10萬噸聚碳酸酯工藝設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠初步設(shè)計 摘 要 聚碳酸酯是由雙酚 A 鈉鹽與光氣進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)物簡聚體進(jìn)行縮聚反應(yīng)獲得。本設(shè)計時年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯廠工藝設(shè)計，主要進(jìn)行了工藝計算、設(shè)備選型，并繪制了全廠平面布置圖、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、車間的立面圖和平面圖。關(guān)鍵詞：聚碳酸酯，雙酚 A，工藝，圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)Polycarbonate Process of The Technological Designof 100,000 t Polycarbonate Per YearABSTRACTPolycarbonate is d

2、eserved by the Bisphenol-A of Sodium salt and phosgene. This indication is to design for a chemical factory, which produce100,000 t Polycarbonate process yearly. It include the main equipment computation and the shaping in the technical process of Polycarbonate CHP, entire factory floor-plan, synthe

3、tic CHP total flow chart, workshops elevation and horizontal plan.KEY WORDS： Polycarbonate，Bisphenol-A ，Technology ，Chart精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 概述1.1 設(shè)計依據(jù)1.1.1 聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀由于世界金融市場處于混亂狀態(tài)，2009 年亞洲雙酚 A(BPA)市場，將繼續(xù)面臨困難時期的挑戰(zhàn)，除非經(jīng)濟(jì)走勢上行，來自下游環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯(PC)工業(yè)的需求才會稍有提升。

4、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 個月以后。隨著雙酚 A(BPA)現(xiàn)貨的急劇下滑，該工業(yè)處于不景氣狀態(tài)。截至 2008 年 12 月，雙酚 A(BPA)價格與當(dāng)年 7 月相比、下降了近 40%。由于全球金融市場惡化和經(jīng)濟(jì)衰退帶來的影響，來自聚碳酸酯(PC)和環(huán)氧樹脂工業(yè)需求的疲軟，而導(dǎo)致雙酚 A(BPA)市場的不振，將可能會持續(xù)到年底。雖然新的環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯(PC)，生產(chǎn)裝置已于2008 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。雙酚 A(BPA)發(fā)展在 2008 年也受到一些負(fù)面的影

5、響，來自與雙酚 A(BPA)接觸的健康危害的爭論，已促使一些國家如加拿大在食品容器應(yīng)用中禁用這種化學(xué)品。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。中國大多數(shù)環(huán)氧樹脂裝置，目前開工率都在 5060%。中國石化集團(tuán)公司-三井化學(xué)公司合資的，10 萬噸/年雙酚 A(BPA)裝置于 2008 年 12 月投產(chǎn)后，又使該地區(qū)新增了供應(yīng)量，預(yù)計雙酚A(BPA)價格一度會下跌至底線。另外貿(mào)易商和終端用戶的調(diào)查指出，如果需求繼續(xù)疲軟，則對雙酚 A(BPA)價格的支撐會很小。2009 年也會出現(xiàn)一些新的貿(mào)易動向，中國與東南亞國家聯(lián)盟(ASEA

6、N)成員國之間的自由貿(mào)易協(xié)定(FTA)將實施，按照新的法則，雙酚 A(BPA)從 ASEAN 出口將執(zhí)行零關(guān)稅。東南亞國家聯(lián)盟(ASEAN)有 2 家主要的雙酚A(BPA)生產(chǎn)商：拜耳公司在泰國擁有 16 萬噸/年裝置，三井化學(xué)公司在新加坡?lián)碛?23萬噸/年裝置。1.1.2 課題背景聚碳酸酯（簡稱）是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族芳香族聚碳酸酯的機(jī)械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲的了工業(yè)化生產(chǎn)。聚碳酸酯是一種性能優(yōu)異的通用工程塑料，自問世以來迅速在發(fā)達(dá)國家形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)

7、，且技術(shù)持續(xù)發(fā)展，裝置規(guī)模不斷擴(kuò)大。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、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)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。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專用化、系列化方向發(fā)展，目前已推出了光盤、汽車、辦公設(shè)備、箱體、包裝、醫(yī)藥、照明、薄膜等多種產(chǎn)品各自專用的品級牌號。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。因此，大力

8、加強(qiáng)聚碳酸酯研發(fā)，加速實現(xiàn)其規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，已成為國家的重要戰(zhàn)略需求。我國聚碳酸酯長期依賴國外進(jìn)口，2000 年進(jìn)口量為 23 萬噸，到 2008 年增至 101.7 萬噸，增長了近 4 倍，2008 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 10-15%的增長率。中國聚碳酸酯的產(chǎn)能僅為 26 萬噸，而且絕大部分為合資或獨(dú)資企業(yè)，對外依存度非常高。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。1.1.3 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。各品級又可進(jìn)一步細(xì)分為更多的具體牌號

9、。一些大的生產(chǎn)廠商可提供幾十個品級、上百個牌號產(chǎn)品。聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)是向高復(fù)合、高功能、專業(yè)化、系列化方向發(fā)展。2004 年世界聚碳酸酯表觀消費(fèi)量278.2 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%; 其次是電子/電氣和建材, 各占19%; 汽車約占13%,詳見下表1-3 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/萬t比例%汽車13.57.13.010.02.035.613電子電器7.511.56.122.95.053.019片材13.513.36.114.17.054.019光學(xué)介質(zhì)11.012.03.536.94.067.02

