【正文】 各裝置四周有專用有消防水系統(tǒng)和消防環(huán)形通道。g. 化工生產(chǎn)裝置的露天設(shè)備、設(shè)施及建筑物均應(yīng)有可靠的防雷電保護(hù)措施、防雷電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。c. 明火設(shè)備應(yīng)集中布置在裝置的邊緣,應(yīng)遠(yuǎn)離可燃?xì)怏w和易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備及儲槽,并應(yīng)布置在這類設(shè)備的上風(fēng)向。要求提高綠化水平。 噪聲處理方案為防止噪聲危害，機(jī)泵選用低噪音設(shè)備。本項(xiàng)目電石蜜場設(shè)有防滲溝、壓濾機(jī)以及循環(huán)菜,電石渣經(jīng)壓濾后綜合處置,上清液以及由防滲溝收集的電石渣滲濾液循環(huán)利用或粟送至熱電廠輔助煙氣脫硫。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)通過水循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污水零排放。通過以上措施,可使廠房內(nèi)粉塵含量下降98%以上,收塵后排放的粉塵濃度小于lOmg/m3。6. 環(huán)境保護(hù) 執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及排放標(biāo)準(zhǔn)a. 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB89791996）三級b. 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB38382000）三類c. 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB162971996）二級d. 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB123481990）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)e. 《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB30951996）二級f. 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（TJ3679）車間標(biāo)準(zhǔn)g. 《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB145541993）二級 廢氣處理方案電石破碎過程中,車間內(nèi)粉塵瞬間濃度有時(shí)較高,易對生產(chǎn)工人的身體健康造成損害。后勤部：負(fù)責(zé)廠區(qū)的安全保衛(wèi)，設(shè)備維修，食堂，醫(yī)務(wù)等日常運(yùn)轉(zhuǎn)等。財(cái)務(wù)部：負(fù)責(zé)組織全廠的經(jīng)濟(jì)核算工作，組織編制財(cái)務(wù)預(yù)算和結(jié)算。分管物流，銷售，總務(wù)，財(cái)務(wù)等部門。在不影響流程順序的原則下，將較高設(shè)備集中布置，充分利用空間，簡化廠房構(gòu)型。供水由工業(yè)園的供水網(wǎng)絡(luò)引入工廠后，通過工廠的給水網(wǎng)絡(luò)分配到工廠的用水戶。c、結(jié)合地形、地質(zhì)、氣象和周圍環(huán)境等條件，因地制宜，節(jié)約用地。設(shè)置在廠區(qū)中部西面。消防站不位于生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)方向且各部門的距離適中，能快速到達(dá)生產(chǎn)區(qū)。1600夾套尺寸D1mm216。 聚合釜及各設(shè)備選型所以，可選容積為80m3的碳鋼聚合釜。 流量u=== 推出hf===，H==2+=。 泵的選型 這次設(shè)計(jì)用到的泵主要有醋酸加料泵、循環(huán)泵、輸送泵、醋酸回收泵和精餾塔有關(guān)的泵。 Q=K，則換熱面積==22970/m2。代入計(jì)算得到K=769W/m2?K。 冷卻水對流傳熱系數(shù)值在800~1800W/m2?K，取1300W/m2?K；蒸汽及冷凝水對流傳熱系數(shù)值在290~4700W/m2?K范圍內(nèi)，取2500W/m2?K。 