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1、武及理工人学本科生毕业设计年产5000吨UP树脂生产车间设计学院（系）：材料学院专业班级：复材0701学生姓名：陈晞指导教师：彭进波采用方法，本设计采用“二步法”。5）设备选型原则：主要设备的选用应根据生产规模，通过计算确定反应釜 和稀释釜等设备的型号和规格，同时要注意工艺条件对设备的特殊要求，如耐温 程度、耐腐蚀程度，同时在满足条件下尽量选择价廉物美产品。2.3 生产制度2.3.1 、工作日确定：一年按365天计，出去双休（52X2天）、公休（7天）、设 备检修（4天）等共115天。工作日共计250天。2.3.2 生产班数及人员确定：参考有关生产厂家人员情况，并结合本设计调价, 确定生产班数
2、为一班，具体人员安排情况如下：生产人员：20人技术人员：5人保 安：2人主 任：2人质检人员：2人共 计：31人2.4 原料及成品的技术规格和质量控制241、原料规格：如表2.1所示：表2.L原料规格原料分子量规格熔点密度纯度外观顺好98. 06工业级52.61. 314299.0白色片块苯酎148. 11工业级1311.527299.5白色片块丙二醇76. 09工业级1.036无色透明液体石蜡工业级50-700.9白色固体环烷酸酮绿色粘稠液体HQ110. 11工业级170.31.332白色结晶UV-9228. 24工业级61-64298. 5淡黄色结晶苯乙烯104. 151-30. 630.
3、 9063无色透明在外购买原料和产品包装前应对其进行以上诸多参数检验，以保证其质量, 特别是原料的质量，只要稍微存在微量的杂质就会明显影响树脂性能。242、191#UP树脂技术指标:如表2.2所示:表2.2191#UP树脂技术指标项目粘度（Pa-S）比重（g/cm3 ）固体含量（）酸值（mgKOH/g）凝胶时间（minutes）技术指标透明，浅黄色液体0. 20. 51.26066283610253、191#UP工艺流程设计3.1 工艺条件分析3.1.1 、原料分子数比的影响任意一组分过量愈多，所得产物的平均分子量就愈小。在本设计中醇与酸的 摩尔比是1.0/1. 1,理论上可得聚合度为10的高
4、聚物，产品性能也较好。但若 聚合度过大，则生产的聚酯年度太大，与苯乙烯的混溶性变差，易分层，同时给 施工带来困难，因此要严格控制原料的摩尔比。3.1.2 温度和压力影响缩聚反应可按反应常数的大小分为几类。酯化反应平衡反应常数K约为4-10之间。A+B-C+D要想获得分子量较大的缩聚产物，就必须提高反应温度和减压或加压，使平 衡向有利于生成聚酯飞方向移动。一般而言，升温有利于反应更快的达到平衡。 但并不是温度越高越好，当温度超过250时，发生二元竣酸的脱竣反应和高分 子化合物得热裂解等副反应；也促使沸点较低的原料如二元醇的挥发损失；其次 反应过迅速，易造成溢锅。因此，酯化反应控制在一定的温度范围
5、内，逐步升温。 反应后期，聚酯粘度增大，少量水分子不易汽化溢出，这时要抽真空减压，使水 分溜出，利于反应进行到底。3.1.3 v空气中氧气的影响缩聚反应一般是在熔融状态下进行，温度很高。高温下，空气氧气能使缩聚 物发生氧化裂解反应，树脂颜色变深，粘度下降，有时形成胶状表面结皮，严重 影响产品质量。一般需通过惰性气体保护，一般认为通入惰性气体能起到排除空 气的作用、带走缩水和加速反应进行等效用。3.1.4 、烯类单体与UP树脂混溶在树脂从缩合釜中放出与苯乙烯掺合前，应加入稳定剂，而且控制温度不超 过90C,否则会导致稳定剂的失效而发生凝胶现象。3.2 减压法生产流程1）生产前的检查，检查生产供水
6、、供气及设备运转情况；2）试真空密度达680700Hg,检查底阀是否漏气，按配方依次投入丙二醇、 苯酎等原料；3）升温至100左右，开动搅拌器，通入惰性气体CO2,打开回流冷却水。4）升温至150160,出现缩合反应水,调节柱头问题，控制储头温度在105c 左右5）保持反应釜内温度在1955。至反应物酸值到达指定要求（8890）此 时投入顺醉。6）升温至205C,储头温度控制在105以下，停止加热，保持此温度至缩 水量达2/33/4。7）当出水速度减慢时，减压蒸储，减压速度为lOOmmHg/lOmin。在200nllnHg 时保持 0. 5h;在 300400mmHg 时保持 0. 5h;在
