聚苯乙烯反應(yīng)器設(shè)計

摘要本文是對10萬噸/年高抗沖聚苯乙烯（HIPS）的生產(chǎn)過程設(shè)計中反應(yīng)器進行的設(shè)計，通過采用反應(yīng)器設(shè)計的一系列方法以及強度校核等方法，設(shè)計出了生產(chǎn)反應(yīng)所需的反應(yīng)器，并且對反應(yīng)器的零部件進行了簡要計算，進而選出了零部件的型號；另外，本文還對所設(shè)計的反應(yīng)器的過程控制、開停車方案以及危險性分析等作了說明，從而對所設(shè)計的反應(yīng)器進行了全方位的分析；在本文的最后，附上了反應(yīng)器的裝配圖，便于制造時進行參考?？傊?，本文為整個生產(chǎn)的工藝過程打下良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：反應(yīng)器設(shè)計；高抗沖聚苯乙烯生產(chǎn)；過程控制；反應(yīng)器裝配圖ABSTRACTThisarticleiswrittenforthereactorof50000tonsoneyearofHIPS’sproductionprocessdesign.Throughaserieswaysofreactordesignandstrengthcheck,thereactorneededforreactionisdesignedout,andabriefcalculationforpartsofthereactorhasbeencarriedout.Andthenthemodelsofthepartshasbeenselected.Inaddition,thearticlealsotalksaboutonthedesignofthereactorprocesscontrol,startingandendingtheprocess,aswellasriskanalysis.Andthusacomprehensiveanalysisofthereactoriscarried.Intheendofthisarticle,theassemblydrawingofthereactorisattached,whichisconvenienttorefertowhilemanufactured.Inshort,thisarticlelaysagoodfoundationfortheentireproductionprocess.Keywords:reactordesign;HIPSproduction;processcontrol;reactorassemblydrawing第一章設(shè)計要求、目標說明本文中所述的，是100000噸/年高抗沖聚苯乙烯生產(chǎn)項目中反應(yīng)過程的反應(yīng)器及其相關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計。反應(yīng)器是生產(chǎn)高抗沖聚苯乙烯的核心設(shè)備，以苯乙烯和順丁橡膠為原料，在DP275B為引發(fā)劑的條件下進行聚合反應(yīng)，生成HIPS以及少量的低聚物，產(chǎn)物流出反應(yīng)器后進入閃蒸罐對未反應(yīng)的苯乙烯和乙苯進行回收并循環(huán)利用。其中反應(yīng)過程共包含四臺臥式活塞流反應(yīng)器，反應(yīng)溫度分別為120℃‐140℃、140℃‐160℃、160℃‐180℃、180℃‐200℃，反應(yīng)壓力為微正壓約0.1MPa。相關(guān)附屬設(shè)備包括攪拌器，夾套，電動機，支座，凸緣法蘭，底蓋，各種封頭等。反應(yīng)器設(shè)計需滿足如下條件：反應(yīng)器應(yīng)保證各組分均勻分布，滿足滿釜操作條件。反應(yīng)器應(yīng)具有良好的傳熱效果，并根據(jù)反應(yīng)需要對溫度進行分段控制。反應(yīng)器的材料應(yīng)是耐高溫，耐腐蝕的。（4）反應(yīng)器應(yīng)利于物料的傳質(zhì)，有良好的攪拌裝置。（5）反應(yīng)器應(yīng)有利于產(chǎn)品的后處理和三廢的治理等問題。反應(yīng)器的具體工藝條件見表1-1表1-1反應(yīng)器設(shè)計條件反應(yīng)器1反應(yīng)器2反應(yīng)器3反應(yīng)器4反應(yīng)溫度（℃）120-140140-160160-180180-200壓力（MPa）0.10.10.10.1反應(yīng)形式連續(xù)反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)進料方式連續(xù)進料連續(xù)進料連續(xù)進料連續(xù)進料操作方式滿釜滿釜滿釜滿釜反應(yīng)時間（h）1111反應(yīng)物料處理量（kg/h）17876.1317876.1317876.1317876.13設(shè)計方法說明2.1綜述反應(yīng)器設(shè)計的設(shè)計包括以下幾個方面：（1）根據(jù)物料以及反應(yīng)的要求確定反應(yīng)器的形式，進而設(shè)計出反應(yīng)器的尺寸。（2）對反應(yīng)器的附件進行合理設(shè)計，對能夠直接選型的附件進行選型。（3）對設(shè)備的開停車進行描述，并對整套設(shè)備進行HAZOP分析。（4）對公用工程的消耗量進行精確計算，對整套設(shè)備進行準確估價。2.2流程中擬運用的方法反應(yīng)塔塔體壁厚的計算方法反應(yīng)塔塔體受外壓作用，按照外壓容器設(shè)計方法進行設(shè)計，簡要說明如下：第一，假設(shè)QUOTE，計算QUOTE，定出，值。第二，查圖得到系數(shù)A。第三，根據(jù)所用的材料，選擇相應(yīng)的厚度計算圖，通過A值查得B值。第四，計算許用外壓QUOTE第五，比較許用外壓[p]與設(shè)計外壓p，若p≦[p]，假設(shè)的厚度QUOTE可用，若小得過多，可將QUOTE適當(dāng)減小，重復(fù)上述計算；若p>[p]，須增大初設(shè)的QUOTE，重復(fù)上述計算，直至使p≦[p]為止。夾套壁厚的計算方法夾套受內(nèi)壓，按照內(nèi)壓容器設(shè)計方法進行設(shè)計，厚度計算公式為：其中：為夾套的名義壁厚，mm；p為夾套的設(shè)計壓力，MPa；Di為夾套的內(nèi)徑，mm；為材料的許用應(yīng)力，MPa；為焊接接頭系數(shù)，C為壁厚附加量，mm。攪拌功率的計算方法按照下面的通用公式計算攪拌功率式中Po—功率準數(shù)；k—功率準數(shù)校正總系數(shù)；Dj—攪拌器直徑，m；N—攪拌器轉(zhuǎn)速，m/s。攪拌器直徑的計算方法攪拌軸收到扭轉(zhuǎn)和彎曲的組合作用，其中以扭轉(zhuǎn)為主，所以工程上采用近似的方法來確定攪拌軸的直徑，即通過軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件與強度條件確定攪拌軸的直徑。