【正文】 。 噪聲隔離是一種很好的預(yù)防方法，在噪聲源和人之間進(jìn)行吸收或者屏蔽，阻止噪聲的傳播。 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 40 頁 通過選擇低噪聲的設(shè)備，從源頭上解決噪聲污染。當(dāng)噪聲超過一定值時(shí)，就會(huì)對(duì)人類造成傷害，聽力受損，甚至耳聾。氣流波動(dòng)噪聲包括鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)等靠氣體快速流動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。 噪聲污染 工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的噪聲是對(duì)人最嚴(yán)重的影響。 5） 為人工操作提供良好的采光條件。 3） 處理酸堿等有腐蝕性物質(zhì)的設(shè)備盡量放在建筑物的底層，并在周圍設(shè)立圍欄。 安全對(duì)設(shè)備布置的要求 1） 建筑物的設(shè)備的防火間距一定要達(dá)到化工工業(yè)廠房防火規(guī)定的 要求。四是如果有必須帶電滅火的條件限制時(shí) ,應(yīng)注意在滅火時(shí) ,不能用泡沫滅火劑 ,只能用粉末滅火劑或干砂覆蓋 ,防止人員觸電。二是操作前應(yīng)該先斷開斷路器或接觸器，然后切斷電源，再斷開隔離開關(guān)。 撲滅電氣設(shè)備引起的火災(zāi)的方法有切斷電源，切斷電源就是切斷了火災(zāi)的來源 ,同時(shí)也 避免了救火人員觸電的危險(xiǎn) ,普通的滅火器也可以把設(shè)備過熱引起的火災(zāi)撲滅。 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 40 頁 （ 2） 電氣設(shè)備或負(fù)載線路長(zhǎng)期處在過負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)。造成短路的原因有兩種 ,第一種是電氣設(shè)備的包裝或?qū)Ь€失去它們應(yīng)有的絕緣能力，有可能因絕緣體老化或局部磨損或者被腐蝕失去絕緣性而造成事故。當(dāng)電力網(wǎng)中有線路短路后電流急劇增加，甚至可高達(dá)正常值的幾百倍，引起過熱。所以電氣設(shè)備過熱以及它所產(chǎn)生的靜電、電火花、電弧都有可能引起火災(zāi)。當(dāng)可燃物質(zhì)的溫度達(dá)到它的燃點(diǎn)就能引起燃燒。工作后，淋浴更衣，洗凈粘附在皮膚上的少量多聚甲醛粉末。進(jìn)行人工操作時(shí)要戴防護(hù)手套。戴防塵口罩，保護(hù)呼吸道系統(tǒng)。如果接觸到皮膚，立即脫去被污染的衣服，用肥皂水和清水不斷的沖洗皮膚。如果吸入了多聚甲醛，應(yīng)迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)到空氣新鮮的地方，保持呼吸道通暢。多聚甲醛粉末與空氣可形成爆炸性混合物，當(dāng)多聚甲醛達(dá)到一定濃度時(shí)，混合物遇火星會(huì)發(fā)生爆炸。 多聚甲醛和異丁烯氣體一樣，與氧化劑接觸或者遇明火，有引起劇烈燃燒的危險(xiǎn)。多聚甲醛對(duì)呼吸道有強(qiáng)烈的刺激性，會(huì)引起肺炎、咽喉炎、鼻炎和肺水腫。 多聚甲醛的安全 多聚甲醛的危害 多聚甲醛侵入人體的方式是皮膚吸收、吸入或者食入或。 急救措施 當(dāng)不小心吸入異丁烯氣體時(shí)，應(yīng)當(dāng)迅速離開現(xiàn)場(chǎng)到空氣新鮮的地方，保持呼吸道通暢。避免與異丁烯長(zhǎng)期反復(fù)接觸。 呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但當(dāng)與高濃度異丁烯接觸時(shí)可佩戴自吸過濾式防毒面具。進(jìn)入生產(chǎn)廠區(qū)手動(dòng)操作時(shí)一定要戴防護(hù)手套。 處理泄漏時(shí)的防護(hù)措施 處理人員在進(jìn)入泄漏區(qū)前要做好防護(hù)措施，防護(hù)措施包括：身體防護(hù)、眼睛防護(hù)、呼吸系統(tǒng)的防護(hù)和其他的一些防護(hù)。