7、620680mmHg 时保持 1. 5ho8）当反应物酸值达到402时，反应基本完成，停止抽真空，冷却降温至 190加入石蜡、氢醍等搅拌30min。9）在稀释釜中放入苯乙烯，环烷酸酮搅拌混合均匀。10）打开反应釜底阀，将树脂放入稀释釜（控制树脂的流速）混合后温度小 于90,搅拌均匀。11）当混合温度降至5060,取样分析样品合格，出料装桶12）生产后检查，关上生产用水、电、汽及设备停机。3.3 树脂质量控制17在生产工艺过程中，主要控制温度、气流、搅拌、压力和酸值等。1）温度控制 主要有控制一下部位温度需控制：反应釜中心部位的料温; 反应釜釜壁部分的料温；夹套中油温；分储柱顶部蒸汽的温度。常简
8、称“储 头温度”；冷凝器的进水与出水温度；稀释罐中心部位的料温；稀释罐夹 套中介质温度。反应釜中心部位的温度为反应物温度，但接近釜壁部位的料温直接受夹套中 介质温度的影响其温度与中心部位不同。在良好的搅拌下，其温差不大；在搅拌 不良时，存在明显温差，使树脂聚合的温度不均匀，甚至可能产生局部凝胶。夹 套中油温不能过高，否则反应物升温过快，釜壁可能产生焦化结皮。分福柱顶部的蒸汽温度即“储头温度”的控制也很重要。在聚酯化反应 不饱和聚酯化反应物中，该温度要控制在100左右，因为大量醇在反应物中， 醇可与水形成共沸物，在较低温度下，把醇蒸出，使醇损失，达不到合成要求。对以上个点温度可用多点温度记录仪进
9、行记录监视，也可通过计算机进行程 序控制。2）搅拌速度和惰性气体流量控制 搅拌速度快、惰性气体流速高，会使 反应大为加速，水分可以加快排除，但醇的挥发损失也增多，如发生酸值停滞过 早即可能为失醇太多，需加醇补救。故一般调整好搅拌机速度后不再改变，而用 调节惰性气体流量的方法来调节釜内的搅拌状况。惰性气体流量由流量计显示, 也可由计算机控制。3）酸值和粘度控制反应混合物的酸值和粘度要定时测定，并作出酸值-时间和粘度二时间曲线，和标准曲线相对照，检查与控制反应过程的基本方法。 每半小时测定酸值和粘度（酸值一般由80左右开始，到反应终点5060）,同时 记录反应温度、分储柱顶部蒸汽温度、油介质温度金
10、恩惰性气体流量和排出水量。4、物料衡算4.1、 配方设计191#UP树脂的配方见表4. 1表4.1191#UP树脂配方原料分子量熔（沸）点密度g/cm3配比重量%丙二醇76. 09(188. 2)1.0362. 15苯酊148. 11131 (285)1.5271顺酎98. 0652.6 (199. 7)1.3141缩水量181.001聚酯1. 1264.5苯乙烯104. 15-30. 63(145.2)0. 90635. 5石蜡50700.90. 036环烷酸酮0. 03UV-9228. 2464.51.3240.2HQ110. 11170. 31.3320.014.2、 物料衡算过程421
11、、日产量计算：实际工作日为250天，则日产量=5000吨/250天=20吨/天聚酯的日产量=20吨X64. 5%=12. 9吨/天422、聚酯的聚合度和摩尔数。聚酯平均分子量 w=1000 X 56/40=1400聚酯聚合度n=(w-w 水)/(2. 15wi+w2+w：3)= (1400-18)/(2. 15X76. 09+148. 11+98. 16)=3.82聚酯的摩尔数 m=12. 9X1071400=9214. 3mol423、各原料的理论用量。丙二醇 W 3.82X9214.3X76.09X2. 15=5892. 2kgV 尸 NJ P 尸5892. 2/1. 036=5687,
