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1、年产5.5万吨可发性聚苯乙烯的生产工艺流程设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：材料与环境学院材料科学与工程冯浩辉学 号：职 称：160501100460郭冰之副教授中国珠海二二一年五月北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计年产5.5万吨可发性聚苯乙烯的生产流程设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日摘 要本设计以年产5.5万吨可发性聚苯乙烯的生产工艺设计，通过自身所学的知识，资料和现实情况相结合。参考传统的工艺路线，对可发
2、性聚苯乙烯的生产工艺在质量保证下进行了缩减了生产时间，采用了一步法的生产技术下生产可发性聚苯乙烯，不仅可以保证质量在优良以上，而且还可以提高产量，保证了经济效益进行了相应的物料衡算 和热量衡算， 对设备进行了选型，按照国家标准的三废处理的合理设计，最后进行成本的核算，来预计未来几年的盈亏情况 关键词：可发性聚苯乙烯；一步法；生产工艺路线；物料及热量衡算，设备选型AbstractThis design with the annual output of 55,000 tons of recoverable polystyrene production process design, throug
3、h their own knowledge, data and reality combined. Refer to traditional technology, the production process of polystyrene under quality assurance, reduced production time by one step method under the production technology of polystyrene production, not only can ensure the quality in high above,but al
4、so can increase production, to ensure the economic benefits for the corresponding material balance and heat balance, on the equipment selection,according to the national standard of three wastes treatment of reasonable design,finally to cost accounting, to profit and loss is expected in the next few
5、 years.Key words: Expandable polystyrene One-step method Production process route Material and heat balance Equipment selection目录1 前言11.1聚苯乙烯11.2可发性聚苯乙烯11.3可发性聚苯乙烯的合成方法11.4可发性聚苯乙烯的应用11.5课题研究内容及意义22可发性聚苯乙烯的聚合工艺流程设计32.1.工艺流程43参考配方44热量衡算64.1 Q1的计算84.2 Q2的计算94.3 Q3的计算94.4 Q4的计算95设备参数计算105.1 设备选择原则105.2基
6、础数据105.3 搅拌装置135.4传热装置的设计145.5冷凝器145.6输送泵146工厂布置设计176.1工厂设计的内容与规范176.2厂址选择的依据和原则176.3 车间厂房布置186.4给水、排水系统186.5电力供应及生产控制197.成本核算197.1 固定成本估算207.2可变成本估算227.3总利润228.三废处理238.1废水的处理238.2废渣的处理248.3 废气的处理249 结论25附件.1 前言1.1聚苯乙烯聚苯乙烯是由苯乙烯单体自由基聚合反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene,简称PS。晶态密度为1.11.1.12，非晶态密度为1.041.06，玻璃化转变
