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(tuán)PET生產(chǎn)，以對(duì)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(jìn)行縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的EG經(jīng)冷凝、分離后進(jìn)入粗EG儲(chǔ)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(mén)開(kāi)關(guān)是否處于正常工作狀態(tài)。若酯化出料結(jié)束，等待進(jìn)料時(shí)，分餾塔氣相、液相切斷閥、酯化冷凝器出口閥和冷卻水進(jìn)出口閥、塔頂回流箱手動(dòng)出口閥、放空閥均應(yīng)處于開(kāi)啟狀態(tài)?；亓髡{(diào)節(jié)旁路閥、水接收罐出口閥、酯化氮?dú)?、EG進(jìn)口閥、催化劑進(jìn)口閥、分凝器進(jìn)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(rèn)計(jì)算機(jī)集散控制顯屏“酯化釜進(jìn)料”并自動(dòng)切換分餾塔塔頂溫度到102。啟動(dòng)供漿泵，手動(dòng)開(kāi)啟酯化釜進(jìn)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(rèn)“酯化進(jìn)料結(jié)束”后塔頂溫度已切換到102，酯化反應(yīng)正常進(jìn)行。當(dāng)水接收量達(dá)到工藝值時(shí)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(jìn)料條件時(shí)，確認(rèn)“酯化釜出料”，計(jì)算機(jī)自動(dòng)停酯化釜攪拌，關(guān)分餾塔氣相進(jìn)口和液相出口切斷閥。 關(guān)閉酯化釜導(dǎo)料閥和縮聚釜進(jìn)料閥，確認(rèn)“酯化釜出料結(jié)束”。67PET工藝流程圖89輸送方案的確定畫(huà)出帶控制點(diǎn)的流程圖：配置管件的種類(lèi)與數(shù)量說(shuō)明：壓力表：2個(gè) 溫度表：1個(gè) 截止閥：2個(gè)90標(biāo)準(zhǔn)彎頭：3個(gè)10化工常用管子類(lèi)型及適用場(chǎng)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(lái)輸送壓強(qiáng)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(lái)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(jī)械設(shè)備的潤(rùn)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(wú)縫鋼管理由：在對(duì)苯二甲酸乙二醇酯工藝生產(chǎn)過(guò)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(wú)縫鋼管質(zhì)地均勻，強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于壓強(qiáng)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(jì)算提供有利條件。 因此，采用無(wú)縫鋼管。

5、12初估管徑1、確定計(jì)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(jì)算方便，可假定流速為3m/s。3、計(jì)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(dòng)力輸送借助于輸送機(jī)械直接施加于流體動(dòng)能或靜壓能來(lái)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?dú)獾榷栊詺怏w在被輸送液體的液面上加壓，將液體壓送到目標(biāo)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(guò)程中不允許被污染的物料輸送。空壓機(jī)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(guò)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(jìn)行小批量的物料輸送，且在生產(chǎn)工藝過(guò)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(lèi)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(chǎng)合：壓縮空氣： 優(yōu)點(diǎn)： 清晰透明，輸送方便，沒(méi)有特殊的有害性能，沒(méi)有起火危險(xiǎn)，不怕超負(fù)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(diǎn)： 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(jī)吸氣過(guò)濾器無(wú)力消除 。大氣中相對(duì)濕度一般高達(dá)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(mén)銹蝕的根本原因，冬天結(jié)冰還會(huì)阻塞氣動(dòng)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(huì)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(diǎn)：氮?dú)庠诔r下是一種無(wú)色無(wú)味無(wú)臭的氣體，且通常無(wú)毒。熔點(diǎn)：-209.86， 沸點(diǎn)：-195.8，氮?dú)庹即髿饪偭康?8.12%（體積分?jǐn)?shù)），在標(biāo)準(zhǔn)情況下的氣