12、5L苯 酎 T2=3.82X9214.3X148. 11X5213. 3kgV 2= w 2/p 2=5213. 3/1. 527=3414. 3L顺 酎 W 3=3. 82X9214. 3X98. 06 X 1=3451. 6kgV 3二旷 3/p 3=3451. 6/1. 614=2626. 8L缩水量 水=(2n-1) XmXw7K=(2X3. 82-1) X9214. 3X 18=1101. 3kgV水二水/p水二 1101.3/18=61. 22kg424、各原料的实际投料量(在理论用量的基础上加5%)W=W X (1+5%)V=V X (1+5%)丙二醇 W尸5892. 2kg X
13、I. 05=6186. 8kgVk 5687. 5LX 1. 05=5971. 8L苯 酊 W2=5213. 3kgXl. 05=5473. 9kgV2= 3414. 3LX 1.05=3584. 4L顺 酊 W3=3451. 6kgXl. 05=3624. 2kgV3= 2626. 8LX 1.05=2758. IL所以原料总容积 EV=V1+V2+V3=12314. 3L425、产率计算产率= 12. 9 X 107 (Wt+W2+W3) =84. 4%426、苯乙烯及其他辅助材料的用量。苯乙烯：理论用量20tx35.5%二7.It；实际用量7.1tX (1+5%) =7. 45t石 蜡：
14、20t 义0.036%*(1+5%) =7. 56kg环烷酸酮:20tX0. 036% X (1+5%) =7. 56kgUV-9： 20tX0. 2%X (1+5%) =42kgHQ： 20tX0. 01%X (1+5%) =2. 1kg5热量衡算5.1 热量衡算概述化工生产过程中，各工序都要求有确定的温度等工艺条件，并伴有能量的传 递或转移以保证稳定生产。热量衡算的主要内容是确定传入或传出的能量，确定 加热剂或冷却剂的消耗量以及其他能量的消耗，计算传热面积以决定换热设备的 工艺尺寸。5.2 热量衡算5.2.1 v物料吸热物料吸热主要反映在物料从室温10升到反应温度160过程中。在反应过 程
15、中，物料所吸收热量可认为由生成物放热来提供。反应体系中三种物料的吸热 情况分别为：丙二醇：Ci=58. 64cal/mol K=0. 7706cal/g K吸热量：QlCMCT)=0. 7706X6186. 8X (160-10) =7. 151X 105kcal苯 酊：C2=66. 92cal/mol K=0. 452cal/g K；乩=Tk/M查化工工程手册第一篇，取L=13. 5A Hm=131 X 13. 5/148. 11=11. 94kcal/kg吸热量 Q2=C2M2(T2-Ti)+ AHmM2=0. 452X5473. 9X (160-10) +11. 94X5473. 9=4
16、. 365X105kcal顺 酎：C3=40. 41cal/mol K=0. 412cal/g KAHm=Th/M=52, 6X 13. 5/98. 06=7. 24kcal/kg吸热量 Q3=CM(T2f)+ AHM=0. 412X3624. 2X (160-10) +7. 24X3624. 2=2. 502X 105kcal物料的总吸热量：Q=Q.+Q2+Q3=1. 4018X 106kcal522、热载体的选用热载体温度需高达230-250,因此选用联甲苯甲烷作为热载体，使用联 甲苯甲烷时，设备不需要耐压很高却可以得到搞的加热温度，这是它的明显优点。 其33, Tb=29. 6, Tct
17、=850o523、物料加热时间及热载体进出口温度确定物料加热时间为L5小时，热载体进出口温度分别为230C, 210c524、热载体与物料之间热平衡计算根据Q=CMAT,得M=Q/(C AT) = 1.4018X107 0. 53X (230-210) =1. 32 24X 105kg 则热载体的流量为 W=M/1. 5=1. 3224X1071. 5=8. 8164X104kg/h 体积流量为 V=M/796=110. 758m3/h5.3 油管与油泵的选择5.3.1 油管的选择与安排10联甲苯甲烷参数如下:u=4. 21；Cp=4. 29X10-4kg s/m； P =0. 88g/cm3