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件：軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件：式中：為軸橫截面上的最大剪應(yīng)力，MPa；為軸所傳遞的扭矩，MPa；為軸的抗扭截面模量，mm3；為軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，0/m，G為攪拌軸材料的剪切彈性模量，MPa；為軸截面的極慣性矩，mm4。傳熱計算得方法夾套中流動的傳熱介質(zhì)為導(dǎo)生油，設(shè)計夾套換熱面積與反應(yīng)塔的換熱面積進行比較，當(dāng)需要的換熱面積的較大值小于夾套與反應(yīng)塔的換熱面積時能夠滿足換熱要求。計算換熱面積的公式為式中：K——總傳熱系數(shù)W/(QUOTEm2.K)A——傳熱面積m2——對數(shù)平均溫差K附件的計算方法反應(yīng)塔的附件包括塔體法蘭，人孔及其法蘭，傳動裝置，手孔，視鏡等，在對這些附件設(shè)計時，更多地采用了標準設(shè)備，根據(jù)已知條件直接選型。（7）容器試壓方法液壓試壓：要求滿足的強度條件：氣壓試驗：需要滿足的強度條件：2.2.2假設(shè)（1）在計算反應(yīng)塔的容積時，需要有物料的流量，由于該物料為混合物，故不容易計算，因此假設(shè)忽略少量引發(fā)劑和助劑的流量，這樣計算的結(jié)果理論上雖然與精確結(jié)果不一樣，但在工業(yè)生產(chǎn)中是可以接受的，也是經(jīng)常采用的方法。（2）在查詢一些有范圍的參數(shù)時，均取了靠近有利于提高設(shè)備規(guī)格的值。（3）計算支座的載荷時，許多附件的質(zhì)量無法準確得到，根據(jù)附件的大小，用的材料，對其質(zhì)量進行了假設(shè)，取比估算出的值大一些的數(shù)值，從而保證選出的支座足夠支撐起整套設(shè)備。（4）計算塔內(nèi)冷卻彎管時并根據(jù)換熱所需面積計算出管徑和管長。（5）根據(jù)可行性研究報告，設(shè)計的四個聚合反應(yīng)器的尺寸相同，故設(shè)計以第一個反應(yīng)器為例，并依據(jù)其中有較高要求的數(shù)據(jù)進行設(shè)計，以此來滿足四個反應(yīng)器的設(shè)計要求。設(shè)備說明本報告設(shè)計的是反應(yīng)過程的后四臺聚合反應(yīng)器，四臺反應(yīng)器串聯(lián)操作，每臺反應(yīng)器都帶有外部夾套和72組阿基米德螺旋線內(nèi)盤管，每兩組內(nèi)盤管中間有一層雙槳平葉式攪拌器，共有36組槳葉，以保證物料均勻，從而達到產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。通過控制其攪拌速度、反應(yīng)溫度和出料速度，可控制物料在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的停留時間，并使物料達到預(yù)定的轉(zhuǎn)化率。各后級反應(yīng)器均有物料回流至前級反應(yīng)器以保持臥式反應(yīng)器的滿釜操作，反應(yīng)熱由夾套和冷卻盤管散熱。物料在聚合反應(yīng)器中的停留時間約為1h，達到預(yù)期轉(zhuǎn)化率的物料通過齒輪泵并經(jīng)加熱器加熱后送往脫揮工序。3.1反應(yīng)器塔體和夾套工藝尺寸反應(yīng)器塔體和夾套的詳細工藝尺寸如下表3-1所示表3-1反應(yīng)器塔體和夾套的詳細工藝尺寸項目結(jié)果反應(yīng)器類型帶夾套的攪拌臥式活塞流反應(yīng)器塔體設(shè)計壓力（MPa）0.20夾套內(nèi)設(shè)計壓力（MPa）0.15塔體內(nèi)設(shè)計溫度（℃）150夾套內(nèi)設(shè)計溫度（℃）150塔體材料Q235—C夾套材料Q235—C塔體及夾套焊接接頭系數(shù)0.8設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力QUOTE(MPa)Q235—C125Q235—C125塔體筒體計算厚度(mm)20夾套計算厚度（mm）8反應(yīng)塔公稱直徑（mm）2000夾套公稱直徑(mm)2400反應(yīng)塔高度（mm）10000續(xù)表3-1反應(yīng)器塔體和夾套的詳細工藝尺寸夾套高度(mm)10000反應(yīng)釜容積（QUOTEm3）23塔體質(zhì)量（kg）9550夾套質(zhì)量（kg）54503.2物料衡算說明3.2.1原料、產(chǎn)品物性簡介（1）苯乙烯常壓苯乙烯是無色透明油狀液體，能溶于醇及醚，難溶于水，遇明火極易燃燒。受熱、曝光或存在過氧化物催化劑時，極易聚合放熱導(dǎo)致爆炸。與氯磺酸、發(fā)煙硫酸、濃硫酸反應(yīng)劇烈，有爆炸危險。有毒，對人體皮膚、眼和呼吸系統(tǒng)有刺激性?？諝庵凶罡呷菰S濃度為100ppm。（2）高抗沖聚苯乙烯高抗沖聚苯乙烯又稱接枝型高沖擊強度聚苯乙烯，是由本體-懸浮聚合與本體聚合兩種方法制得，白色不透明珠狀或顆粒。相對密度1．04-1．06，熱變形溫度70-84℃。韌性好，耐沖擊，耐油、耐水。吸水性(24h)0．10％-0．14％,電絕緣性好，體積電阻率＞1016Ωm。溶于苯、甲苯、醋酸乙酯、二氯乙烷等有機溶劑。高溫下會發(fā)生斷鏈（280℃左右）。拉伸強度(MPa)15～30伸長率〔％)35～60彎曲強度(MPa)29.4～50沖擊強度(N／M)0.09～0.16維卡軟化點((℃)84～100熔體指數(shù)(g／l0min)2～9根據(jù)可行性研究報告，本項目所選工藝配方如下：表3-2原料配方表物料重量份苯乙烯92聚丁二烯橡膠4乙苯2礦物油1引發(fā)劑0.16抗氧劑0.12鏈轉(zhuǎn)移劑0.08其他助劑0.643.3.2計算舉例物料流量計算：忽略引發(fā)劑、抗氧劑等少量組分的影響，則原料組成中苯乙烯92%，橡膠4%，乙苯2%，礦物油1%。產(chǎn)品高抗沖聚苯乙烯的年產(chǎn)量為10萬噸，年工作時間為8400小時，則單位時間產(chǎn)量為，考慮到整個生產(chǎn)過程中有產(chǎn)品的損失，收率按98%計算，則理論上產(chǎn)品產(chǎn)量為。產(chǎn)品高抗沖聚苯乙烯由聚苯乙烯、橡膠、礦物油組成，其中苯乙烯轉(zhuǎn)化為聚苯乙烯的轉(zhuǎn)化率由工藝條件可知為75%。則：聚苯乙烯與橡膠的質(zhì)量比為：礦物油與橡膠的質(zhì)量比為：產(chǎn)品中聚苯乙烯所占質(zhì)量比為：產(chǎn)品中橡膠所占質(zhì)量比為：產(chǎn)品中礦物油所占質(zhì)量比為：每小時聚苯乙烯的產(chǎn)量為：所需的苯乙烯質(zhì)量流量為：所需的橡膠的質(zhì)量流量為：所需的礦物油質(zhì)量流量為：所需的乙苯溶劑的質(zhì)量流量為：由于橡膠溶液和副線進料首先在預(yù)聚合反應(yīng)器中進行初步聚合，完成相反轉(zhuǎn)，達到25--35％的轉(zhuǎn)化率后，送往下一級反應(yīng)器繼續(xù)進行反應(yīng)。