7、温度为8090。通常以非晶态出现，无色无味，透明并且有光泽的一种热塑性塑料。熔融温度超过250。折射度1.591.60.因其易加工，容易获得原料，绝缘等原因常常用在手轻工市场，装修行业，包装行业等等。1.2可发性聚苯乙烯可发性聚苯乙烯（ expandable polystyrene）是一种聚苯乙烯里加入了发泡剂的聚合物。缩写代号“EPS”。外观为无色透明珠状颗粒。1925年，德国开始生产了当时的高端化学品苯乙烯，并引起当时社会的轰动，也为后来的聚苯乙烯的生产打下了基础。在1930年时候人民初步探索了出聚苯乙烯的合成（悬浮聚合）。在1943年PS塑料在美国率先使用。时间轴到了1952年EPS开始
8、闯入人民视野，到了2000年左右EPS开始了飞速的发展。1.3可发性聚苯乙烯的合成方法可发性聚苯乙烯的合成方法一般以下两种，常用发泡剂为低沸点烃（如石油醚、丁烷、戊烷等），制备时以苯乙烯单体在高压釜中一次反应完成，称一步法；一步法的精髓在于聚合过程后在加入发泡剂称二步法。一步法产品发泡后泡孔均匀细小，制品弹性好，但聚合物的分子分部不均，分子量相对较小。二步法产品聚合物分子量高，制成泡沫塑料强度好，但操作复杂。在一定条件下加热起泡，即成泡沫塑料。存放过程需要十分注意，一旦超过了百分之五的发泡含量容易使物品发现性质上的变化，保存时要低温环境，存储的条件比较困难。1.4可发性聚苯乙烯的应用EPS的化
9、学性质是拥有出色的隔热性能，独有的防震性能，使用时间长，和顶级的防水性，因此在很多行业中得到应用，其中以道路工程，建筑行业，水利工程为主，在农业，航空行业也有涉及，所以EPS的功能性还没完全开发，日后还有很多可取之地。1.4.1在道路工程中的应用（1） 路基路提基料。由于EPS密度小，强度高可以解决沉降的问题，可以把沉降的封填满，所以可以做一种填料（2） 设计成结构顶部，路提下埋设的刚性材料往往会产生不同的应力的反应，这时候加入EPS可以解决这个问题，因为EPS可以减弱应力的影响（3） 路基防冻层：因为EPS有隔热的作用，加入EPS后，路基顶面可以设计防冻层，保持了路面稳定性能1.4.2 在建
10、筑行业中的应用（1）将EPS直接填在建筑外层，可以加固了外墙的防震结构，可以保护了内层材料结构，又可以起到隔热的作用，同时经济效益高，施工简单，美观（2）将EPS放入房顶中，因为现在房顶传统材料的保温结构相比之下较弱，而且容易报废。这是由于材料的防水性跟防晒性能欠缺引起的。但是现在可以加入EPS板，在房顶的防水层下面做一层EPS板，然后在铺一层覆盖层，这个方法可以增加使用年限，又可以增强防水性能（3）用于建筑的特殊用料，随着高层建筑的增多，房屋的承重性能变得十分重要，有一些地方要使用轻质材料并且拥有高强度的，往往会使用EPS。1.4.3 在水利工程中的应用随在水利工程中一般采用EPS板函夹基础
11、保温层，用于中间层，作为浅埋的中间层，实现省时省力的工程量，减少水利工程所需的价钱，通过EPS还可以减少冻结城，通过EPS的结构可以有效的预防冻结，还能解决一部分的漏水问题。1.5课题研究内容及意义本课题研究的主题：可发性聚苯乙烯。随着现在房地产越来越多，因为中国国情问题，现在建筑行业越来越发达，EPS可以帮助房地产增长经济效益，所以EPS越来越被重视起来.不可否认，目前EPS的应用还不是很普及，技术问题过高等问题，造假过高，对于其性能还没完全开发，还有等等一些问题。本文就是要解决如何大批生产大量高质量的EPS，本文使用的就是最普通的方法用最经济的方法来生产，利用最少的机器生产最多的产品，本文
12、就是要解决如何最优解决产量问题。 未来的EPS一定会向着低价格，高强度，质量高，拥有良好的化学和物理性能的方面发展，而且可以带动经济发展的一种趋势，还可以克服各个领域的局限性，例如道路工程中车辆荷载作用下EPS块体间的缝隙将逐渐变大等，而且EPS将会在建筑行业中越来越成为主流材料。2可发性聚苯乙烯的聚合工艺流程设计EPS 生产工艺步骤：预发泡-成品-发泡塑性-后处理。即可得到泡沫塑料品，发泡成型的聚苯乙烯是目前市场上最具有价值的包装材料和保温材料。本文生产EPS的采用一步法生产工艺。聚苯乙烯泡沫塑料用于独特的防水性，优良的隔热性能，机械强度大，可以通过控制蒸煮以及压制条件来控制生产出不同的聚苯
