年產(chǎn)十萬噸滌綸(pet)的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁

　　

【正文】 的載熱管道均采用了包裹石棉的保溫措施，但還是避免不了一部分熱量的散失，這里以15％的散失率來計(jì)算，所以熱煤爐消耗的功率為： W熱媒＝Q熱媒247。（1－15％）247。3600＝ 247。247。3600 ＝ KW4 設(shè)備的選型本工藝采用酯交換法生產(chǎn)PET，可采用如下方法計(jì)算釜的體積。Wd=80000*103/（300*24）= kg/d；，t=3h；，；故反應(yīng)液的體積為：VR=*3/1084=；反應(yīng)液的總體積為：VT= VR/= m3；對于此反應(yīng)可選用國產(chǎn)不銹鋼聚合釜，此釜的直徑為3810mm，筒體切線長度為4928mm，釜重51660kg。此釜封頭高度根據(jù)國標(biāo)h==，封頭直邊高度為50mm。反應(yīng)釜的殼套厚度選取100mm。 其他設(shè)備的選型 攪拌釜反應(yīng)器中的攪拌器（stirrer）通常由攪拌漿葉和攪拌軸等組成，通過攪拌器的旋轉(zhuǎn)向流體輸入機(jī)械能，從而使流體產(chǎn)生流體。流體在流動過程中進(jìn)行動量、熱量、質(zhì)量傳遞及化學(xué)反應(yīng)。不同的反應(yīng)體系，對攪拌器功能要求不同。對于PET生產(chǎn)的第一酯化反應(yīng)釜內(nèi)，體系要求攪拌是以混合、攪動功能為主，以保證物料連續(xù)進(jìn)入后一個反應(yīng)器后能夠迅速混合均勻。又因物料為高黏體系，流動混合及傳熱傳質(zhì)十分困難，攪拌功率很大，因此對攪拌器功能要求很高。本設(shè)計(jì)采用雙層攪拌葉輪。根據(jù)《聚合物合成工藝設(shè)計(jì)》，上層葉輪采用5葉推進(jìn)式，下層葉輪采用5葉渦輪式。對于第一酯化釜，屬于均相混合攪動型，攪拌級別在7～10。由于DMT溶解、水和EG蒸發(fā)等需要吸收大量的熱量，一般的傳熱裝置很難達(dá)到對傳熱面積的需求，此時采用列管式內(nèi)置傳熱裝置。為適應(yīng)酯化反應(yīng)中排出和夾帶物分離（EG－H2O、EG－MA－H2O）的需要，釜頂裝有分鎦塔。工業(yè)生產(chǎn)中有進(jìn)料泵、回流泵、塔底泵、循環(huán)泵、產(chǎn)品泵等，石油化工泵的選擇應(yīng)該滿足流量，揚(yáng)程、壓力、溫度、氣蝕余量等工藝參數(shù)的要求，滿足介質(zhì)特性的要求和現(xiàn)場安裝的要求。在選泵時：首先要綜合考慮泵的流量。一方面，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求達(dá)到的能力確定泵的流量，并使之與其他設(shè)備能力協(xié)調(diào)平衡；另一方面，也要根據(jù)生產(chǎn)需要確定泵的流量。在確定泵的流量時應(yīng)綜合考慮裝置的富裕能力及裝置內(nèi)各設(shè)備能力的協(xié)調(diào)平衡。 其次根據(jù)生產(chǎn)要求確定泵的揚(yáng)程。選泵時，由于工藝過程設(shè)計(jì)中管道系統(tǒng)壓力降計(jì)算比較復(fù)雜，因此泵的揚(yáng)程要留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚Ｗ詈蟾鶕?jù)流體輸送設(shè)備的特性曲線確定蚌型選泵時，確定哪一種設(shè)備，應(yīng)在生產(chǎn)上所需要的流量和揚(yáng)程后進(jìn)行。在釜體外側(cè)安裝各種形狀的鋼結(jié)構(gòu)，使其與釜體表面形成密閉的空間，在此空間內(nèi)通入傳熱介質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)稱為夾套，攪拌釜一般都采用夾套這種傳熱裝置。PET合成中有氣體蒸出，且易夾帶低聚物，所以夾套方式采用全包式，以便使低聚物遇到熱的上封頭時熔融，流回到反應(yīng)液中，防止物料掛壁。當(dāng)需要的傳熱面積較大，單靠夾套面積不能滿足需求時，可采用內(nèi)置傳熱裝置的方法增加傳熱面積。內(nèi)置傳熱器的主要型式有蛇管（盤管）式、列管式、直管式、傳熱環(huán)等多種型式。因?yàn)榉磻?yīng)前期反應(yīng)體系的黏度不大，因此本設(shè)計(jì)采用列管式換熱器。5 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)1 從經(jīng)濟(jì)和壓降觀點(diǎn)出發(fā)，設(shè)備布置應(yīng)順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，允許有所調(diào)整。2 根據(jù)地形、主導(dǎo)風(fēng)向等條件進(jìn)行設(shè)備布置，有效的利用車間建筑面積（包括空間）和土地（盡量采用露天布置及建筑物能合并者盡量合并）。3 明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。4控制室和配電室應(yīng)布置在生產(chǎn)區(qū)域的中心部位，并在危險(xiǎn)區(qū)外。