= 1÷O.003787489
= 264.O3W/ (m2.K) = 950.51KJ/(m2.h.K)
由于t3—t4段能流密度最高,故选取这一段来计算,料液进、出口温度分别为 500C和 250C,设冰盐水进、出温度分别为-1O0C和O0C,则有: tm={[50-(-10)-(25-0)}÷㏑[50-(-10)]/(25-0)=39.98OC 冷却时间 t=0.5h
A=Q2/K tmt=134674.61/(950.51)×39.98×0.5)=7.O9 m2< 9.3m2
所以选取的V=3000L,A=9.3m2的搪玻璃开式搅拌反应罐可行。 查《化工工艺设计手册》(第三版下册),相关参数如下: 表6-3缩合工段反应设备参数 序号
21 22
3000 1450 1600
公称容积VN/L 公称直径 DN/mm L系列 S系列
计算容积VJ/L 3155 3380 容积系数VN/VJ 0.95 0.89 夹套换热面积/m2 9.3 9.3
公称压力PN DN≤1300时,容器内:0.25、0.6、1.0Mpa;
夹套内:0.6Mpa DN≥1450时,容器内:0.25、0.6 Mpa; 夹套内:0.6Mpa;
介质温度及容器材料 0—2000oC(材料为Q235-A,Q235-B)或高于-20—200OC (材料为20R)
搅拌轴公称直径dN/mm
95
电动机功率/kW 锚式搅拌器 5.0 5.5 框式搅拌器
桨式搅拌器 叶轮式搅拌器
7.5
电动机型式 Y型或YB型系列(同步转速1500r/min)
搅拌轴公称转速 锚式、框式搅拌器63r/min、80/min;桨式搅拌器80r/min、125r/min;叶轮式搅拌器125r/min 传动 装置
机型I
减速机型号 CWS125-300 机型II、III BLD-3
悬挂式支座 A5×4 支承式支座 2.5t×4 参考质量/kg 3350 3668 6.3 其它设备的选型
6.3.1缩合工段苯回收岗位设备选型: 表6-6 缩合工段乙醇回收物料体积表 名称 质量m (kg) 密度 (kg/1)
体积V (1)
苯 4060.58 水 760
0.998 761.52 0.88 1538.10
杂质 140
2 70
每批物料总体积为:
Vd= 1538.10+761.52+70=2369.62 (1)
取装料系数为 0.75,则蒸馏釜体积为:
VT= Vd÷0.75= 2369.62÷0.75= 3159.49 ( 1 )
查化工工艺设计手册 (第三版,下册):取K型搪玻璃蒸馏容器系列中的 3000L蒸馏罐。相关的尺寸参数和管口参数如下;
表 6—7 缩合工段乙醇回收设备参数 公称容积VN/L 3000 公称直径 K型 1750 DN/mm F、P型 计算容积VJ/L 3498 D?0 1220 D1 1900 D2 2196 D3 1400 -H0 2559 H1 700 560 H2 649 - H3 400 400 H4 310 680 H5 120 1600
1220 1900 2196 1400 2100
1750 3630
H 1600 1800
表6-8 缩合工段乙醇回收设备管口特性参数 公称容积 容器盖管口公称直径 夹套管口公称直径 蒸馏口a 入手孔a 温度计口t 视镜S1 S2 备用孔b 放料口f 进出口 放气阀g 放净口a
n1
n2 n3 n4 3000 150 125 100 125 65 65
G3/4//
G1/2//
注:以上表格中,上排为K型容器的管口参数,下排为F、P型容器的管口参数。
第7章厂区布置和车间布置设计
400 400×300
7.1工厂设计的内容与规范:
工厂布置是设计的一个要环节,其布置是否合理,不仅与施工、安装、建设、投资密切 相关,而且与车间建成后的生产、管理、安全和经济效益密切相关。 工厂布置涉及的对是生产过程中使用的机器设备,各种物料和从事生产的操作人员工厂布置的基本任务是结合厂区自然条件和外部条件确定生产工厂中各种机器设备的空间位置,使获得最经济合理的物料和人员的流动路线。就大的空间范围而言,就是在一个地区内厂位置的确定是为就寻找最佳的厂外运输路线;就小范围而言,就是在一个厂区内,厂房位置的确定是为了寻找最佳的厂内运输路线。这说明厂址选择工作和工厂布置工作任务的一致性,同时,也说明在不同工作阶段工厂布置的着重点。
对于工厂布置,按我国习惯分法,可划分厂区布置和车间布置。
车间布置是工艺专业向其他非工艺专业提供开展车间设计的基础资料之一。若车间布置不合理,不仅将直接影响到操作条件的好坏、生产的正常进行和设备的安全运行,而且还导致基建时工程造价高、施工安装不便,甚至造成车间建成出现一系列生产和管理的负面问题;因此本设计在车间布置时严格遵守如下设计规范和规定: GBJl6-87 建筑设计防火规范 (1987年)