10、4其他18.57.16.628.87.668.625合計64.051.025.3112.325.6278.2100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 %。歐洲受氣候影響, 對制造絕熱玻璃的薄膜和片材需求較高, 占全球該類產(chǎn)品總消費(fèi)量的25%。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%, 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)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(寶庫計算機(jī)、辦公設(shè)備和光盤)，透明薄板

11、和片材以及汽車工業(yè)。在未來的一段時間內(nèi)，聚碳酸酯的需求量將持續(xù)增長，亞太、拉丁美洲將是增長最快的地區(qū)。預(yù)計到 2007 年，世界聚碳酸酯的需求量將達(dá)到億噸，其中計算機(jī)、光盤等信息產(chǎn)業(yè)方面的增長最快。 1.2 設(shè)計原則(1)遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實事求是，因地制宜(2)合理利用國家資源和財產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；(3)采用成熟的。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)，努力實現(xiàn)自動化?，F(xiàn)代化提高產(chǎn)品的科技含量；(4)一輕化工業(yè)產(chǎn)品批量小、品種多的特點(diǎn)，努力做到“一錢多用，一錢多能”，是本廠具有較強(qiáng)的市場適應(yīng)力； (5)盡可能創(chuàng)造良好的

12、勞動條件，以利于勞動工人的身心健康；(6)大多數(shù)廠房，特別是主要生產(chǎn)車間的布置，應(yīng)考慮到日照方位和主導(dǎo)風(fēng)向，保證自然通風(fēng)，廠前區(qū)和防污染的車間放在上風(fēng)向，產(chǎn)生粉塵、煙、熱等的車間及易燃庫布置在下風(fēng)向；(7)近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合，主要生產(chǎn)車間留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，輕化工工廠變化較快，綜合利用較廣，加工深度較深，大多數(shù)工藝流程更新快，這要求在設(shè)計實現(xiàn)留有較大的預(yù)留地，以滿足工廠發(fā)展變化的需要；(8)為保證平面圖具有建筑藝術(shù)性，廠房形狀要規(guī)則簡單，使道路徑直，廠房中心線保持垂直或平行；(9)采取各種措施，提高建筑系數(shù)和場地利用稀疏。建筑系數(shù)一般為 25%40%，場地利用系數(shù)一般為 50%60%，這

13、是總平面設(shè)計的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。1.3 設(shè)計任務(wù)年產(chǎn) 10 萬噸聚碳酸酯化工廠設(shè)計，完成對廠址的選擇和對工藝流程的可行性分析，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，主要設(shè)備的計算和選型，畫出工藝流程圖，主要的反應(yīng)設(shè)備裝置圖，全廠平面圖以及各車間平面布置圖與立面圖。 1.4 環(huán)境保護(hù)及三廢處理 隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護(hù)意識逐步提高，為了我精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護(hù)環(huán)境。對污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)環(huán)境保護(hù)法及相應(yīng)的可行性研究、環(huán)保報告和初審意見來確定，同時加強(qiáng)對員工環(huán)保意識的教

14、育，對表現(xiàn)比較好者給予物質(zhì)上面的獎勵，引領(lǐng)其他員工向他們學(xué)習(xí)。同時我們將嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)對化工企業(yè)環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)：(1)地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)-GB3838-88；(2)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)-GB3095-96；(3)城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)-GB3096-93；(4)工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)-GB12348-90；(5)車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度；(6)居民區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度；(7)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)-GB8978-96；(8)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)-GB13271-91；(9)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)-GB16297-1996。經(jīng)處理過的排入城鎮(zhèn)排水管道的工業(yè)廢水和生活廢水，應(yīng)符合：(1)水溫不

15、高于 40；(2)不產(chǎn)生易燃易爆和有毒氣體；(3)不傷害養(yǎng)護(hù)人員；(4)對病原體必須嚴(yán)格消毒滅菌；(5)有毒物質(zhì)最高容許濃度應(yīng)符合工業(yè)“三廢”排放試行規(guī)定 。 對于廢渣一般采用填埋、焚化、堆肥前應(yīng)取得衛(wèi)生部門的同意，不允許污染水源土壤。局部派出的有害氣體應(yīng)凈化回收后再向大氣排放。1.5 勞動安全衛(wèi)生勞動安全衛(wèi)生工業(yè)衛(wèi)生包括防塵防毒、防暑降溫、防寒防濕、防噪音、振動控制等，對于一般化工廠有一定的規(guī)定。(一)根據(jù)車間對勞動保護(hù)的設(shè)計規(guī)范工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36-79 規(guī)定：浴室：衛(wèi)生等級為一級、二級的車間應(yīng)設(shè)車間浴室，三級在車間附近貨場去附近設(shè)集中浴室，四季可在居住區(qū)設(shè)集中浴室?？赡芤鸾?jīng)皮膚

16、吸收急性中毒的車間一設(shè)事故淋浴。(二)更衣室：一級車間的存衣室，便服、工作服應(yīng)分別存放。二級車間的存衣室，便服、工作服可同室存放。三級車間的存衣室，便服、工作服可同室存放，存放室和休息室和并設(shè)置。四級車間的存衣室和休息室和并設(shè)置，可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)存放工作服。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)易沾染經(jīng)皮膚吸收的有毒氣體的車間，設(shè)置洗衣房。2 工藝設(shè)計2.1 工藝流程設(shè)計2.1.1 工藝流程設(shè)計的重要性(1)工藝流程設(shè)計是工藝設(shè)計的基礎(chǔ)。工藝流程設(shè)計是工廠設(shè)計中最主要的內(nèi)容，是工藝設(shè)計的核心。因為工藝流程設(shè)計的質(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

