【正文】 CrALd=+++= 聚合工序熱量衡算1. 各種物性數(shù)據(jù). 各種物性數(shù)據(jù)表物質(zhì)密度（Kg/m3）熱容（kJ℃1）反應熱kJ因為單體100%轉(zhuǎn)化成聚合物，所以=1 ，且反應放熱,故(R101)夾套通入冷卻水從60℃冷卻至50℃，此過程無化學反應，即只有顯熱4. 主要設(shè)備的工藝設(shè)計和選型 固定床反應器乙炔氣相法合成醋酸乙烯的反應器主要有固定床反應器和流化床反應器，根據(jù)反應的轉(zhuǎn)化率、選擇性、反應熱提供或轉(zhuǎn)移的方法、催化劑的性能和壽命等幾個方面因素選擇。固定床反應器按催化劑床與外界是否進行熱量交換可以分為絕熱反應器和換熱式反應器，工業(yè)上普遍采用換熱式反應器，尤其是列管式換熱反應器?？账伲縨3催化劑每h通過的標準氣體量）U=315h1[6]，則催化劑床層理論體積=。 尺寸的設(shè)計，列管有效長度8m。根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》知反應器直徑D=Pt（b1）+2e，管心距Pt==63mm，正六邊形對角線上的管數(shù)b=48，最外層六角形管中心到殼體內(nèi)壁距離e==，代入計算知反應器殼體直徑D=3096mm，則實際列管數(shù)為1993。列管距是6345=18mm。這個橢圓的的長軸是a=D/2=，短軸取b=774mm。 傳熱面積的計算傳熱面積的計算按公式Q=A，式中Q是反應器內(nèi)富余的熱量，是床層對壁傳熱系數(shù)，是原料氣與傳熱介質(zhì)的對數(shù)平均溫差。已知G=(m2K)，=，=(m代入計算得=(m2℃)。反應器內(nèi)富余的熱量Q=，則反應器的傳熱面積A==。 反應器的技術(shù)參數(shù) 醋酸乙烯合成反應器的技術(shù)參數(shù)表項目殼程管程設(shè)計壓力/MPa設(shè)計溫度/℃140~225140~225工作介質(zhì)蒸汽冷凝水C2HHAc、VAc材料16MnR16MnR 腐蝕裕度/mm換熱面積/m2設(shè)備重量/kg45000（1）氣體分布裝置旨在消除進口氣體過大的初始動能以及氣體均勻的導入床層截面，常在進口管的出口端設(shè)置預分布器。另外在床層頂部和底部各鋪設(shè)一層厚度為10mm的氧化鉛惰性填料，填料粒徑為6mm，避免催化劑層表面受到氣流的直接沖擊，防止污染物帶入催化劑。醋酸鋅以單分子膜狀態(tài)覆蓋在活性炭上，醋酸鋅分子所占的表面積大體上等于活性炭的表面積。催化劑的堆積密度是6kg/m3，空速是100420，平均孔徑10nm。裝填催化劑時將催化劑預先稱量，使各根管子裝入量相當，并且裝填到相同的寬度，保證較為一致的疏密程度。（3）支承結(jié)構(gòu)選用該反應器的塔徑較大，故采用分塊式格柵板支承，格柵的開孔面積大于70%。 醋酸乙烯精餾塔從生產(chǎn)能力大、效率高、流動阻力小、有一定操作彈性、結(jié)構(gòu)簡單造價低及安裝檢修方便、能滿足物系某些工藝特性六個方面考慮，這次設(shè)計選取板式精餾塔。取一百摩爾進料為基準。編號組分進料餾出液釜液1Ald02VAc3CrAld4HAc0∑DW：編號組分進料餾出液釜液1Ald02VAc3CrAld4HAc0∑用芬斯克公式計算最少理論板數(shù)：=為核實清晰分割的假設(shè)是否合理，計算塔釜液Ald的含量：ω1= =1015塔頂餾出液中HAc的含量：d4==可見Ald按清晰分割合理，HAc按清晰分割有誤差應進行試差，：編號組分進料餾出液釜液1Ald2VAc3CrAld4HAc∑100最少理論板數(shù)：=核算d4：d4==由于d4的初值和核算值基本相同，故物料分配合理。加料位置在從塔頂向下數(shù)第8塊塔板處。 氣相平均密度== kg/m3 液相平均密度，=推出=964kg/m3精餾塔的氣液相體積流率為：== m3/s。液乏速度Uf =,式中C稱為氣體負荷因子，Smith等定義了兩相流動參數(shù)來反映流動特性對C的影響。查Smith關(guān)聯(lián)圖知==。則空塔氣速U= ==。 根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》知知Dm==。塔的底部空間高度是指塔底第一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離，包括液所占高度和釜液面上方氣液分離高度。塔底裙座高度是指塔底封頭到基礎(chǔ)環(huán)之間的高度，H3=。 板式分離塔氣液傳質(zhì)設(shè)備種類繁多，逐級接觸式主要以板式塔為代表，微分接觸式主要以填料塔為代表。根據(jù)通過能力大、塔板效率高、塔板壓降低、操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡單制造成本低五項標準進行綜合評價，結(jié)合設(shè)計具體情況，這次設(shè)計采用篩板塔。 