5 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達(dá)到節(jié)省管材費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用的目的。6 留有發(fā)展的余地7 所采取的勞動保護(hù)、防火要求、防腐蝕措施要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。8 有毒、有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備應(yīng)分別集中布置，并設(shè)圍堰，以便集中處理。9 設(shè)備安全通道、人流、物流方向應(yīng)錯開。10 設(shè)備布置應(yīng)整齊，盡量使主要管道走向一致。 車間設(shè)備平面布置的原則車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應(yīng)盡可能使個車間的平面布置在總體上達(dá)到協(xié)調(diào)、整齊、緊湊、美觀，相互融合，渾成一體。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。即要符合流程、滿足生產(chǎn)、便于管理、便于運(yùn)輸、利于設(shè)備安裝和維修。第三，生產(chǎn)要安全。即要全面妥善的解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定。第四，要考慮將來擴(kuò)建及增建的余地，為今后生產(chǎn)發(fā)展、品種改革、技術(shù)改造提供方便。但這些一定要最有效的利用車間的建筑面積（包括空間）和土地（設(shè)備裝置能露天布置的盡量露天布置，建筑物能合并的應(yīng)盡量合并）。 車間設(shè)立面布置的原則廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結(jié)合的形式。多層廠房占地少但造價(jià)高，而單層廠房占地多但造價(jià)低。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。例如制堿車間的碳化塔，根據(jù)工藝要求須放在廠房內(nèi)，但塔有比較高，且操作崗位安排在塔的中部以便觀察塔內(nèi)情況，這樣就需要設(shè)計(jì)多層廠房；另一種情況是：設(shè)備大部分露天布置，廠房內(nèi)只需要安置泵或風(fēng)機(jī)，這種情況可設(shè)計(jì)成單層廠房。對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的廠房，由于生產(chǎn)過程中對工藝流程和設(shè)備需要不斷改進(jìn)和完善，一般都設(shè)計(jì)一個較高的單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼制操作平臺代替鋼筋混凝土操作臺，以適應(yīng)工藝流程和設(shè)備變化的需要。車間平面布置按其外形一般分為長方形、L形、T形和Ⅱ形等。長方形便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于設(shè)備排列，縮短管線，易于安排交通出入口，有較多可供自然采光和通風(fēng)的墻面；但有時由于廠房總長度較長，在總圖布置有困難時，為了適應(yīng)地形的要求或者生產(chǎn)的需要，也有采用L形、T形和Ⅱ形的，此時應(yīng)充分考慮采光、通風(fēng)和立面等各方面的因素。化工廠廠房可根據(jù)工藝流程的需要設(shè)計(jì)成單層、多層或單層與多層相結(jié)合的形式。一般來說單層廠房建設(shè)費(fèi)用較低，因此除了由于工藝流程的需要必須設(shè)計(jì)成多層外，工程設(shè)計(jì)中一般多采用單層。有時因受建設(shè)場地的限制或者為了節(jié)約用地，也有設(shè)計(jì)成多層的。對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的廠房，由于在生產(chǎn)過程中對于工藝路線還需不斷改進(jìn)和完善，所以一般都設(shè)計(jì)成一個高單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼操作臺代替鋼筋混凝土操作臺或多層廠房的樓板，以適應(yīng)工藝流程改變的需要。6 公用工程化工生產(chǎn)中的大量用水，主要用于工藝用水和冷卻用水兩類。在本設(shè)計(jì)中工藝用水不與產(chǎn)品接觸，故不做討論，對于冷卻水應(yīng)該滿足下列幾點(diǎn)要求：（1）溫度盡可能低，全年溫度變化小；（2）不會有水垢和泥渣沉積引起的危害；（3）對金屬的腐蝕性小；（4）不會促進(jìn)生物或微生物的生長，從而引起管道和換熱設(shè)備的堵塞。車間用電通常有工廠的變電所或由供電網(wǎng)直接供電。車間用電一般最高為6000伏，中小型電機(jī)只有380伏。通常在車間附近或在車間內(nèi)部設(shè)置變電室，將電壓降低后分配給各用電設(shè)備使用。