17、系列根本性問題。(2)工藝流程設(shè)計是物料衡算、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從哲學(xué)角度來說，工藝流程設(shè)計是定性分析工作階段，物料衡算是定量計算階段。一般來說，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。2.1.2 工藝流程設(shè)計的原則(1)先進(jìn)性工藝流程的先進(jìn)性從兩個方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理。兩方面同等重要，缺一不可。(2)可靠性所設(shè)計的工藝流程必須可靠即經(jīng)過實驗室、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)計選用。(3)結(jié)合國情，因地制宜工藝流程的選擇從技術(shù)角度來說，應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)，單從具體情況考慮，并不必選擇國外的先進(jìn)的技術(shù)。因為國外的技術(shù)往往

18、價格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，沒有實用價值。所以，結(jié)合實際，選擇自己易于掌握和改進(jìn)的技術(shù)要方便、實用。2.1.3 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。(1)溶液光氣法該工藝是將光氣通入含有雙酚 A 堿性水溶液和二氯甲烷溶劑中進(jìn)行進(jìn)行界面縮聚反應(yīng)，然后將聚合物從溶液中分離出來。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。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)(2)酯交換法酯交換法又稱傳統(tǒng)熔融工藝，其實也是一種間接光氣法工藝。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

19、換反應(yīng)，生成低聚物，在進(jìn)一步縮聚得到聚碳酸酯。盡管該工藝生成成本低于其它生產(chǎn)工藝，但由于其生產(chǎn)出來的聚碳酸酯光學(xué)性能較差，催化劑易污染，并且由于存在副產(chǎn)品酚而導(dǎo)致產(chǎn)品分子量較低，應(yīng)用范圍有限，因此限制了該工藝的商業(yè)應(yīng)用。(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，同時加入酚，然后送入光氣反應(yīng)器內(nèi)。加入二氯甲烷，通光氣進(jìn)行光氣化反應(yīng)，反應(yīng)完成后將反應(yīng)液送到縮聚反應(yīng)器內(nèi)，加入三乙胺和燒堿溶液，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。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。(4)非光氣法非光氣法是先以液相氧化碳基法生產(chǎn)碳酸二甲酯(DMC)，再

20、與醋酸苯酯酯交換生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在熔融狀態(tài)下與雙酚 A 進(jìn)行酯交換，縮聚制得聚碳酸酯。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)。綜上所述，非光氣法工藝是一種全封閉、無副產(chǎn)物、污染少、符合環(huán)境要求的綠色工藝，已經(jīng)由外國公司研究成功，但是由于國內(nèi)仍在研究發(fā)展中，工藝不成熟，本設(shè)計不采用，而界面縮聚光氣法工藝成熟，反映在常溫常壓下進(jìn)行，對設(shè)備要求不高，產(chǎn)品質(zhì)量好，尤其是截止 2004 年底，全世界聚碳酸酯總生產(chǎn)能力接近 3.3Mta 。其中光氣法生產(chǎn)工藝約占總生產(chǎn)能力的 90%。所以本設(shè)計采用界面縮聚光氣法。2.1.4 工藝流程設(shè)計工藝流

21、程的設(shè)計參照各方資料，盡量做到簡單高效。主要工藝采取界面光氣法進(jìn)行聚碳酸酯的合成。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，同時加入酚，然后送入光氣反應(yīng)器內(nèi)。加入二氯甲烷，通光氣進(jìn)行光氣化反應(yīng)，反應(yīng)完成后將反應(yīng)液送到縮聚反應(yīng)器內(nèi)，加入三乙胺和燒堿溶液，進(jìn)行縮聚反應(yīng)。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。在設(shè)計過程中盡可能多的省去了不必要的繁冗過程。務(wù)求工藝流程的簡潔高效，而必不可少的設(shè)備要設(shè)計地能夠經(jīng)受不良環(huán)境的考驗。以下為大體的工藝流程圖。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖2.1.5 生產(chǎn)工藝流程

22、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，同時加入的還有苯酚、雙酚 A、亞硫酸氫鈉。攪拌反應(yīng)一小時，由釜底出料進(jìn)入儲罐,然后由泵打入冷卻器(H103)冷卻到10，再送入攪拌反應(yīng)釜(R102)中。(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然后與來自二氯甲烷儲罐的溫度為 5的二氯甲烷混合進(jìn)入光氣反應(yīng)釜。同時進(jìn)入的還有來自換熱器(H103)的雙酚 A 鈉鹽混合液。攪拌反應(yīng)一小時，控溫在 20左右。反應(yīng)完全，將多余的光氣通入緩沖罐(V102)中。通入氮?dú)猓瑢⒎磻?yīng)液壓入油水分離器(V105)，氫氧化鈉

23、、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，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。濾液分成兩部分一部分送回反應(yīng)釜(R101)繼續(xù)利用，另一部分通道反應(yīng)釜(R107)中與加入的氯化氫溶液反應(yīng)半小時，然后把反應(yīng)液通入水處理車間。由誰有分離器底部出來的有機(jī)相，由泵通入反應(yīng)釜(R103)。(3)縮聚反應(yīng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)將來自水油分離器(R103)的有機(jī)相在堿性條件下，三甲基芐基作為催化劑，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時間為一小時，控溫在 25。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