故假設(shè)在預(yù)聚釜中完成了30%的轉(zhuǎn)化，則進入反應(yīng)器的苯乙烯質(zhì)量流量為10571.42kg/h，橡膠的質(zhì)量流量為459.61kg/h，礦物油的質(zhì)量流量為114.88kg/h，乙苯作為溶劑和鏈轉(zhuǎn)移劑使用10%，則進入反應(yīng)器的乙苯的質(zhì)量流量為295.47kg/h。這部分原材料連續(xù)進入四個臥室活塞流反應(yīng)器進行反應(yīng)，進料溫度分別為120℃、150℃、170℃、190℃，轉(zhuǎn)化率分別達到39%、48%、60%、75%，各后級反應(yīng)器均有物料回流至前級反應(yīng)器以保持臥式反應(yīng)器的滿釜操作。從反應(yīng)器出來的聚合物液首先進入壓力調(diào)節(jié)閥進行減壓，然后進入預(yù)熱器中，用熱導(dǎo)生油加熱，溫度從210℃迅速升到230℃，然后再進入一個帶夾套的閃蒸罐中，對這個閃蒸罐抽真空，將容器內(nèi)壓力控制在10mmHg以下，由于苯乙烯、乙苯的沸點遠低于高聚物，所以在罐中迅速氣化，實現(xiàn)閃蒸。另外假設(shè)在四個反應(yīng)器中乙苯的消耗量分別達12%、15%、20%和25%，橡膠和礦物油消耗量各反應(yīng)器相同，分別為40%、70%、90%、100%。則反應(yīng)過程主物料進料總表如下：表3-3主物料進料表物料進料量（kg/h/)苯乙烯10571.42聚丁二烯橡膠459.61乙苯295.47礦物油114.88反應(yīng)過程主物料流量表如下：表3-4主物料流量表（單位kg/h）來源去往苯乙烯HIPS橡膠乙苯礦物油總計主進料2#預(yù)聚釜1#反應(yīng)器10571.424809.65459.61295.47114.8816251.03局部進料11#反應(yīng)器2#反應(yīng)器9212.246257.46393.95288.9198.4716251.03局部進料22#反應(yīng)器3#反應(yīng)器7853.067872.70196.97279.0649.2416251.03局部進料33#反應(yīng)器4#反應(yīng)器6040.819865.5065.66262.6516.4116251.03閃蒸罐4#反應(yīng)器閃蒸罐3775.5112229.290246.23016251.03循環(huán)進料12#反應(yīng)器1#反應(yīng)器785.306787.2719.69727.9064.9241625.103循環(huán)進料23#反應(yīng)器2#反應(yīng)器604.081986.556.566026.2651.6411625.103循環(huán)進料34#反應(yīng)器3#反應(yīng)器377.5511222.929024.62301625.103對反應(yīng)器1進行計算舉例：主進料：苯乙烯：10571.42kg/h，高抗沖聚苯乙烯：4809.65kg/h，橡膠：459.61kg/h，乙苯：295.47kg/h，礦物油：114.88kg/h。由于后級反應(yīng)器均有物料回流至前級反應(yīng)器，所以對于1#反應(yīng)器，其循環(huán)進料占2#反應(yīng)器出料的10%，則循環(huán)進料流股的組成為：苯乙烯：785.306kg/h，高抗沖聚苯乙烯：787.27kg/h，橡膠：19.697kg/h，乙苯：27.906kg/h，礦物油：4.924kg/h。由于循環(huán)流股也具有一定的轉(zhuǎn)化率，則：苯乙烯：785.306×0.39=306.27kg/h橡膠：19.697×0.4=7.8788kg/h乙苯：27.906×0.12=3.349kg/h礦物油：4.924×0.4=1.9696kg/h可得到生成的高抗沖聚苯乙烯為：306.27+7.8788+3.349+1.9696=319.467kg/h再加上循環(huán)流股本身高抗沖聚苯乙烯，總生產(chǎn)量為：1106.737kg/h，相應(yīng)的剩余的苯乙烯：479.04kg/h，橡膠：11.8182kg/h，乙苯：24.557kg/h，礦物油：2.9544kg/h。同理可對另外三個聚合反應(yīng)器做同樣的計算，得到全過程詳細的進出料組分如下表所示：表3-5全過程詳細物料流量一欄表（單位kg/h）來源去往苯乙烯HIPS橡膠乙苯礦物油總計第一聚合反應(yīng)器2#預(yù)聚釜1#反應(yīng)器10571.424809.65459.61295.47114.8816251.032#反應(yīng)器1#反應(yīng)器785.306787.2719.69727.9064.9241625.103第二聚合反應(yīng)器1#反應(yīng)器2#反應(yīng)器9691.287364.19405.77313.47101.4217876.133#反應(yīng)器2#反應(yīng)器604.081986.556.566026.2651.6411625.103第三聚合反應(yīng)器2#反應(yīng)器3#反應(yīng)器8167.189158.90198.94301.3849.7317876.134#反應(yīng)器3#反應(yīng)器377.5511222.929024.62301625.103第四聚合反應(yīng)器3#反應(yīng)器4#反應(yīng)器6191.8311319.8865.66282.3516.4117876.13閃蒸罐4#反應(yīng)器閃蒸罐3775.5112229.290246.23016251.033.3能量衡算根據(jù)假設(shè)，在能量衡算這一部分我們也只考慮組分較多的苯乙烯、橡膠、礦物油、乙苯和產(chǎn)品高抗沖聚苯乙烯，忽略少量引發(fā)劑和助劑等的量，進行能量衡算如下（物性數(shù)據(jù)見附錄1）對第一聚合反應(yīng)器進行計算舉例如下：第一聚合反應(yīng)器的進料由兩部分組成：一是來自預(yù)聚釜的主進料，二是來自后一級反應(yīng)器的循環(huán)進料。主進料：來自預(yù)聚釜的原料溫度為120℃，需要加熱到150℃，故平均溫度為：t=（120+150）/2=135℃根據(jù)附錄數(shù)據(jù)，用線性插值法計算得苯乙烯的定壓比熱容為：2.025kJ/（kg?K）同理，計算乙苯的定壓比熱容為：2.1385kJ/（kg?K）根據(jù)熱傳導(dǎo)公式，再利用物料衡算得到的數(shù)據(jù)，可得到下面的計算結(jié)果：循環(huán)進料：來自下一級的循環(huán)物料溫度由170℃降低到150℃，故循環(huán)進料的平均溫度為：t=（170+150）/2=160℃。