鄰苯二甲酸二辛酯畢業(yè)設(shè)計(jì)

年產(chǎn)一萬噸DOP間歇式生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)作者姓名 劉飛專業(yè) 化學(xué)工程與工藝指導(dǎo)教師姓名 苑慶忠專業(yè)技術(shù)職務(wù) 教授目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 2\o"CurrentDocument"ABSTRACT 2第一章總論 31.1概述 3\o"CurrentDocument"1.2文獻(xiàn)綜述 3\o"CurrentDocument"1.3設(shè)計(jì)任務(wù)的來源 4\o"CurrentDocument"1.4其他 4\o"CurrentDocument"第二章生產(chǎn)流程方案的確定 4\o"CurrentDocument"第三章生產(chǎn)流程簡述 5\o"CurrentDocument"3.1生產(chǎn)過程需要以下幾步： 5\o"CurrentDocument"3.2工藝流程說明及操作步驟： 53.3反應(yīng)原理： 6\o"CurrentDocument"3.4產(chǎn)品的幾個性質(zhì) 7\o"CurrentDocument"第四章工藝計(jì)算 8\o"CurrentDocument"4.1物料恒算 8\o"CurrentDocument"4.1.1酯化階段 8\o"CurrentDocument"4.1.2中和水洗 9\o"CurrentDocument"4.1.3脫醇 .10\o"CurrentDocument"4.1.4蒸餾（精制） 10\o"CurrentDocument"4.2能量恒算 11\o"CurrentDocument"4.2.1酯化階段 112019-9-25TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"4.2.2脫醇階段： 16\o"CurrentDocument"4.2.3精餾階段 17\o"CurrentDocument"第五章主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型 18\o"CurrentDocument"5.1攪拌式反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 18\o"CurrentDocument"5.1.1、筒體幾何尺寸的計(jì)算 19\o"CurrentDocument"5.1.2反應(yīng)釜壁厚的計(jì)算 21\o"CurrentDocument"5.1.3罐體法蘭 24\o"CurrentDocument"5.1.4接管及其法蘭選擇 25\o"CurrentDocument"5.1.5開口補(bǔ)強(qiáng) 25\o"CurrentDocument"5.1.6支座選取 26\o"CurrentDocument"5.1.7攪拌軸、攪拌器及傳動裝置等的設(shè)計(jì)和選擇 26\o"CurrentDocument"5.2設(shè)備選型 27\o"CurrentDocument"5.2.1中和器 27\o"CurrentDocument"5.2.2水洗塔 28\o"CurrentDocument"5.2.3脫醇塔 28\o"CurrentDocument"5.2.4精餾塔 29\o"CurrentDocument"5.2.5換熱器選型 29\o"CurrentDocument"5.2.7儲罐 34\o"CurrentDocument"第六章原材料及動力消耗 35\o"CurrentDocument"第七章成本估算 35\o"CurrentDocument"第八章環(huán)境保護(hù)與安全措施 36\o"CurrentDocument"8.1化工環(huán)保 362019-9-25TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"8.2生產(chǎn)人員的健康和安全 37\o"CurrentDocument"8.3防火 37\o"CurrentDocument"8.3.1廠房的耐火等級 38\o"CurrentDocument"8.3.2防火安全措施 38\o"CurrentDocument"8.4防爆 38\o"CurrentDocument"8.4.1防爆安全措施 38\o"CurrentDocument"8.4.2杜絕火源 38\o"CurrentDocument"第九章設(shè)計(jì)體會 39\o"CurrentDocument"致謝 39\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 392019-9-25增塑劑是一種加入到材料中以改變它們的加工性、可塑性、柔韌性、拉伸性的物質(zhì)。鄰苯二甲酸酯類增塑劑是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的主增塑劑，具有色澤淺、毒性低、電性能好、揮發(fā)性小、氣味小等優(yōu)點(diǎn)，其消耗量占增塑劑總消耗量的80%左右。本文主要介紹了鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）的生產(chǎn)工藝流程及流程的選擇，產(chǎn)品國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，生產(chǎn)過程中的物料和能量計(jì)算，主要設(shè)備的設(shè)計(jì)及部分設(shè)備的選型，產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，部分設(shè)備選型。在整個的設(shè)計(jì)中，最主要是工藝條件的合理確定及設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型。關(guān)鍵詞：增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯DOPABSTRACTPlasticizerisajoinmaterialstochangetheirmachining,plasticity,flexibility,drawingmaterial.Phthalateplasticizersiscurrentlythemostwidelyused,theoutputoftheLord'scolour,plasticizer,lowtoxicity,electric,volatileodor,theadvantagesofsmall,itsconsumptionaccountsforabout80%ofthetotalconsumptionplasticizers.Thispapermainlyintroducesthephthalicacidester(DOP)essientwooftheproductionprocessandprocessofchoice,productdevelopment,productionandmaterialandenergyintheprocessofcalculation,themainequipmentdesignselectionofequipment,theproductoftheeconomicbenefits,selectionofequipment.Inthedesign,themaintechnologicalconditionsaredetermined,andthereasonabledesignandselectionofequipment.Keywords:plasticizerdioctylphthalateDOP第一章總論1.1概述產(chǎn)品性能：DOP（增塑劑）是一種加入到材料中以改變它們的加工性、可塑性、柔韌性、拉伸性的物質(zhì)，加入增塑劑可以降低熔體粘度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和產(chǎn)品的彈性模量而不會改變被增塑材料的基本化學(xué)性質(zhì)，其作用主要是減弱樹脂分子間的次價鍵（即范德華力），增加樹脂分子鍵的移動性，降低樹脂分子鏈的結(jié)晶性，增加樹脂的可塑性。