【正文】 廠址選擇 廠址選擇原則 廠址選擇對于整個設(shè)計工作來說，是十分重要的環(huán)節(jié)。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 廠址選擇應(yīng)該遵守以下基本原則： 1. 根據(jù)國家城市或區(qū)域要求，堅持工業(yè)布局要大分散，小集中的原則，又要考慮到鄰近企業(yè)的協(xié)作關(guān)系。貫徹以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)， 以工業(yè)為指導(dǎo)方針，節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田。 4. 地形選擇要適合工廠的總面積的布置，并有發(fā)展余地，廠址的自然地形坡度要與建筑物的相對布置，運輸關(guān)系和地面安排等要求相近似。 建設(shè)廠區(qū)廠址主要特點：寶清縣位 于黑龍江省東北部，三江平原腹地。12′至 133176。45′至 46176?？h域三面環(huán)山，東南西部為山區(qū)和半山區(qū)，北部為平原區(qū)，地貌特征概括為 “四山一水四分田，半分蘆葦半草原 ”。 地下水源充足，能有充足的水源供給工廠使用。全年無霜期較短，所以大氣降水是形成淺層地下水的主要垂直補給源。濱洲鐵路貫穿全境，與東北、華北鐵路網(wǎng)密切相聯(lián)，溝通著東北和華北腹地， 301 國道斜穿我縣，成為我縣與哈爾濱等以南地區(qū)、齊齊哈爾等以北地區(qū)相互溝通的紐帶和橋梁。區(qū)內(nèi)距佳木斯市內(nèi)河碼頭僅 150 公里，距松花江港距 1 000 多里，那里有通往全國各大港口的客運班輪和通往香港、日本、韓國、波斯灣、南非等國家及地區(qū)的定期貨運班輪，而寶清縣距佳木斯機場佳木斯只有 2 個多小時的 路程，從那里可飛往香港、東京、漢城等國家和地區(qū)，發(fā)達(dá)的交通已經(jīng)使寶清縣對外聯(lián)絡(luò)的門戶。區(qū)域地處松嫩平原，氣候?qū)儆诖箨懶詺夂?。地下蘊藏著石油、天然氣、土堿、土鹽、土硝等自然資源，為發(fā)展煤化工、天然氣，煤電一體化工業(yè)、石油化工提供了得天獨厚的自然條件，現(xiàn)在寶清縣地區(qū)已經(jīng)成為全國最大的煤化工生產(chǎn)基地之一。 該廠建設(shè)不占用耕地，僅需要對廢棄車間進(jìn)行拆除，構(gòu)筑所需的廠房和設(shè)備即可投入生產(chǎn)，可減少資源浪費，對環(huán)境的影響減少到最小。 建設(shè)地點的社會經(jīng)濟條件，陸海空交通便捷，商貿(mào)發(fā)達(dá)，市場潛力巨大，產(chǎn)品可遠(yuǎn)銷國內(nèi)及東南亞地區(qū)。 市場潛力大?？梢哉f，投資者在寶清縣投資，意味著在進(jìn)入廣闊的華北市場和東北市場上占了 先機。依托的東北腹地，是中國自然資源最豐富的地區(qū)，也是中國工業(yè)企業(yè)的主要積聚區(qū)之一，可為投資者提供多方面的合作機會和生產(chǎn)配套。 總體來說，所選廠址較為合理。 我選用了酯交換工藝，明顯 提高了產(chǎn)品收率，減少了一些不必要的損失。該項目尊重自然、保護自然的發(fā)展要求，能夠符合國家相關(guān)規(guī)定，同時響應(yīng)國務(wù)院發(fā)布的有關(guān)發(fā)展綠色化工的號召，必將得到政府優(yōu)惠政策的支持和鼓勵，相信未來月桂酸甘油酯廠的發(fā)展前景會很好。 設(shè)計為年產(chǎn) 2 000 噸的月桂酸甘油酯車間工藝的初步設(shè)計，一年的工作日按 330 天，每天工作 24 小時，總反應(yīng)時間 3 小時，輔助時間 2 小時。實行 “四班三倒制 ”,月桂酸甘油酯車間的人員組成如表 11。車間主任白天在車間主持工作，每班由一個班長帶領(lǐng)倒班人員進(jìn)行倒班。