查附錄得出此溫度下苯乙烯、乙苯的定壓比熱容分別為：2.106kJ/（kg?K）、2.309kJ/（kg?K）根據(jù)熱傳導(dǎo)公式，再利用物料衡算得到的數(shù)據(jù)，同理可得到下面的計算結(jié)果：計算反應(yīng)放熱以苯乙烯為基準，原料在第一聚合反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化率達到39%，即有15102.03×0.39=5889.79kg/h的苯乙烯發(fā)生反應(yīng)，減去預(yù)聚釜反應(yīng)放出的熱量即為本反應(yīng)器的反應(yīng)放熱：第一聚合反應(yīng)器熱量匯總：整個過程所需的加熱量：整個過程放出的熱量：理論上需要向外部排除的熱量：對其余的三個聚合反應(yīng)器也可用同樣的方法進行計算，得到的結(jié)果匯總到下表：表3-6 能量衡算總表預(yù)熱需熱量Q1×10-5/(kJ/h)反應(yīng)放熱量Q反×10-5/(kJ/h)總放熱量Q外×10-5/(kJ/h)對外放熱量Q外×10-5/(kJ/h)第一聚合反應(yīng)器9.18209.13629.71550.5335第二聚合反應(yīng)器6.09219.13629.68663.5945第三聚合反應(yīng)器5.965712.18212.7016.7353第四聚合反應(yīng)器5.700315.22715.2279.52673.4攪拌器設(shè)計說明由于聚合反應(yīng)體系粘度較高，且反應(yīng)過程中會放出大量熱，故需要安裝攪拌器，一方面使物料混合均勻，另一方面使散熱均勻。對于反應(yīng)器的攪拌，應(yīng)控制在適宜水平，使既能使微粒充分分散形成，又不會破壞微粒的埋入結(jié)構(gòu)。攪拌漿提供的剪切力應(yīng)適當(dāng)，以便控制橡膠微粒直徑在合適水平（1～2μm）。攪拌的剪切力越大，橡膠微粒直徑越小。綜合各因素以及現(xiàn)有的成熟工藝進行分析，選用雙槳平葉式攪拌器。設(shè)計四臺反應(yīng)器攪拌的功率基本相同，以便選用相同設(shè)備。隨著反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的升高，反應(yīng)物料的粘稠度也隨之上升，使攪拌漿的轉(zhuǎn)速顯著下降。四部攪拌器的轉(zhuǎn)速初步定為20RPM、15RPM、10RPM、5RPM詳細的設(shè)計結(jié)果如下表3-7所示。表3-7攪拌器詳細計算結(jié)果列表項目設(shè)計數(shù)據(jù)攪拌器類型三槳平葉式攪拌器攪拌層數(shù)單程攪拌槳直徑（mm）950攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）0.25槳葉寬度（mm）50槳葉長度（mm）90槳葉厚度（mm）16攪拌軸直徑（mm）85攪拌軸功率（kw）10.88攪拌軸材料45鋼軸所傳遞的扭矩（N.m）6926.9攪拌軸單位扭轉(zhuǎn)角（）0.943.5設(shè)備強度校核說明塔體、夾套設(shè)計完厚度后，還要進行強度校核，液壓試驗等，若不滿足強度條件，則需要重新設(shè)計。詳細的強度校核數(shù)據(jù)如下二表所示。表3-8塔體強度校核數(shù)據(jù)列表項目設(shè)計數(shù)據(jù)1塔體筒體名義厚度（mm）202厚度附加量（mm）2.84塔體筒體外徑（mm）20405筒體計算長度（mm）10液壓試驗試驗壓力（MPa）0.125QUOTEQUOTEσT(MPa)9.20.9QUOTEQUOTEσQUOTEsφ（MPa）211.5氣壓試驗試驗壓力（MPa）0.115QUOTEQUOTEσT(MPa)8.50.8QUOTEQUOTEσQUOTEsφ（MPa）188表3-9夾套強度校核數(shù)據(jù)列表項目設(shè)計數(shù)據(jù)1夾套筒體名義厚度（mm）82厚度附加量（mm）2.84夾套筒體外徑（mm）22165夾套計算長度（mm）10液壓試驗試驗壓力（MPa）0.1875QUOTEQUOTEσT(MPa)45.20.9QUOTEQUOTEσQUOTEsφ（MPa）211.5氣壓試驗試驗壓力（MPa）0.172QUOTEQUOTEσT(MPa)41.40.8QUOTEQUOTEσQUOTEsφ（MPa）1883.6反應(yīng)器附件的設(shè)計說明反應(yīng)器附件包括電動機，支座，凸緣法蘭，底蓋，各種封頭等，均按照條件要求進行選型即可。3.7各個管線接口的說明管線接口包括夾套的上口接管與下口接管，反應(yīng)器苯乙烯和橡膠混合液進料管，助劑進料管，反應(yīng)器產(chǎn)品出料管，溫度計接口，液位計接口等，各個接口尺寸如下表3-10所示。表3-10各管線接口一覽表來源去往管徑d(mm)主進料第一聚合反應(yīng)器80引發(fā)劑進料第一聚合反應(yīng)器10循環(huán)物料第一聚合反應(yīng)器20第一聚合反應(yīng)器第二聚合反應(yīng)器80循環(huán)物料第二聚合反應(yīng)器20第二聚合反應(yīng)器第三聚合反應(yīng)器80循環(huán)物料第三聚合反應(yīng)器20第三聚合反應(yīng)器第四聚合反應(yīng)器80藍料等進料第四聚合反應(yīng)器10過程控制4.1控制方案描述4.1.1溫度控制采用溫度控制器控制溫度，將溫控器與控制導(dǎo)生油的閥門組成一個溫度控制系統(tǒng)，維持各個聚合工段反應(yīng)溫度在要求的范圍值內(nèi)。4.1.2壓力控制反應(yīng)壓力要求控制在0.2MPa以下，通過反饋調(diào)節(jié)來控制，改變進料氣體（氮氣）管路閥門的開度來實現(xiàn)。4.2設(shè)備的管道儀表流程圖見附圖4.3設(shè)備開停車方案4.3.1開車方案初始化檢查管線圖檢查：確保施工是完全按照PID圖進行的，并且所有閥門和儀表都已正確安裝。設(shè)備檢查：確保電動機已有效地工作。容器檢查：對容器進行由內(nèi)而外的探測，確保其按照預(yù)先設(shè)計要求制造的。材料檢查：確保管路，容器，閥，泵是采用制定材料制造的。泄放裝置檢查：檢查所有泄放閥是否安裝，并調(diào)試其對信號的反應(yīng)。電力過載保護系統(tǒng)：檢查是否按照設(shè)計要求，安裝了電力過載保護系統(tǒng)。管線檢查：確保連接閥，容器，取樣點的管線是暢通的。安全裝置與防火檢查：確保防火系統(tǒng)已正確安裝，并測試系統(tǒng)是否可靠；檢查安全警示標志是否已安置在正確的位置，安全淋浴是否安裝在容易到達的位置，緊急撤離路線是否在平面圖中標明。清潔度檢查：確保所有的管路和容器已經(jīng)被清洗和吹掃。廠區(qū)應(yīng)該沒有污染和零碎物品。撤離路線和進入廠區(qū)的通道應(yīng)該絕對沒有障礙物。系統(tǒng)測試和泄露測試：檢查焊接的管路系統(tǒng)和容器是否已經(jīng)通過負壓檢測和法蘭系統(tǒng)泄露檢測。儀表和控制檢測：檢查所有指定的控制點是否已經(jīng)正確安裝，并檢查它們的工作范圍。容器內(nèi)件：檢查所有容器內(nèi)的內(nèi)件是否為設(shè)計要求內(nèi)件。人員要求：操作人員必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和安全生產(chǎn)、防火防爆工具衛(wèi)生技術(shù)教育，熟練掌握本崗位安全操作規(guī)程及消防防護器材的使用，并經(jīng)考核合格取得“安全作業(yè)證”后方可上崗。操作人員按規(guī)定著裝，進入裝置必須穿防靜電服裝，廠區(qū)內(nèi)禁止使用移動電話。無關(guān)人員不得進入現(xiàn)場。