分離塔冷凝器 這次設(shè)計(jì)用到的冷凝器較多，這里主要針對板式分離塔的冷凝器進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和選型。忽略加熱蒸汽與二次蒸汽的汽化熱差異和濃縮熱且不計(jì)熱損失，則加熱蒸汽的利用率=1，加熱蒸汽的用量D=。乙炔氣出口管直徑273mm，加料管長2500mm，發(fā)生器內(nèi)空間擋板有4塊，氣液分離器的尺寸是1200mm3000mm，分離器上加裝水噴淋裝置對乙炔進(jìn)行噴淋冷卻。電石從加料口人工加入，與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔氣和氫氧化鈣，氣體進(jìn)入冷卻洗滌器洗滌并且冷卻后排出，而氫氧化鈣則沉入底部，定期由排渣口排出。，,，也即乙炔發(fā)生器的生產(chǎn)能力。 孔徑和開孔率的選擇 篩孔直徑對篩板堵塞、篩板漏液、操作彈性有重大影響，這次設(shè)計(jì)的篩孔直徑=5mm。 降液管和受液盤的結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸的選擇 弓形降夜管提供的降夜面積和兩相分離空間都很大，這次設(shè)計(jì)采用弓形降夜管，垂直型式的。=24m2，塔板面積==。各面積的分配比例與塔板的直徑及液流型式有關(guān)。要處理的物料量較大，采用多塔同時(shí)進(jìn)行分離。根據(jù)通過能力大、塔板效率高、塔板壓降低、操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡單制造成本低五項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評價(jià)，結(jié)合設(shè)計(jì)具體情況，這次設(shè)計(jì)采用篩板塔。塔底裙座高度是指塔底封頭到基礎(chǔ)環(huán)之間的高度，H3=。 根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》知知Dm==。查Smith關(guān)聯(lián)圖知==。 氣相平均密度== kg/m3 液相平均密度，=推出=964kg/m3精餾塔的氣液相體積流率為：== m3/s。編號組分進(jìn)料餾出液釜液1Ald02VAc3CrAld4HAc0∑DW：編號組分進(jìn)料餾出液釜液1Ald02VAc3CrAld4HAc0∑用芬斯克公式計(jì)算最少理論板數(shù)：=為核實(shí)清晰分割的假設(shè)是否合理，計(jì)算塔釜液Ald的含量：ω1= =1015塔頂餾出液中HAc的含量：d4==可見Ald按清晰分割合理，HAc按清晰分割有誤差應(yīng)進(jìn)行試差，：編號組分進(jìn)料餾出液釜液1Ald2VAc3CrAld4HAc∑100最少理論板數(shù)：=核算d4：d4==由于d4的初值和核算值基本相同，故物料分配合理。 醋酸乙烯精餾塔從生產(chǎn)能力大、效率高、流動(dòng)阻力小、有一定操作彈性、結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)低及安裝檢修方便、能滿足物系某些工藝特性六個(gè)方面考慮，這次設(shè)計(jì)選取板式精餾塔。裝填催化劑時(shí)將催化劑預(yù)先稱量，使各根管子裝入量相當(dāng)，并且裝填到相同的寬度，保證較為一致的疏密程度。醋酸鋅以單分子膜狀態(tài)覆蓋在活性炭上，醋酸鋅分子所占的表面積大體上等于活性炭的表面積。 反應(yīng)器的技術(shù)參數(shù) 醋酸乙烯合成反應(yīng)器的技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目殼程管程設(shè)計(jì)壓力/MPa設(shè)計(jì)溫度/℃140~225140~225工作介質(zhì)蒸汽冷凝水C2HHAc、VAc材料16MnR16MnR 腐蝕裕度/mm換熱面積/m2設(shè)備重量/kg45000（1）氣體分布裝置旨在消除進(jìn)口氣體過大的初始動(dòng)能以及氣體均勻的導(dǎo)入床層截面，常在進(jìn)口管的出口端設(shè)置預(yù)分布器。℃)。K)，=，=(m 傳熱面積的計(jì)算傳熱面積的計(jì)算按公式Q=A，式中Q是反應(yīng)器內(nèi)富余的熱量，是床層對壁傳熱系數(shù)，是原料氣與傳熱介質(zhì)的對數(shù)平均溫差。列管距是6345=18mm。 尺寸的設(shè)計(jì)，列管有效長度8m。