用冷水噴灑容器，使容器冷卻下來。 異丁烯的滅火方法 滅火劑：干粉滅火劑、泡沫滅火劑、霧狀水滅火劑、二氧化碳滅火劑等。漏氣的設(shè)備要經(jīng)檢查、修復(fù)和檢驗(yàn)后，確保設(shè)備不會(huì)再泄漏才可以使用。 泄漏點(diǎn)附近如果有下水道等地下空間，立即用工業(yè)覆蓋層或吸附劑蓋住出入口，防止氣體進(jìn)入地下空間，因?yàn)楫惗∠怏w比空氣重，異丁烯氣體會(huì)進(jìn)入下水道，引起異丁烯氣體聚集，引發(fā)爆炸。嚴(yán)格限制人員的出入污 染區(qū)，盡可能快的切斷火源和泄漏源。 異丁烯 氣體 的密度 比空氣 密度大 ， 能在低空聚集，并擴(kuò)散到 很遠(yuǎn) 的地方，遇 到 明火會(huì)引 起 回燃 ，造成大范圍的燃燒或爆炸 。為了防止發(fā)生化工事故，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮安全因素，各種安全隱患都要想好，并準(zhǔn)備好防護(hù)措施；在廠址的選擇上，要避開人群密集地，防止事故擴(kuò)大；在工藝設(shè)計(jì)上，安全系統(tǒng)要完善；生產(chǎn) 過程中進(jìn)行嚴(yán)密仔細(xì)的監(jiān)控；在廠區(qū)配備好醫(yī)療和消防措施，保證事故發(fā)生后救助及時(shí)，減少事故的影響。所以，建設(shè)好化工安全工作，不僅是保證進(jìn)行順利生產(chǎn)的條件，也是保證社會(huì)安全穩(wěn)定的重要因素。 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 40 頁 第 6 章 化工安全 化學(xué)工業(yè)所需的原料、中間體甚至產(chǎn)品，有 70%以上具有易燃、易爆或者有毒的性質(zhì)，生產(chǎn)大多數(shù)要求在高速、高溫、高壓、有毒等容易發(fā)生危險(xiǎn)的情況下進(jìn)行，若處理不 當(dāng)，容易發(fā)生事故。 泵 泵布置在半敞開的地方，泵工作時(shí)會(huì)散發(fā)熱量，半敞開的地方有利于通風(fēng)散熱，又不會(huì)日曬雨淋。換熱器和其他設(shè)備至少保留 1000m 以上的距離。與反應(yīng)釜設(shè)備相關(guān)的設(shè)備如冷凝器、回流泵等設(shè)備按軸線就近布置在反應(yīng)釜設(shè)備的附近，減少管道路線的長(zhǎng)度和占地面積，節(jié)約經(jīng)濟(jì)開支。 反應(yīng)釜設(shè)備 所有的反應(yīng)釜設(shè)備皆為露天或者半露天，人孔和加料口離地面的高度為800mm,用裙座支承安裝于基礎(chǔ)環(huán)上。北面設(shè)置樓梯。 車間半露天布置， 分 2 層，以減少投資和維修費(fèi)用。 5)管道布置、管架、閥門的位置和走向要合理，管道沒有互相交叉的現(xiàn)象。 3)設(shè)備布置要考慮設(shè)備之間互換使用的可能性，設(shè)備排列要整齊美觀。設(shè)備布置的要求如下： 1)設(shè)備布置時(shí)要按照工藝流程的順序布置，確保在垂直方向和水平方向的工藝路線的連續(xù)性。 生產(chǎn)車間采用長(zhǎng)方形，便于布置設(shè)備與管道，盡量節(jié)約用地。 6)布置車間廠房時(shí)要注意主導(dǎo)風(fēng)向和日照方位。 5)廠區(qū)管道線路的合理安排和設(shè)計(jì)。需要滿足的規(guī)范有：“建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”、“工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)”和“工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范”等。 2)滿足衛(wèi)生與安全的要求。 總平面布置的原則 1)滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)囊蟆？紤]氣候、方向、天氣對(duì)設(shè)備和建筑的影響。盡量平整少占農(nóng)田，排水良好，地勢(shì)高出 50年不遇的洪水位。 