化工物料輸送與控制酯化

1、BLEWFHIACDJPMPQSUVTXYKOTZ裝置2011323104化工物料輸送與控制 酯化1目錄1任務(wù)描述2輸送方案確定3工藝條件確定4輸送操作5節(jié)能、環(huán)保與清潔化生產(chǎn)2 合一化工集團PET生產(chǎn)，以對苯二甲酸（PTA）和EG（乙二醇）為主要原料，采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)聚酯切片等化工產(chǎn)品。其中一定量的EG與PTA、穩(wěn)定劑等在打漿釜中攪拌打漿結(jié)束后，送入酯化釜。酯化反應(yīng)后酯化物導(dǎo)入縮聚釜。酯化物在縮聚釜一定的溫度和真空度下進行縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的EG經(jīng)冷凝、分離后進入粗EG儲罐。任務(wù)描述3物料的輸送酯化反應(yīng)原料由打漿釜向酯化釜輸送酯化反應(yīng)產(chǎn)物由打漿釜向酯化釜輸送4酯化反應(yīng)原料由打漿釜向酯化釜輸

2、送工藝要求：釜料約3100kg，要求在20分鐘內(nèi)完成輸送。打漿釜和酯化釜高度差約2m，水平距離約1.5m。 檢查本工段閥門開關(guān)是否處于正常工作狀態(tài)。若酯化出料結(jié)束，等待進料時，分餾塔氣相、液相切斷閥、酯化冷凝器出口閥和冷卻水進出口閥、塔頂回流箱手動出口閥、放空閥均應(yīng)處于開啟狀態(tài)?；亓髡{(diào)節(jié)旁路閥、水接收罐出口閥、酯化氮氣、EG進口閥、催化劑進口閥、分凝器進水調(diào)節(jié)旁路閥及酯化釜出料閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。 酯化釜出料結(jié)束后，若內(nèi)溫255，且打漿也已結(jié)束，人工確認計算機集散控制顯屏“酯化釜進料”并自動切換分餾塔塔頂溫度到102。啟動供漿泵，手動開啟酯化釜進口閥、打漿釜物料出口閥，向酯化釜輸送漿料。5酯化釜

3、產(chǎn)物由酯化釜向縮聚釜輸送工藝要求：釜料約2500kg，要求在20分鐘內(nèi)完成輸送。酯化釜和縮聚釜在同一高度，水平距離約2.0m。 確認“酯化進料結(jié)束”后塔頂溫度已切換到102，酯化反應(yīng)正常進行。當(dāng)水接收量達到工藝值時視為酯化反應(yīng)結(jié)束。 當(dāng)酯化反應(yīng)結(jié)束且縮聚釜出料完畢、具備進料條件時，確認“酯化釜出料”，計算機自動停酯化釜攪拌，關(guān)分餾塔氣相進口和液相出口切斷閥。 關(guān)閉酯化釜導(dǎo)料閥和縮聚釜進料閥，確認“酯化釜出料結(jié)束”。67PET工藝流程圖89輸送方案的確定畫出帶控制點的流程圖：配置管件的種類與數(shù)量說明：壓力表：2個 溫度表：1個 截止閥：2個90標準彎頭：3個10化工常用管子類型及適用場合1、鋼管

4、輸送壓力較低的水、暖氣、壓縮空氣等；也可以用來輸送壓強較高、溫度較高的物料輸送2、鑄鐵管通常用作于埋在地下的給水總管、煤氣管和污水管，也可以用來輸送堿液和濃硫酸等腐蝕性介質(zhì)3、有色金屬管做某些特殊性能的換熱器，也可以作為機械設(shè)備的潤滑或油壓系統(tǒng)以及某些儀表管路等4、非金屬管用作下水道管材或輸送腐蝕性流體11確定管材（根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)）結(jié)論：采用無縫鋼管理由：在對苯二甲酸乙二醇酯工藝生產(chǎn)過程中，酯化釜中的反應(yīng)溫度 高，所以輸送出的物料溫度也比較高。 無縫鋼管質(zhì)地均勻，強度高，廣泛應(yīng)用于壓強較高，溫度較高 的物料輸送。 不銹鋼管的物性數(shù)據(jù)齊全，能為后面的計算提供有利條件。 因此，采用無縫鋼管。

5、12初估管徑1、確定計算公式：d截面處的管內(nèi)徑，mGs截面處的質(zhì)量流量，kg/sU截面處的流速，m/s截面處的流體密度，kg/m3 Vs 流體的體積流量，m3/s查物性數(shù)據(jù)：=1.368g/cm3Gs=2.083 kg/s2、確定流速： 根據(jù)課本中表1-12 某些流體在管路中的常用流速范圍中可查得，水及低粘度流體（1001000kpa）的流速范圍在1.53m/s之間。為計算方便，可假定流速為3m/s。3、計算管徑： =0.025m13工藝條件確定液體輸送方法 操作原理適用情況主要設(shè)備動力輸送借助于輸送機械直接施加于流體動能或靜壓能來輸送流體。輸送量較大的物料的物料輸送；連續(xù)生產(chǎn)物料的輸送。泵壓