13、乙烯泡沫材料。苯乙烯的聚合属于自由基聚合,主要分为链引发、链增长、链终止三个阶段。（1）链引发a.引发剂分解,形成初级自由基 R:R2Rb.初级自由基与单体,形成单体自由基 R+ CH=CH2R-CH2-CH （2）链增长R-CH2-CH+nCH2=CHR-CH2-CHnCH2-CH （3）链终止偶合终止RCH2-CHnCH2-CH+RCH2-CHmCH2-CHRCH2-CHnCH2-CH=CH-CH2 CH-CH2 mR歧化终止RCH2-CHnCH2-CH+RCH2-CHmCH2-CHRCH2-CHnCH2-CH2+R CH2-CHmCH=CH 2.1.工艺流程2.1.1工艺流程选择原则满足
14、可行性和具有一定科学水平，能达到预期产品的性能指标和经济效益，可操作性高。在兼顾企业的同时制定出工艺流程最简、技术相对成熟、投资量最少、生产成本低、适应生产的连续化，使整个生产装置达到顶尖水平。工艺设计的原则：（1）可靠稳定、安全、良好的经济效益、技术相对高端，合理，成熟；（2）合理的工艺方向和工艺流程；（3）可以稳定持续的发展；（4）利用我国现有的机械水平进行部分的机械设计；（5）三废处理良好，保护环境；（6）要考虑其他专业的设计要求，并为其设计提供可靠依据；2.1.2 工艺流程发泡聚苯乙烯技术工艺比较塔式本体聚合技术经典的塔式反应器是德国法本式流程。以前使用本体聚合的时候，反应过程不加入引
15、发剂，通过加热的方式，让他慢慢反应，当预聚合温度达到要求是就保持在要求数值下，这时的反应转化率十分的低下，不足百分之35.如果超过了预聚合温度，这时所得到的产物又与预期的产物有比较大的出入，产生的产品粘度过大.从工程角度分析，该工艺还有以下不足的地方：转化率与预期不符，后期的反应速度相比前期较慢，需要的反应釜比较特殊；物料黏度过大，后处理过程中十分困难，需要不断加热才能使液体进入处理区，十分不便，降温时，前后温差过大，容易造成产物损坏。添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术添加少量溶剂的苯乙烯本体聚合，因为苯乙烯不溶于水，溶于有机物，所以一般来说可以选择使用乙醇和苯，但是由于乙醇溶于水，所以选择苯
16、是首选。由于添加了溶剂，并且反应过程的速率较低，转化率相对低，可以设计相对应的洗涤过程，使得未反应的单体可以再次循环利用，通过一些冷却回流的装备转入反应釜中，通过对于把反应釜中的单体不断利用，提高了经济效益，通过科技的不断发展，单体反应率接近顶峰。本次我们使用的工艺中加入了其他助剂，提高了反应速率，并且把成功率保持在了百分之80上下，所以我们的方法在传统方法上比较可行，可以作为主要卖点。它依次按以下步骤进行：1、将水加入安装有搅拌装置的，并且夹套可用蒸汽加热的反应釜内。以50100转/分的转速下搅拌的同时依次加入分散剂TCP,助分散SM-Na，助剂12C-Na2SO4，搅拌均匀至25分钟左右。
17、2、搅拌同时再加入单体苯乙烯。升温至6070，搅拌均匀3、再加入引发剂BPO，CP-02，控制温度为8090的条件下，搅拌进行反应。4、当转化率达到80%时再加入石油醚，控制温度为105125，继续搅拌46个小时进行反应。5、洗涤后，降温出料一种可发性聚苯乙烯的一步法生产技术配方 苯乙烯： 100 份 水： 100 份 石油醚： 5-12份 BPO： 0.51.2份 CP-02： 0.30.6份TCP： 0.250.55份SM-NA 适量12C-Na2SO4 适量2.1.3操作方式的确定采用间歇操作的操作方式。2.1.4反应器的控制本设计对以下三个方面的主要设备控制工艺进行了简单的简述：（1）
18、反应器的控制（2）泵的控制；（3）报警和紧急停止1、反应器的控制；本反应装置采用综合反应控制器（SC），同时兼有反应器温度控制（TC）、反应器压力控制（PC）通、反应器液位控制（LC）为一体的综合控制装置，能方便的提供实时反应进程数据参数。（1）温度控制：通过控制冷凝水的流量来控制反应体系温度。（2）压力控制：通过半自动化控制放空阀的开放以及通惰性气体的阀门开放来达到压力的控制。（3）液位控制：通过液体的压差来进行控制液体的流速。2、泵的控制离心泵的控制室采用直接控制法来调节管路中的流量。直接法：将流量阀门直接安装在管子上，流量阀门上安装一个流量计，通过阀门来控制流量，设定数值来调节流体通过的