h 汽 t／ h 總投資 億元 年銷售收入 萬元 年利稅 萬元 年利潤 萬元 1072 1596 65 247 16 846 12 409 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 2 章 工藝設(shè)計及計算 工藝原理 月桂酸與甘油在濃硫酸作催化劑，低壓氮氣做保 護氣下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成月桂酸甘油酯，反應(yīng)方程式如下 [2]： 月桂酸和甘油化生成月桂酸甘油酯： CH3(CH2)10COOH+CH2OHCHOHCH2 ?? ?? 濃硫酸 CH3(CH2)10COOCH2CHOHCH2OH+H2O 上述反應(yīng)在 170 ℃ 、 MPa 條件下反應(yīng)，月桂酸與甘油是 1: 反應(yīng)。 工藝流程簡述 工藝流程示意圖 圖 21 帶控制點的工藝流程圖 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 工藝流程簡述 1. 原料預(yù)處理 月桂酸在常溫下為固體，所以將月桂酸固體放入預(yù)熔釜 E105 中預(yù)熔，然后用泵P101 將月桂酸送入反應(yīng)釜，甘油在常溫下為粘稠的液態(tài)不用預(yù)處理，直接儲放在原料罐 V102 中。 然后向反應(yīng)釜中加入原料；月桂酸通過流量控制閥 FIC101 控制流量，由泵 P101 輸送到反應(yīng)釜 R101 中。同時向反應(yīng)釜中加入少量催化劑加入到反應(yīng)釜 R101 中。反應(yīng)釜 R101 的溫度由 T101 顯示，液位由 LIC102 顯示。 3. 凈化工段 通過 3 小時的反應(yīng)反應(yīng)釜中的產(chǎn)品通過換熱器 E101 冷凝。由于此時產(chǎn)品中含有濃硫酸，所以用 30%氫氧化鈉在中和釜 R102 中進(jìn)行中和。對產(chǎn)品進(jìn)行分離。而產(chǎn)品直接進(jìn)入脫色釜進(jìn)行脫色。 工藝參數(shù) 月桂酸甘油酯生產(chǎn)的工藝參數(shù)如 下表： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 表 21 工藝參數(shù)表 序號 工藝參數(shù) 位號 單位 指標(biāo) 1 酯化反應(yīng)釜壓力 PIC101 MPa 177。 3 酯化反應(yīng)釜溫度 TIC101 ℃ 160170 4 酯化反應(yīng)釜液位 LIC102 % ＜ 80 5 中和反應(yīng)釜壓力 PIC102 MPa ＜ 6 脫醇精餾塔溫度 TIC107 ℃ 180 7 中和反應(yīng)釜液位 LIC103 % ＜ 80 物料衡算 物料衡算的意義與作用 物料衡算是化 工計算中最基本，最重要的內(nèi)容之一，是進(jìn)行化工計算的基礎(chǔ)。物料衡算在生產(chǎn)和設(shè)計中都得到廣泛的應(yīng)用。因此，設(shè)計工作從定性分析轉(zhuǎn)入定量計算。通過物料平衡在已知產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)情況下算出所需要的原材料，生成的副產(chǎn)物及廢物等的生成 量，或者在已知原料投放情況下，算出產(chǎn)品，副產(chǎn)物及廢物量。算出生產(chǎn)過程所需要熱量或冷量，同時為設(shè)備選型和計算提供依據(jù)。 物料衡算的方法與步驟 1. 收集計算數(shù)據(jù) (1) 原料、輔料、中間產(chǎn)品及產(chǎn)品的規(guī)格； (2) 過程中單位時間內(nèi)的物流量； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 (3) 有關(guān)消耗定額； (4) 有關(guān)轉(zhuǎn)化率； (5) 有關(guān)物理化學(xué)常數(shù)。 2. 畫物料流程圖 3. 確定衡算范圍 4. 確定計算基準(zhǔn) 物料衡算 設(shè)計為年產(chǎn) 2 000 噸月桂酸甘油酯車間工藝的初步設(shè)計，以每次投料量作為計算基準(zhǔn)，一年的工作日按 330 天計算，每天工作 24 小時，設(shè)計中采用以下數(shù)據(jù) : 月桂酸的摩爾質(zhì)量 kg/mol甘油的摩爾質(zhì)量 kg/mol月桂酸甘油酯的摩爾質(zhì)量 kg/mol水的摩爾質(zhì)量 kg/mol濃硫酸的摩爾質(zhì)量 98 kg/mol月桂酸甘油酯的質(zhì)量濃度 85%。