6、力輸送用壓縮空氣或氮氣等惰性氣體在被輸送液體的液面上加壓，將液體壓送到目標設(shè)備。腐蝕性、小批量物料的輸送；后道工序加壓操作的物料輸送；工藝過程中不允許被污染的物料輸送?？諌簷C貯 罐真空抽料在物料受槽中抽真空，將被輸送物料吸入受槽。腐蝕性、小批量物料的輸送；工藝過程中不允許被污染的物料輸送。真空泵結(jié)論采用壓力輸送的方法理由該公司是進行小批量的物料輸送，且在生產(chǎn)工藝過程中，該物料不允許被污染，因此采用壓力輸送的方法14輸送類型壓力輸送、選用載氣（輸送介質(zhì)） 壓力輸送的常用載氣、性質(zhì)及適用場合：壓縮空氣： 優(yōu)點： 清晰透明，輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險，不怕超負荷，能在許多不利環(huán)境下工

7、作，空氣在地面上到處都有，取之不盡。 缺點： 不理想的是壓縮空氣中含有相當(dāng)數(shù)量的雜質(zhì)，空壓機吸氣過濾器無力消除 。大氣中相對濕度一般高達65%以上，經(jīng)壓縮冷凝后，即成為濕飽和空氣，并夾帶大量的液態(tài)水滴，它們是設(shè)備、管道和閥門銹蝕的根本原因，冬天結(jié)冰還會阻塞氣動系統(tǒng)中的小孔通道。值得注意的是：即使是分離干凈的純飽和空氣，隨著溫度的降低，仍會有冷凝水析岀，大約每降低10，其飽和含水量將下降50%，即有一半的水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水滴。 15：N2 優(yōu)點：氮氣在常況下是一種無色無味無臭的氣體，且通常無毒。熔點：-209.86， 沸點：-195.8，氮氣占大氣總量的78.12%（體積分數(shù)），在標準情況下的氣

8、體密度是1.25g/L。化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，不易于其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此，可用作反應(yīng)的保護氣。 缺點：化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性是相對的，并不是不與其他物質(zhì)反應(yīng)，在高溫、高壓催化劑的條件下，也可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 結(jié)論：選用壓縮空氣作載氣 理由：壓縮空氣來源廣泛，用壓縮空氣做載氣，經(jīng)濟實惠。16伯努利方程運算及其已知條件式中 zg單位質(zhì)量流體所具有的位能，J/kg z-單位重量流體所具有的位能，稱為位壓頭，m p/-單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg p/(*g)- 單位重量流體所具有的靜壓能，稱為靜壓頭，m u2/2-單位質(zhì)量流體所具有的動能，J/kg u2/2g-單位重量流體所具有的動能，稱為動壓頭，

9、m We輸送機械外加給單位質(zhì)量流體的能量，J/kg He-輸送機械外加給單位重量流體的能量，也叫外加壓頭，m Ef單位質(zhì)量流體損失的能量，J/kg hf-單位重量流體損失的能量，也叫損失壓頭，m173、計算流動阻力hf（m）計算流速： d=27mm Vs=0.00152m3/s =2.656 m/s計算Re：查得對苯二甲酸乙二醇酯的黏度為得0.510-3pas Re= =196204因為Re4000，屬于湍流區(qū)，所以由表可查得管道的絕對粗糙度查管路的粗糙度并計算相對粗糙度：查課本中表1-14取新的無縫鋼管的絕對粗糙度為0.2/mm，則得到 =0.2/27=0.0074通過莫迪圖查取摩擦系數(shù)：=

10、0.033查取管件、閥件的局部阻力系數(shù)：90標準彎頭：1.3 截止閥：6.4 設(shè)備進口：1 設(shè)備出口：0.518計算流動阻力：=6.4*2+1+0.5+1.3*3=18.2根據(jù)題目中的部分數(shù)據(jù)，假定得物料管的水平總長度為1.5m，縱向總長度為6.5米，得知物料管的總長度為8m 。計算得到 m 4、代入伯努利方程計算所需壓力取酯化釜的最低面為1-1界面，取縮聚釜的物料進口位為2-2截面，并以1-1截面為基準水平面。所以得到以下已知數(shù)據(jù)：Z1=0 z2=1.5 p1=？ p2=0（表壓） u1=0 u2=2.656m He=0 Hf=10.07 m由伯努利方程式計算得出：p1= 160kpa（表壓

