【正文】 課程 設(shè)計的三個多月時間里，章祥林作為第 一導(dǎo)師多次帶領(lǐng)我們到設(shè)計院進行實地學(xué)習(xí)，任琳老師在設(shè)計過程中對我們進行了輔導(dǎo)工作，為此他們付出了心血和辛勤勞動，在此我再次表示誠摯的謝意！ 參 考 文 獻 [1]、楊基和、蔣培化主編，〈〈化工工程設(shè)計概論〉〉，中國石化出版社， 2020 年 8月第一版 [2]、趙德仁，張慰盛主編，〈〈高聚物合成工藝學(xué)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 1997 年 6月第二版 [3]、陳昀主編，〈〈高聚物合成工藝設(shè)計〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 8 月第一版 [4]、嚴(yán)瑞寶主編，〈〈水溶性聚合物〉〉，北京化學(xué)工業(yè) 出版社， 1998 年 [5]、譚天恩、竇梅、周明華等，〈〈化工原理〉〉上、下冊，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020年 8 月 [6]、化學(xué)工業(yè)部設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心，〈〈化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 1990年 [7]、趙軍主編，〈〈化工設(shè)備機械基礎(chǔ)〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 [8]、張福遠(yuǎn)，〈〈化工機械基礎(chǔ)〉〉，中國石化出版社， 1999 年 [9]、中國石化集團上海工程有限公司編，〈〈化工工藝設(shè)計手冊〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社，2020 年 [10]、侯文順主編，〈〈化工設(shè)計概論〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 5月第 5 版 [11]、方道斌 郭睿威 哈潤華等編著，〈〈丙烯酰胺聚合物〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020年 4 月第一版 [12]、馬沛生主編，〈〈有機化合物實驗物性數(shù)據(jù)手冊〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 8月第一版 [13]、王延吉主編，〈〈有機化工原料〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 1月第 4 版 [14]、劉道德等編著，〈〈化工設(shè)備的選擇與設(shè)計〉〉，中南大學(xué)出版社， 2020 年 [15]、鄺生魯主編，〈〈化學(xué)工程師技術(shù)全書〉〉，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 。 30 致 謝 有幸在材化學(xué)院學(xué)習(xí)，四年來，在院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和老師們的辛勤指導(dǎo)下，我完成了本科學(xué)業(yè)的學(xué)習(xí)及此次 課程 設(shè)計工作。 同時對廠房的 EL? , EL? , EL? , EL? , EL? 進行了平面布置。 系統(tǒng)地考慮了引發(fā)溫度、引發(fā)劑濃度、單體濃度等因素對水解聚丙烯酰胺分子量的影響，選擇與之相配套的水解設(shè)備系統(tǒng)。采用廠外供給，地下鋪設(shè)管道形式引進消防水。底部鋼平臺設(shè)置高度為 ，主要考慮出料口與預(yù)研磨機進料口之間的距離，該距離約 ，并考慮底部夾套熱水進口閥門操作。熟化器出料口與研磨機進料口垂直。 28 第五 章 廠房布置說明 車間為單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，長 66m，寬 36m，檐口高 13m。具體型號《化工工藝設(shè)計手冊》上冊，第 789 頁表 711，確定為 ZHW65125， 其 有關(guān)性能如下： Q= H=22m 電機功率： （ 4） 其他泵的選擇過程與配料泵基本相同，其型號與性能見設(shè)備一覽表。得 Hf?出=（ +++2++1） ? = H=()+ 6(0. 44 0. 36 ) 1099 8. 08 9. 81??? ++≈ 20m 若考 慮 ，則揚程為 22m 液柱。查《化工原理》上冊第 45頁表 11，取ε =,則ε /d=；再查第 46 頁圖 13 得λ =。查第 53 頁表 53 得：三通ζ =；閘閥全開ζ =；止回閥全開ζ =2，ζ 入 =； 90O彎頭：ζ = 5=。 （ 2） 確定流量與揚程：流量考慮 的安全系數(shù) V= = m3/h 以泵中心線為基準(zhǔn)，在配料罐液面與聚合釜液面的伯努利方程為 H=Z2Z1+ 22122uug?+ 21ppg?+ Hf? 式中 Hf? = Hf Hf???入 出 ① Hf?入 =（ ld?+ ?? ） 22rug U 入 =（ 4 ） (3600 )= Re=( )/( 103)=708004000,為湍流。 （ 1） 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：運輸介質(zhì)： AM 水溶液（組成： 25%單體，約 75%水）； 操作溫度 10℃； 配料罐液面壓力： ，聚合釜壓力 ； 流量：（ 2094+） /=； 吸入管管長 10m（管徑Ф 87mm ；閘閥 1 個；止回閥 1 個；三通閥 2 個； 90O彎頭 2 個）； 排出管管長 20m（管徑Ф 87mm ；閘閥 5 個；止回閥 1 個；換熱器 2 個；出口變徑 1個；三通閥 2 個； 90O彎頭 10 個）； 輸送條件（ 10℃以下）的 25%AM 溶液的物性數(shù)據(jù)；黏度： 26 ；密度： kg/cm3。