V=V1＋ V2=＋ =179。 氣體流速按 4m/s計算，則： d1=36004?u V?= ???== 圓整為 32mm,選用型號 Φ38 167。 水進料管 設(shè)流速為 4m/s， ∴ d2=36004?u V?= ???== 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 圓整為 40mm,選用 Φ45 167。 液氨的進口管徑 估算夾套面積，按 Di=3m計算 S = S1 ＋ S2 S1為夾套聚合釜外表面圓柱體部分 S2為風(fēng)頭表面積 ∴ S = πDiHi＋ S2 = ＋ = ㎡ 液氨傳熱系數(shù) K=㎡ K 故冷卻總面積 : A = ㎡18 4. 82 9324003600 ??? ? ∴ 釜內(nèi)冷卻面積 : A1=A－ S=－ =㎡ ① 釜內(nèi)冷卻劑液氨的進口管直徑 釜內(nèi)冷卻劑移走的熱量： Q2=A1K△ T =3600400[2－（ 30） ]=109J=106KJ 30℃ 時，液氨的物性數(shù)據(jù) Cp=℃ ρ=650kg/m179。 ∴ W1= hkgeTCpQ / 7 4 ?????? 體積流量 : V=W1/ρ=104247。650=179。/h 流速為 6m/s ∴ d3= 3 6 0 ????? 圓整為： 65mm 故選用 :764mm ② 釜內(nèi)冷卻管長 設(shè)冷卻管直徑為 L=A1/πD=247。247。= 每根管子長度設(shè)為 則共需 247。= 358根，三角形排列 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 ③ 夾套進口管徑 夾套移走熱量 ： Q1=Q－ Q2 =－ 106 =106KJ/h ∴ 體積流量 : hV / 50324 74 3?????? 取液氨流量為 4m/s ∴ d4= 4 0 6 0 0 ????? 圓整為 :50mm 故采用 :57 167。 攪拌裝置 167。 攪拌器選擇 乳液聚合攪拌時，將單體分散在乳化劑水溶液中，聚合時聚合物粉須保持穩(wěn)定的聚合狀態(tài)，因而不能過度攪拌，同時還要使釜內(nèi)混合器 均勻并 除去反應(yīng)熱，因此可采用圓盤 直 葉渦輪式攪拌器，選擇六葉葉片，直徑選擇一般在容器的 1/3～ 1/2,即 1～ ，可選擇 ，即 Dj=1200mm,轉(zhuǎn)速 500r/min(300～600 r/min) 彎葉指葉片朝著流動方向彎曲。 167。 攪拌器轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速： Vt=πDjn/60=1200500247。60247。1000=一般切線速度在 3～ 80m/s，因此符合生產(chǎn)要求 攪拌葉寬度： b==1200=240mm 長度： L==1200=300mm 攪拌器安裝位置： H=Dj=1200mm 167。 攪拌功率 計算式： P=Npρn3d5 Np：功率準(zhǔn)數(shù) 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 已知： ρ=950kg/m179。 d= 現(xiàn)求 Np。查得 :μ=180mpas Re = d2πρ/μ = 950/(180103) =104 又 D/d=3/= 查功率曲線（《化工設(shè)備》 230頁）得： Np = ∴ P=Npρn3d5 =9505003 =1011W =109KW 167。 攪拌器附件 167。 擋板 采用豎擋板，其作用是： ① 將切向流動轉(zhuǎn)變?yōu)檩S向和徑向流動，對罐體內(nèi)液體的主體對流擴散 ，軸向和徑向流動都是有效的。 ② 增大被攪動液體的湍流程度，從而改善攪拌效果。 擋板寬度（ D/12～ D/10）：采用 280mm 因容器直徑較大，采用六塊擋板 167。 導(dǎo)流筒 攪拌混合中起倒流作用，提高了混合效率，同時限定了循環(huán)路徑，減少了短路機會。 導(dǎo)流筒直徑 D==2100mm 安裝位置：套在漿葉外面或略高于槳葉，上端略低于靜液面。