24、進(jìn)行水洗，直至水洗液中沒有氯離子為止。將反應(yīng)液通入儲罐中。(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，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。由真空過濾器分離出的有機(jī)相通入儲罐中，通過泵打到蒸餾釜(R105)中進(jìn)行蒸餾，蒸餾時間一小時，控溫在 60。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。來自蒸餾釜(R105)釜底的有機(jī)相先進(jìn)入換熱器(H107)中，冷卻到 20，然后進(jìn)入精餾塔(T1

25、02)，塔頂出苯碳酰氯，塔底出簡聚體和催化劑。2.1.6 工藝設(shè)計損失率原料廠外運(yùn)輸損失率% 0.5原料廠外運(yùn)輸損失率% 0.5產(chǎn)品廠里儲運(yùn)損失率% 0.5產(chǎn)率% 85 2.2 工藝計算2.2.1 物料衡算1)：物料衡算的原理方法步驟(1)：原理對于連續(xù)穩(wěn)定過程,物料衡算的方程是：M=M出 (2-1)即： 初始輸入量=最終輸出量 對不連續(xù)過程,物料衡算的方程為： M=M出+M累積 (2-2)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)計屬于連續(xù)反應(yīng),采用第一種計算方法(3)：步驟：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)a：收集數(shù)據(jù)：原理,產(chǎn)品規(guī)格 ：過程單位時間的物流量

26、：有關(guān)消耗定額 ：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組分某個元素等c：確定衡算范圍：根據(jù)題目要求它可以是一個系統(tǒng)一個車間某個設(shè)備等;某個設(shè)備的局部等 d：確定衡算基準(zhǔn)： 根據(jù)題目要求它可以是單位質(zhì)量單位時間等e：列出輸入輸出物料平衡表：2)：物料衡算過程(1)：收集數(shù)據(jù)表 2-1 原料性質(zhì)原料名稱密度(Kg/m3)摩爾質(zhì)量(g/mol)沸點(diǎn)()含量(%)比熱容J/(mol.)光氣1381998.39957.7二氯甲烷133685409850.88雙酚 A1150228360.598426.34氫氧化鈉25(2)：確定

27、單位時間內(nèi)物流量： 年工作天數(shù)：365-(t1+t2+t3)選擇不連續(xù)工作制度：T1=52+1+1+2+3=59(其中對于工廠,星期六照常上班,故只有星期天休息,一年 52 周共 52 天,再加上勞動節(jié) 1 天,元旦 1 天,國慶節(jié) 2 天,春節(jié) 3 天)T2-設(shè)備大中小修及正常檢修總天數(shù),反應(yīng)釜取 6 天/年T3-設(shè)備加工不同物料時的換料時間(不計)故年工作天數(shù)=365-(52+7+6)=300d/a聚碳酸酯日產(chǎn)量：t/a300d/a=334t/d(3)：由已知消耗定額(以每噸產(chǎn)品計)消耗定額是指生產(chǎn)每噸合格產(chǎn)品需要的原料輔料及試劑等的消耗量精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)表 2-

28、2 消耗定額光氣489.24Kg/1t二氯甲烷4427.4Kg/1t雙酚 A968.8Kg/1t氫氧化鈉565.13Kg/1t水9202Kg/1t(4)：原料日凈耗量：光氣： 489.24Kg/t334t/d=Kg/d 二氯甲烷： 4427.4Kg/t334t/d=.6Kg/d 雙酚 A： 968.8Kg/t334t/d=.2Kg/d 氫氧化鈉： 565.13Kg/t334t/d=.4Kg/d 原料年凈耗量：光氣： Kg/d1000Kg/t300d/a=49021.8t/a 二氯甲烷 .6Kg/d1000Kg/t300d/a=.48t/a 雙酚 A： .2Kg/t1000Kg/t300d/a=

29、97073.76t/a 氫氧化鈉： .4Kg/d1000Kg/t300d/a=56626.02t/a 原料廠內(nèi)貯存運(yùn)輸損失率為 5%,則聚碳酸酯工廠的原料年入廠量：光氣： 49021.8t/a(1-0.05)=51601.9t/a 二氯甲烷： .48t/a(1-0.05)=.2t/a 雙酚 A： 97073.76t/a(1-0.05)=.9t/a 氫氧化鈉： 56626.02t/a(1-0.05)=59606.3t/a又原料廠外運(yùn)輸損失率為 5%,則 DDS 皮革鞣劑工廠的原料年外購量光氣： 51601.9t/a(1-0.05)=54317.8t/a 二氯甲烷： .2t/a(1-0.05)=.

30、8t/a 雙酚 A： .9t/a(1-0.05)=.9t/a 氫氧化鈉： 59606.3t/a(1-0.05)=62743.5t/a (5)：衡算結(jié)果表 2-3 物料衡算一覽表（1）精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)原料消耗定額(Kg/t)轉(zhuǎn)化率(%)單程收率(%)日凈耗量(Kg/d)原料年凈耗量(t/a)損失率(%)廠內(nèi)年儲量(t/a)年訂貨量(t/a)光氣489.24989549021.8551601.954317.8二氯甲烷4427.49895.6.4845.2.8雙酚A968.89895.297073.765.9.9NaOH565.139895.456626.02559606.