重要性：鄰苯二甲酸酯類增塑劑是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的主增塑劑，具有色澤淺、毒性低、電性能好、揮發(fā)性小、氣味小等優(yōu)點(diǎn)，其消耗量占增塑劑總消耗量的80%左右，用各種醇與鄰苯二甲酸酐反應(yīng)，可得到品目繁多的鄰苯二甲酸酯同系物。，DOP，即鄰苯二甲酸二辛脂，是一種通用增塑劑。產(chǎn)品用途：本品是塑料加工中使用最廣泛的增塑劑，除了醋酸纖維素、聚醋酸乙烯外，與絕大多數(shù)工業(yè)上使用的合成樹脂和橡膠均有良好的相容性。本品具有良好的相容性，混合性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，耐水抽出，電氣性能高，耐熱及耐氣候性良好。本品作為一種主增塑劑廣泛應(yīng)用于聚氯乙烯，各種軟質(zhì)制品的加工與食物接觸的包裝材料，但由于易被脂肪抽出，故不宜用于脂肪性食物的的包裝材料。本品也可用作合成橡膠的軟化劑，能夠改善制品的回彈性，降低壓縮永久變形，而且對橡膠的硫化無影響。1.2文獻(xiàn)綜述國內(nèi)外現(xiàn)狀及趨勢：我國的增塑劑（以DOP居多）工業(yè)生產(chǎn)開始于20世紀(jì)50年代，在當(dāng)時只有少數(shù)幾套硫酸催化的DOP、DBP間歇生產(chǎn)裝置，隨著PVC樹脂產(chǎn)耗量的提高和軟制品應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，國內(nèi)增塑劑的生產(chǎn)能力和品種數(shù)量迅速增加。特別是20世紀(jì)80年代以后，一批萬噸級非酸催化的鄰苯二甲酸酯增塑劑生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)，使我國增塑劑的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量以年均10%左右的速度持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1999年，我國增塑劑生產(chǎn)能力已達(dá)到90萬噸/年左右，產(chǎn)量月50萬噸。我國增塑劑工業(yè)除了少數(shù)裝置外，基本上都是依靠自己的力量研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的。而且我國的鄰苯二甲酸酯類增塑劑的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)開始向國外輸出。近年來我國增塑劑工業(yè)的生產(chǎn)能力有了很大提高，但是人不能滿足塑料加工業(yè)的需求，每年都需要從國外進(jìn)口大量的增塑劑來滿足國內(nèi)需求。我國增塑劑工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比存在很大差距。主要表現(xiàn)為：通用品種單產(chǎn)能力低；各類產(chǎn)品第3頁共43頁2019-9-25內(nèi)在品質(zhì)差，原材料消耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理，盡管鄰苯二甲酸酯類有較大幅度的發(fā)展，DOP/DBP的消費(fèi)比例不斷提高，但長碳鏈高碳醇酯、直鏈醇酯的產(chǎn)耗量十分有限，國外已大量使用的二元酸酯類、聚酯類增塑劑在我國才剛剛起步。我國增塑劑行業(yè)在今后要加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度，在原材料和靠近市場的地區(qū)建設(shè)或擴(kuò)建規(guī)模的生產(chǎn)裝置，增強(qiáng)市場競爭力。為了提高塑料制品的特殊性能，磷酸酯類、環(huán)氧酯類、脂肪酸酯類、聚酯類、偏三酸酯類增塑劑的份額會快速增加，應(yīng)盡快發(fā)展，建議建設(shè)萬噸級規(guī)模的專用型增塑劑生產(chǎn)裝置。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)的來源由指導(dǎo)教師指定的課題1.4其他環(huán)境污染：現(xiàn)在，增塑劑的生產(chǎn)與消費(fèi)量很大，用途很廣，這些返回到大自然的物質(zhì)，也必然對環(huán)境造成不同成都的污染和危害。據(jù)報(bào)道，現(xiàn)在每年大約有增塑劑生產(chǎn)總量的1%-2%流入到大自然。其中，鄰苯二甲酸酯約占60%-70%。毒性：由于增塑劑可以通過吸入、靜脈注射、皮膚吸收和環(huán)境污染等多種途徑進(jìn)入人體，因此凡用作與食品接觸的器具、薄膜及醫(yī)用器械必須無毒，也不能對皮膚產(chǎn)生刺激反應(yīng)。第二章生產(chǎn)流程方案的確定鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）的生產(chǎn)有以下幾種方法：（1） 間歇式生產(chǎn)工藝間歇式生產(chǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)1）投資少，建設(shè)快2）產(chǎn)品切換容易，可生產(chǎn)多種增塑劑3）工藝技術(shù)簡單，人員素質(zhì)易滿足缺點(diǎn)1）產(chǎn)品質(zhì)量波動大，不太穩(wěn)定2）工藝落后，勞動強(qiáng)度大3）能耗物耗高間歇式生產(chǎn)適合于小規(guī)模、多種增塑劑的生產(chǎn)，投資少見效快。（2） 半連續(xù)化生產(chǎn)工藝半連續(xù)化生產(chǎn)較適合于規(guī)模適中、多品種增塑劑的生產(chǎn)。生產(chǎn)品種靈活是半連續(xù)式生產(chǎn)的一大優(yōu)點(diǎn)。（3）連續(xù)化生產(chǎn)工藝連續(xù)式生產(chǎn)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)1）產(chǎn)品質(zhì)量好，且質(zhì)量穩(wěn)定2）能耗、物耗低，經(jīng)濟(jì)效益好3）工藝先進(jìn)，勞動生產(chǎn)率高4）自動化水平高，勞動強(qiáng)度小缺點(diǎn)1）建設(shè)周期長，一次性投資大2）主要設(shè)備制作加工比較困難3） 產(chǎn)品切換困難，不適合多品種增塑劑的生產(chǎn)4） 對工人的素質(zhì)要求高連續(xù)式生產(chǎn)適合原料來源有保證，有較高生產(chǎn)管理水平和較高人員素質(zhì)的大規(guī)模生產(chǎn)。由于間歇法是歷史上比較成熟的生產(chǎn)方法，其優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備簡單、改變生產(chǎn)品種方便，操作條件改變靈活，對原料的質(zhì)量要求不很苛刻，本設(shè)計(jì)采用間歇式生產(chǎn)方法。第三章生產(chǎn)流程簡述3.1生產(chǎn)過程需要以下幾步：1、 酯化酯化是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，是鄰苯二甲酸酐與相應(yīng)的醇在催化劑、負(fù)壓、210°C左右下酯化反應(yīng)生成鄰苯二甲酸酯的過程2、 中和水洗用碳酸鈉水溶液，在中和釜中將粗酯中的單酯酸中和為單酯酸鹽，然后再在水洗釜中用95C左右的熱水將中和生成的單酯酸鹽等無機(jī)鹽離子溶于水中使其與主物料分離。3、 脫醇在真空條件下和用蒸汽提供的的熱量，通過蒸發(fā)器將過量醇蒸發(fā)，通過脫醇，過量醇下降到1%左右。4、 蒸餾在真空下，對物料進(jìn)一步分離、精制。3.2工藝流程說明及操作步驟：間歇酯化反應(yīng)將3875.73Kg苯酐、7751.46Kg2-乙基己醇（質(zhì)量比約為1：2）和9.69Kg催化劑濃硫酸加入攪拌器的酯化釜中，其中2-乙基己醇過量，在反應(yīng)中同時做

