【正文】 對不連續(xù)過程,物料衡算的方程為： ΣMλ=ΣM 出 +M 累積 　　　 (22)即：初始輸入量+生成輸入量=最終輸出量+ 消耗量(2)：方法本設(shè)計(jì)屬于連續(xù)反應(yīng),采用第一種計(jì)算方法(3)：步驟：a：收集數(shù)據(jù)：①：原理 ,產(chǎn)品規(guī)格 ? ②：過程單位時(shí)間的物流量? ③：有關(guān)消耗定額? ④：有關(guān)轉(zhuǎn)化率? 選擇性?單程收率?b：畫物料流程圖,確定衡算對象,根據(jù)題目要求它可以是總物料某個(gè)組分某個(gè)元素等c：確定衡算范圍：根據(jù)題目要求它可以是一個(gè)系統(tǒng)一個(gè)車間某個(gè)設(shè)備等。二氯甲烷和丙酮變成蒸汽有釜頂進(jìn)入換熱器(H104) 中，冷卻至溫度 20℃，進(jìn)入精餾塔 (T101)中，塔頂出二氯甲烷，塔底出丙酮。(4)后處理有機(jī)相通入反應(yīng)釜(R104)中，再加入沉淀劑丙酮攪拌半小時(shí)，將含有末狀物的反應(yīng)液通入轉(zhuǎn)鼓真空過濾器中，將分離出的產(chǎn)品 PC 通過短管型氣流干燥器和真空箱干燥器，的末狀產(chǎn)物，在通過擠出造粒的產(chǎn)品 PC。反應(yīng)完畢后加入甲酸中和反應(yīng)液中的堿液，測 pH 為 3 左右方可，然后進(jìn)行水洗，直至水洗液中沒有氯離子為止。由誰有分離器底部出來的有機(jī)相，由泵通入反應(yīng)釜(R103)。通入氮?dú)?，將反?yīng)液壓入油水分離器(V105) ，氫氧化鈉、亞硫酸鈉、氯化鈉水溶液由油水分離器頂部出去，再進(jìn)入反應(yīng)釜(R106)中，其中加入氯化鋇，攪拌反應(yīng)半小時(shí)，生成沉淀亞硫酸鋇，將反應(yīng)液通入板式壓濾機(jī)進(jìn)行過濾。攪拌反應(yīng)一小時(shí)，控溫在 20℃左右。(2)光氣反應(yīng)將來自光氣站的光氣通過穩(wěn)壓罐(V101)和緩沖罐(V102) 進(jìn)入冷卻器 (H102)冷卻到 5℃然后與來5 / 43自二氯甲烷儲(chǔ)罐的溫度為 5℃的二氯甲烷混合進(jìn)入光氣反應(yīng)釜。 聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖 生產(chǎn)工藝流程敘述(1)雙酚 A 鈉鹽合成反應(yīng)將氫氧化鈉水溶液(7%)通入反應(yīng)釜 (R101)中，同時(shí)加入的還有苯酚、雙酚 A、亞硫酸氫鈉。務(wù)求工藝流程的簡潔高效，而必不可少的設(shè)備要設(shè)計(jì)地能夠經(jīng)受不良環(huán)境的考驗(yàn)。然后分離含有聚合物的有機(jī)相和水相，對有機(jī)相進(jìn)行洗滌、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。界面縮聚光氣法工藝是將雙酚 A 和燒堿溶液配制成雙酚 A 鈉鹽，同時(shí)加入酚，然后送入光氣反應(yīng)器內(nèi)。 工藝流程設(shè)計(jì)工藝流程的設(shè)計(jì)參照各方資料，盡量做到簡單高效。其中光氣法生產(chǎn)工藝約占總生產(chǎn)能力的 90%。因此無副產(chǎn)物，基本無污染，特別是不使用劇毒光氣，因此深受世界各大公司的重視，紛紛致力開發(fā)。然后分離含有聚合物的有機(jī)相和水相，對有機(jī)相進(jìn)行洗滌、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。(3)界面縮聚光氣法界面縮聚光氣法工藝是將雙酚 A 和燒堿溶液配制成雙酚 A 鈉鹽，同時(shí)加入酚，然后送入光氣反應(yīng)器內(nèi)。它是以苯酚原料，經(jīng)過光氣法反應(yīng)生成碳酸二苯酯，然后再鹵化鋰等催化劑和添加存在下和雙酚 A 進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成低聚物，在進(jìn)一步縮聚得到聚碳酸酯。與其它的生產(chǎn)方法相比，溶液光氣法由于經(jīng)濟(jì)性較差已完全淘汰。 工藝流程選擇分析與研究目前，聚碳酸酯的生產(chǎn)方法主要有溶液光氣法、酯交換法、界面縮聚光氣法和非光氣法。因?yàn)閲獾募夹g(shù)往往價(jià)格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，沒有實(shí)用價(jià)值。(2)可靠性所設(shè)計(jì)的工藝流程必須可靠即經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)小試、中試，證明技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)安全可靠，才可以設(shè)計(jì)選用。 工藝流程設(shè)計(jì)的原則3 / 43(1)先進(jìn)性工藝流程的先進(jìn)性從兩個(gè)方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理。從哲學(xué)角度來說，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問題。 2 工藝設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性(1)工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。建筑系數(shù)一般為 25%～40%，場地利用系數(shù)一般為 50%～60% ，這是總平面設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。預(yù)計(jì)到 2022 年，世界聚碳酸酯的需求量將達(dá)到億噸，其中計(jì)算機(jī)、光盤等信息產(chǎn)業(yè)方面的增長最快。亞洲地區(qū)( 不包括日本 ) 在電子、電器產(chǎn)品和光學(xué)相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域消費(fèi)的聚碳酸酯在世界所占比例相當(dāng)高, 電子、電器領(lǐng)域占全球該類產(chǎn)品消費(fèi)量43%, 光學(xué)產(chǎn)品占全球該類產(chǎn)品消費(fèi)量 54%.可見國外聚碳酸酯應(yīng)用的最大的市場是電子/電氣(寶庫計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)備和光盤)，透明薄板和片材以及汽車工業(yè)。 汽車約占13%, 詳見下表13 全球聚碳酸酯消費(fèi)表用途 北美/萬t 西歐/萬t 日本/萬t 亞洲其他/萬t其他/萬t 合計(jì)/萬t 比例%汽車 13電子電器 19片材 19光學(xué)介質(zhì) 24其他 25合計(jì) 100北美的汽車產(chǎn)業(yè)所消費(fèi)的聚碳酸酯遠(yuǎn)高于西歐、日本及其它地區(qū), 約占全球汽車領(lǐng)域消費(fèi)量的38 %。2022 萬t, 光學(xué)介質(zhì)是聚碳酸酯消費(fèi)增長最快的領(lǐng)域 , 消費(fèi)比例占24%。一些大的生產(chǎn)廠商可提供幾十個(gè)品級、上百個(gè)牌號產(chǎn)品。 聚碳酸酯市場需求概況20 世紀(jì)末，世界聚碳酸酯的產(chǎn)量約 114 萬噸，聚碳酸酯按功能特性分為一系列品級，如通用級、透明級、醫(yī)藥食品級等。2022 年也會(huì)出現(xiàn)一些新的貿(mào)易動(dòng)向，中國與東南亞國家聯(lián)盟(ASEAN)成員國之間的自由貿(mào)易協(xié)定(FTA)將實(shí)施，按照新的法則，雙酚 A(BPA)從 ASEAN出口將執(zhí)行零關(guān)稅。中國石化集團(tuán)公1 / 43司三井化學(xué)公司合資的，10 萬噸/年雙酚 A(BPA)裝置于 2022 年 12 月投產(chǎn)后，又使該地區(qū)新增了供應(yīng)量，預(yù)計(jì)雙酚 A(BPA)價(jià)格一度會(huì)下跌至底線。鑒于終端用戶減少購買量，亞洲地區(qū)一些雙酚 A(BPA)生產(chǎn)商紛紛降低開工率，以減少這種高成本材料不斷增多的庫存。