=6 mol 月桂酸 的轉(zhuǎn)化率為： % 月桂酸的物質(zhì)的量為：3RCOOHn=6 mol 月桂酸的質(zhì)量為： 6 247。=6 mol 月桂酸的純度為： 99% 月桂酸實際質(zhì)量為： 106247。%=105 mol 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 產(chǎn)生水的質(zhì)量為： 6 =105 mol 剩余甘油的質(zhì)量：（ 7 ） = 510 mol 剩余月桂酸的質(zhì)量： 106（ %） =104 mol 酯化反應(yīng)時間為 3 h，輔助時間為 2 h。5=1 584 批 反應(yīng)釜每次的進(jìn)口物料量： 1. 月桂酸每次的投料量： 6 ??? kg/批 2. 甘油每次投料量： 715 5 ??? kg/批 表 22 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表 組分 Kg/批 分子量 月桂酸 甘油 合計 1 反應(yīng)釜每次出口物料量： 1. 月桂酸甘油酯每次出口物料量： 7315 6 ??? kg/批 2. 水的每次出口物料量： 5 ??? kg/批 3. 剩余月桂酸每次出口物料量： 4 ??? kg/批 4. 剩余甘油每次 出口物料量： 415 5 ??? kg/批 5. 雜質(zhì)每次出口物料量： ?? kg/批 表 23 反應(yīng)器出口物料平衡表 組分 kg∕批 分子量 月桂酸甘油酯 1 水 剩余月桂酸 剩余甘油 雜質(zhì) 合計 1 2. 脫醇精餾塔 的物料衡算： 因為原料液為：月桂酸甘油酯 =1 kg 甘油 = kg雜質(zhì) = kg 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 水 = kg 所以 F=1 kg 因為塔底液為 W= kg 說以塔頂液為 D=FW=1 ≈1 kg 圖 22 物料流程圖 圖 23 脫醇精餾塔物料衡算 反 應(yīng) 釜 月桂酸 kg 甘油 kg 月桂酸 kg 月桂酸甘油酯 1 kg 甘油 kg批 水、雜質(zhì) kg 脫 醇 精 餾 塔 月桂酸甘油酯 1 kg 甘油 kg 水 kg 雜質(zhì) kg 月桂酸甘油酯和水 1 kg/ 甘油 kg 雜質(zhì) kg 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 熱量衡算 熱量衡算的意義與作用 在化工生產(chǎn)過程中，各工序都要在嚴(yán)格控制的工藝下（如溫度、壓力、流量、濃度等）進(jìn)行。在這過程中，各類化工單元操作，或者有動量的傳遞，或者有熱量的傳遞，或者有伴隨熱量的質(zhì)量傳遞。物質(zhì)在整個過程中發(fā)生質(zhì)量的傳遞和能量的變化。 化工生產(chǎn)中，能量衡算概括起來應(yīng)用于以下幾個方面： (1) 確定效率 如流體輸運、攪拌、粉碎等單元操作中所需效率。 (3) 確定供熱效率或放熱效率 如化學(xué)反應(yīng)中，由于熱效應(yīng)（使體系的溫度上升或下降）需確定的熱量或冷量。 熱量衡算及所需媒質(zhì)的量 熱平衡式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6； （ 21） 式中 Q1—處理物料時需要的熱量 kJ； Q2—加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量（符號規(guī)定加熱劑加入熱量為 “＋ ”，冷卻劑吸收熱量為 “－ ”） kJ； Q3—過程的熱效應(yīng)（符號規(guī)定放熱為 “＋ ”,過程吸熱為 “－ ”，注意： Q 與熱焓符號相反，即 Q=－ ?H。 物料平衡表： 酯化反應(yīng)器： 表 24 反應(yīng)器進(jìn)口物料平衡表 組分 kg/批 分子量 月桂酸 甲醇 合計 1 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 表 25 反應(yīng)器出口物料平衡表 組分 kg/批 分子量 月桂酸甘油酯 1