水的共沸劑，在15Kpa（絕壓）真空下加熱酯化，溫度在150°C左右，反應(yīng)生成的水隨2-乙基己醇一同餾出，冷凝分水后，2-乙基己醇返回酯化釜中，至水分出盡，酯化結(jié)束。后處理將酯化液加入連續(xù)中和槽中，以5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行中和，在進(jìn)入水洗塔，用95C左右的熱水洗滌，以除去硫酸鈉，碳酸鈉，硫酸氫鈉，硫酸單烷基酯鈉和鄰苯二甲酸單烷基酯鈉鹽，后進(jìn)入脫醇塔，除去水和醇，醇水混合物經(jīng)處理后，醇可以循環(huán)利用，物料再進(jìn)入精餾塔，以除去少量的雜質(zhì)，進(jìn)一步精制，得DOP（鄰苯二甲酸二辛脂）流程簡圖：圖3-1流程簡圖3-3反應(yīng)原理:主反應(yīng)（總反應(yīng)式）:2ROH催化劑O、2ROH催化劑O、CC-C-ORIC-ORH2O苯酎雙酯實(shí)際反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步：是苯酐與醇生成單酯酸的反應(yīng)，此反應(yīng)進(jìn)行很快，放熱反應(yīng)不需催化劑，是苯酎雙酯實(shí)際反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步：是苯酐與醇生成單酯酸的反應(yīng)，此反應(yīng)進(jìn)行很快，放熱反應(yīng)不需催化劑，是苯酐+ROH醇CO1苯酐+ROH醇CO1單酯酸第二步：是單酯酸與醇生成雙酯的過程，此步反應(yīng)很慢，需加催化劑，是吸熱反應(yīng)。O「匚C-OHCO「匚C-OHC O1+ROHKiOfCC—C-OR:C—C-ORC+H2O單酯酸 醇雙酯 水單酯酸 醇雙酯 水副反應(yīng):由于使用的選擇性很高的催化劑，副反應(yīng)很少，約占總質(zhì)量的1%左右。副反應(yīng)主要是：醇分子內(nèi)脫水生成烯烴醇分子間脫水生成醚生成縮醛生成異丙醇生成正丁醇3.4產(chǎn)品的幾個性質(zhì)性質(zhì)描述：無色透明液體，有特殊氣味。熔點(diǎn)-55°C，沸點(diǎn)386.9°C，222-230°C（0.53kPa），相對密度0.986（20/4C），折射率1.4852，閃點(diǎn)217C，著火點(diǎn)241C，粘度81.4mPa?s，蒸氣壓（200C）176Pa°25°C時該品在水中溶解度＜0.01%，水在該品中的溶解度0.2%。溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑和烴類，微溶于甘油、乙二醇。與大多數(shù)工業(yè)用樹脂有良好的相容性。與醋酸纖維素、聚醋酸乙烯酯部分相容。該品是使用最廣、產(chǎn)量最大的增塑劑，是鄰苯二甲酸酯類增塑劑中最重要的品種。其次是鄰苯二甲酸二丁酯（DBP，［87-74-2］）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP，［19269-67-1］）、鄰苯二甲酸二異辛酯（DIOP，［27554-26-3］）。在增塑劑領(lǐng)域內(nèi)，如果不加說明，“辛酯”習(xí)慣上是指2-乙基己酯。鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DOP）習(xí)慣上稱為鄰苯二甲酸二辛酯，它的異構(gòu)體除鄰苯二甲酸二異辛酯（DIOP）外，鄰苯二甲酸二正辛酯（DnOP）也是實(shí)際應(yīng)用的增塑劑，另外還有鄰苯二甲酸二仲辛酯（DCP）。第四章工藝計(jì)算4.1物料恒算4.1.1酯化階段工藝條件：純度為99.3%的苯酐與純度為99.7%的辛醇按1：2的質(zhì)量比加入反應(yīng)釜，苯酐轉(zhuǎn)化率為99.6%，在15kpa（絕壓），210°C條件下反應(yīng)，過量的辛醇同時做水的共沸劑，質(zhì)量為苯酐0.2%---0.5%的硫酸作為催化劑，酯化時間為4小時，CHO+CHO=CHO 完全反應(yīng)843 818 16224分子量148 130 278CHO+CHO=CHO 可逆反應(yīng)16224 818 24384分子量278 130 390年產(chǎn)1萬噸DOP，每次需生產(chǎn)：10000000/330/3=10101.02kg（全年有效生產(chǎn)天數(shù)按330天，每天生產(chǎn)按3次計(jì)算）設(shè)苯酐質(zhì)量為m，則0.993mcm10101.02 x0.996= 148 390解得m=3875.73kg則辛醇的質(zhì)量為2m=7751.46kg反應(yīng)生成的水：10101.021O… x18=466.2Kg390反應(yīng)結(jié)束后剩余的單酯質(zhì)量：0993?387573x（1-0.996）x278=28.92kg148

酯化過程消耗的辛醇質(zhì)量：0.993?3875.73，-八“八 x（1+0.996）x130=6747.53kg148假設(shè)副反應(yīng)中有1%的辛醇被消耗掉，則反應(yīng)后剩余的辛醇質(zhì)量為:7751.46-0.997-6747.53-7751.46-0.00997=903.39k由上而得表4-1酯化階段進(jìn)料量種類質(zhì)量（kg）苯酐3875.73辛醇7751.46催化劑9.69表4-2酯化階段出料量種類質(zhì)量（kg）DOP10101.02單酯28.92水466.2辛醇903.39其他140.694.1.2中和水洗表4-3中和水洗進(jìn)料量種類質(zhì)量（kg）DOP10101.02單酯28.92辛醇903.39其他140.69物料用泵打入處理容器，用5%的碳酸鈉溶液中和，并用95°C左右的熱水洗滌，以除去硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸單烷基酯鈉和鄰苯二甲酸甲烷基鈉鹽，同時中和水洗后又混入部分雜質(zhì)，絕大部分為水，忽略主要產(chǎn)物的損失。