雖然新的環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯(PC)，生產(chǎn)裝置已于 2022 年投運(yùn)，但經(jīng)濟(jì)的下行趨勢和競爭的加劇，已大大擠壓了一些公司的邊際利潤，迫使一些生產(chǎn)商降低開工率或延長裝置停工期。截至 2022 年 12 月，雙酚 A(BPA)價(jià)格與當(dāng)年 7 月相比、下降了近 40%。一家亞洲貿(mào)易商于表示，要使雙酚 A(BPA)市場上揚(yáng)，至少在今后 6 個(gè)月以后。對我國聚碳酸酯生產(chǎn)企業(yè)來講，加快技術(shù)進(jìn)步已刻不容緩。我國聚碳酸酯長期依賴國外進(jìn)口，2022 年進(jìn)口量為 23 萬噸，到 2022 年增至 萬噸，增長了近 4 倍，2022 年國內(nèi)聚碳酸酯的表觀消費(fèi)量接近 80 萬噸，未來幾年將保持 1015%的增長率。我國在聚碳酸酯研發(fā)上雖起步較早，先后有不少企業(yè)進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)，但由于工藝技術(shù)落后、生產(chǎn)裝置規(guī)模較小、產(chǎn)能低、產(chǎn)品質(zhì)量差，目前僅剩一家企業(yè)維持生產(chǎn)，國內(nèi)市場所需的聚碳酸酯不得不大量依賴進(jìn)口。由于聚碳酸酯光學(xué)透明性好、抗沖擊強(qiáng)度高，并具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、耐蠕變性、抗寒性、電絕緣性和阻燃性等特點(diǎn)，使之在透明建筑板材、電子電器、光盤媒介、汽車工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲的了工業(yè)化生產(chǎn)。年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠初步設(shè)計(jì) 目 錄1 概述 .........................................................................................................................................1 設(shè)計(jì)依據(jù) ...........................................................................................................................1 課題背景 ....................................................................................................................1 我國聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ............................................................................................1 國際聚碳酸酯需求概況 ............................................................................................2 設(shè)計(jì)依據(jù) ...........................................................................................................................3 設(shè)計(jì)原則 ...........................................................................................................................3 設(shè)計(jì)任務(wù) ...........................................................................................................................3 勞動(dòng)安全衛(wèi)生 ..................................................................................................................42 工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................................................5 工藝流程設(shè)計(jì) ...................................................................................................................5 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性 ...........................................................................................5 工藝流程設(shè)計(jì)的原則 ...............................................................................................5 工藝流程選擇分析與研究 .......................................................................................5 工藝流 程設(shè)計(jì) ...........................................................................................................6 生產(chǎn)工藝流程敘述 ....................................................................................................7 工藝流程設(shè)計(jì)參數(shù) ....................................................................................................8 工藝計(jì)算 ...........................................................................................................................8 物料衡算 ........................................................................................................................8 熱量衡算 ......................................................................................................................143 工藝計(jì)算與設(shè)備選型 ...........................................................................................................18 塔的工藝與選型 ............................................................................................................18 T101 .............................................................................................................