【正文】 3查表得： 36D725Hm該反應(yīng)釜設(shè)計壓力為常壓 設(shè)計溫度：10apk?0T℃根據(jù)反應(yīng)釜的壁厚計算公式： 其中： ??2idtPC???12C??選取 16MnR 材料 則： 510bMPa??陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 32根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： ??51073tbMPa??將以上數(shù)據(jù)代入： 圓整后?。?4mm.???反應(yīng)釜的質(zhì)量： ?????封頭選擇常用的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，具體的參數(shù)如下： 封頭內(nèi)徑： 360Nm?查閱(JB/4337__95)表： 曲面高度： 19h 直邊高度： 250? 壁厚： m? 容積： 質(zhì)量： 20kg? 反應(yīng)液體積： ? 下封頭體積： 36. 下封頭告訴： 0h? 在釜中實(shí)際反應(yīng)液體積 ??由于 14DH? 則： 122453..6Hm????所以 最高液位 ? 最低液位 ???年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計 33 (1)攪拌漿設(shè)計 考慮攪拌流體黏度，而且攪拌的作用是要將物料充分混合，所以攪拌槳葉的形式選為漿式。式中 f 為裝填系數(shù)，等于 ~，一般由經(jīng)驗(yàn)確定，也可以根Vf?總據(jù)反應(yīng)物料的性質(zhì)不同而選擇；對于沸騰或氣泡的物料，可取小的系數(shù)，如 ~；對于不起泡沫或不沸騰的液體可取 ~。??圓整得： D=3600 mm(3) 溢流裝置采用 U 形流、弓形降液管、平形受液盤及平形流堰，計算如下。max..9./u??初估塔徑： (15)39。V負(fù)荷系數(shù)的值取決于阻力系數(shù)及液滴直徑，可以由使密斯負(fù)荷關(guān)聯(lián)圖查得。采用較大的板間距可以允許有較高的空塔氣速，而不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的霧沫夾帶現(xiàn)象，塔徑雖可以小些，但塔高要增加， 取板間距：H T=600mm ，板上清夜層高度：H L=100mm 則： Z=(2) 塔徑根據(jù)圓管內(nèi)的流量公式，可以寫出塔徑與氣體流量及空塔氣速的關(guān)系， 即： (10)4sVD???? 式中 ： ——塔徑， m；?Vs——塔內(nèi)氣體流量， m3/s； ——空塔氣速，即空塔計算的氣體線速度，m/s。ET——總板效率 。 (9)TNZHE??式中 ： Z——塔高，m。?陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 22 全塔平均相對揮發(fā)度 ： ???(5)最小回流比 ： ??minFFx1Rα???????????? 1取操作回流比 ： 全塔理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (3) min1lgNlWDmxa???????????????????????????????.29?(2)理論塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： (4)?? 式中 ： minin2RXNY??? 上式適用條件為 ： ＜ ＜ 則： ???年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計 23 ???? 所以 ： ?? (不包括再沸器 )? 按標(biāo)準(zhǔn)圓整 N 為 13(不包括再沸器) 精餾段理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (5)min1lglDFmxxa????????????????????..????????????????????(2)理論塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： ??? 式中 ： minin2RXNY???上式適用條件為 ： ＜ ＜ 則： ???陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 ＜ ＜ ???? 所以 ： ??in1Y??.? (不包括再沸器)按標(biāo)準(zhǔn)圓整 N 為 3(不包括再沸器) 板效率及實(shí)際塔板數(shù)(1)在已知條件下的全塔效率可以由下式進(jìn)行計算 ： 由全塔效率 ： (6)10%PTNE??式中 ： E——全塔效率；NT——理論版層數(shù)；Np——實(shí)際板層數(shù) 塔板效率由奧康奈爾( )關(guān)聯(lián)方程計算 ：,Oconel (7)??????式中 ： ——塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度；? u——塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 ????? (2) 加料位置 由精餾塔的計算可知，精餾塔的加料板位于從塔頂往下數(shù)的第 10 塊塔板。6?(二) 熱量衡算 (1)雙酚 A 鈉鹽合成釜 進(jìn)料溫度與出料溫度：表 28 物料衡算一覽表（6）進(jìn)料介質(zhì) 溫度℃ 出料介質(zhì) 溫度℃氫氧化鈉 20 雙酚 A 鈉鹽 25亞硫酸氫鈉 20 氫氧化鈉： 25苯酚 20 苯酚 25雙酚 A 20 亞硫酸鈉 25水 20 25反應(yīng)式為：由于各種物料都是在常溫下加入，所以 10Q?根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程可求得化學(xué)反應(yīng)熱，所以在衡算過程中對于主反應(yīng) 1mol 雙酚 A 反應(yīng)需要吸收的熱量 356/kJmol副反應(yīng) 1mol 亞硫酸氫鈉反應(yīng)需要放出的熱量 28?年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計 17所以對于所有的化學(xué)反應(yīng)熱 733(.)