采暖目前主要以鍋爐方式提供熱量，使在較低溫度的環(huán)境下，仍能保持適宜的工作或生活條件的一種技術(shù)手段，它按設(shè)備的布置情況主要分為集中采暖和局部采暖。 通風(fēng)車間通風(fēng)的目的是排除余熱、余濕、有害氣體和粉塵等，使車間內(nèi)作業(yè)帶的空氣保持適宜的溫度、濕度和衛(wèi)生要求，以保證操作者的政策衛(wèi)生條件。通風(fēng)的方式主要有：自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)兩大類，在本設(shè)計(jì)中主要采用自然通風(fēng)，但在設(shè)備附近有局部通風(fēng)的設(shè)施。7 生產(chǎn)安全及環(huán)境保護(hù) 安全要求生產(chǎn)PET所用的原材料(如PTA、乙二醇等都是易燃易爆物質(zhì)；聚酯粉塵在空氣中達(dá)到一定限度后會產(chǎn)生粉塵爆炸。所以，操作人員必須提高警惕，并對他們進(jìn)行必要的安全教育。在裝置設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮到不正常時的安全技術(shù)措施，建設(shè)項(xiàng)目必須配有火炬系統(tǒng)，將不正常排放的可燃?xì)怏w和有毒廢氣燃燒，該系統(tǒng)的處理能力應(yīng)滿足裝置緊急停車物料的最大排放量；為確保安全，設(shè)有事故越限報(bào)警信號和安全儀表聯(lián)鎖裝置等；在裝置布置上，將防火區(qū)與非防火區(qū)遠(yuǎn)離，以免相互影響；裝置的下水道設(shè)有水封、隔油、透氣管等，防止可燃?xì)怏w存積和到處散發(fā)；電纜溝內(nèi)充填沙子，以防止烴類氣體積存于低洼處；為控制火源，在生產(chǎn)區(qū)盡量避免大量貯存易燃易爆物品，并嚴(yán)禁攜帶火種、煙火等物進(jìn)入防火區(qū)；在連續(xù)法裝置生產(chǎn)過程中，要在設(shè)計(jì)中考慮了消除靜電的措施；界區(qū)內(nèi)設(shè)有消防水與泡沫消防設(shè)施，操作人員或進(jìn)場參觀人員必須嚴(yán)格遵守各項(xiàng)安全技術(shù)規(guī)程。 環(huán)境保護(hù)鑒于化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)，化學(xué)工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目存在潛在環(huán)境危害和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大，因此，化工建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中，嚴(yán)格按《環(huán)境影響評價(jià)法》規(guī)定執(zhí)行環(huán)境保護(hù)，以下是該項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)的法律法規(guī)依據(jù)：（一）《化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB504832009》（二）《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB383898》（三）《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB309596》（四）《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB309693》（五）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB897896》（六）《鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn) GB384183》 三廢治理（1）廢水治理聚酯生產(chǎn)中廢水主要來源于酯化廢水汽提排放、縮聚真空噴射水、EG回收廢水、鍋爐排放水、熱媒真空噴射水、地面沖洗水、化驗(yàn)污水等。廢水經(jīng)地溝進(jìn)入廢水池，然后經(jīng)潛水泵提升至厭氧塔，經(jīng)8小時厭氧發(fā)酵，把廢水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化成低分子有機(jī)物，厭氧塔出水流到生物接觸氧化塔，停留6小時，在有氧情況下氧化有機(jī)酸，出水至沉淀塔，經(jīng)沉淀后上清液流至生物活性碳塔，經(jīng)催化劑及微生物作用，進(jìn)一步凈化水質(zhì)，達(dá)標(biāo)排放。（2）廢渣治理與廢水量相比聚酯生產(chǎn)的廢渣較少，但隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，廢渣量不斷增加，處理不好容易造成二次污染。廢渣量的多少與生產(chǎn)狀況有極大關(guān)系。生產(chǎn)正常時，各類過濾器清洗極少，工藝管道基本不用拆清，因而工藝排放極少，落地PTA、漿料等排放物極少。根據(jù)生產(chǎn)情況廢渣主要有以下3個來源。