開啟公用工程由于公用工程要長時間使用，故應(yīng)事先介入廠區(qū)內(nèi)，包括以下幾類：電力公用工程，包括備用發(fā)電機。水力公用工程，包括冷卻水。消防用水。蒸汽管線。開車順序打開氣體入口閥門以及1、2、3、4號聚合反應(yīng)器的進料、出料閥門，通入氮氣，排除反應(yīng)器里面的空氣。打開1號聚合反應(yīng)器進料閥門，同時關(guān)閉2、3、4號聚合反應(yīng)器的進料閥門，裝好引發(fā)劑并引入已預(yù)聚合的苯乙烯和順丁橡膠混合原料液及產(chǎn)品。加入反應(yīng)液的同時，打開1號聚合反應(yīng)器夾套及塔內(nèi)冷卻彎管上下接管閥門，開始通入導(dǎo)生油進行換熱，同時打開攪拌電機，開始攪拌。待1號反應(yīng)器出料管檢測物料固含量滿足要求時，陸續(xù)打開2、3、4號聚合反應(yīng)器的進料和出料閥門，同時打開相應(yīng)夾套和冷卻彎管導(dǎo)生油及出口閥門，保證聚合塔內(nèi)溫度和壓力穩(wěn)定。分別檢測2、3、4號反應(yīng)器出口物料固含量，滿足要求后開始連續(xù)生產(chǎn)。利用控制系統(tǒng)維持操作條件穩(wěn)定，直至反應(yīng)結(jié)束。4.3.2停車方案（1）斷開各原料進口閥門以及循環(huán)流股閥門。（2）待溫度冷卻至室溫后，斷開導(dǎo)生油閥門，停止冷卻。（3）關(guān)閉電機，停止攪拌。（4）打開出料閥門，移出產(chǎn)物。4.3.3臨時停車方案當(dāng)系統(tǒng)維護時，需要進行臨時停車。在這種情況下，將各反應(yīng)器中的物料分別導(dǎo)入其肥料中間儲罐，閃蒸罐蒸出的循環(huán)物料可存儲在其儲罐中，然后按照一般的停車操作順序停車。4.3.4緊急停車方案當(dāng)生產(chǎn)過程中突然發(fā)生停電、停水、停汽或發(fā)生重大事故時，則要全面緊急停車。這種停車事前是不知道的，操作人員要盡力保護好設(shè)備，防止事故的發(fā)生和擴大。對有危險的設(shè)備，如高壓設(shè)備應(yīng)進行手動操作，以排出物料；對有凝固危險的物料要進行人工攪拌（如聚合釜的攪拌器可以人工推動，并使本崗位的閥門處于正常停車狀態(tài)）。對于自動化程度較高的生產(chǎn)裝置，在車間內(nèi)備有緊急停車按鈕，并和關(guān)鍵閥門鎖在一起。當(dāng)發(fā)生緊急停車時，操作人員一定要以最快的速度去按這個按鈕。為了防止全面緊急停車的發(fā)生，一般的化工廠均有備用電源。當(dāng)?shù)谝浑娫磾嚯姇r，第二電源應(yīng)立即供電。不同類型的緊急停車狀況有不同的操作方案。（1）物料泄漏由于反應(yīng)器中的物料均為可燃的，因此當(dāng)發(fā)生泄漏時應(yīng)立即切斷原料液的進料口，加大導(dǎo)生油流量，打開所有泄放閥，將塔內(nèi)寄存的物料導(dǎo)入廢料儲罐中間罐，將可燃氣體通過塔頂排除輸送到火炬處處理。（2）電力系統(tǒng)故障電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，所有自動控制都將失靈，攪拌器也會停止轉(zhuǎn)動，反應(yīng)變慢，此時要立即切斷原料液進料管線，提高導(dǎo)生油系統(tǒng)流量，打開所有泄放閥，將釜內(nèi)的積液導(dǎo)入廢料儲罐中間罐，將可燃氣體通過塔頂排除輸送到火炬處處理。4.3.5復(fù)車方案復(fù)車方案隨停車類型的不同而有所區(qū)別。1、如果是臨時停車，只需按照正常的開車順序進行開車即可。2、如果是緊急停車，在修復(fù)故障后將之前導(dǎo)去廢料中間儲罐的物料重新導(dǎo)回反應(yīng)器中，這樣可以節(jié)省復(fù)車時間，減少復(fù)車成本。第五章設(shè)備圖見附圖第六章設(shè)計討論：敏感性技術(shù)分析6.1原材料的影響6.1.1苯乙烯的影響苯乙烯單體是聚苯乙烯工藝中最核心的原料，對于在反應(yīng)器中生產(chǎn)低揮發(fā)分含量的聚合物，單體的純度是非常重要的。據(jù)FINA公司介紹，單體中聚合物含量低于500mg／kg以下時，對聚合反應(yīng)沒有嚴重影響，苯乙烯純度應(yīng)在99．6％以上。我廠在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雜質(zhì)主要是乙苯時，單體純度降至99．0％時，通過調(diào)整配方及工藝參數(shù)仍能生產(chǎn)出性能優(yōu)異的HIPS。但甲基苯乙烯和二乙烯基苯是對聚合物質(zhì)量有嚴重影響的雜質(zhì)，應(yīng)該減至最少。苯乙烯中阻聚劑含量小于9mg／kg時，阻聚劑對預(yù)聚合反應(yīng)速度無顯著影響：而當(dāng)阻聚劑含量大于9mg／kg時，預(yù)聚合反應(yīng)速度明顯下降。同時，隨著阻聚劑含量的減小，相轉(zhuǎn)變過程變得越來越顯著，為使相轉(zhuǎn)變過程完成效果最佳，盡可能降低阻聚劑的含量是非常必要的。此外，隨著阻聚劑含是的增大，相轉(zhuǎn)變過程延遲。FINA公司認為，阻聚劑含量在5-9mg／kg是比較理想的。6.1.2礦物油的影響礦物油為HIPS的分子內(nèi)部潤滑劑，它與HIPS有一定的相容性，礦物油的加入可減少聚合物分子問的內(nèi)聚力，明顯地降低聚合物的熔體粘度，有效地改善產(chǎn)品的流動性能，使產(chǎn)品的熔融指數(shù)升高。另一方面，由于礦物油分子量較低，它的加入又導(dǎo)致大分子鏈排列疏松，降低鏈間作用力，有利于鏈段運動，提高了產(chǎn)品的落錘沖擊強度，但同時也使玻璃化溫度Tg降低，使產(chǎn)品的耐熱性能下降，表現(xiàn)為維卡軟化點或熱變形溫度下降：隨著礦物油百分含量的提高，彎曲強度和斷裂伸長率增大，而抗拉和撓曲強度下降。過量的礦物油或者分子量太低及粘度很低的礦物油還能使HIPS制品易發(fā)汗，降低了制品的表面硬度，制品易被劃傷，同時也使制品電鍍更加困難，因此礦物油的選擇和用量的控制十分重要。由于在HIPS生產(chǎn)過程中，脫揮是在高溫和真空條件下進行的，因此選用的礦物油除要符合食品衛(wèi)生方面的要求外，為了提高礦物油的利用率和使用效果，揮發(fā)性是一項極其重要的指標。通常揮發(fā)度越低越好，由于在同一溫度下，石蠟基礦物油較環(huán)烷基礦物油餾出物少，因此在大多數(shù)情況下，選用石蠟基礦物油較合適。在同系列的石蠟基礦物油中，通常是粘度越大，揮發(fā)度越低，因此選用高粘度石蠟基礦物油更加有利。隨著橡膠用量的增加，HIPS的抗沖強度、落錘沖擊強度及斷裂伸長率顯著增加，熔融指數(shù)、維卡軟化點、拉伸屈服強度及拉伸斷裂強度則隨橡膠用量的增加而下降。但當(dāng)橡膠含量較高且超過一定值后，尤其是在脫揮工序中，橡膠接枝和交聯(lián)反應(yīng)會大為增加，過度的接枝和交聯(lián)使產(chǎn)品的伸長率、落錘沖擊等反而下降；另一方面，橡膠含量的增加，也會增加生產(chǎn)成本。因此根據(jù)不同產(chǎn)品的要求，適當(dāng)控制橡膠含量十分重要。除了特殊產(chǎn)品的要求外，通常橡膠用量控制在5％～10％的范圍內(nèi)。