18、 有选定的管内流速按下式计算管子内径，并修正到符合公称直径要求：V流体在操作条件下的体积流量，m7s;U流体的流速，m/s;D管的内径，m。设油管内热载体流速为5m/s, V=110. 7581n3/s;,可得d=5.311m. o因此选用 DN80的20号钢管作为出油管，回油管选d=0.0885m。因此选用DN90的20号钢 管作为出油管，回油管选用DN100的20号钢管。热油管总长60m,经过加热器 和反应釜夹套；冷油管总长60nb经过冷凝器和反应釜夹套。532、油泵的选型根据输送流体的特性，以及本设计使用的高温介质，选用100Y60B离心泵。 选用两台油泵，一开一备，确保在生产过程中能稳
19、定持续的输送载体。查化工工艺设计手册(上)，100Y60B型离心油泵的主要参数如下:流量：120nl3/h效率:66%允许汽蚀余量：4. 2m扬程：38m轴功率：13. 3kw叶轮出口宽度16. 5mm转速：2950r/min电机功率:17kw叶轮直径184mm54热功率计算10541、热载体总量估算热油管总长60m,其中DN90为40nl(包括与冷油管共用35m), DN100为20m, 冷油管60m,管道中随时充满着热载体。热载体：热油管容积 Vl，nD2L=i X jiX (0. 092X35+0. 12X20) =0. 3797m3 44反应釜夹套容积 V2=A(D1-DN)=27.2
20、X (2600-2400) /2X 10-3=2. 72m3加热器壳程容积V3=o. 15m3高压槽中的热载体容积%估算为0. 05m3则热载体总容积 V=L1 (V1+V2+V3+V4) =3. 6297m3冷载体：冷油管容积:VJ=jtd2L4=1 X n X 0. 082 X ( 60-35 ) +0. I2X 420 =0. 2827m3反应釜夹套容积:V2 =0加热器壳程容积:=0. 15m3高压槽中的冷载体容积:V/估算为0.05ni3则冷载体总容积:V=L1 (V/ + V2 + V； + V； ) =0. 5309总油量为:V=4. 1606m3热载体质量为:Mk4. 1606
21、X880=3661. 3kg热功率计算热功率包括物料吸热量和热载体需热量两部分。热载体从室温10升温到230QJ =CMAT=0. 53X3661. 3X (230-10) =4. 2691 X 105kcalQ=Q+QJ =1. 40 1 8X 106+4 . 2691 X 105kcal=l. 8287X 106kcal理论总功率 P =Q =1.8287X107 (0. 23X3600X1.5) =1472. 39kw0.239r考虑到热损失实际总功率P =1. 15P=1693. 24kw学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除
22、了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容 编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书2、不保密口 。（请在以上相应方框内打“4”）作者签名：年 月日导师签名：年 月日6设
23、备的选型与设计11通过物料衡算与热量衡算，为设备的选型与设计奠定基础，下面就车间中的 主要设备进行选型与设备。其中标准进行选型并列出有关数据，非标准件进行设 计，并附有图纸。6.1 反应釜与稀释釜的选型反应釜与稀释釜选型主要是依据生产规模来确定其大小型号。目前化工设备 厂所生产的反应釜主要为搪玻璃反应釜和不锈钢反应釜两类。根据耐热温度，选 择不锈钢反应釜。6A.lv反应釜选型根据物料衡算，原料总容积为12314. 3L,设装料系数为0.9,则反应釜的理 论容积为12314. 3L4-0. 9=13682. 6L,因此选用14000L反应釜，装料系数为 12314. 3L4-14000=0. 8