19、流速。3、报警切断及连锁为了确保生产的正常有序进行，虽然采用比较先进的操作系统，使得的系统操作在正常水平中操作，但是仍然会百密一疏。对于任何的突发事件都应该考虑到，并在设计中采取充分的附加方法措施，如报警、紧急停止等。（1） 报警（alarm）。控制参数值超出控制范围，并且该数值可以让工人来之前稳定并且可以完全修复，通过警示灯和警示喇叭提示。（2） 紧急停止（isolation）。对于马上要产生事故的事件，马上停止任何一切的工业措施。3 参考配方工业类型：半连续法生产规模：年产5.5万吨的可发性聚苯乙烯的工艺设计年产5.5万吨EPS，规模330天，每天3批，6条生产线现在我们如今要制造5.5吨
20、的可塑性聚苯乙烯，根据方程式来计算，苯乙烯加聚反应将双键断开，所以过程中只有苯乙烯进行了反应，其他物品没有进行反应，可以有如下的物料衡算式聚合物转化率80%水100%引发剂BPO0.6%引发剂CP-020.4%单体纯度99%分散剂TCP0.3%助分散剂SM-Na0.02%助剂12C-Na2SO40.01%石油醚6%单体纯度99，过程中包括后处理耗损率5，转化率80所以可以列数据为=9259.259kg.b. 处理后所需质量为9259.25995=9746.5889746.5880.8=12183.235kg.b 。因为单体纯度为99，所以所需原料等于12306.298kg.b产品中聚苯乙烯含量
21、=100/107.33=93%因为出料中不包括水，所以可以得出以下算式因为水的投入量等于苯乙烯的投入量所以等于11444.857kg.b苯乙烯：12306.298X93%=11444.857kg.b引发剂BPO：12306.298X0.6/107.33=68.795kg.b引发剂CP-02：12306.298X0.4/107.33=45.863kg.b分散剂TCP：12306.298X0.3/107.33=34.397kg.b助分散SM-Na：12306.298x0.02/107.33=2.293kg.b助剂12C-Na2SO4 12306.298x0.01/107.33=1.146kg.b石
22、油醚：12306.298x6/107.33=687.951kg.b因为本次设计就一个反应，没有其他的釜体，悬浮反应中减去去水的重量就等于了反应釜出料的量，所以可以得到以下数值11444.857+68.795+45.863+34.397+2.293+1.146+687.9512306.298所以最后得到的混合物质量为：12306.298+11444.857=23751.155kg4热量衡算左边的热量=右边的热量如图所示Q1+Q2+Q3+Q4=Q5Q1：交换热（容器中混合物的热量变化）Q2：反应热（反应釜中发生反应所产生的热量）Q3: 搅拌热（搅拌桨搅拌液体时产生的热量）Q4：热量损失苯乙烯：1.
23、61水：4.2（单位为KJ/Kg）聚合釜中以苯乙烯和水为主，所以平均比热容可以这么估算1.61x0.5+4.2x0.5=2.905 KJ/Kg4.1 Q1的计算Q1：已知物料的进料温度为 25，出料温度为 125，所以T=100则 Q=WCpmT=23751.155x2.905x100=6899710.5275kJ4.2 Q2的计算Q2：已知转化率为80%，苯乙烯聚合焓为71.72KJ/mol=11444.857/104.1580%71.72=6304.945KJ由于聚合反应是放热，所以热量为-6304.945kJ4.3 Q3的计算Q3:根据实际工业生产，因反应热比较大，取搅拌热是聚合反应热的
24、 5%Q3=5%Q2=315.247KJ由于搅拌作用为放热效应，故- 314.247kJ4.4 Q4的计算Q4：在本设计中，为简化计算，取热损失为总传热的 10%则Q=|（Q1+Q2+Q3）|10%=（6899710.527-6304.945-315.247）10%KJ=689309.033综上QT =Q1+ Q2+ Q3+ Q4=6899710.527-6304.945-315.247+689309.033=7582399.368KJ5设备参数计算5.1 设备选择原则5.1.1设备选型的原则（1）合理性。设备必须满足工艺设计的一般要求，设备要与你的物料衡算，热量衡算，生产规模，控制系统相适应