表4—4中和水洗出料量種類質(zhì)量（kg）DOP10101.02辛醇903.39其他（主要為：水）1004.1.3脫醇中和水洗后的物料用泵打入脫醇塔（絕壓5KPa）,回收未反應(yīng)的過量醇，使醇的含量下降到1%左右，回收的辛醇經(jīng)過進(jìn)一步精制后除去大部分水可以送入酯化階段，循環(huán)利用。脫醇進(jìn)料：中和水洗后的出料（見表4—4）表4—5脫醇出料量種類質(zhì)量（kg）塔頂辛醇700水95塔釜DOP10101.02辛醇200其他8.394.1.4蒸餾（精制）蒸餾進(jìn)料：脫醇塔塔底出料（見表4—5）表4—6蒸餾出料量種類質(zhì)量（kg）塔頂DOP10101.02辛醇200其他—塔釜高沸點(diǎn)物質(zhì)8.394.2能量恒算4.2.1酯化階段云*）°C 25r DOP:10101.02kg苯酐（固體）3875.73k置卜苯酐（液體）阻水：466.2kg辛醇（液體）7751.46kg "辛醇（液體） 辛醇：903.39kg單酯：28.92kg圖4—1酯化階段狀態(tài)變化Q計(jì)算Q:1Q1中包含苯酐固體升溫至25C吸收的熱量，苯酐熔融熱和辛醇升溫至25C吸收的熱量。苯酐固體吸收的熱量：苯酐結(jié)構(gòu)式：O分子式為C8H4O3，計(jì)算苯酐固體在常溫下的熱熔:C=—RniCis]M式中，C為化合物的熱容量，kJ/kg原子?C表4—7部分原子熱熔CHOCis1.82.34iiy1C=——LniCiS」苯酐(固體)mC苯"固體廣M位niCisL忐(8x1.8+4x2.3+3x4)=0.24cal/kg-OC=1.005kJ/kg?CQ苯酐(固體)=C-G?△H=1.005X3875.73x(25-20)=1.948X104KJ苯酐的熔融熱：△Hm=153.43kJ/kgQ^=AHm?G=153.43X3875.73=5.946X105kJ辛醇升溫吸熱：；=*=22.5C平均2此溫度下辛醇的比熱為:C=2.166kJ/kg?C所以Q辛醇=G?C?△t=7751.46X2.166X(25—20)=8.395X104kJ體系中0.1%的催化劑吸熱很少，可忽略不計(jì)。Q1=Q +Q+Q=1.948X104+5.946X105+8.395X104=6.980X105kJQ計(jì)算Q焰辛醇2Q2即為25C時的標(biāo)準(zhǔn)反映熱，反應(yīng)式如下：圖4—2反應(yīng)式△Hf298=E(viHf298)產(chǎn)物-E(viH%98)反應(yīng)物液態(tài)苯酐生成熱：△Hf298=-462.505kJ/mol液態(tài)DOP生成熱：△Hf298=-1085.266kJ/mol液態(tài)水的生成熱：△Hf298=-286.144kJ/mol液態(tài)辛醇生成熱：△H°,298=-433.227kJ/mol所以生成DOP的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱為：△H°298=工[(-1085.266)+(-286.144)]—[(-462.505)+2X(-433.227)]=-42.451kJ/mol則每釜生成DOP的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱：Qfi=NDOP-△H°298=10101.02*103x(-42.45)390=—1.099X106kJ即此酯化反應(yīng)吸收熱量1.099X106kJ忽略催化劑的稀釋熱則Q9=Q2反a計(jì)算q3：反應(yīng)釜內(nèi)物料反應(yīng)的最終溫度為210°C，求各部分物料升溫過程吸收的熱量：DOP在25C?210C的平均比熱容CDOP=2.388J/g?C???DOP由25C升溫至210C吸熱近似為：QDOP=G?C-At=10101.02X2.388X(210—25)=4.462X106kJ - 25+210 一此時辛醇的平均溫度為t=25+210=117.5C辛醇的比熱可以用2Missenard法計(jì)算已知，液態(tài)2—乙基己醇的結(jié)構(gòu)式：HHIHHHHH

表4-8部分基團(tuán)的熱熔75C100C-CH310.9511.55單位cal/mol?K-CH27.157.4-CH6.356.7-OH14.7517.0則75°C時:Cp=(CH3)X2+(CH2)X5+(CH)+(OH)=10.95X2+7.15X5+6.35+14.75=78.75cal/mol?K=329.852J/mol?K100C時Cp=11.55X2+7.4X5+6.7+17.0=83.8cal/mol?K=351.005J/mol?K115C時的比熱容：Cp-329.852_351.005-329.852117.5-75 100-75Cp=365.812J/mol?K故升溫過程中2—乙基己醇吸收的熱量為：Q辛醇=G?Cp?△t903.39x903.39x103130X365.812X(210-25)=4.703X103kJ酯化反應(yīng)水分離出系統(tǒng)的溫度為40C，則平均溫度為:；40+251=2=32.5C在32.5C時水的比熱容為：Cp=4.174kJ/kg?C.??升溫過程中水吸熱：Q水=6?Cp水?△!=466.2X4.174X(40-25)=2.9X104kJ故整個升溫過程中吸熱:Q3=Qdop+Q辛醇+Q水=4.462X106+4.703X105+2.9X104=4.799X106kJQ計(jì)算Q,4此熱量即為冷凝水帶走的熱量，由于實(shí)際生產(chǎn)過程中，辛醇和水的共沸溫度為180°C，整個酯化反應(yīng)過程沸騰回流帶出水466.2kg共沸劑用量的計(jì)算：辛醇與水的質(zhì)量比：0.88(查取)對辛醇(M)做物料恒算M=(M+466.2)X0.88..?M=3418.18Kg查取汽化熱：H辛醇=401.322kJ/kgH水=2019kJ/kg查取比熱：C辛醇=2.767kJ/kg?CC水=4.230kJ/kg?C?.?Q=G-△H+G-△H+(G-C+G-C)X(t -40)4汽 汽醇 醇 水水醇醇 共沸=(466.2X2019+3418.8X401.332)+(466.2X4.23+3418.8X2.767)X(180-40)=3.9X106kJQ計(jì)算Q5Q5包括塔損和釜損。釜表面積F釜=30m2,F塔=23m2。生產(chǎn)周期取4小時。釜損計(jì)算： 金 塔平均釜溫取240C，空氣溫度為20C，傳熱系數(shù)K=6.701KJ/m2?h?CQ釜損=K?3釜?F釜"=6.701X220X30X4=1.769X105kJ塔損計(jì)算，平均塔溫取160C，空氣溫度為20C，傳熱系數(shù)K=6.701KJ/m2?h?CQ塔損=K?3塔?F塔"=6.701X140X23X4=8.631X104kJ?Q5=Q釜損+Q塔損=1.769X105+8.631X104