在實際生產(chǎn)中，由于預(yù)聚合反應(yīng)器中的停留時間較短，以及脫揮器中的交聯(lián)和降解作用對產(chǎn)品的性能有一定影響，故橡膠含量在8％時沖擊強度最好。6.2生產(chǎn)配方的影響6.2.1橡膠含量的影響苯乙烯與聚丁二烯橡膠共聚生產(chǎn)HIPS，橡膠是制取HIPS產(chǎn)品的關(guān)鍵，橡膠的用量對HIPS的產(chǎn)品性能有非常重要的影響。隨橡膠用量的增加，HIPS橡膠顆粒更完整，分布更均勻。橡膠用量大，反應(yīng)體系粘度高，同樣攪拌速率下的剪切力大，橡膠粒子變小。隨著橡膠用量的增加，HIPS中橡膠相體積分數(shù)不是單調(diào)遞增的，而是在橡膠含量5％時，橡膠相體積分數(shù)有一最大值，之后隨橡膠含量的增加，橡膠相體積分數(shù)下降，影響HIPS綜合性能的關(guān)鍵在于橡膠相體積分數(shù)而不是橡膠的重量含量。相同的橡膠重量含量下體積分數(shù)的不同是由于橡膠顆粒內(nèi)包容物含量不同之故，包容物含量大則橡膠相的體積分數(shù)增加，但樹脂包容物的含量也存在最佳值。6.2.2礦物油含量的影響礦物油作為HIPS的分子內(nèi)部潤滑荊，與HIPS有一定的相容性，加入后可減少聚合物分子間的內(nèi)聚力。礦物油在橡膠中的溶解性比在聚合物中大，較多的礦物油分配在橡膠相中，使HIPS的橡膠相體積分數(shù)增加，因而使抗沖強度增加，而過量的礦物油卻會使HIPS表面硬度降低。實踐證明，在一定的礦物油用量范圍內(nèi)，既能使HIPS保持較高的拉伸率和落錘沖擊性能，良好的流動性，又能使產(chǎn)品的耐熱性能適中。但是過量礦物油的加入，則會使產(chǎn)品拉伸強度和耐熱性等大幅度下降，會嚴重影響材料的應(yīng)用，因此通常礦物油的用量控制在0％～6％范圍內(nèi)。6.2.3乙苯含量的影響乙苯蒸氣壓比苯乙烯低，在相同條件下，蒸發(fā)速度較快，蒸發(fā)過程能帶走反應(yīng)熱，而且乙苯作為溶劑又能對聚合物熔體起稀釋作用，降低聚合物的粘度，改善體系的傳熱狀況，尤其是乙苯易電離出H+，具有活性的大分子與氫結(jié)合后失活，終止反應(yīng)，因此乙苯能有效地控制反應(yīng)速度，具有調(diào)節(jié)聚合物分子量的作用。由于這一點，在HIPS生產(chǎn)過程中，常向系統(tǒng)加入一定量的乙苯，以使反應(yīng)的溫度和反應(yīng)速度易于控制。但是，乙苯的加入又給生產(chǎn)過程帶來其它影響。一方面，適量乙苯的加入，使蒸發(fā)更加均勻，且具有稀釋作用，減少了局部過熱發(fā)生，有利適度接枝反應(yīng)和減少交聯(lián)作用，故而有利于提高抗沖擊性能和落錘沖擊強度。但是，另一方面，當(dāng)乙苯增加超過一定量時，由于終止反應(yīng)的作用明顯提高，使聚合物平均分子量大為降低，故而導(dǎo)致了產(chǎn)品的強度等性能急劇下降，對材料的性能帶來十分不利的影響。因此其加入量的多少對產(chǎn)品的物理機械性能的影響是至關(guān)重要的。牛產(chǎn)實際表明，改變乙苯濃度是調(diào)整產(chǎn)品性能指標的一種有效手段。通常根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的要求控制2%-12％的乙苯含量是比較適宜的。6.3工藝條件的的影響6.3.1攪拌器的影響在H1PS生產(chǎn)裝置中，預(yù)聚反應(yīng)器是決定產(chǎn)晶質(zhì)量的最重要的設(shè)備之一。預(yù)聚合過程是橡膠和苯乙烯共聚發(fā)生相轉(zhuǎn)變的過程，通過攪拌器攪拌，產(chǎn)生剪切力，橡膠形成大小不一的粒子，均勻地分布在聚合物中。相反轉(zhuǎn)的條件是影響產(chǎn)物性能的關(guān)鍵因素，充分的混合、均勻的溫度分布和足夠的攪拌速率是完成相反轉(zhuǎn)的必要條件。一般情況下剪切速率必須高于最低臨界剪切速率，聚合體系的橡膠含量越低，最低臨界剪切速率就越高。如果剪切速率太高，橡膠粒徑降低，橡膠內(nèi)包藏的樹脂量(內(nèi)包藏量)減少，不利于提高產(chǎn)物的抗沖性能。如果剪切速率太低或混合不充分，相反轉(zhuǎn)不完全或造成“死角”，橡膠形成的海棉狀物質(zhì)與PS構(gòu)成雙連續(xù)相，產(chǎn)物的沖擊強度和加工流動性不佳。因此，攪拌器的形式、轉(zhuǎn)速和散熱方式都非常重要。在實際生產(chǎn)中，由于攪拌器形式和散熱方式已經(jīng)確定，因此，控制攪拌器轉(zhuǎn)速是調(diào)整橡膠顆粒大小的最直接的方式。通常，粒徑大于5um的大膠粒能有效地吸收外加能量而使HIPS獲得較好的柔韌性，lum左右的小膠?？色@得最好的懸臂梁沖擊強度。而隨著預(yù)聚合攪拌速度的增加，剪切力增大，橡膠粒子直徑逐漸減小，粒徑分布逐漸變窄，分布更均勻，粒子間的距離縮短；相反則橡膠粒徑增大。因此，控制適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣龋墒巩a(chǎn)品的沖擊性能和柔韌性能都保持在較高的水平，使材料獲得較好的綜合性能。甚至可以根據(jù)產(chǎn)品的要求，改變攪拌速度，使產(chǎn)品的某項性能滿足要求。6.3.2反應(yīng)溫度和停留時間的影響反應(yīng)溫度和物料在反應(yīng)器中的停留時間對HIPS樹脂的性能有重大影響。首先，在達到適當(dāng)固定轉(zhuǎn)化率條件下，當(dāng)停留時間增長時，反應(yīng)速度需減慢，反應(yīng)溫度相應(yīng)較低，而在低溫條件下，引發(fā)的活化分子數(shù)相對較少，有利于生成高分子量的大分子，使聚合物強度等性能提高。因此，采用提高液位，增大反應(yīng)器有效使用容積，或減慢生產(chǎn)速度，適當(dāng)延長物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間，均有利于提高產(chǎn)品的物理機械性能。但是依靠減慢生產(chǎn)速度來提高產(chǎn)品性能的辦法，又會導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降，生產(chǎn)成本增加。反應(yīng)溫度和停留時間的控制要根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量本身的要求來確定。另外，隨著反應(yīng)的連續(xù)進行，各級反應(yīng)器中物料轉(zhuǎn)化率越來越高，物料的粘度越來越大，反應(yīng)溫度也需逐級提高，以改善物料的輸送條件及傳質(zhì)傳熱效果。高溫下，除了大分子的接枝和交聯(lián)外，反應(yīng)器中殘留的苯乙烯單體又會被活化，產(chǎn)生低聚物，降低平均分子量，分子量分布變寬，致使產(chǎn)品的熔融指數(shù)升高，降低產(chǎn)品的強度性能。因此，各級反應(yīng)器的溫度和轉(zhuǎn)化率的控制也顯得相當(dāng)重要。在實際生產(chǎn)過程中，預(yù)聚合反應(yīng)器溫度通?？