31、362743.5(6)：合成聚碳酸酯生產(chǎn)流程圖(7)：確定衡算范圍,并進(jìn)行深入計算： ： 雙酚 A 鈉鹽合成釜： 每小時進(jìn)料量為： 雙酚 A： 13482.5Kg/h 氫氧化鈉： 7864.7 Kg/h 苯酚： 69.6 Kg/h 亞硫酸氫鈉： 23.6 Kg/h 水： .2 Kg/h每小時出料量為： 雙酚 A 鈉鹽： 16084.4 Kg/h 氫氧化鈉： 3134.0 Kg/h 苯酚： 69.6 Kg/h 亞硫酸鈉： 28.6 Kg/h 水： .0 Kg/h合計： 每小時進(jìn)料量為： .6 Kg/h每小時出料量為： .6 Kg/h ：光氣釜：每小時進(jìn)料量為：雙酚 A 鈉鹽： 16084.4Kg

32、/h光氣： 6808.6Kg/h二氯甲烷： 61614.7 Kg/h苯酚：69.6 Kg/h精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)亞硫酸鈉：28.6 Kg/h氫氧化鈉：3134.0Kg/h水： .0 Kg/h每小時出料量為：二氯甲烷： 61614.7Kg/h光氣： 952.4 Kg/h亞硫酸鈉：28.6Kg/h氫氧化鈉：3107.5 Kg/h簡聚體：16173.1 Kg/h氯化鈉：5765.5 Kg/h苯酰氯;95.1Kg/h水： .0Kg/h合計： 每小時進(jìn)料量為： .9 Kg/h每小時出料量為： .9Kg/h：縮聚釜： 每小時進(jìn)料量為：三乙胺： 81.0Kg/h簡聚體：16173.1

33、Kg/h二氯甲烷：61614.7Kg/h氫氧化鈉：4851.9 Kg/h苯酰氯：95.1Kg/h水：14555.8Kg/h每小時出料量為：三乙胺： 81.0 Kg/h聚碳酸酯： 15596.5 Kg/h簡聚體： 323.46 Kg/h苯酰氯： 95.1 Kg/h二氯甲烷： 61614.7 Kg/h氫氧化鈉： 4851.9Kg/h氯化鈉： 576.6 Kg/h水： 14555.8 Kg/h合計： 每小時進(jìn)料量為： 97371.6 Kg/h每小時出料量為： 97371.6Kg/h：蒸餾釜：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)每小時進(jìn)料量為： 催化劑： 81.0Kg/h 簡聚體：323.5 K

34、g/h苯酰氯：95.1 Kg/h二氯甲烷：61614.7 Kg/h 丙酮： 20000 Kg/h 聚碳酸酯： 15596.5 Kg/h每小時出料量為：催化劑： 81.0Kg/h簡聚體： 323.5 Kg/h苯酰氯： 95.1Kg/h二氯甲烷： 61614.7Kg/h丙酮： 20000Kg/h聚碳酸酯： 15596.5 Kg/h合計： 每小時進(jìn)料量為： 97710.8 Kg/h每小時出料量為： 97710.8Kg/h(8)：列出輸入-輸出物料衡算平衡表1. 雙酚 A 鈉鹽合成釜： 表 2-4 物料衡算一覽表（2）進(jìn)料出料名稱Kg/hKmol/hW%Mol%Kg/hKmol/hW%Mol%雙酚 A

35、13482.559.110.71.0氫氧化鈉7864.7196.66.23.23134.078.352.51.3苯酚69.60.70.150.269.60.80.10.07亞硫酸氫鈉23.60.30.050.10.1雙酚 A 鈉鹽16084.459.112.80.9亞硫酸鈉28.60.30.03水.25804.982.995.5.05923.284.597.7 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2. 光氣反應(yīng)釜：表 2-5 物料衡算一覽表（3）進(jìn)料出料名稱Kg/hKmol/hW%Mol%Kg/hKmol/hW%Mol%雙酚 A 鈉鹽16084.459.18.30.8光氣6808.668

36、.83.61.0952.49.60.50.13二氯甲烷61614.7724.931.610.661614.7724.931.610.5苯酚69.60.80.060.07亞硫酸鈉28.60.30.040.0328.60.30.040.02氫氧化鈉3134.078.351.61.13107.577.71.61.1簡聚體16173.163.78.30.9苯酰氯95.10.80.160.05氯化鈉5765.598.43.01.4水.05923.254.886.4.05923.254.885.93.縮聚反應(yīng)釜： 表 2-6 物料衡算一覽表（4）進(jìn)料出料名稱kg/hkmol/hW%mol%kg/hkmol

37、/hW%mol%催化劑81.00.40.040.0681.00.40.040.03簡聚體16173.163.716.63.7323.51.30.30.1氫氧化鈉4851.9121.35.07.14851.9121.312.37.0二氯甲烷61614.7724.963.342.161614.7724.963.341.9苯酰氯95.10.80.060.1495.10.80.060.07聚碳酸酯15596.561.47.83.6氯化鈉576.69.80.60.5水14555.8808.715.046.914555.8808.715.046.8精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4.蒸餾釜：表

38、2-7 物料衡算一覽表（5）進(jìn)料出料名稱kg/hkmol/hW%mol%kg/hkol/hW%mol%催化劑81.00.40.040.0681.00.40.040.06簡聚體323.51.30.30.15323.51.30.30.15苯酰氯95.10.80.060.0995.10.80.060.09二氯甲烷61614.7724.963.163.961614.7724.963.163.9聚碳酸酯15596.561.416.05.415596.561.416.05.4丙酮20000344.820.530.420000344.820.530.42.2.2 熱量衡算熱量衡算(一) 計算的基本原理化工生