=2.6321X105kJQ酯化階段所需總熱量：Q^=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=6.980X105+1.099X106+4.799X106+3.9X106+2.6321X105=1.06X107kJ約合蒸汽量：1.06X107-3.931（300°C過熱蒸汽）26994.2.2脫醇階段：初態(tài)90CI初態(tài)90CI□ 10101.02辛醇903.39水 10012 辛醇與水的混合物(冷凝至40C)圖4-2脫醇階段狀態(tài)變化a計(jì)算q1Q1為混合物料升溫至104C吸收的熱量DOP吸收的熱量：用Kopp定律估算DOP(CHO)的比熱容24384表4-9元素的熱容(KJ/Kmol-K)CHO11.718.025.1則DOP的熱容為11.7X24+18X38+25.1X4=1065.2KJ/Kmol-K則DOP吸收的熱量QDop=QDop=10101.02390x1065.2x14=3.86X105KJ辛醇吸收的熱量辛醇結(jié)構(gòu)式:用基團(tuán)貢獻(xiàn)法計(jì)算辛醇比熱容:基團(tuán)值(KJ/Kmol-K)個數(shù)—CH2—30.45—CH336.842—CH— 18.42 1—OH 44.8 1則辛醇的比熱容：30.4X5+36.84X2+18.42X1+44.8X1=288.9KJ/Kmol-K則辛醇吸收的熱量：903.39Q辛醇=13了X288.9X14=2.81X104KJ水吸收的熱量：Q=100X4.3X14=6.02X103KJ則Q1=QD+Q辛醇+Q水=3.86X105+2.81X104+6.02X103=3.89X106KJ約合蒸汽量：3.89X106R1.44t(300°C過熱蒸汽)2699Q計(jì)算Q2Q2為塔頂換熱器帶走的熱量辛醇與水汽化吸收的熱：Q=G-AH+G-AH+(G-C+G-C).(t-40)汽化水 水醇 醇 水水醇醇=95X2019+700X401.332+(95X4.2+700X2.767)X(104-40)=6.22X105KJ則Q2=Q汽化=6.22X105KJ約合蒸汽量：信2X105R0.231(300C過熱蒸汽)26994.2.3精餾階段進(jìn)料溫度取104C，在絕壓5Kpa壓力下，辛醇沸點(diǎn)為104C,Dop沸點(diǎn)為280C。不計(jì)各物性隨溫度的變化。則DOP的升溫過程吸熱：Q1=GDop-Cdop-(『1)=10101.02X1065.2X（280-104）390=4.86X106KJ塔頂換熱器帶走的熱量：Q=G-AH+G-AH+G-C-（t-t）+G-C-（t-t）

2醇 醇Dop dop醇醇1 3Dopdop2 3200x401.332+10101.02x450+200x2.767x（104-40）+10101°2x1065.02x（280-40）390=1.13X107KJ精餾階段需熱量：Q=Q1+Q2=4.86X106+1.13X107=1.616X107KJ約合蒸汽量：偵16X107-61（300°C過熱蒸汽）2699經(jīng)過能量計(jì)算，得蒸汽總用量約為11.6t（300C過熱蒸汽）第五章主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型5?1攪拌式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)表5—1設(shè)計(jì)參數(shù)表設(shè)計(jì)參數(shù)容器內(nèi)夾套內(nèi)工作壓力，MPa0.015（絕壓）0.2（表壓）設(shè)計(jì)壓力，MPa0（絕壓）0.22（表壓）工作溫度,C210250設(shè)計(jì)溫度，C<250<300介質(zhì)有機(jī)溶劑水蒸汽全容積，m313操作容積，m311

設(shè)計(jì)壓力按下表取值表5—2壓力選取標(biāo)準(zhǔn)類型設(shè)計(jì)壓力內(nèi)壓容器無安全泄放裝置1.0?1.10倍工作壓力裝有安全閥不低于安全閥開啟壓力裝有爆破片取爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力加制造范圍上限真空容器夾套內(nèi)為內(nèi)壓的帶夾套真空容器容器（真空）設(shè)計(jì)壓力按無夾套真空容器規(guī)定選取夾套（內(nèi)壓）設(shè)計(jì)壓力按內(nèi)壓容器選取外壓容器設(shè)計(jì)外壓力取不小于在正常工作情況下可能產(chǎn)生的最大內(nèi)外壓力差5.1.1、筒體幾何尺寸的計(jì)算確定筒體內(nèi)徑D蘭了王m兀?i式中V 工藝條件給定的容積i 長徑比，i=H，按物料類型選取4x134x13D1=333.14x1.2種類設(shè)備內(nèi)物料種類i一般攪拌釜液固相或液液相1?1.3氣液相物料1?2發(fā)酵罐類—1.7?2.51表5—3幾種攪拌釜的長徑比i值（i取1.2）22.399m將D1圓整到公稱直徑系列：D］取2.4m查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-4以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓封頭的尺寸公稱直徑，mm曲邊高度h1mm直邊高度h2mm內(nèi)表面積A，m2容積V，m32400600256.43231.9227確定筒體封頭尺寸封頭選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭，內(nèi)徑與筒體內(nèi)徑相同確定筒體高度反應(yīng)釜容積V通常按下封頭和筒體兩部分之和計(jì)算，則筒體高度H1按下式計(jì)算，并進(jìn)行圓整。查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表5-5筒體的容積、面積公稱直徑DN，mm1米高的容積V，m31米高的內(nèi)表面積FB，m224004.5247.55H=—m1V1m式中％封 封頭容積，m3V1m 一米高筒體容積，m3/m耳=(13—1.923)/4.524=2.448m圓整后取2.5mH1/D1^1.04(符合表中i的取值范圍)按圓整后的筒體高度修正實(shí)際容積，則V=VxH+V正 1m 1封式中-封?…… 封頭容積，m3V 1m 米高同體容積，m3/mH 1.....圓整后的筒體高度，mV正=2.5X4.524+1.923=13.233m3確定夾套內(nèi)徑夾套內(nèi)徑D2可根據(jù)筒體內(nèi)徑D1選取，見下表

