?；撬峁に囋O(shè)計(jì)畢業(yè)答辯

匯報(bào)人：指導(dǎo)教師：20000t/a牛磺酸工程的工藝設(shè)計(jì)

目錄課題研究的目的和意義設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)介生產(chǎn)工藝計(jì)算反響器的設(shè)計(jì)三廢的處理一課題研究的目的和意義意義目的?；撬崾鞘澜绻J(rèn)的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑,近年來由于人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需求，促使?；撬崛蛐枨蠹ぴ?。由于生產(chǎn)?；撬岽嬖谝欢ǖ沫h(huán)境污染問題，為促進(jìn)國(guó)內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)，有必要對(duì)?；撬岬脑O(shè)計(jì)和生產(chǎn)進(jìn)行深入研究。隨著人民生活水平的不斷提高和食品工業(yè)的開展，?；撬岬男枨罅繉⒉粩嘣黾?。因此，充分開展?；撬嵘a(chǎn)和出口，對(duì)提高國(guó)民生產(chǎn)總值會(huì)有重要意義。二設(shè)計(jì)任務(wù)及要求課題任務(wù)試設(shè)計(jì)乙醇胺法制備年產(chǎn)20000噸?；撬幔旯ぷ鲿r(shí)數(shù)為每年7200小時(shí)，產(chǎn)品流量2780kg/h,?；撬岙a(chǎn)品純度為〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕99.5%以上，?；撬峥偸章实竭_(dá)75%,在經(jīng)濟(jì)上更為合理。課題試設(shè)計(jì)生產(chǎn)方法和工藝流程，物料計(jì)算，熱量衡算，設(shè)備設(shè)計(jì)與選型，車間布置，產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及化工廠污染處理、排放符合國(guó)家環(huán)保的要求。課題任務(wù)的具體要求1.根據(jù)以單乙醇胺為原料，經(jīng)濃硫酸酯化，亞硫酸鈉復(fù)原和別離純化得到?；撬岙a(chǎn)品這一流程，設(shè)計(jì)出符合工藝設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流程圖；2.利用流程圖，設(shè)計(jì)出合理的關(guān)鍵設(shè)備，能夠滿足工藝設(shè)計(jì)的指標(biāo)需要；3.對(duì)整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)行物料計(jì)算，熱量衡算，設(shè)備設(shè)計(jì)與選型，車間布置等符合現(xiàn)實(shí)中平安生產(chǎn)的要求；4.產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及化工廠污染處理、排放符合國(guó)家環(huán)保的要求；仔細(xì)檢查整個(gè)工藝設(shè)計(jì)過程，并且完成設(shè)計(jì)論文撰寫和修改。三

設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)介

工

藝

流

程實(shí)驗(yàn)室酯化和磺化的收率最高分別為98%和85%，總收率83%，但在工業(yè)化生產(chǎn)中所報(bào)道的總收率只有59%，收率不高的主要原因是酯化是可逆反響，得到中間產(chǎn)物2-氨基乙基硫酸酯在第二步亞硫酸鈉水溶液中磺化時(shí)，會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)，將中間產(chǎn)物水解生成乙醇胺，使收率降低，但酯化-磺化法的后步改進(jìn)、包括雜質(zhì)別離，近年的小試研究中并無大的突破，故重點(diǎn)從酯化方面設(shè)計(jì)該工藝。四生產(chǎn)工藝計(jì)算反響條件為:進(jìn)料中n(硫酸)/n(乙醇胺)=1.15：1，n(亞硫酸鈉)/n(酯)=1.5:1,反響壓力常壓,酯化反響溫度80℃,反響時(shí)間為6h,乙醇胺轉(zhuǎn)化率為95%，收率為98%，磺化反響溫度為104℃，反響時(shí)間32h,磺化轉(zhuǎn)化率80%，反響總收率為75%。反響原料為乙醇胺〔工業(yè)一級(jí)〕、濃硫酸〔工業(yè)級(jí)〕，亞硫酸鈉〔工業(yè)級(jí)〕。匯總?cè)缦?酯化反響器物料衡算磺化反響物料衡算電滲析槽物料衡算