39、產(chǎn)過程往往伴隨著能量的變化，尤其是反應(yīng)過程，為維持在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，常有熱量的加入或放出。因此能量衡算也是化工設(shè)計中及其重要的組成部分，能量衡算是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，能量是熱能、電能、化學(xué)能、動能、輻射能的總稱?；どa(chǎn)中最常用的 能量形式為熱能，故化工設(shè)計中經(jīng)常把能量計算稱為熱量計算。通過熱量衡算可確定傳熱設(shè)備的熱負(fù)荷，以此為設(shè)計傳熱型設(shè)備的形式、尺寸、傳熱面積等并為反應(yīng)器、結(jié)晶器、塔式設(shè)備、輸送設(shè)備、壓縮系統(tǒng)、分離及各種儀表等提供參數(shù)，以確定單位產(chǎn)品的能量消耗指標(biāo)；同時也為非工藝專業(yè)(熱工、電、給水、冷暖)設(shè)計停工設(shè)計條件做準(zhǔn)備。熱量計算與設(shè)備計算的關(guān)系非常密切，因此經(jīng)常將熱量放在

40、設(shè)備工藝計算內(nèi)同時進(jìn)行。一般在 物料計算后先粗算一個過程的設(shè)備臺數(shù)大小，設(shè)定一個基本形式和傳熱形式，然后進(jìn)行該設(shè)備的熱量計算，如熱量計算的 結(jié)果與設(shè)備形式、大小有矛盾，則必須重新設(shè)計設(shè)備的 大小和形式或加上適當(dāng)?shù)母郊?，以使設(shè)備既能滿足物料衡算的要求又能滿足熱量衡算的要求。能量衡算的基本方程式根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量衡算方程式的一般形式為：EQW式中，體系總能量變化；E 體系從環(huán)境中吸收的能量；Q 環(huán)境對體系所做的功；W 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)在熱量衡算中，如果無軸功條件下，進(jìn)入系統(tǒng)加熱量與離開系統(tǒng)的熱量應(yīng)平衡，即在實際中對傳熱設(shè)備的熱量衡算可表示為：QQ出進(jìn) 123456Q

41、QQQQQ其中：所處理的物料帶入設(shè)備的熱量；1Q 換熱劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量(符號規(guī)定加熱劑加入熱量為“+”，冷2Q 卻劑吸收熱量為“”)；化學(xué)反應(yīng)熱(符號規(guī)定過程放熱為“+”，過程吸熱為“”)；3Q 離開設(shè)備物料帶走的熱量；4Q 設(shè)備消耗熱量；5Q 設(shè)備向周圍散失的熱量，又稱熱損失;6Q (二) 熱量衡算 (1)雙酚 A 鈉鹽合成釜 進(jìn)料溫度與出料溫度：表 2-8 物料衡算一覽表（6）進(jìn)料介質(zhì)溫度出料介質(zhì)溫度氫氧化鈉20雙酚 A 鈉鹽25亞硫酸氫鈉20氫氧化鈉：25苯酚20苯酚25雙酚 A20亞硫酸鈉25水2025反應(yīng)式為：由于各種物料都是在常溫下加入，所以10Q 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程可求得化

42、學(xué)反應(yīng)熱，所以在衡算過程中對于主反應(yīng) 1mol 雙酚 A 反應(yīng)需要吸收的熱量356/QkJ mol副反應(yīng) 1mol 亞硫酸氫鈉反應(yīng)需要放出的熱量286/QkJ mol 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)所以對于所有的化學(xué)反應(yīng)熱733(59.1 356286 0.3) 102.10 10/QkJ mol_10.7% 1.806.2% 3.1820.15% 1.700.05% 3.0082.9% 4.1833.862/(.PCkJkg）則_643.862 125928.6 52.43 10PQC m tkJ 由后面光氣反應(yīng)釜的設(shè)備計算得：13704.1mkg 440.4 13704.11

43、527408.222.74 10QCm tkJkJ 熱損失取總熱量的 5% 446455%5%2432.741012.29 10QQQkJ所以由123456QQQQQQ代如有關(guān)數(shù)據(jù)得： 721.84 10QkJ 需采用夾套進(jìn)行換熱,采用冷凍鹽水冷卻： 進(jìn)口溫度： -10 出口溫度： 0 介質(zhì)用量： 741.84 103.5 10/28.1650.5 10+kg hpQGC tH(2)光氣反應(yīng)釜進(jìn)料溫度與出料溫度：表 2-9 物料衡算一覽表（7） 進(jìn)料介質(zhì)溫度出料介質(zhì)溫度光氣5光氣20二氯甲烷5簡聚體20苯酚10二氯甲烷20雙酚 A 鈉鹽10氫氧化鈉20亞硫酸鈉10苯酰氯20氫氧化鈉10氯化鈉2

44、0水10水20精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 反應(yīng)式為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓： ( 842.6)+( 411.12) ( 626.32) ( 220.92)=406.48 kJ/molBBmmrfHHV 293298.15(293)(298.15)=406.48+208.42 (293298.15)= 1479.8kJ /molmBBPmmmrrHHCC pV所以反應(yīng)放熱為： 37359.1 ( 1479.8) 108.75 10QkJ _12.7% 3.000.06% 1.700.04% 2.802.5% 2.8084.7% 4.1834.060/(.PCkJkg） 644.06 10