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 表 71 聚合釜匯總表 名稱 尺寸 mm 安裝位置 備注 釜體 D=3000 H=6262 Δ=12 20R碳素鋼 夾套 H＞ 3541 釜體外側(cè)偏下 單體進料管 Φ38 釜底 水進料管 Φ45 釜內(nèi)冷卻管 管長 2500 管徑 50 數(shù)目 358根 盤式排列 夾套管徑 直徑 3200 高度 6000 附體外側(cè)下部 碳鋼 攪拌器 轉(zhuǎn)速 葉寬度 240 葉長度 300 H=1200 圓盤直葉渦輪式 六葉葉片 擋板 寬度 280 均布于釜內(nèi) 采用六塊擋板 導(dǎo)流筒 D=2100 套在漿葉外面或略高于槳葉，上端略低于靜液面 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 第 8 章 車間工藝布置及廠址選擇 167。 工藝布置設(shè)計 生產(chǎn)車間工藝布置合理與否直接影響生產(chǎn)工藝方案能否實現(xiàn)及工廠的效率、占地面積及建設(shè)投資等，對整個工廠的廠貌 及其他設(shè)計都有重要的影響，在進行生產(chǎn)工藝布置時，首先遵守工藝設(shè)計的整體原則，同時還應(yīng)注意以下幾點。 ① 以組織形成工藝生產(chǎn)流水線為準(zhǔn)則，生產(chǎn)工藝流程要順，力 求合理。盡量縮短半成品運輸路線，盡可能避免運輸路線交叉和往返。 ② 各生產(chǎn)車間的用膠一端，盡可能接近煉膠車間，便于膠料的搬運和供應(yīng)。為了減少煉膠車間對生產(chǎn)廠房的污染，煉膠車間應(yīng)盡量布置在全年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。 ③ 生產(chǎn)設(shè)備的周圍，需留出足夠的操作面積和設(shè)備吊運 、拆裝、檢修所需要的空間，機臺之間的安全間距等。 ④ 各生產(chǎn)工序（或工段）之間，需留出足夠的物料和半成品存放面積。 ⑤ 各生產(chǎn)車間（ 或工段）之間，需留出車間內(nèi)部通道和運輸?shù)缆贰? ⑥ 在布置大型生產(chǎn)設(shè)備（或機組）時，必須注意地基狀況、樓板荷載與廠房高度和柱的關(guān)系。有問題需與土建專業(yè)協(xié)商，采取相應(yīng)措 施。還需注意大型設(shè)備基礎(chǔ)與廠房墻、柱基礎(chǔ)的關(guān)系。兩種基礎(chǔ)不能連結(jié)或緊靠。若間距過小，應(yīng)采取防震措施。 ⑦ 在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)充分利用自然采光和自然通風(fēng)條件，保障良好的生產(chǎn)操作環(huán)境。生產(chǎn)廠房四周，不要貼墻布置其他建筑物。 ⑧ 在生產(chǎn)車間工藝布置過程中 ，需同時考慮管道敷設(shè)、起重運輸、自動控制、通風(fēng)設(shè)施、車間動力站、車間變電所等所需要的空間和比較合適的位置。需分別會同有關(guān)設(shè)計專業(yè)協(xié)商確定。 ⑨ 為了消防和安全生產(chǎn)，在布置車間內(nèi)部的主要通道時，需考慮人員迅速疏散的條件。對于易燃易爆生產(chǎn)工段，布置在主廠房的邊角地帶，并提供生產(chǎn)車間工藝平面布置圖和必要 的立面布置圖。請有關(guān)專業(yè)在設(shè)計時采取必要的措施。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 39 ⑩ 要為車間辦公室和車間生活室留出足夠的空間，以便有關(guān)設(shè)計專業(yè)進行具體安排。結(jié)合長遠發(fā)展規(guī)劃，為進一步擴 建預(yù)留出條件。 167。 生產(chǎn)廠房的整體布置 生產(chǎn)廠房的整體布置就是根據(jù)工藝、交通運輸、動力供應(yīng)、生產(chǎn)管理多方面的要求結(jié)合地形、地貌和周圍環(huán)境等具體情況，進行全廠各種建筑物、構(gòu)筑物和道路等的布置。 橡膠廠生產(chǎn)廠房的整體布置基本上可歸納為綜合性集中廠房和按車間劃分的分散廠房兩種形式。國內(nèi)外生產(chǎn)實踐證明，綜合性集中廠房具有更多的優(yōu)點。