24、796,过量系数(0. 9-0. 8796) /0. 9=2. 27%5%,可行。查 表选用不锈钢K型14000L反应釜，相关参数如下：公称容积：14000L 实际容积：15400L电机功率25kw传热面积：27. 2m2允许搅拌速度：63-125r/min允许工作压力：罐内WO. 37MPa夹套内WO. 37MPa允许工作温度：罐内0200C夹套内02006.1.2 、稀释釜选型稀释釜物料容积V=20X IO+1. 12=17857. 14L,设装料系数为0.9,则理论 容积为17857. 14 4-0. 9=19841. 2L因此选用20000L稀释釜，装料系数为 17857. 14/20
25、000=0. 8929,过量系数为(0. 9-0. 8929) /0. 9=0. 79%,可行。查表选 用不锈钢型20000L稀释釜，相关参数如下：公称容积：20000L 实际容积22500L电机功率40kw传热面积：34. 6m2允许搅拌速度：63-125r/min允许工作压力：罐内WO. 37MPa 夹套内WO. 37MPa允许工作温度：罐内0200夹套内02006.1.3 v配套搅拌器的选型目前化工合成中所用的搅拌器,通常有桨式搅拌器,框式搅拌器等多种类型。在合成树脂生产中，多选用框式搅拌器，也称锚式搅拌器其结构比较坚固，底部 形状与反应釜封头形状相似。反应釜用搅拌器：功率P=25kw
26、搅拌速度n=80r/minP/n=25/80=0. 3125查材料与零部件（上）选用框式搅拌器H2120-95 HG -757-78材质为 !Crl8Ni9Tio稀释釜用搅拌器：功率P=40kw 搅拌速度n=80r/niinP/n=40/80=0. 5查材料与零部件（上）选用框式搅拌器H2120-95 HG -757-78材质为 !Crl8Ni9Tio6.2 液体料贮罐的选型选型原则：贮罐须满足3-5釜次的投料需要。最大投料体积为：丙二醇5971. 8L苯乙烯 7450 + 0. 9063=8220. 23L因此丙二醇选用20000L搪玻璃F型贮罐（HG5-253-79）。苯乙烯选用25000
27、L搪玻璃F型贮罐（HG5-253-79）。6.3 输送泵的选型丙二醇要求lOmin内输送完毕，则流量为QF5971. 84-101000X60=35. 83m3/h苯乙烯要求15min内输送完毕，则流量为Q2=8220. 234-151000X60=32. 88 m3/h查化工工艺设计手册流体常用流体范围，得又累流速为0.52m/s,根 据关系算图可选得DN=80mm管。材质为lCrl8Ni9Ti含Mo不锈钢，管壁厚2. 5mmo （注：管弯均为90。弯头；由于温度降低，p、u增大，AP增大，因此所选的 泵应能满足最低温度下的要求，对于武汉地区取最低温度为10o）查化工工艺设计手册选用YG型油
28、泵65YG38,有关参数如下：扬程:转速:效率:24 2950r/min 72%流量:50 m3/h 电机功率：7. 5kw允许汽蚀余量：2. 6m64真空系统确定101.1.1 真空泵的选用1）真空系统的作用真空吸料和给反应釜抽真空，不同时使用抽气量也不同，以抽气量最大时（即 反应釜真空时）为设计依据。要求:真空度：700mmHg 达到时间：2min2)抽真空总体积反应釜实际体积为15400L,除去物料12314. 3L；缓冲罐取1000L；真空管 道及其他容器设为1914L,总计为6000L。由P=700mmHg, t=2min, V=6000L,查化工管路手册下册，抽气速率为420m7h
29、,因此选用W6 (V7)型往复真空泵，查化工工艺设计手册(上)得有极限真空：lOmniHg水管出口直径：3/4inch 气管出口直径：5inch 电机功率：22kw关系参数如下：抽气速率:770 m3/h水管进口直径：3/4inch气管进口直径：5inch 配用电动机：J027261.1.2 真空缓冲罐的设计原则：按钢制石油化工压力容器设计规定设计。要求：为外压容器，按外压 力容器设计规范设计。耐压lkgf/cm2容积1000L材质：20g钢(含碳量为万分之二)，压力容器 专用钢种。取 L/DN=1 DN= 1000mm L= 1000mm查材料与零部件上册，可得：壁厚3=5mm取负公差0.