設(shè)計參數(shù)的選擇 。要處理的物料量較大，采用多塔同時進行分離。Di==。各面積的分配比例與塔板的直徑及液流型式有關(guān)。設(shè)計參數(shù)：D=6m，=，==，=。=24m2，塔板面積==。 溢流堰的型式和高度的選擇 溢流堰是平頂?shù)?，堰上液?mm，溢流堰采用齒形堰。 降液管和受液盤的結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸的選擇 弓形降夜管提供的降夜面積和兩相分離空間都很大，這次設(shè)計采用弓形降夜管，垂直型式的。帶入數(shù)據(jù)解得=，小于溢流堰高度符合設(shè)計要求。 孔徑和開孔率的選擇 篩孔直徑對篩板堵塞、篩板漏液、操作彈性有重大影響，這次設(shè)計的篩孔直徑=5mm。對壓降和操作彈性作全盤考慮，孔間距t=12mm，塔板開孔率=%。，,，也即乙炔發(fā)生器的生產(chǎn)能力。每立方米乙炔消耗電石4kg。電石從加料口人工加入，與水發(fā)生反應生成乙炔氣和氫氧化鈣，氣體進入冷卻洗滌器洗滌并且冷卻后排出，而氫氧化鈣則沉入底部，定期由排渣口排出。電石的輸送、存儲均 由DCS程序自動控制運行。乙炔氣出口管直徑273mm，加料管長2500mm，發(fā)生器內(nèi)空間擋板有4塊，氣液分離器的尺寸是1200mm3000mm，分離器上加裝水噴淋裝置對乙炔進行噴淋冷卻。根據(jù)《化工原理課程設(shè)計》簡要說明的工業(yè)上常用的幾種蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特點及流體在其中的流動狀況，這次設(shè)計選用循環(huán)型蒸發(fā)器。忽略加熱蒸汽與二次蒸汽的汽化熱差異和濃縮熱且不計熱損失，則加熱蒸汽的利用率=1，加熱蒸汽的用量D=。據(jù)常用蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值表知垂直長管自然循環(huán)型蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值是1000~3000，這次設(shè)計取值3000W/(m2?K)，傳熱面積A===。 分離塔冷凝器 這次設(shè)計用到的冷凝器較多，這里主要針對板式分離塔的冷凝器進行工藝設(shè)計和選型。 換熱面積的計算 冷凝器帶走的熱量Q=+=。 冷卻水對流傳熱系數(shù)值在800~1800W/m2?K，取1300W/m2?K；蒸汽及冷凝水對流傳熱系數(shù)值在290~4700W/m2?K范圍內(nèi)，取2500W/m2?K。碳鋼導熱系數(shù)=17W/m2?K。代入計算得到K=769W/m2?K。R==，S==。 Q=K，則換熱面積==22970/m2。 殼體壁厚 殼體壁厚，設(shè)計壓力P=7kgf/cm2,焊接系數(shù)=，壁厚附加量C=，殼體直徑=70cm，代入計算得S=，我忙取8mm。 泵的選型 這次設(shè)計用到的泵主要有醋酸加料泵、循環(huán)泵、輸送泵、醋酸回收泵和精餾塔有關(guān)的泵。 ，也即泵的流量。 流量u=== 推出hf===，H==2+=。根據(jù)其性能，適用于輸送醋酸，這里選用IS8065160型號的離心泵。 聚合釜及各設(shè)備選型所以，可選容積為80m3的碳鋼聚合釜。800夾套尺寸D1mm216。1600夾套尺寸D1mm216。 平面布局方案 生產(chǎn)輔助區(qū) 總控制室：位于主風向的上風方向，為全場自動控制的中心，生產(chǎn)區(qū)，儲罐區(qū)及輔助生產(chǎn)設(shè)施的運行情況、同時負責與各部門的聯(lián)系，調(diào)整生產(chǎn)指標。消防站不位于生產(chǎn)區(qū)的下風方向且各部門的距離適中，能快速到達生產(chǎn)區(qū)。 維修站：負責設(shè)備的維修工作，位于廠區(qū)的安全區(qū)域。設(shè)置在廠區(qū)中部西面。 布局要求滿足生產(chǎn)工藝和物料運輸流向要求。c、結(jié)合地形、地質(zhì)、氣象和周圍環(huán)境等條件，因地制宜，節(jié)約用地。e、搞好環(huán)境綠化和美化，改善和創(chuàng)造人工空間環(huán)境。供水由工業(yè)園的供水網(wǎng)絡(luò)引入工廠后，通過工廠的給水網(wǎng)絡(luò)分配到工廠的用水戶。 滿足工藝流程及要求裝置布置設(shè)計應滿足工藝及流程的要求。在不影響流程順序的原則下，將較高設(shè)備集中布置，充分利用空間，簡化廠房構(gòu)型。 工廠組織與勞動定員 職務概述總經(jīng)理：全面負責工廠的經(jīng)營管理。分管物流，銷售，總務，財務等部門。生產(chǎn)部：負責產(chǎn)品生產(chǎn)和生產(chǎn)事故的處理。財務部：負責組織全廠的經(jīng)濟核算工作，組織編制財務預算和結(jié)算。審查各部門的開支計劃。