25、，有一个协同效应。设计中注意每个设备之间的关联，防止出现一些工业上的停滞。（2）技术上先进在满足生产需要的前提下，尽可能提高生产的质量，让设计的产品在质量上有所提高。（3）经济效益高即要求设备价格在市场价的下游，尽可能的延长使用寿命，节约能源的前提下，降到耗损.5.1.2化工设备材料选用五大原则（1）硬性条件过关，使用安全可靠设备是化工厂的最基础的原则，是生产线上成败的场所，也是工厂能否立足的生命线。因此，选用材料要做到万无一失、安全第一。在国家标准的大前提下，选用尽可能长寿的材料设备。（2）满足工艺及设备要求这是选材最基本的依据，在本次设计的产品生产过程中，能够适应用各种情况，可以耐腐蚀，可
26、以耐高温等等性质，要保证生产过程中没有隐患。（3）材料立足于当地和国内市场，当前的化工设备行业不景气，尽可能在保证产量和质量前提下，使用国内比较突出的材料制造的设备（5）综合经济指标核算材料选择之后，要制造成设备，其费用不仅是材料费用一项，还包括运费，加工成品费，日后维修的费用，还有日后维修的材料费用，这些都是需要考虑的，从这些费用中要选择最优的方法，这样才能物美价廉。5.2基础数据 年产量：55000吨 工作天数：330d/a H/D：11.5间歇操作周期：8h 每天批数：3B/d 体积收缩系数：-0.2苯乙烯的密度：0.906kg/L. 水密度为1 设备直径/mm3300、350400、4
27、505002200220032003200直边高度/mm2525、4025、40、5040、5050因为本次混合物中主体水和苯乙烯占主体百分之95，其他的物质密度可以忽略不记.所以混合物的密度可以这样计算（24612.597+22702.3861）/（22702.3861+27166.2219）=0.948所以可以得到混合物的密度为 948kg/m则=23751.155/948X3=8.3513m因为是搅拌釜反应器且反应比较剧烈，所以装料系数取0.6,所以可以求得 =8.3513/0.6=13.9188m公称容积L实际容量L电热功率kw夹套容量L内锅尺寸mm外锅尺寸mm减速机型号电机功率kw搅
28、拌转速n/min50623295400600B11.160-8010013062120500700B11.560-8020024763200600800B22.260-8030035563250700900B2360-80500589932909001100B3460-80100012159456012001400B35.560-802000224412475013001500B47.560-8030003201155101515001700B41160-8040004029155122616001800B51560-8050005170185140018002000B51560-801000
29、010060205200022002400B518.585-1001200012050255230026002800B520.585-1001500015060355250030003200B62485-1001800018030405280034003600B62890-115选用15000容积的反应釜h 为釜体直边高度、H 为反应器釜体总高度，则： H=h+20.25D若取 H/D=1.5，则有h=D ；经查阅资料，标准椭圆封头的应力分布比较均匀，封头的强度与和其相连接的筒体强度相等，并且本设计反应物的粘度不是很高，所以选择标准椭圆封头。相关参数：，所以 =1.047 直径D=2.36 =
30、 0.6 =1.8109 虽然反应器属于非标准设备，但用于制造反应器的上下封头仍应选用标准封头，所以此处按公称尺寸选定釜体直径为 2.4mh=（13.9188-2X1.8109）/0.785X2.4X2.4=2.2772 实际高度等于H=h+2h封=2.2776+2x0.6=3.4776设备直径/mm3300、350400、4505002200220032003200直边高度/mm2525、4025、40、5040、5050 根据表中数据得出，取封头直边高度为：50mm则釜体圆形直管部分高度为2.2772-2X0.05=2.1772m所以反应器实际体积： =0.785X2.4X2.4X2.27
31、72+2X1.8109 =13.9183.实际H/D=3.4776/2.4=1.449(由于釜中产生气体所以长径比在1-1.5之间，所以计算正常)（7）最高液位：=0.6+（8.3513-1.8109）/0.785X2.4x2.4=0.6+1.4464=2.0464m（8）最低液位：=0.6+(8.3513X0.8-1.8109)/0.785X2.4X2.4=0.6+1.0770=1.6770m5.3 搅拌装置（1）桨型选择 生产可发性聚苯乙烯，由于是悬浮聚合，体系粘度不是很大，具有良好的流动性，故本设计选用六片涡轮桨式直叶搅拌装置，搅拌等级为8级。（2）桨型尺寸 桨叶直径：d/D=1/41/