30、3mm腐蚀余量为1mm则 L/Do=lOOO/ (1000+3. 7X2) =0. 9927Do/ 5 0=(1000+3.7X2) /3. 7=272. 3查化工设备设计基础图153的A=0. 00027由 20g 钢=245MPa,查图 155 得 B=40则P =B 3 o/Do=4O X 3.7/ ( 1000+3. 7 X 2 ) =0. 1469MPa ,且 P=lkgf/cm2=0. 098MPa, P P,因此可选用 8 =5mm 的钢板。封头壁厚也取6=5mm,取负公差0. 8mm,腐蚀余量为1mm查化工设备机械设计基础图15-2得常用封头Di/2h=1000/2X 255=
31、2, k产090, RKiDO. 90X 1000=900mm又 A=0. 121 6o/R=O. 121X3. 2/900=4. 30X10查图155得B=61则P =B 5 0/Dv=61 X (3.2/900) =0. 2169MPa,且 Plkgf/cnO. 098MPa,P P,因此选用封头DN1000X5查材料与零部件上册JB115473,有关参数如下：DN= 1000mm5 =5mm 曲边高 h=250mm直边高 h0=25mmV 封=0. 151n?所以容积 y=0. 151X2+n X0. 52X 1=1. 087m3简体和封头的连接利用焊接。支座选择：罐重：w= ( n X
32、1.02X0. 005+1.2X0. 005X2) X7. 8X 10=212. 43kg0. 5t查化工机械手册选用标准式支座JB116681 (支撑式支座)：支撑允许负荷：0. 5t支座支撑面积：172cm2支撑单位面积上的压力：2. 9MPa 重量：6. 63kg真空系统使用阀门查化工工艺手册P455,选用内螺纹截止阀J11X16具体缓冲罐的结构尺寸见附图封头开口:气压计接管F32X4法兰HG501258其他开口均选接管F80X3法兰HG5012586.5 废水接收罐的设计原则：按钢制石油化工压力容器设计规定设计。要求：耐压lkgf/cnT5容积1000L 材质A3钢简体设计：取 L/D
33、N=1DN= 1000mmL= 1000mm 壁厚取 6 =5mm废水接收罐的设计过程同真空缓冲罐封头选用标准件，椭圆形封头，JB115481DN1000X5曲边高 h=250mm 直边高 ho=25mmV 封=0. 151m3制作选用标准式A型悬挂式支座JB116581支座允许负荷：2. 5吨支座支撑面积：18501?支撑单位面上压力：13. 5MPa 重量：3. 48kg选用的垫板材料为lCr 18Ni9Ti,尺寸160 X120X 8mm,支座材料选用A3F钢。阀门选用内螺纹截止阀J11X-10,其上封头开口形式及主要结构尺寸同真 空缓冲罐，具体结构尺寸见附图。6.6 丙二醇计量罐的设计
34、要求：容积5000L,材质lCrl8Ni9Ti适于安装要求。1)取 L/DN=1 DN=1700mm L=1700mm则 V 筒二兀 X0. 852X 1. 7=3. 8567m3封头按标准JB115473设计：曲边高 h=425mni 直边高 ho=25nini V 封=0. 700 m3则 V 总二V 筒+2V 封=3. 8567+2 X 0. 7=5. 2567 m3总高 H=1700+2X (425+25) =2600mm2)厚度计算查化学设备机械设计基础内容，得6=PD 内/2。 6+G+C23壁厚 P内压 D内一内径 。许用应力 力一焊缝系数Ci一钢板负偏差C2一腐蚀余量丙二醇投料
35、体积4976. 4L。=os/hs=196/l. 6=122. 5MPa8 =PD 内/2 o 6 +C1+C2=1700X0. 101/ (2X122.5X0. 9-0. 101) +0. 3+1=2. 147mm因此确定封头与筒体厚度为3mm查材料与零部件上册得：标准为JB115473筒体 DN= 1700mmL= 1700mm 8 =3mm封头 DN1700 X 2h=425mmh=25mm封头内表面积3. 25 m2计量罐重及丙二醇总重W=6186. 8+ ( X 1.72X0. 003+3.25X0. 003X2) X7. 8X103=6551. 35kg8. 314X298441.