T536-79 工业企业设计卫生标准 (1978年)
GBJ87-85 工业企业噪声控制设计规范 (1985年)
HGJ21-89 化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规格(化学工业部 1989年) 中华人民共和国炸危险场所电气安全规程 (1987年,试行) 药品生产质量管理规范 (1998年修改)
药品生产管理规范 (中国医药工业公司,1985年) 洁净厂房规范 (GB50073-2001) 7.2 厂址的选择:
厂址选择应从国家政策、经济、环境保护等多方面综合考虑双酚A和环氧氯丙烷的这条生产工艺路线属于污染较严重的一种,建议不要把厂址选在市区。如果选址选在城郊,最好选在下水侧,以防止氰化物对城市用水造成污染。另外,选址最好是在交通较为方便的地方,便于原料和产品的运输。 7.3 车间的布置:
本设计在确定了车间的火灾危险类别、爆炸与火灾危险性场所等级、卫生标准、车间建筑 (构筑)物、露天场所的主要尺寸和全部工艺设备的空间位置后对车间进行了如下布置。
7.3.1 辅助生产和行政-生活布置: 车间由生产部分、辅助生产部分和行政-生活部分组成。辅助生产部分包括配电房、化验室、机修车间、原料、辅料和成品仓库等;行政-生活部分包括办公室、工人休息室、厕所。 在设计过程中既考虑了车间内部生产、辅助生产、管理和生活的协调,又考虑了车间与厂区供水、供电、供热和管理部分的呼应,使之成为一个有机整体。其中对采光、采暖和通风要求较高的办公室、化验室布置在南面,而对这些要求相对较低的更衣室、厕所、浴室则布置在北面,其他辅助生产部分布置在底层,兼顾了厂区供电、供水、供热和管理方便的各方面要求,从而使之成为一个有机的可持续运转的系统。 另外,在布置过程中考虑到节约建筑面积和土建工程量,减少土建投资以及利于设备的安装和检修、通风和排毒,以及利于车间的改建和扩建,将部分设备进行了露天布置。 7.3.2 厂房的布局:
在缩合车间与还原车间生产规模小车间中各工段联系紧密,生产无显著差异,产房面积小,
地势平坦在符合建筑设计防火规范(GBJ 16-87)和工业企业设计卫生标准(TJ36-79)的前提下,选择了集中式。车间的生产,辅助生产和生活-行政部分集中安排在一栋厂房内。 7.3.3 厂房的长、宽、高和层数确定:
厂房采用 6—3—6柱网,长27m,宽l5m;厂房的高度,主要决定于工艺,安装和检修要求,同时也考虑通风,采光和安全的要求,根据设备布置高度和车间布置情况选择了6m高度,操作台 2.3m高度,作三层布置的单层厂房。
7.3.4 厂房内布置:
生产部分包括生产车间的缩合工段、离心工段、结晶工段和环氧氯丙烷回收工段和苯回收工段,压滤分离工段、结晶工段、离心分离和重结晶工段。生产部分的设备采用两行布置,工人背光操作。布置设备仪器时尽量符合了工艺的顺序,保证了水平方向和垂直方向上的连续性. 对于有压差的设备,充分利用高位差,采用上下层布置方法,充分利用其高位差。所以,厂房总体布置时采用了把换热器放置在最上层,计量罐、高位槽安放在第二层,主要设备 (如反应罐,配氨罐等)水平布置在中间层 (第三层),离心机、过滤机、贮槽等布置在最底层 (地面)的布置方法。
对于相同或同类型的设备、操作性质相似的设备,尽可能的放置在一起,。在安全生产都合理布局的前提下,为了最大限度缩短设备间的管道长度,我们按工艺流程先后顺序把工艺设备 (主要是反应罐)安排在一起,全部靠墙直线排列,保证了车间内部的紧凑和美观。 另外,为了方便苯和甲苯的蒸馏,就把蒸馏岗位放在相关反应和离心设备的附近。
第8章“三废”处理及其综合利用
“三废”的随意排放是造成环境污染的主要原因,也是物质的损失和能源的浪费,应该进行处理。治理方法大致分为改革工艺、“三废”的无害化、“三废”的资源化,下面就后两条进行分析。
8.1 废水的处理:
本生产工艺中产生的工业废水,大量含有甲苯等简单化合物,考虑到回收的成本较高,使用天然生物处理,利用水中和土壤中广泛存在的微生物的生物降解作用. 进行废水生物处理,达到废水排放标准后排放。
8.2 套用和回收利用:
本设计工艺中大量使用苯、甲苯作为溶剂、助滤剂,直接排放不仅会大大提高成本,而且会对环境造成巨大的危害,所以需要回收利用。在计算和车间的
布置中己对回收工艺作了详绍的说明。
甲苯回收并不是直接把废液放入蒸馏釜进行,而是先加一定量的水,在对混合液进行蒸馏。加水的量与甲苯的含量大概相等。这样做的目的是让水与甲苯产生共沸,使蒸馏温度降低,减少能耗量。