32、2，取 0.3，d=0.3D=0.32.4=0.72m 桨叶宽度：b/d=1/81/5，取 0.2，b=0.2d=0.20.72=0.144m根据C/D=1，可得搅拌叶距釜底距离 C=D=2.4m（3）搅拌转速 查表得：总体流速度u=14.6m/min 搅拌桨叶排出流量：qd=14.60.2916=4.257 m3/min 取搅拌端线速度：ut=3m/s 搅拌桨叶转速：n=utd=1.769r/s=106.14r/min，所以取110r/min表1.7 不同搅拌级别对应的总体流速搅拌级别12345678910总体流速/mmin-11.83.75.57.39.211.012.814.616.51
33、8.35.4传热装置的设计5.4.1传热装置的形式本设计经过多次升温和恒温，选用最常见的夹套型式：全包式夹套。为了争强传热效果，使用螺旋导热板将热流体快速的传遍整个传热管，使得整个传热器的流体分布均热，传热的速度加快5.4.2传热面积的计算根据上述计算已知：反应釜的釜径D=2.4m，r=D/2=1.2m，最高液位=2.0464m通过查询资料得：标准椭圆封头侧面积S2=1.083D2所以传热过程夹套侧面高度L=最高液位-h封=2.0464-0.6=1.464m则夹套直边侧面积为S1=r2L =3.141.441.464=6.6192标准椭圆封头侧面积为：S2=6.2380所以总传热面积为S1+S
34、2=6.2380+6.6192=12.85725.5换热器本设计的换热器使用间壁式换热器，因为本次设计中罐体本身就是以金属制造的，由于换热变面积大，使用逆流的方式进行换热，本次主要是升温到120和降温到室温，可以选用水蒸气可以实现这个目标。5.6输送泵本设计选择采用工业上常见的离心泵，离心泵可广泛用于农业、发电厂、煤炭、航空等行业输送含有可见度高的颗粒的浆体。如输送塑料泡沫，发电厂所用的煤渣，种植中所使用的煤炭土等。离心泵的基本构造是由六部分组成的，分别是：叶轮，泵体，泵盖，泵轴，轴承，密封环，填料函。其优点：结构简单而紧凑，离心泵所占面积小，重量轻，材料耗损较低，运行稳定并且耐化学腐蚀，适用
35、于疏松腐蚀溶液，经济效益高，不易损坏。离心泵选型需要根据实际工艺参数和操作变化范围而确定。流量Q。流量是指流体在标准时间内，在对应的条件下所经过的速度，在工艺生产上作为重要指标，工艺人员一般应给出正常、最小和最大流量。离心泵选型时，要求额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的1.1 1.15倍。扬程H。扬程是指工艺生产中最大的功率，也被叫做扬程值。一般离心泵选型要求水泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05 1. 1倍。进口压力P和出口压力P。出口压力指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。本设计主要根据原料投料量选择离心泵:根据上述V101设备投料量的计算，得
36、总流量为：5.839m3/B，设半小时内投料完毕，所以选用ISW40-250卧式离心泵。根据上述V102设备投料量的计算，得总流量为：6.378m3/B，设半小时内投料完毕，所以选用ISW40-250卧式离心泵。根据上述反应釜R101设备投料量的计算，得总流量为：5.212m3/B，选用ISW40-250卧式离心泵。以一条生产线为例，主要需要以下设备：设备名称型号和规格规格厂家数量单价干燥机5000L2650x3160 肇庆正大化工机械有限公司130000反应釜15000L22185180肇庆正大化工机械有限公司150000六片涡轮桨式直叶搅拌装置立式8级搅拌广东易富机械有限公司11000卧式
37、离心泵ISW50-25（I）25m3/h上海安怀泵阀有限公司32000离心萃取机CTL350-N8000L常州市福特干燥设备有限公司120000洗涤釜15000L22185180肇庆正大化工机械有限公司120000表1.8 主要设备参数6工厂布置设计6.1工厂设计的内容与规范工厂布置的设计是设计的一个重要环节,其布置的合理性,不仅需要天时地利与人和，还要有比较好的规划，例如投资，施工，建设以及后面的使用状况，还要满足其他各设计专业设计要求，所以工厂布置以及车间布局十分关键。工厂布置涉及的是生产过程中使用机器设备、各种物料还有从事生产操作的人员工厂布置基本任务,利用一定得空间要在这个空间里面完成