8、體密度是1.25g/L?；瘜W(xué)性質(zhì)相對(duì)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(hù)氣。 缺點(diǎn)：化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性是相對(duì)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(lái)源廣泛，用壓縮空氣做載氣，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。16伯努利方程運(yùn)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(chēng)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(chēng)為靜壓頭，m u2/2-單位質(zhì)量流體所具有的動(dòng)能，J/kg u2/2g-單位重量流體所具有的動(dòng)能，稱(chēng)為動(dòng)壓頭，

9、m We輸送機(jī)械外加給單位質(zhì)量流體的能量，J/kg He-輸送機(jī)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(jì)算流動(dòng)阻力hf（m）計(jì)算流速： d=27mm Vs=0.00152m3/s =2.656 m/s計(jì)算Re：查得對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的黏度為得0.510-3pas Re= =196204因?yàn)镽e4000，屬于湍流區(qū)，所以由表可查得管道的絕對(duì)粗糙度查管路的粗糙度并計(jì)算相對(duì)粗糙度：查課本中表1-14取新的無(wú)縫鋼管的絕對(duì)粗糙度為0.2/mm，則得到 =0.2/27=0.0074通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)彎頭：1.3 截止閥：6.4 設(shè)備進(jìn)口：1 設(shè)備出口：0.518計(jì)算流動(dòng)阻力：=6.4*2+1+0.5+1.3*3=18.2根據(jù)題目中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，假定得物料管的水平總長(zhǎng)度為1.5m，縱向總長(zhǎng)度為6.5米，得知物料管的總長(zhǎng)度為8m 。計(jì)算得到 m 4、代入伯努利方程計(jì)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(jìn)口位為2-2截面，并以1-1截面為基準(zhǔn)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(jì)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(duì)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(kāi)車(chē)前準(zhǔn)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(mén) a 1#低位槽放空閥開(kāi) b 其他閥門(mén)關(guān)2、開(kāi)車(chē) 關(guān)1#低位槽放空閥開(kāi)1#低位槽出口閥開(kāi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)后閥開(kāi)1#高位槽進(jìn)口閥開(kāi)空壓機(jī)緩沖罐出口閥，向系統(tǒng)供壓縮空氣開(kāi)壓縮空氣發(fā)給1#低位槽沖壓，至壓力表讀書(shū)達(dá)0.15mpa時(shí)，關(guān)壓縮空氣開(kāi)轉(zhuǎn)子流量計(jì)前閥203、正常操作 緩緩調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，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(chē) 關(guān)流量計(jì)前閥關(guān)低位槽出口閥緩慢打開(kāi)1#低位槽放空閥關(guān)流量計(jì)后閥關(guān)低位槽進(jìn)口閥開(kāi)1#高位槽出口閥開(kāi)1#低位槽進(jìn)口閥21（2）、壓力輸送操作的數(shù)據(jù)記錄項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)低位槽初始液位cm低位槽終點(diǎn)液位cm高位槽初始液位cm高位槽終點(diǎn)液位cm出口壓力表讀數(shù)MPa流量計(jì)讀數(shù)dm3/s22 項(xiàng)目 廢物來(lái)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(yàn)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(guò)濾器、添 加劑與漿料房地面、 化驗(yàn)室、回收裝置、 鍋爐，滌綸聚酯廢水 中主要含有有機(jī)酸、 乙二醇和對(duì)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(duì)苯 二甲酸（PTA）、低聚物、TiO2 粉、切片 粉末、EG（乙二醇） 聚酯廢塊、對(duì)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(lái)分析有直接回收（也稱(chēng)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(shì)。直接回收法就是將生產(chǎn)過(guò)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(jìn)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，它克服了間接回收法中的一些缺點(diǎn)，是

14、降低產(chǎn)品消耗的一條重要途徑。所以，國(guó)內(nèi)許多聚酯生產(chǎn)聚酯生產(chǎn)廠家都在向這一方向進(jìn)行改進(jìn)。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(duì)于二甘醇及少量的低聚物雜質(zhì)則全部進(jìn)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(jìn)行：無(wú)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)效益和社會(huì)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