表5—6夾套與筒體內(nèi)徑關(guān)系D1500?600700?18002000?3000D2D1+50D1+100D1+200D=2400+200=2600mm確定夾套高度H2=（V操一V封）/匕 m式中匕封 封頭容積，m3V1m 一米高筒體容積，m3/mH2=（11—1.923）/4.524=2.006m圓整后取2.1m夾套封頭夾套下封頭同樣選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，其內(nèi)徑與夾套內(nèi)徑相同（2600mm）夾套所包圍的表面積式中F-筒式中F-筒F-封F'1m筒體表面積，F(xiàn)筒=心x七,封頭表面積，m2…同前，m2/mm2則F=6.432+2.1x7.55=22.287m25.1.2反應(yīng)釜壁厚的計(jì)算制造材料選取Q235—A，焊接系數(shù)中=0.85夾套計(jì)算厚度（內(nèi)壓計(jì)算）設(shè)計(jì)溫度下=56MPa，忽略罐體內(nèi)液柱的靜壓力，P2c=P2以內(nèi)壓計(jì)算其厚度計(jì)算厚度S2計(jì)算厚度S2=日1片T2c0.22x26002x56x0.85—0.22=6.02mm取厚度負(fù)偏差C1=0.25mm，腐蝕裕量C2=1mm則S2=S+C1+C2=7.25mm圓整后取8mm水壓實(shí)驗(yàn)P=1.25Pg(取實(shí)驗(yàn)溫度與設(shè)計(jì)溫度相同，P=Pc)則Pt=1.25x0.22=0.275Mpac一七七s°，Se=Sn—C=8-1.25=6.75mm，b,=235Mpa則c=0.275x^600—6.75)=57.06Mpat2x6.750.9中c=0.9x0.85x235=179.78Mpaat<0.90c，所以水壓試驗(yàn)足夠夾套封頭厚度為了安裝的方便，夾套封頭厚度與夾套相同S=8mm2校核橢圓封頭的最大允許工作壓力按下式計(jì)算:P]_2M-KD+0.5S標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭中K值取1x56x56x0.85x6.751x2600+0.5x6.75"0.23Mpa>0.22Mpa筒體厚度（按外壓計(jì)算筒體厚度）計(jì)算外壓力P1=0.32Mpa假設(shè)筒體名義厚度S1n=8mm則D=D1+2Sn=2400+2X8=24161oS1=S—C=6.75mm計(jì)算長度L=H1+2(h2+h1/3)=2500+2X(25+600/3)=2950mmL/D1=2950/2416=1.2，D】/S】=2416/6.75=286查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附錄21得A=0.000165查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖5—8，此點(diǎn)落在溫度線左方，則用公式計(jì)算查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附表2得Et=1.83X105Mpa2x0.000165x1.83x105則[P]= R0.05Mpa《0.32Mpa,需重設(shè)厚度x386假設(shè)筒體名義厚度S1n=14mm則D1=D1+2Sn=2400+2X14=2428mmS1=S—C=12.75mm計(jì)算長度L=H1+2(h2+h1/3)=2500+2X(25+600/3)=2950mmL/D1=2950/2428=1.21,D】/S「2428/12.75=190.4查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖5—5得A=0.00047查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖5—8,此點(diǎn)落在溫度線右側(cè)，得B=63Mpa許用外壓力用下式計(jì)算[P頃DSe貝北P]=63/190.40.33e0.33Mpa>0.32Mpa,比較接近，可以考慮采用厚度為16mm的鋼板做筒體。筒體封頭厚度計(jì)算(按外壓力計(jì)算)1.筒體上封頭假設(shè)上封頭名義厚度S1n=14mm查資料《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附表4-2,曲邊高度h1=600mm則D=D+2S=2400+2X14=2428mm0 1nS=Sn—C=14—1.25=12.75mmh0=%+S=600+14=614mmD/2h=2828/(2X614)^2.3查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表5-3(內(nèi)插法)得K=1.035則R0=KD0=1.035X2828=2926.98mmR0/S=2926.98/12.75^2300125由式A=計(jì)算A值(查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》)RS0e則A=012520.00054230查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖5-8,此點(diǎn)落在溫度現(xiàn)右方，且得B=70Mpa

則許用壓力P]=—二匹R0.3Mpa〉0.2Mpa,比較接近，可考慮選取R0；S 23016mm鋼板。2.筒體下封頭因下封頭外壓力高于上封頭，故假設(shè)下鋒頭名義厚度S2n=16mm查資料《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附表4-2，曲邊高度h=600mm1則D=D+2S=2400+2X16=2832mm,S=S—C=16—1.25=14.75mm0 1n enh0=%+S2=600+16=616mmD/2h=2832/（2X616）=2.3查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表5-3（內(nèi)插法）得K=1.035所以R0=KD0=1.035X2832=2931.12mmR0/S=2931.12/14.75=198.72由式A=0.125計(jì)算A值RS0e則A=史2520.00063198.72查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》圖5-8,此點(diǎn)落在溫度現(xiàn)右方，且得B=80Mpa則許用壓力P]=—B—R0Se80198.7220.4Mpa>0.32Mpa表5—7壁厚一覽表筒體壁厚，mm筒體上封頭，mm筒體下封頭，mm夾套壁厚，mm夾套封頭，mm161616885.1.3罐體法蘭根據(jù)工藝溫度、壓力及釜徑采用乙型平焊法蘭，根據(jù)操作溫度及壓力，從《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表6-4中查的，若采用Q235-A板材，釜體上封頭按PN0.25Mpa查取它的尺寸（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附表33），由于壓力不高，可采用榫槽密封面，從表6-3中查取墊片寬度為25mm。以下為個部分的尺寸：表5—8法蘭尺寸（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附表33）