45、 125933.65.11 10pQC m tkJ _由后面的設(shè)備計算知設(shè)備的質(zhì)量：6938.7kg 450.4 11578.7 104.63 10QCm tkJ 熱損失取總熱量的 5% 所以 645455%()5% (5114.63) 102.58 10QQQkJ所以由 123456QQQQQQ代入有關(guān)數(shù)據(jù)得：729.291 10QkJ需采用夾套進(jìn)行換熱，采用 50換熱： 進(jìn)口溫度 50精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 出口溫度 10 介質(zhì)用量： 759.291 102.05 10/4.183 40286QGkg hC tH 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3 工藝計算與

46、設(shè)備選型工藝計算與設(shè)備選型3.1 塔的工藝與選型3.1.1 T101 計算依據(jù)：(1)塔 T101 進(jìn)、出物料流量組成： 表 3-1 物料組成名稱進(jìn)料出料Kg/hKmol/hW%Mol%Kg/hKmol/hW%Mol%二氯甲烷61614.7724.975.567.860382.4710.175.367.5丙酮20000344.824.532.219800341.424.732.5.對 T101 進(jìn)行物料衡算要求本精餾塔的釜?dú)堃褐卸燃淄榈牧坎桓哂?6%，塔頂餾出液中二氯甲烷的回收濾為 98%。由： (1)12FFD+W塔頂易揮發(fā)組分回收率DFDX=FX塔底南揮發(fā)組分回收率WFW(1-x )=F

47、(1-x )進(jìn)料組成： F724.9X =0.68724.9+344.8釜?dú)堃航M成： W685X =0.060694+8585原料液平均摩爾質(zhì)量： F1112M =n M +n M =0.68 850.325873.36原料液流量： G61614.720000F1068.8M76.36精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)由于 DFDX0.98FX 所以 DDX0.980.68 1068.8712.2全塔物料衡算： DWF DWFDXWXFX 則： DD825.5kmol/h X =0.863 W=243.3kmol/h3.1.2 最小回流比的計算(1) 二氯甲烷和丙酮的飽和蒸汽壓 ：二氯

48、甲烷和丙酮的飽和蒸汽壓可根據(jù) Antoine 方程求算，即 (2)oBlogpAtC式中 ：t 物系溫度，飽和蒸汽壓，KpaopA，B，C Antoine 常數(shù)其中： 丙酮的常數(shù) A=7.11714 B=1210.595 C=229.664 二氯甲烷的常數(shù) A=7.4092 B=1325.9 C=252.6(2)塔內(nèi)操作壓力 ：表 32 塔內(nèi)操作壓力飽 和 蒸 汽 壓Pa組分塔頂進(jìn)料塔底丙酮(B)424.4185.4744.4二氯甲烷(A)754.73511275.6(4)平均相對揮發(fā)度為：塔頂 ： ADBp754.7a1.7783424.4p進(jìn)料 ： AFBp351a1.701185.4p塔

49、底 ： AWBp1275.61.714744.4pa精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 全塔平均相對揮發(fā)度 ： mDMaa a1.7783 1.89321.83(5)最小回流比 ：DDminFFa 1xx1R1 x1x1.75 10.86310.8631.7510.6810.68 0.81取操作回流比 ： minR2R1.623.1.3 全塔理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (3) min1lg1N1lgWDDWmxxxxa0.8630.94lg10.8630.061lg1.757.29(2)理論塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： (4)0.002743Y0.54582

50、70.591422XX 式中 ： minmin12RRXRNNYN 上式適用條件為 ： 0.010.9X 則： min1.620.810.3111.621RRXR精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 0.0027430.5458270.5914220.310.310.370Y 所以 ： min0.3702NNN (不包括再沸器)min212.71YNNY 按標(biāo)準(zhǔn)圓整 N 為 13(不包括再沸器)3.1.4 精餾段理論塔板數(shù)(1)最小理論塔板數(shù) 采用芬克斯方程計算 ： (5)min1lg11lgDFDFmxxxxna0.86310.68lg10.8630.681lg1.830.8(2)理論

51、塔板數(shù) 采用李德公式計算 ： 0.0027430.5458270.591422YXX 式中 ： minmin12RRXRNnYN上式適用條件為 ： 0.010.9X 則： min0.3901RRXR精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 0.010.9X 0.0027430.5458270.5914220.3100.3100.370Y 所以 ： min0.3702NnNmin21YnNY20.3700.82.4410.37 (不包括再沸器)按標(biāo)準(zhǔn)圓整 N 為 3(不包括再沸器)3.1.5 板效率及實際塔板數(shù)(1)在已知條件下的全塔效率可以由下式進(jìn)行計算 ： 由全塔效率 ： (6)100%P

52、TNEN式中 ： E全塔效率；NT理論版層數(shù)；Np實際板層數(shù) 塔板效率由奧康奈爾()關(guān)聯(lián)方程計算 ：,O connell (7)0.2450.49Eu式中 ： 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度； u塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 0.2450.491.75 0.08E 0.79 (2) 加料位置 由精餾塔的計算可知，精餾塔的加料板位于從塔頂往下數(shù)的第 10 塊塔板。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.1.6 塔和塔板主要工藝尺寸計算(1)塔高根據(jù)給定的分離任務(wù)，由理論塔板數(shù)計算塔的有效(接觸段)高度。 (9)TTTNZHE式中 ： Z塔高，m;NT塔內(nèi)所需的理論板層數(shù);ET總板效率;