刂圃谳^低的溫度，其它反應(yīng)器的溫度逐漸升高，物料在反應(yīng)系統(tǒng)中的停留時間以4～6h比較合適。安全、環(huán)境因素考慮7.1HAZOP危險性分析表7-1反應(yīng)器的HAZOP分析偏差原因后果安全措施建議安全措施反應(yīng)塔壓力高1、壓力控制系統(tǒng)故障，釜內(nèi)氣體過多2、壓力指示儀表故障3、塔內(nèi)溫度過高發(fā)生爆炸安裝壓力檢測表壓力連鎖檢查壓力控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，反應(yīng)塔壓力低1、壓力控制系統(tǒng)故障，釜內(nèi)氣體過少2、壓力指示儀表故障3、進氣管堵塞產(chǎn)品不達標安裝壓力檢測表壓力連鎖檢查壓力控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)及進氣管閥門反應(yīng)塔溫度高溫度控制系統(tǒng)故障導(dǎo)生油流速變慢攪拌器出現(xiàn)故障產(chǎn)品收率降低安裝溫度檢測儀表溫度連鎖檢查溫度控制系統(tǒng)，進入夾套和彎管的導(dǎo)生油管路反應(yīng)塔溫度低溫度控制系統(tǒng)故障2、導(dǎo)生油流速過快3、攪拌器出現(xiàn)故障產(chǎn)品產(chǎn)量降低，雜質(zhì)生成量增多安裝溫度檢測儀表溫度連鎖檢查溫度控制系統(tǒng)以及冷卻裝置管路反應(yīng)塔液位低1、進料閥出現(xiàn)故障，原料加入不足2、反應(yīng)塔塔體發(fā)生泄漏3、液位測量裝置出現(xiàn)故障產(chǎn)品產(chǎn)量不足反應(yīng)塔液位指示器檢查進料管路及閥門，反應(yīng)塔塔體的密封性，液位計是否正常續(xù)表7-1反應(yīng)器的HAZOP分析偏差原因后果安全措施建議安全措施反應(yīng)塔液位高1、原料計量罐計量不準，加入原料過多2、原料進料閥門沒有及時關(guān)閉攪拌不充分，反應(yīng)效果差液體溢出反應(yīng)塔液位指示器檢查原料計量罐計量是否準確，檢查原料進料閥門是否正常攪拌器不轉(zhuǎn)動1、斷電2、攪拌器從攪拌軸脫落3、攪拌器槳葉被塔內(nèi)附件卡住反應(yīng)無法正常進行電機過熱警報器，溫度連鎖，壓力連鎖檢查電力系統(tǒng)是否正常工作緊急停車，查看攪拌槳槳葉是否脫落，有無附件卡住槳葉夾套中沒有傳熱介質(zhì)1、夾套進口管線堵塞2、導(dǎo)生系統(tǒng)出現(xiàn)問題無法達到及時除去反應(yīng)熱進出口流量控制閥警報檢查傳熱介質(zhì)輸送管路和閥門，檢查導(dǎo)生系統(tǒng)是否正常工作計量罐中無物料1、輸送物料的泵沒有正常運轉(zhuǎn)2、物料輸送管路堵塞3、計量罐泄露不能為反應(yīng)提供原料計量罐液位指示器檢查泵是否正常工作，檢查物料輸送管路是否暢通，檢查計量罐是否有泄露進料流量過大進料管線閥門開度過大輸送物料泵功率過高反應(yīng)器液位過高，泄露安裝進料閥門警報系統(tǒng)安裝液位控制系統(tǒng)檢查管線閥門是否異常檢查進料泵是否異常進料流量過低進料管線閥門開度過低進料管線有泄露進料管線物料堵塞反應(yīng)器液位過低，后一級反應(yīng)器不能及時進行安裝進料閥門警報系統(tǒng)安裝流量檢測系統(tǒng)檢查管線閥門的開度檢查進料管線是否有泄露檢查進料管線是否堵塞7.2物料危險性分析7.2.1苯乙烯（1）性質(zhì)常壓苯乙烯是無色透明油狀液體，能溶于醇及醚，難溶于水，遇明火極易燃燒。受熱、曝光或存在過氧化物催化劑時，極易聚合放熱導(dǎo)致爆炸。與氯磺酸、發(fā)煙硫酸、濃硫酸反應(yīng)劇烈，有爆炸危險。有毒，對人體皮膚、眼和呼吸系統(tǒng)有刺激性。健康危害對眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高濃度時，立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激，出現(xiàn)眼痛、流淚、流涕、噴嚏、咽痛、咳嗽等，繼之頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、全身乏力等；嚴重者可有眩暈、步態(tài)蹣跚。眼部受苯乙烯液體污染時，可致灼傷。慢性影響：常見神經(jīng)衰弱綜合征，有頭痛、乏力、惡心、食欲減退、腹脹、憂郁、健忘、指顫等。對呼吸道有刺激作用，長期接觸有時引起阻塞性肺部病變。皮膚粗糙、皸裂和增厚。急救措施急救措施按照不同的接觸部位分為以下幾種：1、皮膚接觸：脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。2、眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘，就醫(yī)。3、吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，如呼吸困難，給輸氧，如呼吸停止，立即進行人工呼吸，就醫(yī)。4、食入：飲足量溫水，催吐，就醫(yī)。（4）消防措施及泄露應(yīng)急處理滅火方法：盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結(jié)束。滅火劑：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水滅火無效。遇大火，消防人員須在有防護掩蔽處操作。泄漏應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散劑制成的乳液刷洗，洗液稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋，降低蒸氣災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。操作處置與儲存操作注意事項：密閉操作，加強通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類接觸。灌裝時應(yīng)控制流速，且有接地裝置，防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。儲存注意事項：通常商品加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應(yīng)與氧化劑、酸類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。7.2.2乙苯性質(zhì)與用途易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。不溶于水，可混溶于乙醇、醚等多數(shù)有機溶劑。健康危害本品對皮膚、粘膜有較強刺激性，高濃度有麻醉作用。急性中毒：輕度中毒有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、步態(tài)蹣跚、輕度意識障礙及眼和上呼吸道刺激癥狀。重者發(fā)生昏迷、抽搐、血壓下降及呼吸循環(huán)衰竭。可有肝損害。直接吸入其液體可致化學(xué)性肺炎和肺水腫。