固定床反應(yīng)器按催化劑床與外界是否進(jìn)行熱量交換可以分為絕熱反應(yīng)器和換熱式反應(yīng)器，工業(yè)上普遍采用換熱式反應(yīng)器，尤其是列管式換熱反應(yīng)器?！?）反應(yīng)熱kJCrALd：11==。（3）各物質(zhì)相態(tài)變化引起的焓變HAc：7==。VAc：3==。kg1kg1kg1平均等壓比熱容=（2）蒸汽預(yù)熱器預(yù)熱的介質(zhì)是過熱蒸氣，通過換熱器換熱作用，吸取自分離系統(tǒng)中的冷凝水所攜帶的熱量轉(zhuǎn)移部分至過熱蒸汽。25oC的C2H2和25oC的HAc組成的混合氣體，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至140oC。 (d)諸多副反應(yīng)所消耗或生成的熱量，由于情況錯(cuò)綜復(fù)雜難以計(jì)算，在此忽略不計(jì)。綜上，HP=HP1+HP2+HP3+HP4+HP5+HP6=。H2O的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP3=[)( )]+[( )()]=。 各物質(zhì)在兩個(gè)不同溫度區(qū)間的平均等壓比熱容（單位：kJkg1kg1kg1 是計(jì)算熱焓的基準(zhǔn)溫度，一般取298K（25oC)。 各物質(zhì)摩爾定壓熱容與溫度的關(guān)系的系數(shù)表系數(shù)C2H2HAcVAcALdCrALdH2O（4）查《化工熱力學(xué)》可知各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱 各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱（單位kJ/mol）物質(zhì)C2H2HAcVAcALdCrALdH20（5）各物質(zhì)沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓 各物質(zhì)沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓（單位：kJ/mol）物質(zhì)C2H2HAcVAcALdCrALdH20沸點(diǎn)118oC℃℃104℃100℃ 反應(yīng)系統(tǒng)的熱量衡算（1）對于流動(dòng)系統(tǒng)，連續(xù)反應(yīng)器其能量平衡方程式的一般形式為：ΣE1－ΣE2 式中：是系統(tǒng)內(nèi)能的積累量； ΣE1是進(jìn)料帶進(jìn)系統(tǒng)的能量； ΣE2是出料從系統(tǒng)帶走的能量（包括內(nèi)能、動(dòng)能和位能等）； Q是外界傳遞給系統(tǒng)的能量； 是系統(tǒng)對外界做的膨脹功；W是外界對系統(tǒng)所做的機(jī)械功。（2）計(jì)算時(shí)間基準(zhǔn)是1h。由物料守恒定律應(yīng)有：說明整個(gè)聚合工序的物料衡算過程是正確的。每套裝置年產(chǎn)量為25000t，年開工300d，每天生產(chǎn)兩批，過濾器過濾損失率為3%。在做設(shè)備工藝計(jì)算時(shí)，引發(fā)劑計(jì)量槽W105的體積大小應(yīng)按1Bd1，而其他原料配制的操作周期是1B原料均視為純凈物。. 聚醋酸乙烯酯乳液聚合間歇操作物料平衡關(guān)系示意圖M1軟水；M2聚乙烯醇；M3聚乙烯醇溶液；M4過濾后的聚乙烯醇溶液 M5單體醋酸乙烯酯；M6增塑劑DBP；M7PH調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉；M8引發(fā)劑過硫酸鉀；M9乳化劑OP10；M10聚合物；M11過濾后的聚合物；M12實(shí)際還需加的水（2） 明確物料發(fā)生的化學(xué)變化，寫出主、副反應(yīng)方程式 ① 在V101，V103中，只是物料的混合和過濾，沒有發(fā)生相變化和化學(xué)反應(yīng) ② 在聚合釜R101中，引發(fā)劑引發(fā)單體發(fā)生自由基聚合其反應(yīng)方程式如下：（3）收集數(shù)據(jù)資料 ① 生產(chǎn)規(guī)模。總水量：＝16%＋20%＋＝ kg/h電石灰渣量：＝16%＋20%＝ kg/h進(jìn)料出料物料名稱流量（kg/h）質(zhì)量分?jǐn)?shù)物料名稱流量（kg/h）質(zhì)量分?jǐn)?shù)電石乙炔水電石灰渣水蒸汽合計(jì)合計(jì) 反應(yīng)工序物料衡算因醋酸乙烯的選擇性按醋酸計(jì)為97%,故3%的用于發(fā)生副反應(yīng)。