物料流量為 2094+=,25%AM 溶液密度為 =+ 25%= 103kg/cm3,流速范圍為 ，取 u=，故 VS= sw =（ 3600 ） = 104m3/h d= 4svu? = 44 ???? =≈ 80mm 其他管道參照《化工工藝設(shè)計手冊》的有關(guān)管道計算，具體管徑見工藝流程圖。純水流速范圍為,取 u=。 4． 2． 2 管道計算 （ 1） 配料管道 ① 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 30%AM 溶液進料量為 2094kg/h，純水進料量為 ， 30%AM溶液的密度為 =+ 30%= 103kg/cm3,純水密度為 103kg/cm3。代入上式計算得： S= 0. 4 18 00 2 17 3 0. 7 0. 4? ?? ? ?= 夾套封頭計算 C3= (S0+S2)= (+2)= S= 0 .4 1 9 0 0 3 .3 72 1 7 3 0 .7 0 .5 0 .4? ?? ? ? ?= 取夾套壁厚為 8mm。 （ 7） 夾套筒體與封頭壁厚的確定 夾套選用鋼材為 16MnR，其溫度使用范圍為 20 至 475℃。查表 361 頁表 233，取 ??t? =133MPa。 查《化工機械基礎(chǔ)》第 362 頁表 236，取 C1=, C2=2mm。 取 h=150mm,s=16mm，則 H 夾 =(+)= （ 5） 聚合釜筒體壁厚的確定 根據(jù) =1900mm,P=,P 夾套 =,r=,查《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》第三冊第 181 頁知，壁厚應(yīng)在 1618mm 之間，本設(shè)計取壁厚 S=16mm。則 V 實 = += 考慮攪拌器等所占容積，實際有效容積為 （ 4） 夾熱套直徑及高度得確定 ① 夾套直徑得確定： 基《化工設(shè)備機械設(shè)計基礎(chǔ)》第 180 頁表 253知： Di在 7001800之間時，夾套 直徑為 Dj=Di+100 因 Di=1900mm，得 Dj=1900+100=2020mm ② 夾套高度得確定：夾套越高，傳熱面積越大，但過高會影響封頭得裝卸。 ② 封頭容積及直邊高度的確定：封頭選用橢圓形封頭。綜合考慮取高徑比 。 （ 2） 聚合釜容積的確定 按 6 小時聚合時間確定總?cè)莘e [AM]= 25%=V 總 =5000/( 30% 8000/6)= 22 需 13m3的聚合釜臺數(shù) 圓整為 4 臺，考慮 的備用系數(shù)，則需 4m3 聚合釜 5臺。 %） 247。 %=2094kg/h 純 AM ： 625247。 8000=625kg/h 需 30%的 AM 溶液 625247。損耗分配如下： 包裝損失： % 除塵損失： % 研磨損失： % 4． 1． 2 計算基準(zhǔn) 連續(xù)反應(yīng)操作過程以 kg/h 為基準(zhǔn)。 設(shè)計選用配方：單體 25%；引發(fā)劑 4 105%；水約 75%。 ⑤ 成品倉庫禁止吸煙、使用明火，非崗位人員禁止入內(nèi)，庫內(nèi)要經(jīng)常保持衛(wèi)生。 ③ 生產(chǎn)工作服內(nèi)禁止帶東西，防止落入設(shè)備內(nèi)影響生產(chǎn)。 ② 后處理的電器、轉(zhuǎn)動設(shè)備多，生產(chǎn)人員上崗必須穿好工作服戴好安全冒。 3． 6． 2 后處理工段 后處理工 段除了有聚合工段的物料，還有水解產(chǎn)生的氨氣，是易燃易爆物品，處理屬于易燃易爆崗位。 ⑩ 各儲罐裝料不得超過規(guī)定裝料系數(shù)，而且要有氮氣保護。 ⑧ 生產(chǎn)現(xiàn)場禁止存放大量易燃易爆物品。 ⑥ 生產(chǎn)設(shè)備超 壓時應(yīng)采取緊急排空措施，必須有專人監(jiān)護現(xiàn)場。 ④ 生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中要即使檢查，消除漏點。 ② 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防設(shè)施的種類及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場物料的性質(zhì)。 設(shè)計中電氣設(shè)備一律選用隔爆式電氣設(shè)備；各設(shè)備均有接地線、跨接線等防靜電 14 設(shè)施及防雷設(shè)施；各崗位設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。 全裝置采用五班三倒制，每班 8小時工作 制。 生產(chǎn)制度 考慮裝置的大修，采用年開工時為 8000h。 車間設(shè)備采用露天與廠房內(nèi)布置相結(jié)合原則。后處理工段主要由干燥、篩分、包裝等崗位組成。聚合工段主要由計量配料、聚合、研磨 輸送等崗位組成。制得粘稠膠液，再通過研磨、水解、研磨、干燥、篩分獲得最終產(chǎn)品。 主原料：單體 —— 聚丙烯酰胺；溶劑 —— 水；引發(fā)劑 —— 偶氮二異丁腈。 具體流程為：將單體 AM 水溶液裝進配料槽，用純水稀釋到 25%濃度，將溫度調(diào)整到 10℃ ， 預(yù)制的原料經(jīng)計量泵入通有氮氣的聚合釜 ；在聚合釜內(nèi)加引發(fā)劑，在氮氣的氛圍下開始聚合反應(yīng)，反應(yīng)后的混合物在聚合釜中停留成熟后，得到聚合物膠塊；研磨機研磨后螺桿輸送到造粒器造粒；將小膠塊狀進水解反應(yīng)器，用氫氧化鈉水溶液噴灑在膠塊上并充分拌和，讓其水解；將水解后的溶膠