慢性影響：眼及上呼吸道刺激癥狀、神經(jīng)衰弱綜合征。皮膚出現(xiàn)粘糙、皸裂、脫皮。環(huán)境危害該物質(zhì)對環(huán)境有危害，由于其揮發(fā)性比較大，在地表水體中的乙苯主要遷移過程是揮發(fā)和在空氣中的光解,故生物富集量不多。急救措施急救措施按照不同的接觸部位分為以下幾種：1、皮膚接觸：脫去被污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。2、眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，就醫(yī)。3、吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給予輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸就醫(yī)。4、食入：飲足量溫水，催吐，就醫(yī)。5、呼吸系統(tǒng)防護：空氣中濃度超標時，應(yīng)該佩戴自吸過濾式防毒面罩(半面罩)。緊急事態(tài)搶救或撤離時，應(yīng)該佩戴空，氣呼吸器或氧氣呼吸器。（5）消防措施及泄露應(yīng)急處理滅火方法：噴水保持火場容器冷卻。盡可能將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音，必須馬上撤離。滅火劑：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土；用水滅火無效。泄露應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。迅速用砂土、泥塊阻斷灑在地上的乙苯向四周擴散。筑壩切斷被污染的水體的流動，或用圍欄限制水面乙苯的蔓延。配戴防毒面具、手套，將漏液收集在適當(dāng)容器內(nèi)封存，并用砂土或其他惰性材料吸附漏液，轉(zhuǎn)移到安全地帶。當(dāng)乙苯灑到土壤中時，立即將被污染土壤收集起來，轉(zhuǎn)移到安全地帶。對污染地帶加強通風(fēng)，蒸發(fā)殘液，排除乙苯蒸氣。操作處置與儲存操作注意事項：密密閉操作，加強通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑接觸。灌裝時應(yīng)控制流速，且有接地裝置，防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。儲存注意事項：儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。7.3水污染源及防治措施按照水質(zhì)的不同，本反應(yīng)器及其附屬設(shè)備排放的廢水主要為：生產(chǎn)廢水，生產(chǎn)凈廢水，生活污水和地面沖洗水。7.3.1生產(chǎn)廢水生產(chǎn)廢水量較少，主要產(chǎn)生于設(shè)備的清洗，廢水中含有少量的苯乙烯，乙苯等有機物?？蓪⑵溥\輸?shù)綇S區(qū)所在地的污水處理廠進行處理。7.3.2生產(chǎn)凈廢水本套裝置的換熱系統(tǒng)中的換熱介質(zhì)采用導(dǎo)生油，故幾乎不產(chǎn)生生產(chǎn)凈廢水。產(chǎn)生的少量生產(chǎn)凈廢水少部分用于地面沖洗，剩余進凈下水管，輸送到廠區(qū)所在地的污水處理廠。7.3.3生活污水生活污水主要來自本工段的衛(wèi)生間，淋浴器，洗眼器。主要成分是顆粒懸浮物，苯乙烯，乙苯等，經(jīng)過污水輸送管輸送到污水處理廠處理。7.3.4地面沖洗水成分和生活污水類似，處理方式一樣，輸送至污水處理廠進行處理。7.4噪聲源及防治措施本工段生產(chǎn)噪聲的設(shè)備是生產(chǎn)過程中連續(xù)運行的各種泵類等設(shè)備的機械噪聲以及大修時吹掃放空噪聲。機泵噪聲多為低、中頻噪聲。主要是空化噪聲、氣蝕噪聲、輻射噪聲和機械噪聲。防治措施主要有：盡量使泵在最佳效率點操作；電機選型時把噪聲問題考慮在內(nèi)，本設(shè)計中帶動攪拌器的電機選型為Y225S-4，噪聲一級和二級分別為79dB和84dB，在電機所有型號中屬于噪聲較小的一類；泵的入口關(guān)尺寸不能太小，以降低空化噪聲；對于噪聲特別大的泵，可以考慮加上隔聲罩。7.5綠化綠化可以美化環(huán)境，凈化空氣，減弱噪聲?，F(xiàn)代化工廠中，綠化已成為一項不可或缺的環(huán)保措施，本工藝項目可在廠區(qū)種植一些抗污染的花草樹木，但不能影響到正常的生產(chǎn)運輸工作。參考文獻[1]NationalResearchCouncilU.S.InternationalCriticalTables.NewYork：McGraw-Hill，1993.[2]劉光啟.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,2002-5.[3]朱有庭等.化工設(shè)備設(shè)計手冊[M].上卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[4]賀匡國.化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[5]法蘭國家標準.GB/T9113.1—2000[6]壓力容器法蘭國家標準.JB/T4700—2000[7]柴誠敬等.化工流體流動與傳熱[M].第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007[8]陳昀.聚合物合成工藝設(shè)計.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.[9]張洋.高聚物合成工藝設(shè)計基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.[10]李楊，王梅，劉宏海等.合成樹脂及塑料，1997，14(3)：10-14.[11]楊明山，李林楷.塑料改性工藝、配方與應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[12]陳樂怡.近年來世界五大通用樹脂的實際生產(chǎn)能力和產(chǎn)量預(yù)測.當(dāng)代石油化工，2005，13(11)：20-24，41.[13]全國合成樹脂及塑料工業(yè)信息總站《塑料工業(yè)》編輯部.2003-2004年國外塑料工業(yè)進展.塑料工業(yè)，2005，(3)：1-22.[14]閆振華，張劍光.聚苯乙烯生產(chǎn)工藝與經(jīng)濟分析.化工設(shè)計，2005，15(3)：28-30.[15]胡景滄.聚苯乙烯技術(shù)發(fā)展趨向及國產(chǎn)化.石油化工設(shè)計，1998，15(1)：6-14.[16]薛祖源.聚苯乙烯生產(chǎn)與發(fā)展綜述.化工設(shè)計，2006，16(6)：6-16.[17]蔡麗娟.苯乙烯生產(chǎn)技術(shù).化工進展，2001，20(3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