公稱直徑DN(mm)法蘭螺栓2400DD1D2D3D4bH6taa1d規(guī)格數(shù)量256025152476245624539234016211827M2468圖5-1法蘭簡圖5.1.4接管及其法蘭選擇接管均采用無縫鋼管，接管法蘭采用板式平焊法蘭表5-8接管尺寸鋼管PN(Mpa)法蘭DN(mm)加熱蒸汽進(jìn)出口025X3.51.032物料進(jìn)出口040X41.065溫度壓力接管025X3.51.0405.1.5開口補(bǔ)強(qiáng)最大開孔為人孔，選用回轉(zhuǎn)蓋快開人孔，DN600,PN1.0,帶頸人孔接管：DN630X8校核計(jì)算：開孔直徑：d=600mm開孔補(bǔ)強(qiáng)寬度：B=2d=2X600=1200mm開孔補(bǔ)強(qiáng)高度：h\聽二、600x15=95mmSnt 接管名義厚度需補(bǔ)強(qiáng)的面積A=0.5C/S+2SS七G-f）］ 此處fr取1S 計(jì)算厚度=0.5X600X12=3600mm2可作為補(bǔ)強(qiáng)的面積A1=(B-d)(Se-S)=600X4=2400mm2Se-S 接管厚度附加量A2=2h1(Set-St) fr取1=2X95X(13-6)=1330mm2則Ae=A1+A2=2400+1330=3700mm2顯然Ae>A,同樣計(jì)算其他接管與殼體的焊接面積，開孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠5.1.6支座選取選用長臂、帶墊板（A）的耳式支座，尺寸如下（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表6-18）：表5-9耳座尺寸支座載荷適用公稱直徑高度H底板筋板墊板地腳螺栓支座質(zhì)量l1b161s1l2b262l3b363ed規(guī)格A型2502000?40006004803602614538038016720600167236M30攪拌軸、攪拌器及傳動裝置等的設(shè)計(jì)和選擇攪拌軸軸材料選用45號鋼設(shè)備選用推進(jìn)式攪拌器，其直徑Do=0.33X2400=720mm，圓整取700mm查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表9-2，取單位體積功率為0.09HP/m3(66.2w)則總功率P=66.2X13.233^876w取1Kw，轉(zhuǎn)數(shù)50r/minP軸所傳遞的扭矩T=9.55x103_n則T=191N?mm材料許用剪切應(yīng)力t]=35MpaP軸直徑d>A0?Vn，系數(shù)A0=112則d>30.4mm開兩個鍵槽，直徑擴(kuò)大7%則d=30.53mm，圓整取50mm攪拌器選擇直徑700mm，軸徑50mm的攪拌器，標(biāo)記符號為攪拌器700-50，HG5-220-65電機(jī)選擇設(shè)整個系統(tǒng)的總效率為0.9,則電機(jī)功率為P=1/0.95=1.1Kw，取電機(jī)功率為1.5KW。選用Y90L-4,V1型安裝形式的電動機(jī)。連軸器選擇此反應(yīng)釜為立式反應(yīng)器，且攪拌器轉(zhuǎn)速不是太高，故可選用JQ型夾克式連軸器，標(biāo)記符號為JQ-40。機(jī)座選擇由于攪拌軸軸向力不大，連軸器為夾克式，選用J-A-40型機(jī)座。軸封裝置為了密封可靠，選用單端面小彈簧平衡型機(jī)械密封。5?2設(shè)備選型5.2.1中和器中和器采用類似于夾套式反應(yīng)釜類型的容器(無夾套)，帶有攪拌設(shè)備。工藝條件描述如下：設(shè)計(jì)及操作壓力為常壓，設(shè)計(jì)及操作溫度為210°C，全容積為13ms，操作容積為11ms，制作材料:Q235-A。參考以上攪拌式夾套反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)，內(nèi)徑D為2400mm，筒體高H為2500mm，壁厚：此時容器并不承受大氣壓，為常壓容器，僅承受物料的靜壓力（遠(yuǎn)小于大氣壓），可按《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》中壁厚的規(guī)定，選取最小鋼板厚度3mm，攪拌設(shè)備采用推進(jìn)式。5.2.2水洗塔水洗過程為一萃取過程，根據(jù)中和后的鹽類物質(zhì)在水與DOP、辛醇等有機(jī)物中的不同分配系數(shù)（水中的較大），靜止后去除水相而除去鹽類物質(zhì)。此水洗塔可用反應(yīng)階段帶攪拌設(shè)備的酯化釜代替，全容積為13m3,制作材料：Q235-A。參考以上攪拌式夾套反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)，內(nèi)徑D為2400mm，筒體高H為2500mm，壁厚：此時容器并不承受大氣壓，為常壓容器，僅承受物料的靜壓力（遠(yuǎn)小于大氣壓），可按《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》中壁厚的規(guī)定，選取最小鋼板厚度3mm，攪拌設(shè)備采用推進(jìn)式。5.2.3脫醇塔最小理論塔板數(shù)：（A辛醇，B 其他）lg塔頂，W 塔底塔頂，W 塔底3 相對揮發(fā)度1（0.990.9）M頑乂桓Jlg2F.8（取10）塔徑D：u=0.8c：'4工，c 負(fù)荷因子，m/s；P/ 液體密度，Kg/m3;1PV氣體密度,Kg/m3。,01—05=0.8X0.2X.0__050.5=0.16m/s:4vD='—j,\ 氣體體積流量m3/s兀?ux0.09有.14x0.16=0.846m參考《化工原理課程設(shè)計(jì)》，塔徑D取0.9m根據(jù)塔徑D,參考《化工原理課程設(shè)計(jì)》表5-1,塔板間距HT取400mm則有效塔高h(yuǎn)=B-1\Ht,七?…??…總板效率；Ht?…??…踏板間距/mmVet7-l[x0.47=4.6m5.2.4精餾塔此過程采用簡單精餾，是一種不穩(wěn)定單級蒸餾過程?；旌弦和ㄟ^蒸汽加熱在蒸餾釜中逐漸汽化，產(chǎn)生的蒸汽隨即進(jìn)入冷凝器，所得的留出液分別流入三個不同的儲罐。由于易揮發(fā)組分的氣相組成y大于液相組成x,因而隨著蒸餾過程的進(jìn)行，x將逐漸降低。這使得與x平衡的汽相組成y(即留出液組成)亦隨之降低，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)亦逐漸升高。由于留出液的組成開始時最高，隨后逐漸降低，故設(shè)幾個接收器，隨時間先后，分別得到不同組成的餾出液。5.2.5換熱器選型a.酯化階段傳熱量Q=9.75X105KJ/h=2.71X105W熱量恒算式：Q=Ms1Cp1(T2-T1)=Ms2Cp2(t2-t1)