后勤部：負責廠區(qū)的安全保衛(wèi)，設(shè)備維修，食堂，醫(yī)務等日常運轉(zhuǎn)等。 勞動定員 勞動定員表部門職務人數(shù)∕班班數(shù)人數(shù)小計領(lǐng)導班子經(jīng)理111副經(jīng)理111生產(chǎn)部部長111干事414班長144乙炔工段崗位工人3412反應工段崗位工人3412分離工段崗位工人3412精餾工段崗位工人3412聚合工段崗位工人3412技術(shù)開發(fā)部部長111干事212人事部部長111干事212安保衛(wèi)隊隊長111隊員248總計96 經(jīng)濟評價序號名稱投資費用/元1乙炔發(fā)生器3000002次氯酸鈉洗滌塔5000003醋酸加料槽500004醋酸加料泵1000005醋酸蒸發(fā)器1000006換熱器1000007蒸汽發(fā)生器100000 8固定床反應器6000009氣體分離塔50000010分離塔冷凝器10000011排氣洗滌塔50000012精餾塔150000013精餾塔再沸器10000014精餾塔冷凝器10000015精餾塔加熱器100000合計4750000元本項目的甲苯氯化工藝方案設(shè)計具有一定的利潤，但要面對當今不斷波動的原油價格和原料價格，還需要不斷改進工藝來提高效率。6. 環(huán)境保護 執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標準及排放標準a. 《污水綜合排放標準》（GB89791996）三級b. 《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB38382000）三類c. 《大氣污染物綜合排放標準》（GB162971996）二級d. 《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》（GB123481990）Ⅲ類標準e. 《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB30951996）二級f. 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》（TJ3679）車間標準g. 《惡臭污染物排放標準》（GB145541993）二級 廢氣處理方案電石破碎過程中,車間內(nèi)粉塵瞬間濃度有時較高,易對生產(chǎn)工人的身體健康造成損害。另外為防止電石加料口的粉塵,在電石加料口設(shè)布袋除塵器。通過以上措施,可使廠房內(nèi)粉塵含量下降98%以上,收塵后排放的粉塵濃度小于lOmg/m3。 廢水處理方案本項目中的廢水主要來自堿洗部分和沖洗地坪水，該部分污水采用污水循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)污水循環(huán)。本項目實現(xiàn)通過水循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)污水零排放。電石法生產(chǎn)醋酸乙稀中最主要的廢渣是電石渣,屬于第II類一般工業(yè)固體廢物。本項目電石蜜場設(shè)有防滲溝、壓濾機以及循環(huán)菜,電石渣經(jīng)壓濾后綜合處置,上清液以及由防滲溝收集的電石渣滲濾液循環(huán)利用或粟送至熱電廠輔助煙氣脫硫。定期送危險廢物處置中心處置。 噪聲處理方案為防止噪聲危害，機泵選用低噪音設(shè)備。 綠化綠化有利于防止污染，保護環(huán)境，本項目綠地率為23%。要求提高綠化水平。7. 消防 消防設(shè)施a. 具有火災和爆炸危險的化工生產(chǎn)過程的防火、防爆設(shè)計應符合國家有關(guān)規(guī)范具有爆炸危險場所的電氣裝置的設(shè)計應符合國家標準。c. 明火設(shè)備應集中布置在裝置的邊緣,應遠離可燃氣體和易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備及儲槽,并應布置在這類設(shè)備的上風向。e. 有火災爆炸危險的場所,建筑物的結(jié)構(gòu)形式以及選用的材料,必須符合防火防爆要求。g. 化工生產(chǎn)裝置的露天設(shè)備、設(shè)施及建筑物均應有可靠的防雷電保護措施、防雷電保護系統(tǒng)的設(shè)計應符合有關(guān)標準和規(guī)范。h. 危險性的作業(yè)場所,必須設(shè)計防火墻和安全通道,出入口不應少于兩個,門窗應向外開,通道和出入口應保持暢通。各裝置四周有專用有消防水系統(tǒng)和消防環(huán)形通道。參考文獻[1] 王灝. 聚醋酸乙烯酯乳液的共聚共混改性研究[D]. 武漢理工大學,2010.[2] 陳濤. 口香糖膠基用聚醋酸乙烯酯的制備[J]. 四川化工,2011,(3):57. 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