53、 HT塔板間距，m;采用較大的板間距可以允許有較高的空塔氣速，而不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的霧沫夾帶現(xiàn)象，塔徑雖可以小些，但塔高要增加， 取板間距：HT=600mm ，板上清夜層高度：HL=100mm 則： Z=9.87m(2) 塔徑根據(jù)圓管內(nèi)的流量公式，可以寫出塔徑與氣體流量及空塔氣速的關(guān)系， 即： (10)4sVD 式中 ： 塔徑， m；DVs塔內(nèi)氣體流量， m3/s； 空塔氣速，即空塔計算的氣體線速度，m/s。塔徑的計算關(guān)鍵在于確定適宜的空塔汽速 U， 有： (11)maxLVVUC式中 ： 極限空塔汽速，m/s；maxU 負(fù)荷系數(shù)；C 液相密度， Kg/m3；L 汽相密度，Kg/m3。V負(fù)荷系數(shù)的

54、值取決于阻力系數(shù)及液滴直徑，可以由使密斯負(fù)荷關(guān)聯(lián)圖查得。首先，取塔板液上層高度 hL為 0.1 m，則 HT-HL=500 mm精餾段操作壓力 ： 常壓 P=35 mmHg 操作溫度 ： T=333 K物質(zhì)的物性： 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)氣態(tài)密度：30.186/VPMkg mRT液體密度：3744/lkg m表面張力：24.3/mN m液相負(fù)荷：332.11/Lmh氣相負(fù)荷35635.609/Vmh由化工手冊查得粘度：L=0.08平均相對揮發(fā)度：=1.75 L=0.14利用公式： (12)0.5()()LVVLLV代入數(shù)值： 0.532.11744()()0.365635.

55、6090.186VL由圖查得： 200.15C 又利用公式 (13)32020 10()CC代入數(shù)值，得： 32020 10CC0.18C 塔板允許有效空塔氣相速度(以截面積扣除降液管面積計算的速度) (14)maxLVVuC代入數(shù)值： max7440.1860.1811.38/0.186m su表觀空塔氣相速度(按全塔截面計)： max0.80.8 11.389.1/uum s初估塔徑： (15)4492.023.593.149.1sVDu圓整得： D=3600 mm(3) 溢流裝置采用 U 形流、弓形降液管、平形受液盤及平形流堰，計算如下。.溢流堰長 lW取堰長 lw 為 0.60D，即：

56、 0.63.62.16Wlm精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè).出口堰高 hW (16)WLOWhhh由，查圖得：E 為 0.38/0.6wlD /24.54hwll 所以， 22332.842.84168.30.380.195100010002.16hOWwlhEmml 則， 168.30.195168.105whmm.降液管寬度 Wd降液管面積 Af 由，查圖得：Wd/D=0.124， Af/AT=0.075/0.6wlD 故， 0.1240.1243.60.45dWDm 2223.140.0750.0753.60.7644fADm 液體在降液管中停留的時間： m(大于 5，符合要

57、求)0.760.651.1232.113600fTsA HL. 降液管底隙高度 h0取液體通過降液管底隙的流速 uo為 0.08 m/s依公式： 計算降液管底隙高度 ho 000.00890.0522.160.08swLhml u(17)(4)塔板布置 .取邊緣區(qū)寬度 WC=0.065 m、安定區(qū)寬度 WS=0.1 m .開孔區(qū)面積 (18)222120.465 sin180axAx RxR其中： 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) ()23.6(0.450.1)21.25dsDxWWm 3.60.0651.73522cDRWm代入數(shù)值得： 23.4aAm(5)篩孔數(shù) n 與開孔率取篩

58、孔的孔徑 d 為 20 mm，正三角形排列，不銹鋼的板厚為 4 mm，取 t/d=4.0， 故，孔中心距 ：20480tmm 塔板上開孔區(qū)開孔率，即 05.7%AA 每層塔板上的開孔面積為A 20.0573.40.1938aAAm 氣體通過篩孔的汽速00724.8836000.960.210sVuA3.1.7 塔板負(fù)荷性能方程(1) 霧沫夾帶線 1 根據(jù) Hunt 的經(jīng)驗式 (19)3.265.7 10aVTfueHh 式中 Af =4.8m2 (a)4.8 0.36SSaTfVVuAA2.52.5fLWOWhhhh精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 2/3336002.84 10SO

59、WWLhEl近似取 E1.0，hW=0.168 m， lw=2.16 m 故 (b)2/3336002.5 0.1682.84 100.382.16SfLh 2/30.420.409SL 取霧沫夾帶極限值 ev 為 0.1Kg 液/kg 氣，已知，324.3 10/N m，并將(a)、(b)代入 Hunt 經(jīng)驗式，得 ：0.5THm 63235.7 104.80.760.124.3 100.50.420.409ssVL 整理得 ： 253137.97.1 10ssVL (2)液泛線 為防止液泛，降液管內(nèi)的清夜層高度 Hd應(yīng)為 ： dTWHHh 式中 ：dpLdHhhh 故： (a)TWpWOW

60、dHhhhhh 近似取， 則 ：1.0,1.5WElm 2/3336002.84 102.16SOWLh (b)2/30.41OWShL 因為由得為 0.7， 其中 ：pclhhhh2.5dC 220.1860.0510.0510.70.1938744SvScLVVhC A精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 20.0000023CShV 23023()6(0.1680.41)0.10080.246lWowsshhhLL 34424.3 100.00277449.81 0.005Lhmgd 22/322/30.00000230.10080.2460.00270.10350.0000023