表 冷凝器的有關(guān)參數(shù) 殼徑 /mm 300 管子尺寸 /mm Φ 25 公稱面積 /㎡ 公稱壓力 /MPa 2 管長(zhǎng) /m 管子排列方法 正方形傾斜 45176?！?) 傳熱面積 S=Q/(K 已知冷凝器的熱負(fù)荷： Q=, pcC =(kg 冷卻水進(jìn)口溫度為 25℃，出口溫度為 85℃。 表 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和工作參數(shù) 異戊烯醇 年產(chǎn)量 1000噸 /年 反應(yīng)壓力 每批 工作時(shí)間 2h 空速 820kg/h 反應(yīng)溫度 50℃ 反應(yīng)器的工藝計(jì)算 ： 1） 催化劑的填充量 根據(jù)空速算得催化劑的填充量為：VONR SVV ? 式中： ONV — 原料質(zhì)量流量， kg/h； SV — 空速， kg/h； RV — 催化劑的填充量， 3m 。固體催化劑通常呈顆粒狀，粒徑在 2～ 15mm 左右 ,堆積成一定高度的床層。 進(jìn)料管采用Φ 120 4不銹鋼 無縫鋼管，型號(hào) GB 227080，材質(zhì) 0Cr19Ni9。法 蘭 JB 4726， 20MnMo，螺母和螺柱的材料是 25Cr2MoVA。 人孔開孔補(bǔ)強(qiáng)采用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為 16MnR，根據(jù) JB/T 47362021，確定補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑 1D =500mm，外徑 2D =780mm，補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為 20mm。 人孔的選擇和補(bǔ)強(qiáng)圈 按工藝條件設(shè)置二個(gè)人孔，選用不銹鋼人孔 HG 2152495。 故 2W =（ 2 封V +H1V ）ρ =（ 2 + ) 1000=23482kg 人孔重載荷 100kg，其他接管和保溫層按 200kg 計(jì)。 DN=3000mm,δ =23mm 的一米高筒節(jié)鋼板 重量 2q =1650kg。 反應(yīng)釜的總重載荷： W= 1W + 2W + 3W 式中： 1W — 釜體和夾套的總重載荷； 2W — 料液重載荷； 3W — 保溫層和附件的重載荷。壁厚附加量 C由鋼板厚度的負(fù)偏差 1C 和腐蝕裕量 2C 組成，即： C= 1C + 2C 。 夾套的筒體壁厚計(jì)算： ? ?? ? CPPD tjj ??? ??? 2/ 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 40 頁 式中： P=2MPa， jD =3000mm， ??t? =144MPa， ? 為焊縫系數(shù)， C 為壁厚附加量。即 傳Q =4 400 310? （ 20025） = 即 傳Q 2Q 因此，夾套的傳熱面積滿足設(shè)計(jì)要求。 則實(shí)際傳熱面積 F= 封F + 筒F =+ = ㎡ 設(shè)計(jì)水蒸氣的溫度為 200℃，傳熱系數(shù)為 400w/(㎡ D=H=3 417??= 圓整值是 D=H= 選取橢圓形封頭，其容積 封頭V = 3m ，直邊高度 2h =40mm， 曲面高度1h =700mm，筒高一米高的容積 1V = 3m 。 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 40 頁 DH?? 式中：γ是長(zhǎng)徑， H是筒高， D是直徑。 aV =上述計(jì)算的反應(yīng)釜實(shí)際體積只是理論計(jì)算值，還應(yīng)圓整化。 由叔丁醇的密度： ,多聚甲醛的密度： ，則 PV =+反應(yīng)釜處理的實(shí)際體積 aV ： ?Pa VV ? 式中： ? — 物料裝載系數(shù)。 異丁烯是氣體，而且易溶 于有機(jī)溶劑，故異丁烯的體積忽略不計(jì)。反應(yīng)釜的操作方式是間歇操作，并選擇漿式攪拌器。 7） 編制工藝設(shè)備一覽表，繪制工藝流程圖、設(shè)備圖和車間平面布置圖。 5） 對(duì)已有標(biāo)志圖紙的設(shè)備，確定標(biāo)志圖的圖號(hào)和型號(hào)。 