?????%..%.%(PCkJg??????℃ ）則_ kJ???由后面光氣反應(yīng)釜的設(shè)備計算得： ???熱損失取總熱量的 5% ????44645%????所以由 123456Q代如有關(guān)數(shù)據(jù)得： ???需采用夾套進(jìn)行換熱,采用冷凍鹽水冷卻： 進(jìn)口溫度： 10℃ 出口溫度： 0℃ 介質(zhì)用量： +kghpGCtH?????:(2)光氣反應(yīng)釜進(jìn)料溫度與出料溫度：表 29 物料衡算一覽表（7） 進(jìn)料介質(zhì) 溫度℃ 出料介質(zhì) 溫度℃光氣 5 光氣 20二氯甲烷 5 簡聚體 20苯酚 10 二氯甲烷 20雙酚 A 鈉鹽 10 氫氧化鈉 20亞硫酸鈉 10 苯酰氯 20氫氧化鈉 10 氯化鈉 20水 10 水 20陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 18 反應(yīng)式為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓： ()+( 1.) () ()=0kJ/molBrfHV???????:: (93)(.)+=17kJ /ol mBPrrCpV?????????所以反應(yīng)放熱為： 37359.(.)??? %.%%.183406/(PCkJg??????℃ ） kJ???_由后面的設(shè)備計算知設(shè)備的質(zhì)量： ..QCt??熱損失取總熱量的 5% 所以 6 4545%()()?????所以由 123456Q代入有關(guān)數(shù)據(jù)得： ??需采用夾套進(jìn)行換熱，采用 50℃換熱： 進(jìn)口溫度 50℃年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計 19 出口溫度 10℃ 介質(zhì)用量： ???????陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 203 工藝計算與設(shè)備選型 塔的工藝與選型 T101 Ⅰ．計算依據(jù)：(1)塔 T101 進(jìn)、出物料流量組成： 表 31 物料組成名稱 進(jìn)料 出料Kg/h Kmol/h W% Mol% Kg/h Kmol/h W% Mol%二氯甲烷 丙酮 20220 19800 Ⅱ.對 T101 進(jìn)行物料衡算要求本精餾塔的釜?dú)堃褐卸燃淄榈牧坎桓哂?6%，塔頂餾出液中二氯甲烷的回收濾為 98%。一般在 物料計算后先粗算一個過程的設(shè)備臺數(shù)大小，設(shè)定一個基本形式和傳熱形式，然后進(jìn)行該設(shè)備的熱量計算，如熱量計算的 結(jié)果與設(shè)備形式、大小有矛盾，則必須重新設(shè)計設(shè)備的 大小和形式或加上適當(dāng)?shù)母郊?，以使設(shè)備既能滿足物料衡算的要求又能滿足熱量衡算的要求。通過熱量衡算可確定傳熱設(shè)備的熱負(fù)荷，以此為設(shè)計傳熱型設(shè)備的形式、尺寸、傳熱面積等并為反應(yīng)器、結(jié)晶器、塔式設(shè)備、輸送設(shè)備、壓縮系統(tǒng)、分離及各種儀表等提供參數(shù)，以確定單位產(chǎn)品的能量消耗指標(biāo)；同時也為非工藝專業(yè)(熱工、電、給水、冷暖)設(shè)計停工設(shè)計條件做準(zhǔn)備。因此能量衡算也是化工設(shè)計中及其重要的組成部分，能量衡算是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，能量是熱能、電能、化學(xué)能、動能、輻射能的總稱。()= (5)：衡算結(jié)果表 23 物料衡算一覽表（1）年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計 11原料 消耗定額(Kg/t)轉(zhuǎn)化率(%)單程收率(%)日凈耗量(Kg/d)原料年凈耗量(t/a)損失率(%)廠內(nèi)年儲量(t/a)年訂貨量(t/a)光氣 98 95 163406 5 二氯甲烷 98 95 5 雙酚A 98 95 5 NaOH 98 95 5 (6)：合成聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖(7)：確定衡算范圍,并進(jìn)行深入計算： ①： 雙酚 A 鈉鹽合成釜： 每小時進(jìn)料量為： 雙酚 A： 氫氧化鈉： Kg/h 苯酚： Kg/h 亞硫酸氫鈉： Kg/h 水： Kg/h每小時出料量為： 雙酚 A 鈉鹽： Kg/h 氫氧化鈉： Kg/h 苯酚： Kg/h 亞硫酸鈉： Kg/h 水： Kg/h合計： 每小時進(jìn)料量為： Kg/h每小時出料量為： Kg/h ②：光氣釜：每小時進(jìn)料量為：雙酚 A 鈉鹽： 光氣： 二氯甲烷： Kg/h苯酚： Kg/h陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 12亞硫酸鈉： Kg/h氫氧化鈉： 水： Kg/h每小時出料量為：二氯甲烷： 光氣： Kg/h亞硫酸鈉： 氫氧化鈉： Kg/h簡聚體： Kg/h氯化鈉： Kg/h苯酰氯。()=雙酚 A： 247。()=又原料廠外運(yùn)輸損失率為 5%,則 DDS 皮革鞣劑工廠的原料年外購量光氣： 247。()=雙酚 A： 247。1000Kg/t300d/a= 原料廠內(nèi)貯存運(yùn)輸損失率為 5%,則聚碳酸酯工廠的原料年入廠量：光氣： 247。1000Kg/t300d/a=雙酚 A： 247。300d/a=334t/d(3)：由已知消耗定額(以每噸產(chǎn)品計)消耗定額是指生產(chǎn)每噸合格產(chǎn)品需要的原料?輔料及試劑等的消耗量?陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10表 22 消耗定額光氣 二氯甲烷 雙酚 A 氫氧化鈉 水 9202Kg/1t(4)：原料日凈耗量：光氣： 334t/d=163406Kg/d 二氯甲烷： 334t/d=雙酚 A： 334t/d=氫氧化鈉： 334t/d= 原料年凈耗量：光氣： 163406Kg/d247。 工藝設(shè)計損失率原料廠外運(yùn)輸損失率% 原料廠