36、 01X 105=22 . 06m3 P采用数只气瓶并联，每周(5天工作日)更换一次的方法，可使供气平衡, 并可减少劳动强度，并联气瓶数n=30. 4X54-22. 06=6. 89,考虑漏气量拟用7个。查化工工艺设计手册可得气瓶有关参数如下：外径280mm 高1600mm 容积45L压力150atm 质量60kgCO2管路采用DN3/4的lCrl8Ni9Ti管为使供气平衡，拟采用串联一只1000L的缓冲罐DN/L=1DN=1000mmL=1000mm内压耐压10kgf/cm2材料为不锈钢封头选用标准件, 选用 DN1000X5 曲边高h=250mmV 封二0. 151 m3缓冲罐重：W=(：
37、or查材料与零部件上册得6 =5mm查材料与零部件上册JBH5473椭圆形封头:直边高h0=25mmS 内表=1. 16m3XI. 02X0. 005+1. 16X0. 005X2) X7.8X 10 =212. 9kg支座选用JB116681支撑式支座，阀门选用J11X10.6.8冷凝器的选择与设计14在合成树脂生产过程中，要用到分储冷凝器和卧式冷凝器。分储冷凝器的选 择：最常用的有塔板式分偏柱和填料式分储柱两类。前者结构复杂造价高，后者 结构简单易制造，目前合成树脂厂多采用填料式分储冷凝器，因此选用填料式分 储冷凝器。卧式冷凝器的选择：目前化工厂使用热交换器常用的有列管式换热器, 螺旋板式
38、换热器，板翅式换热器，而合成树脂厂目前多采用列管式换热器。列管 式换热器又可分为固定管板结构简单，造价低。6.8.1 v冷凝面积的确定最大出水率的选择，在树脂成产中，聚酯反应得时间约为14小时，反应初 期，由于可反应基团多，反应剧烈，此时要求冷凝面积最大，取此时出水率为 212. 4kg/h为平均出水率65. 15kg/h的3. 4倍。682、换热量计算15取出水温度为40Q 二 Gm A ti+m A H+ C2m A t2=212. 4 X 0. 4773 X (105-100 ) +5391+1 X (100-40 ) =127723. 9kcal/h其中 CfO. 4473kcal/k
39、g C2=lkcal/kg AH=539. Ikcal/kgm=212. 4kg/h换热面积 F=L2q/K A t=l. 2 X 127723. 9/(150 X 35. 5) 28. 78 m2K为换热系数，由于被冷凝物时含较多CO2和少量丙二醇的水蒸气，有相变 化，查化工机械手册取K=150kcal/m2h。 t为管内物与冷凝水的温差，At=(150+40) /2-(32+42)/2=33. 5(去夏季 时的工况：自来水入口 32,出口 42)。根据换热面积F=28.78itf,查化工工艺设计手册上册，选用固定管式换 热器 JB114571245,型号为 G500IV2535。.683、