3） 通過工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算、設(shè)備的工藝計(jì)算確定設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容 1） 結(jié)合工藝流程設(shè)計(jì)確定化工單元操作所用設(shè)備的類型。 4）經(jīng)濟(jì)合理，盡量采用國產(chǎn)設(shè)備，在滿足工藝的條件下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工、操作、清洗、維修。 2）設(shè)備要運(yùn)行可靠，在運(yùn)行可靠的基礎(chǔ)上再考慮設(shè)備的先進(jìn)性，有利于自動(dòng)化和連續(xù)化生產(chǎn)。根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)， 6Q 可忽略不計(jì)。 物料名稱 磷酸氫二鈉 多聚甲醛 叔丁 醇 氮?dú)? 異丁烯 比熱容 縮合反應(yīng)釜 氮?dú)? 剩余的異丁烯 叔丁醇 3甲基 3乙烯 1醇 磷酸氫二 鈉 剩余的多聚甲醛 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 40 頁 表 25℃時(shí)物料的 PC 值一覽表 ? ?? ?KmolJ/ ? AQ?1 =(25+) 50/ = BQ?1 =(25+) 708/30 = CQ?1 =(25+) 5000/ = DQ?1 =(25+) 12638/ = EQ?1 =(25+) 1000/ = 1Q = AQ?1 + BQ?1 + CQ?1 + DQ?1 + EQ?1 = 3Q 的計(jì)算 3Q = rQ + pQ rQ =（ 1000 DG / DM ) 0rH? 式中： rQ — 化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng) ,kJ； pQ — 物理過程熱效應(yīng)（忽略不計(jì)） ,kJ； 0rH? — 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱， kJ/mol； DG — 參與反應(yīng)的物資 D的質(zhì)量， kg。 注意：本設(shè)計(jì)主要對(duì)縮合反應(yīng)階段進(jìn)行了能量衡算，其余后續(xù)部分只進(jìn)行了概念設(shè)計(jì)。 故異構(gòu)化反應(yīng)生成的 3甲基 2丁烯 1醇的量為： = 能量衡算 能量衡算式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 式中： 1Q — 所處理的物料帶入設(shè)備總的能量； 2Q — 加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的能量（加熱劑加入能量為“ +”，冷卻劑吸收能量為“ ”）； 3Q — 過程的熱效率（過程放熱為 +,過程吸熱為 ）； 4Q — 反應(yīng)終了是物料的能量（輸出反應(yīng)器的物料能量）； 5Q — 設(shè)備所消耗的能量； 6Q — 向環(huán)境散失的能量。 表 進(jìn)出 不銹鋼 反應(yīng)釜 的物料衡算表 輸入 輸出 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量（ kg） 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量（ kg） 1 多聚甲醛 1 剩余多聚甲醛 2 異丁烯 2 剩余異丁烯 3 叔丁醇 3 叔丁醇 4 磷酸氫二鈉 4 磷酸氫二鈉 5 3甲基 3丁烯 1醇 6 雜質(zhì) 總計(jì) 總計(jì) 蒸餾階段的物料衡算 D 叔丁醇 3甲基 3丁烯 1醇 F W 3甲基 3丁烯 1醇 叔丁醇 圖 物料衡算簡(jiǎn)圖 叔丁醇的沸點(diǎn)是 ℃ ， 3甲基 3丁烯 1醇的沸點(diǎn)是 140℃ ，所以叔丁醇蒸餾塔 化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 40 頁 是輕組分。 30 10= 每批生成 3甲基 3