38、投料，生产，加工，运输这四个环节。因为我所设计的是一个比较大型的工厂，可以将车间跟生活区分开，本次只要设计设备的摆放即可。车间的设计最主要是“可进可出”，可以在第一时间出货，可以第一时间进货，这就是我们所考虑的。 车间布置不仅仅是工艺专业，而且还要满足其他非工艺专业的需要，车间的布局是最基础资料之一。若车间布置不符合国家标准以及现代的工厂标准化布局,不仅将影响到生产线上生产问题，还会使工人操作条件恶劣、生产不能正常进行和设备出现隐患,而且还将导致工厂基建时经济效益变低，难于管理等恶性循环等条件。6.2厂址选择的依据和原则生产能力:本设计为年产5.5万吨可发性聚苯乙烯。交通运输:该厂属于可发性聚
39、苯乙烯生产的大型企业,需要需要一个港口和交通发达的一个地段，还可以存货的地方。气候条件:主导风向要求较稳定,场地应远离居民区，因为有一些化学有味道，并且要选在风速较慢的地段。水文地质:装置需水量大,故厂址应靠近水源充足和水质良好的地域,或者附件有污水处理水厂等硬件，应避开居民区饮水区。能源:保证电能能充足供应，热能可以满足现有的工艺条件。厂址选择从国家政策、经济、环境保护等多方面综合考虑，建议把厂房建在一个郊区。厂房最好靠近污水处理厂。另外,选址最好是在交通较为方便的地方,便于原料和产品的运输。6.3 车间厂房布置 6.3.1 厂房形式的选择 根据本设计的生产工艺要求、企业的具体市值、土地的使
40、用率等各种因素，选着半露天的厂房。 6.3.2 厂房的轮廓 厂房轮廓应力求简洁， 非设计者可以看到图纸后一目了然，充分了利用了空间，本次使用矩形的厂房进行设计。 因为使用矩形的厂房可以尽可能的将办公区跟生活区分开，充分了利用了空间，办公区可以充分了利用空间合理的分配各种区域，可以合理的安排逃生路线，通风与采光效果好。 6.3.3 厂房面积 本设计厂房长 80m，宽 30m，占地面积为 2400m2，正门宽8m，侧门宽6m，正道宽6m，次道宽4m。内设有行政楼，宿舍楼，食堂，发电站，生产车间，原料仓库，产品仓库，污水处理站，中控室，休闲活动中心，蓄水池，公用工程站，消防站，检验区，预留空地。 6
41、.3.4 车间设备布置 车间设备布置的主要内容包括确定各工艺设备在车间的平面和立面未知以及设备的空间方位，确定生产的合理布局，装货卸货的合理路线以及方向，满足各种需求。要满足我所设计的工艺的要求，位置合理的摆放，满足设备的安装与修理布局要求，符合现代建筑要求特点，符合安全卫生的标准。6.4给水、排水系统主要生产水用于冷却水和少量的洗涤水的过程。每日水的生产线为250吨。生产线的水通过水厂直通,生活饮用水通过另外一条管通入，生活饮用水用量并不大,满足项目的要求。水系统,包括淡水输送软管,管网,水管的两个分支,其中工业用水直接从水厂的过滤池直接运输过来，生活用水使用过滤水管来通入生活区，车间中装入
42、几处生活用水，给工人门使用，工业用水用完后，一部分通过过滤池，一部分直接通入污水处理厂，来进行再次利用.6.5电力供应及生产控制6.5.1电力供应此生产项目电量耗用较小,可用企业电网供电,要有一个较强力发电机,万一停电或遇一条电网出现问题,可及时更换,不会影响釜中的反应和处理过程。6.5.2原料及产品的贮运此次的生产的产品和原料以有机物为主，不能靠近明火，并且容易气化,应该使用冷冻车并且运输时保证里面的物品在一种密封的情况下。储存应根据物品的特性保存,厂区应设有原料库,废品库,产品库等,各库房应设计一种报警系统，,库区应阴凉、干燥、通风、无阳光直射，无污染的环境。6.5.3分析检验室、维修室此生产所需的原料应先由化验室抽样化验,合格达标符合生产标准方可使 ,生产处的产品也必须抽样检测经检验合格方能出厂,不合格产品马上销毁或者再次利用,以防对公司声誉造成影响,不能让次品流入市场，保证一个良好的运行方式。设立一个维修班制度，每个星期设计维修日期，突发事件需全体成员准备。7.成本核算产品成本包括固定成本和流动成本，其中固定成本是指每年厂房的土地租赁费用、设备的折旧和工人工资的总和；可流动成本包括原材料价格、水电费用，污水处理费用等，所以车间设计总费用是：总费用=固定资本+流动费用7.1