11、）故輸送物料所需最小壓力為160kpa（表壓）19輸送操作一、對苯二甲酸乙二醇酯的輸送操作規(guī)程 、壓力輸送操作 、壓力輸送的操作流程1、開車前準備 檢查電源是否處于正常狀態(tài)檢查1#高位槽液位不高于10cm檢查1#低位槽液位不低于20cm檢查所有閥門 a 1#低位槽放空閥開 b 其他閥門關(guān)2、開車 關(guān)1#低位槽放空閥開1#低位槽出口閥開轉(zhuǎn)子流量計后閥開1#高位槽進口閥開空壓機緩沖罐出口閥，向系統(tǒng)供壓縮空氣開壓縮空氣發(fā)給1#低位槽沖壓，至壓力表讀書達0.15mpa時，關(guān)壓縮空氣開轉(zhuǎn)子流量計前閥203、正常操作 緩緩調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計，調(diào)節(jié)并維持流量1.2m3/h使1#高位槽的液位維持在20cm將數(shù)據(jù)填

12、入操作數(shù)據(jù)表中4、停車 關(guān)流量計前閥關(guān)低位槽出口閥緩慢打開1#低位槽放空閥關(guān)流量計后閥關(guān)低位槽進口閥開1#高位槽出口閥開1#低位槽進口閥21（2）、壓力輸送操作的數(shù)據(jù)記錄項目單位數(shù)據(jù)低位槽初始液位cm低位槽終點液位cm高位槽初始液位cm高位槽終點液位cm出口壓力表讀數(shù)MPa流量計讀數(shù)dm3/s22 項目 廢物來源 廢物組成 廢水酯化汽提廢水、 縮聚真空噴射水、熱煤真空噴射水、地面沖洗用水、化驗廢水、 EG/TEG 回收 水、鍋爐排放水 縮聚釜、預(yù)縮聚釜、導(dǎo)生系統(tǒng)、 抽真空、過濾器、添 加劑與漿料房地面、 化驗室、回收裝置、 鍋爐，滌綸聚酯廢水 中主要含有有機酸、 乙二醇和對苯二甲酸 廢氣 汽提

13、廢氣、燃燒廢氣 乙醛、乙二醇、乙酸、煙塵、SO2、 氮氧化物、CO 廢渣 聚合釜聚酯廢塊及低聚物、廢水中的對苯 二甲酸（PTA）、低聚物、TiO2 粉、切片 粉末、EG（乙二醇） 聚酯廢塊、對苯二甲酸（PTA）、低 聚物、TiO2 粉、切片粉末、EG（乙 二醇） PET生產(chǎn)中節(jié)能、環(huán)保與清潔化生產(chǎn)23回收乙二醇 為了降低EG消耗，乙二醇應(yīng)回收。從回收的工藝上來分析有直接回收（也稱直接回用）和間接回收。其中直接回收又逐漸代替間接回收的趨勢。直接回收法就是將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污EG依靠生產(chǎn)裝置自身的特殊處理后直接用于聚酯生產(chǎn)。直接回收法是聚酯生產(chǎn)改進發(fā)展的一個趨勢，它克服了間接回收法中的一些缺點，是

14、降低產(chǎn)品消耗的一條重要途徑。所以，國內(nèi)許多聚酯生產(chǎn)聚酯生產(chǎn)廠家都在向這一方向進行改進。24直接法EG回收工藝直接法回收EG只是分離除去其中的水分，對于二甘醇及少量的低聚物雜質(zhì)則全部進入到反應(yīng)體系中。將污EG直接送酯化系統(tǒng)，水分由工藝塔分離除去，EG供原料配制使用，分以以下幾步進行：無污水EG直接送酯化釜后縮真空系統(tǒng)的EG蒸發(fā)器置換液，含有少量低聚物，但是不含有水分，不需進行水分離，可直接通第一酯化釜。其中少量的低聚物在酯化釜中可加速酯化反應(yīng)。但是，有與外界EG進入酯化系統(tǒng)，原回流EG也應(yīng)適當(dāng)減少。含水量較低的污EG直接送配制后縮真空系統(tǒng)的置換液如10Q08上的置換液，含水量與回收EG含水量基本相近，可直接送配制系統(tǒng)使用，不必進行回收處理。含水量較高的污EG送工藝塔分離水分可以先送90罐區(qū)貯罐，然后返回到工藝塔中分離除去水分后再送回另一貯罐，供EG配制使用25聚酯廢料的回收和利用 合理的利用廢料具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益，應(yīng)重視聚酯生產(chǎn)中廢料的回收和利用，采用化學(xué)回