Q=1.59X104Kg/h_140-15_140-15_通4015)計(jì)算逆流平均溫差M高溫介質(zhì)T1T2C180一■ 40低溫介質(zhì)t2tC40 ~n25溫差C14015則Atm-煎4015)256Cm1按逆流計(jì)算的平均溫差攵m應(yīng)乘以校正系數(shù)中，選擇換熱器的流動類型為1殼程、偶數(shù)管程，計(jì)算參數(shù)P及RP==1=40—25=0.097T-\ 18-25R=二=冬0=9.312-" 40-25查《化工原理》圖5-19(a)得修正系數(shù)甲，由于難于從該圖上查取，需進(jìn)一步計(jì)算：p=p?R=0.097X9.320.9Rb=1R=1/9.320.11得甲=0.87所以At=0.87X56=48.72°C查《化工原理課程設(shè)計(jì)》表4-6a，K值范圍為250?600，此處取550所以，傳熱面積xQ 2.75x105A=—-—= 210.11m2K?At 550x48.72安全系數(shù)①取1.04則Ae=10.11X1.04=10.51m2選定換熱器型號兩流體溫差較大，又由于便于冷凝液體的流出，高溫蒸汽走殼程，冷凝水走管程，參考《化工原理》表6-1，管內(nèi)流速取1m/s，設(shè)所需單管程數(shù)為n，①25mmX2.5mm的管徑為0.02m，管內(nèi)流量兀 1.59x104n?一x0.022x1x3600= 4 1000得n=14根，又由傳熱面積A=l?n?兀?《二10.51m2、可得單管程長i=—二一29.56mn?兀?d0若選用6m長的管子，則需用2管程，管子數(shù)為2X14=28根。查（《化工原理》上冊，第三版）附表十九，固定管板式換熱器基本參數(shù)表5—10換熱器參數(shù)表殼徑D(DN)mm273管尺寸mm25X2.5管程數(shù)（N）2管長m6管數(shù)32管排列方式正三角中心排管數(shù)7管心距mm32管程流通面積m20.005傳熱面積m214.8b.脫醇階段傳熱量Q=1.55X106KJ/h=4.32X105W熱量恒算式：Q=MC(T—T)=MsCp(t—t)s1p12 1 2 2 2 1M= Q =1.55X10623.73X104Kg/hs2Cp2?(t2-11)4.174x10計(jì)算逆流平均溫差攵m高溫介質(zhì)T1T2°C104—40低溫介質(zhì)t2t1C40 —30溫差C6410則At=64T0、R29Cmlg(64/10J按逆流計(jì)算的平均溫差攵m應(yīng)乘以校正系數(shù)中，選擇換熱器的流動類型為1殼程、偶數(shù)管程，計(jì)算參數(shù)P及RP=—=豈0=10=0.14氣-、104-3074R=二==6.412-" 40-30查《化工原理》圖5-19(a)得修正系數(shù)甲，由于難于從該圖上查取，需進(jìn)一步計(jì)算：p=p?R=0.14X6.4=0.9Rb=1R=1/6.4=0.16得甲=0.8則％=29X0.8=23.2°C查《化工原理課程設(shè)計(jì)》表4-6a，K值范圍為250?600，此處取500.所以，傳熱面積A=一Q一^37.1m2K?Atm安全系數(shù)①取1.04則A1=1.04X37.1e38.6m2選定換熱器型號高溫蒸汽走殼程，便于冷凝液體的流出，冷凝水走管程，參考《化工原理》表6-1，管內(nèi)流速取1m/s，設(shè)所需單管程數(shù)為n，025mmX2.5mm的管徑為0.02m管內(nèi)流量設(shè)管數(shù)為nHX1X3600=3.73X1044 103則n^33根，又由傳熱面積A=l?n?兀?d，得單管程管長

l= ^1 =14.9mn?兀?d0參考《化工原理》第三版，上冊附錄十九，選取換熱器基本參數(shù)如下:表5—11換熱器參數(shù)表殼徑D(DN)mm400管尺寸mm25X2.5管程數(shù)（N）2管長m6管數(shù)94管排列方式正三角中心排管數(shù)11管心距mm32管程流通面積m20.0148傳熱面積m243.5c.精餾階傳熱量Q=2.825X106KJ/h=7.85X105KJ熱量恒算式：TOC\o"1-5"\h\zQ=MC(T—T)=MsCp(t—t)s1p12 1 2 2 2 1Q 2.825x106Ms2 C?Vp2 2傳熱溫差學(xué) =Ms2 C?Vp2 2傳熱溫差。-1)4.174x15高溫介質(zhì) T1 T2280 — 40冷凝介質(zhì)t2 t140 —= 25溫差240 15計(jì)算過程同上。最后選取換熱器基本參數(shù)如下:表5—12換熱器參數(shù)表殼徑D(DN)mm450管尺寸mm25X2.5管程數(shù)（N）2管長m6管數(shù)126管排列方式正三角中心排管數(shù)12管心距mm32管程流通面積m20.0198傳熱面積m258.4

5.2.7儲罐以下公式中各符號的意義：R-儲罐半徑；D-儲罐直徑；S-儲罐板壁厚；H-儲罐高度；V-儲罐計(jì)算容積；S1-罐頂板壁厚；S2-罐底板壁厚儲罐選用等壁厚儲罐，等壁厚儲罐由于受到S的限制，只能用于一定容積范圍內(nèi)，按最小厚度S1=S2=S=4mm，鋼板為A3F，屈服極限°「2400Kgf/cm2，許用應(yīng)力t]=1600Kgf/cm2V=兀?s2.(?(8=ln]??/r，X=S+S)其中4=0.9，r=0.001Kgf/cm2則a=1600*09=144X1040.001所以V=3.14x(0.4**：1443*10120.8=970m3所以，采用等壁厚儲罐滿足每次生產(chǎn)的需要，且留有余量。參考前面物料恒算，前三個儲罐V取2m3則高度H=3；'V■土3n^S2二:2*0.0082*3.14x0.0042=1.5m所以直徑D=2R=所以直徑D=2R=2?、:-兀?H2

=2x' =1.3m3.14x1.5第四儲罐(成品儲罐):V取12m3則H=￥巨3兀?s2="2*0.0082=2m*3.14*0.0042

所以直徑D1所以直徑D1=2—-12八?

=2x' =2.8m"3.14x2第六章原材料及動力消耗表6—1序號名稱單位消耗定額1苯酐（原料）t3902辛醇（原料）t7803DOP（產(chǎn)品）收率（%）974濃硫酸（催化劑）t105Na2CO3（中和劑）t46電Kw?h1107冷卻水t408過熱蒸汽t1.1第七章成本估算序號名稱單位消耗定額單價/t元單位成本備注1原材料費(fèi)7083元/t苯酐t3902440辛醇t7806520濃硫酸t(yī)103002水t402.5電度1100.5水蒸汽t1.14.03工人工資及福利元/月150015004車間經(jīng)費(fèi)元/月12001200折舊費(fèi)元/月12001200維修費(fèi)元/月12001200管理費(fèi)元/月12001200合計(jì)元/月480048005副產(chǎn)品回收元/月400040006產(chǎn)品車間成本元/月8.0*1070.67*1077企業(yè)管理費(fèi)元/月2.1*1050.175*1058工廠成本萬元/月6502.63第八章環(huán)境保護(hù)與安全措施燃燒、爆炸、中毒、腐蝕、人身傷亡及機(jī)械設(shè)備事故是化工生產(chǎn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中遇到的主要衛(wèi)生和安全事故。安全事故引起的損失不僅是工廠本身財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，而且還會引起原料供應(yīng)工廠和產(chǎn)品加工工廠的損失。因此設(shè)計(jì)中，每個設(shè)計(jì)人員必須以安全設(shè)計(jì)為原則，同時充分認(rèn)識到各種危險的來源和后果，在設(shè)計(jì)的全過程都嚴(yán)格遵守各級政府和各主管部門制定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并在各方面采取預(yù)防