本工藝也采用綜合性集中廠房。 綜合性集中廠房把一種橡膠產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程的幾個車間，甚至把幾種橡膠產(chǎn)品的幾個生產(chǎn)車間 ，按照生產(chǎn)工藝流程的合理性，集中布置在一個大廠房內(nèi)。這種形式的 優(yōu)點是生產(chǎn)車間集中、廠區(qū)布置緊湊、節(jié)省占地面積；各生產(chǎn)車間連在一起，便于組織連續(xù)生產(chǎn)流水線；半成品可避免露天運輸，不受外界環(huán)境影響，減少半成品在搬運過程中變形，對嚴(yán)格控制半成品的規(guī)格，提高產(chǎn)品質(zhì)量極為重要；同時，某些生產(chǎn)設(shè)備還可就進共用，或互為備用。此外，各種動力介質(zhì)管線均可相應(yīng)縮短，減少能量損耗。 167。 廠址選擇依據(jù)與原則 生產(chǎn)能力：本設(shè)計為年產(chǎn)丁苯橡膠 5萬噸 交通運輸：該廠屬于丁苯橡膠生產(chǎn)的大中型企業(yè)，需要有便利的交通運輸條件，因而選擇水陸運輸比較方便的地方建廠，且原料供應(yīng)充足。 地貌地形：地勢較 平緩、地帶平闊的丘陵地，保證建廠的土石運用量不大。廠區(qū)的面積、形式和其他流程合乎需要，廠區(qū)留有發(fā)展的余地。 氣候條件：主導(dǎo)風(fēng)向要求較穩(wěn)定，場地應(yīng)選擇在城鎮(zhèn)常年空氣下風(fēng)側(cè)，河流下游，盡量遠離居民區(qū)。 水文地質(zhì)：裝置 需水量大，故廠址應(yīng)選擇在靠近水源充足和水質(zhì)良好的地域，以滿足裝置生產(chǎn)和生活用水及排水，靠近河流但避開洪水地段 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 40 167。 設(shè)備布置安全距離 在設(shè) 備安裝中，設(shè)備應(yīng)留有余地，以便操作和維修。查《化工設(shè)計》，列于 表 81。 167。 車間內(nèi)輔助室和生活室布置 ? 生活規(guī)模較 小的車間，多數(shù)是將輔助室、生活室集中布置在車間的一個區(qū)域內(nèi)。 ? 考慮到通風(fēng)和采光效果，一般將生產(chǎn)區(qū)集中在北面，輔助室、生活室放在南面。 ? 輔助室、生活室應(yīng)盡量接近安全通道。 ? 輔助室、生活室和生產(chǎn)區(qū)間應(yīng)考慮用防火防爆墻隔離。 ? 輔助室、生活室的門都應(yīng)朝外開，以便人員的撤離。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 41 表 81 設(shè)備的安全距離一覽表 序號 項目 凈安全距離 /m 1 泵與泵間 的距離 2 泵與墻的距離 3 泵列間的距離 4 計量槽間的距離 ～ 5 換熱器間的距離 6 離心機周圍通道 7 過濾機周圍通道 ～ 8 反應(yīng)釜間距 ～ 9 反應(yīng)釜與墻間距 10 反應(yīng)罐蓋上傳動裝置離天花板距離 11 反應(yīng)罐底部與人行通道距離 ～ 12 反應(yīng)罐卸料口至離心機的距離 5 13 通廊、操作臺通行部分的最小凈空高度 ～ 14 不通行的地方的最小凈空高度 15 操作臺梯子的斜度 45176。 ～ 60176。 16 工藝設(shè)備與通道間距 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 42 第 9 章 安全設(shè)計 在工業(yè)生產(chǎn) 的整個過程中，都要涉及到安全問題。安全工程同時也是一項系統(tǒng)工程。安全涉及是完成設(shè)計工作的一個重要環(huán)節(jié)。提高橡膠廠的安全性主要從兩個方面著手：在硬件方面，提高設(shè)備的可靠性；在軟件方面，加強現(xiàn)代化的安全管理。從生產(chǎn)的角度看，工業(yè)安全又兩個側(cè)面，一個是以防火、防爆為主要的安全措施；另一個側(cè)面是防止 污染擴散形成的暴露源對人身造成的健康危害。本設(shè)計主要從綜合安全防護方面進行安全設(shè)計 。 167