40、立式冷凝器的设计立式冷凝器的作用主要是用于防止苯乙烯挥发。根据有关厂家的实践经验, 本设计采用长2000mm,内径80mm,外径200mm的管式冷凝器，材质选用不锈钢。7车间布置设计7.1 车间厂房的整体布置厂房布置的方法通常分为集中式和分离式两种，前者占地面积小，降低施工 费用，便于中小车间使用。分离式占地面积大，运输线长，造价高，便于大型车 间以及有危险的制品的生产。树脂车间的设计，由于公寓特点要求，采用多层建 筑集中设计方案，生产区和辅助区分离布置。这种布置在建筑上较为合理，而目 前多数树脂车间也都采用这种建筑形式。7.2 厂房的平面布局厂房的平面布局取决于生产工艺流程。在选择生产工艺布
41、置形式和进行平面 设计的同时，还要结合建筑结构特点，采暖通风，水电供应等条件综合考虑，达 到既满足工艺要求，又能降低造价的要求。根据不饱和聚酯树脂合成车间要求厂房面积小，布置集中的特点，常采用混 合式平面布置，详见车间布置图。7.3 厂房柱网布置厂房柱网布置不仅要考虑工艺特点，同时要符合建筑规则。多层厂房的柱网 一般可为内廓式柱网，等跨式柱网，对称不等式柱网，大跨度式柱网。根据不饱 和聚酯树脂生产工艺要求，采用(4+10+4) X 10m的对称不等式柱网为好，既符 合多层厂房的建筑要求，又符合生产工艺要求。7.4 生产厂房的空间布置8厂房空间布置是指厂房的层数，层高确定，对不饱和聚酯树脂来说，
42、层数一 般为三层，而层高以满足采光和设备安装，正常运转为前提。第三层高度：反应釜离操作台H1+H2=1200+900=2100mm分储柱及卧式冷凝器高度4000mm则此层高度为 Hi+H2+4000=2100+4000=6100mm第二层高度：反应釜下部36507200=2450,且与稀释釜错开稀释釜离操作台 Hi+H2=1500+1600=3100mm反应釜下部与稀释釜距离1000mm则此层高度为 2450+1000+3100=6550mm第一层高度：稀释釜下部H-Hl=4100-1500=2600mm下面预留1600mm的装成品空间，包装箱高度设为1500mm 此层高度为 2600+160
43、0+1500=5700mni综上所述，选择层高为7000mm另车间辅助生活用房按普通民房高度构造。7.5 设备布置第一层：电葫芦，磅秤，苯乙烯物料罐，苯乙烯输送泵，丙二醇物料罐，丙二醇输送泵，真空泵第二层：稀释釜，电葫芦第三层：反应釜，电葫芦，计量槽，废水接收罐顶层：卧式冷凝器详细厂房布置见附图7.6 厂房建筑面积厂房建筑面积是根据工艺生产流程及规模，设备布置，设备外形尺寸及操作 维修面积，运输通道，物料堆放等确定，在符合建筑模数的要求和满足生产需要 以及有一定预留的前提下，应尽量减少厂房占地面积。各层设备占地面积：第三层：反应釜安装面积：JiD2/4=3. 14X2.674=5. 31m2电葫芦安装面积：4m2高位计量罐占地面积：3. 14X1.774=2. 27m2接收罐占地面积:3. 14X1.074=0. 785m2共计12. 365m之第二层：稀释釜安装面积：nD2/4=3. 14X2.874=6. 154m2电葫芦安装面积：4m2第一层：电葫芦安装面积：4m2磅秤安装面积：4m2物料罐占地面积:2X n X274=6. 28m2共计 14. 28m2比较各层面积，第三层占地面积最大，留出操作空间和维修空间以安全要求。 层面积为：18X10=180m2o8非工艺专业设计要求8.1 对土建设计要求1）建筑物的防火等级按甲等考虑。2）建筑物得等级