廢水中的固體廢氣物：主要是清洗水中夾帶的PTA、低聚物，地板清洗水中的TiO2粉、切片粉末等，可靜置分層后處理。 乙二醇中的固體廢棄物：日常生產(chǎn)中會有較多的工藝清洗。如漿料管線的沖洗，酯化過濾器的沖洗，預(yù)縮聚、終縮聚過濾器的清洗等等。用水清洗之前，必須排放工藝物質(zhì)，大都是EG和PTA及低聚物。排放物混在清洗水中沉淀后成為較弄的漿料狀物。可建一個固體廢物分離池，將清洗水靜置分離，再經(jīng)泵將料漿物送至粗EG罐。廢料、廢塊：主要有聚酯廢塊和終縮聚釜、預(yù)縮聚釜固液分離器中分離的低聚物，可直接裝袋處理。（3）廢氣治理酯化廢水經(jīng)汽提之后，汽提塔頂部排出大量廢氣，主要成分是乙醛等小分子有機(jī)物。此部分廢氣應(yīng)送到熱媒爐內(nèi)焚燒。燃燒廢氣，提高重油質(zhì)量，使用低硫重油，加強(qiáng)司爐工的培訓(xùn)，提高基礎(chǔ)技術(shù)水平，減少不正常燃燒。 噪聲控制本項(xiàng)目在工程設(shè)計(jì)中盡量選用了低噪聲的設(shè)備，但所采用的換熱器和粉碎機(jī)難免產(chǎn)生一定震動及噪聲，為此采取一些必要措施，如：管道包扎隔聲、吸聲的材料、設(shè)置隔聲膜等。8經(jīng)濟(jì)衡算根據(jù)化工產(chǎn)品市場報(bào)價(jià)列表61。產(chǎn)品利潤＝成品產(chǎn)量成品價(jià)格－原料消耗表81 主要原料及產(chǎn)品價(jià)格原料純度價(jià)格（元/噸）DMTEGSb2O3TiO2PET%%%99%瓶片級81008330370002200011000原料的年耗量：mDMT＝WT024300＝7200＝ tmEG ＝NT024300＝7200 ＝ t、 Kg/h，則mSb2O3＝10324300＝ tmTiO2 ＝10324300＝ t每年原料消耗的費(fèi)用＝8100+8330+37000+22000＝108+108+103+104＝104萬元 預(yù)計(jì)工廠員工總共200人，平均每人每月的工資為2000元，則人力資源費(fèi)用為200200012＝480萬元另外考慮電、水、熱媒等資源的消耗，機(jī)器維修及損耗，設(shè)備購置、廠房建設(shè)等費(fèi)用估計(jì)平均每噸耗用500元，則每年耗用50090000＝4500萬元年利潤＝91041044804500＝4000萬元據(jù)保守估計(jì)稅前年利潤約為4000萬元左右。因此該設(shè)計(jì)項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上具有可行性。參考文獻(xiàn)[1][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[2][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[3][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.[4][M]..[5][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.[6][M].化學(xué)工業(yè)出版社.[7]王凱，——攪拌設(shè)備[M].化學(xué)工業(yè)出版社2003.[8]鄭漢，陳道宇，[M].2006[9]刁玉瑋，(第五版)[M].大連理工大學(xué)出版社,2004.[10]（第四版）[M].高等教育出版社，2003.[11]李克友, 張菊華,[M].北京科學(xué)出版社,1999.[12][M].中國紡織出版社，2008.[13][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[14]武榮瑞. PE T 合成化學(xué). 合成纖維工業(yè)[J].1983[15]陳前軍. P E T 生產(chǎn)工藝的升發(fā) [R] .[16]李宗緒. 聚酯生產(chǎn)中兩種方法DMT法和TPA法的抉擇[C].1981[17]沈中琦. 國內(nèi)聚酯生產(chǎn)的DMT法和TPA法比較[R]. [18]錢伯章. 世界聚酯市場分析和技術(shù)進(jìn)展[J]. 致 謝本文是在張春燕老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選擇、到選到課題的研究和論證，再到本畢業(yè)設(shè)計(jì)的編寫、修改，每一步都有張老師的細(xì)心指導(dǎo)和認(rèn)真的解析。在張老師的指導(dǎo)下，我在各方面都有所提高，老師以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤勉的工作態(tài)度深深感染了我，給我巨大的啟迪，鼓舞和鞭策，并成為我人生路上值得學(xué)習(xí)的榜樣。使我的知識層次又有所提高。同時感謝所有教育過我的專業(yè)老師，你們傳授的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉也是完成本論文的基礎(chǔ)。也感謝我同一組的組員和班里的同學(xué)是你們在我遇到難題是幫我找到大量資料，解決難題。再次真誠感謝所有幫助過我的老師同學(xué)。