乙炔的單程轉(zhuǎn)換率為16%，醋酸的單程轉(zhuǎn)換率為40%，醋酸乙烯酯的選擇性和總收率按醋酸計(jì)均為97%，丁烯醛的選擇性按乙醛計(jì)為30%。醋酸乙烯酯為一級產(chǎn)品：≥%。出料，通過過濾器過濾(V103)后，進(jìn)入乳液儲罐(T104)。（5）把聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇溶解釜(V101)通過過濾器（V102）用隔膜泵（P101）輸送到聚合釜(R101)中，并由入孔加入規(guī)定量的OP10，并開動(dòng)攪拌使其溶解。 醋酸乙烯酯生產(chǎn)工藝流程簡圖 聚醋酸乙烯酯生產(chǎn)工藝流程簡述（1）把軟水經(jīng)過軟水計(jì)量槽（W101）計(jì)量后放入聚乙烯醇溶解釜(V101)。 醋酸乙烯聚合反應(yīng)原理: 本研究采用乳液聚合的方法。在合成反應(yīng)中，尚有許多副反應(yīng)。醋酸是一種具有活潑氫的化合物，醋酸乙烯的生產(chǎn)就是利用乙炔與帶有活潑氫的醋酸進(jìn)行乙烯基反應(yīng)這一原理進(jìn)行的，其反應(yīng)為：＋從熱力學(xué)的角度分析，此反應(yīng)在常溫下就可以進(jìn)行完全，但反應(yīng)速度極其緩慢，必須有觸媒的存在，并在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)才有工業(yè)意義。所得聚合物乳液可直接使用等特點(diǎn)。因此，這次設(shè)計(jì)采用電石乙炔氣相法技術(shù),即Wacker流程。Borden流程是以天然氣乙炔為原料，以醋酸為吸收劑回收反應(yīng)產(chǎn)物，代替了低溫冷卻分離產(chǎn)物的方法，提高了乙炔凈化和回收效率，操作費(fèi)用比當(dāng)時(shí)一般的乙炔法降低30％左右。綜上所述可知在石油嚴(yán)重依賴進(jìn)口的我國發(fā)展乙炔法合成醋酸乙烯仍將有重要的意義。乙炔氣相法也很大優(yōu)勢，其工藝特點(diǎn)有：(a)由于是連續(xù)反應(yīng)，長期穩(wěn)定的運(yùn)行便于工藝控制自動(dòng)化；(b)催化劑由廉價(jià)的鋅制得；(c)逐步副反應(yīng)受控制，EDA等副產(chǎn)物量少；(d)醋酸乙烯選擇性大幅度提高，單體質(zhì)量好。但是在電石或者天然氣資源豐富而價(jià)格相對低廉的地區(qū)，乙炔氣相法還有一定的競爭力。(5) 懸浮聚合懸浮聚合是指單體在機(jī)械攪拌或振蕩和分散劑的作用下，單體分散成液滴，通常懸浮于水中進(jìn)行的聚合過程，故又稱珠狀聚合。(3) 本體聚合本體聚合就是在不加其他介質(zhì)的情況下,把醋酸乙烯與引發(fā)劑共同加熱,進(jìn)行反應(yīng)。 聚醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝概述(1) 乳液聚合醋酸乙烯的乳液聚合是目前用得最廣泛、產(chǎn)量也很高的方法。第一條路線是由醋酸經(jīng)過中間產(chǎn)物乙烯酮制取醋酸乙烯，先是乙烯酮?dú)浠玫揭胰?，然后乙醛與乙烯酮反應(yīng)生成醋酸乙烯。(7) 哈爾康法及其他合成法哈爾康法以煤為原料制合成氣即一氧化碳和氫氣，合成氣羰基合成甲醇，甲醇與合成氣羰基合成醋酸，醋酸與甲醇酯化得到醋酸甲酯,醋酸甲酯通過羰基化反應(yīng)生成亞乙基二乙酸酯(EDA)，再經(jīng)熱裂解生成VAc和醋酸。但是為今后Cl化學(xué)、醋酸、VAc及下游產(chǎn)品構(gòu)成一體化的聯(lián)合裝置發(fā)展提供了很好的參考(5) 乙烯液相法該工藝的反應(yīng)機(jī)理和使用的催化劑大體上和乙烯氧生產(chǎn)乙醛的過程相同，也使用氯化鈀氯化銅催化劑，催化劑溶液中還添加一定量的堿金屬醋酸鹽。醋酸甲酯氫甲?；磻?yīng)最為關(guān)鍵，所使用的均相催化劑系統(tǒng)由RhCl3B皮考啉CH3I構(gòu)成。Celanese公司采用該工藝對新加坡的190 kt／a裝置進(jìn)行改造后，在不增加投資的情況下生產(chǎn)能力增加了22％。催化劑壽命也延長一倍以上。該技術(shù)以天然氣部分氧化制取乙炔，并用副產(chǎn)的合成氣生產(chǎn)醋酸，然后二者合成醋酸乙烯。1956年，日本可樂麗公司成功開發(fā)出流化床催化工藝之后，乙炔氣相法的生產(chǎn)技術(shù)日臻完善。乙炔液相法工藝的反應(yīng)過程大致如下：在攪拌槽型反應(yīng)器或鼓泡塔型反應(yīng)器內(nèi)加入一定量的醋酸，在常壓、3070℃條件連續(xù)送入乙炔，乙炔以鼓泡形式通過反應(yīng)液層。我國PVAc乳液的工業(yè)生產(chǎn)水平與國外相比還比較落后。