濃縮器物料衡算反響熱力學(xué)途經(jīng)如下在酯化反響中，以乙醇胺為計(jì)算基準(zhǔn)得摩爾生成熱為?Hm1=-1.687×107kJ/h進(jìn)入反響器的物料需要熱為：Q1=2.20×109kJ/h熱損失取4%，那么總熱量Q=2.095×109kJ/h=5.82×105kw在磺化反響中，以亞硫酸鈉為計(jì)算基準(zhǔn)得?Hm2=-1.32×107kJ/h進(jìn)入反響器的物料帶入熱為:Q4=-8.92×105kJ/h熱損失取4%,那么總熱量Q=-9.736×106kJ/h=-2704.4kw酯化反響體積，由得V=20.11m3五反響器設(shè)計(jì)1.設(shè)備選型?；撬岬暮铣煞错懹袧饬蛩?、亞硫酸鈉等強(qiáng)腐蝕有害物質(zhì)的參與，由攪拌釜式反響器的介紹，攪拌裝置的設(shè)計(jì)與選擇可知，本設(shè)計(jì)反響器均選用選用不銹鋼反響釜，攪拌器選用漿式攪拌器。2.傳熱方式被攪拌液體的加熱或冷卻方式有多種，本設(shè)計(jì)采用如下方式：在攪拌槽外部設(shè)置夾套用于冷卻，在反響釜外部設(shè)置加熱器用于加熱?！惨弧撤错懜w設(shè)計(jì)3.釜體DN、PN確實(shí)定攪拌槽的有效體積為由V=20.11m3,根據(jù)攪拌槽內(nèi)液體最正確充填高度H等于槽內(nèi)徑D，D=H=5.06m。本設(shè)計(jì)考慮不銹鋼的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)取D1=5.0m,圓整得D1=5000mm因操作壓力均為常壓，查標(biāo)準(zhǔn)得PN=0.25MPa4.釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)由試差法，確定Sn=8mm5.封頭的設(shè)計(jì)該反響釜的封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢球封頭，代號(hào)EHA、標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746—2002。由試差法確定，封頭壁厚Sn=14mm(二)反響釜夾套的設(shè)計(jì)1.夾套DN、PN確實(shí)定由于采用水加熱，為降低水在夾套內(nèi)的流動(dòng)阻力，夾套內(nèi)徑按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)取：Dj=5100m,考慮到5100一般不在取值范圍，故取DN=5200mm由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓,取PN＝0.25MPa2.夾套通體壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)閜w為常壓，對(duì)于碳鋼制造的筒體壁厚取Sn＝8mm，與內(nèi)壁保持一致。3.夾套封頭的設(shè)計(jì)夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同。夾套的上封頭選帶折邊錐形封頭，且半錐角α=45°,壁厚Sn=8mm〔三〕反響釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)1.釜體液壓試驗(yàn)壓力pT=0.225MPa由釜體液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核，得液壓強(qiáng)度足夠。壓力表的最大量程：P表=2pT=2×0.225=0.45MPa或1.5pT≤P表≤4pT即1.19625MPa≤P表≤3.19MPa,水溫：t≥15℃水中濃度：b≤25mg/L2.夾套液壓試驗(yàn)壓力pT=0.2MPa由夾套的液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核，得液壓強(qiáng)度足夠。壓力表的量程：P表=2pT=2×0.2=0.4MPa或1.5pT≤P表≤4pT即0.3MPa≤P表≤0.8MPa,水溫≥5℃?！菜摹撤错懜郊倪x型及尺寸設(shè)計(jì)1.釜體法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：法蘭的設(shè)計(jì)、密封面形式的選型、墊片設(shè)計(jì)、螺栓和螺母的設(shè)計(jì)。法蘭結(jié)構(gòu)尺寸如以下圖：〔五〕攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計(jì)攪拌軸直徑d=50mm,聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)〔D型〕。因?yàn)橹睆胶艽螅什捎?個(gè)槳葉，每個(gè)槳葉直徑為533mm。攪拌軸長(zhǎng)度L=1400mm,攪拌軸下局部的軸長(zhǎng)為625mm。槳式攪拌槳的結(jié)構(gòu)如以下圖：〔六〕焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)釜體上的主要焊縫結(jié)構(gòu)如以下圖：分別為筒體的縱向焊縫、筒體與下封頭的環(huán)向焊縫、進(jìn)料管與封頭的焊縫。夾套上的主要焊縫結(jié)構(gòu)如以下圖：〔分別是夾套的縱向焊縫、夾套與封頭的橫向焊縫〕〔七〕反響釜裝配圖六三廢的處理1.廢水的處理1.從原料罐出來兩股物料，一股為含2-氨基乙基硫酸酯的溶液，另一股為溶有乙醇胺等物質(zhì)的無水乙醇。第二股物料進(jìn)入回收乙醇，將回收乙醇循環(huán)使用，節(jié)省費(fèi)用。2.從電滲析槽出來兩股物流，其一?；撬幔涠敲礊閺U水，廢水中成分有Na+、SO42-、SO32-等，將廢水氧化為SO42-、Na+，然后參加氯化鈣溶液，生成硫酸鈣后過濾，然后廢水達(dá)標(biāo)，即可排放。2.廢水廢渣的處理本工藝中，僅有2-氨基乙基硫酸酯中和過程中，生成二氧化碳，對(duì)空氣根本無危害，必要時(shí)用堿液吸收。本工藝中不產(chǎn)生廢渣，故此項(xiàng)不列入考慮。

致謝本論文是在xxx老師自始至終無私的指導(dǎo)下完成的，x老師淵博的學(xué)識(shí)，開闊獨(dú)特的科研思維，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，熱忱負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)以及為人處事的方式都將使我受益終生。借此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向xxx表示衷心的感