【年產(chǎn)2000噸乙烯基樹脂工藝設(shè)計(jì)8400字（論文）】

19年產(chǎn)2000噸乙烯基樹脂工藝設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)工藝是年產(chǎn)2000噸的乙烯基樹脂設(shè)計(jì)。采用苯乙烯法,主要通過甲基丙烯酸和環(huán)氧樹脂反應(yīng)，再稀釋制得。說明了題目背景和乙烯基樹脂的背景主要性質(zhì)特點(diǎn)，確定了原材料配比、反應(yīng)環(huán)境條件和催化劑的使用量,所需設(shè)備選型及簡單的設(shè)計(jì),給定產(chǎn)量下物料及熱量衡算和概述廢物處理及安全生產(chǎn)方法，核算經(jīng)濟(jì)成本。關(guān)鍵詞：乙烯基酯樹脂；甲基丙烯酸；環(huán)氧樹脂；工藝設(shè)計(jì)目錄引言 41背景介紹 41.1選題來源 41.2乙烯基樹脂性質(zhì)及特點(diǎn) 51.2.1物理性質(zhì) 51.2.2化學(xué)性質(zhì) 51.3乙烯基樹脂的優(yōu)缺點(diǎn) 51.3.1乙烯基酯樹脂的主要優(yōu)點(diǎn) 51.3.2乙烯基酯樹脂的缺點(diǎn) 52乙烯基樹脂的生產(chǎn)方法 62.1生產(chǎn)方法的評(píng)述與選擇 62.2基本原理 72.2.1反應(yīng)原理及反應(yīng)條件的影響 72.2.2乙烯基樹脂合成條件的確定 92.2.3工藝的技術(shù)特點(diǎn) 92.3合成工藝計(jì)算 92.3.1小時(shí)生產(chǎn)能力 92.3.2反應(yīng)的物料及熱量計(jì)算 92.3.3反應(yīng)流程工藝方框圖 113反應(yīng)釜及后序設(shè)備的設(shè)計(jì) 123.1反應(yīng)釜相關(guān)組成部分設(shè)計(jì) 123.1.1確定筒體的直徑和高度 123.1.2確定夾套的直徑和高度 133.1.3確定夾套的種類和壁厚 143.2攪拌傳動(dòng)裝置、密封裝置、開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì) 143.2.1攪拌傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 143.2.2密封裝置設(shè)計(jì) 143.2.3開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 153.3其他相關(guān)設(shè)計(jì) 153.3.1支座和檢查孔設(shè)計(jì) 153.3.2超壓泄放裝置設(shè)計(jì) 154環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn) 154.1環(huán)境保護(hù) 154.1.1廢水處理 164.2安全生產(chǎn) 164.3勞動(dòng)安全衛(wèi)生管理措施 165經(jīng)濟(jì)核算 175.1成本合計(jì) 175.2其他花費(fèi) 17結(jié)論 17參考文獻(xiàn) 19引言殼牌（SHELL

Chemical）、陶氏（DOW

Chemical）和昭和（SHOWA

Highpolymer）于1963～1967年間相繼申請(qǐng)乙烯基酯樹脂項(xiàng)目專利。在早期發(fā)展中的一些公司像日本（DIC）、富士化工公司和優(yōu)必佳公司（UPICA）、土耳其PROSIM

KIMYA公司、AOC公司、廚房合成與聚合物公司、挪威雷可德公司、韓國愛敬（AKC）、美國的亞什蘭公司（ASHLAND）等。國內(nèi)乙烯基酯樹脂研究從70年代中期周潤培和吳敘勤教授帶頭。經(jīng)過20多年的努力，其校辦企業(yè)華昌聚合物有限公司從單一的MFE-2產(chǎn)品發(fā)展到如今三四十個(gè)牌號(hào)及深加工系列VER產(chǎn)品。這之后市場呈現(xiàn)出百花齊放的狀態(tài)如臺(tái)灣省的上緯公司（Swancor）出現(xiàn)進(jìn)軍乙烯基樹脂領(lǐng)域；后來上海和南京等地不斷有上緯、昭和、DSM的相關(guān)工廠興建；再到在傳統(tǒng)耐腐蝕領(lǐng)域的消費(fèi)量暴漲。隨著研究工作的不斷深入，VER的應(yīng)用領(lǐng)域不斷得到擴(kuò)展而不僅僅針對(duì)防腐問題。國內(nèi)部分企業(yè)已經(jīng)完全可應(yīng)要求，定做常規(guī)系列乙烯基酯樹脂和特殊功能化的乙烯基酯樹脂，以及它們的深加工產(chǎn)品[1]。下游客戶和業(yè)主，對(duì)乙烯基酯樹脂的了解也從2000年左右的陌生不了解，到現(xiàn)如今體會(huì)到乙烯基樹脂涂料制品的高強(qiáng)度條件下的出色防蝕效果，體會(huì)到樹脂玻璃鋼制作的葉片、管道、電解槽等的優(yōu)良性能。但更深層次的各類型乙烯基酯樹脂的開發(fā)、乙烯基酯樹脂與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的接軌、VER改性方面研究、環(huán)保型制品方向、VER的回收再利用方向和凝膠及固化方面有待研究。本設(shè)計(jì)就是主要圍繞使用乙烯基樹脂年產(chǎn)能達(dá)2000噸以上進(jìn)行相關(guān)前期理論設(shè)計(jì)。目前一些市場上的產(chǎn)品,由于環(huán)氧樹脂原料在市場中的供求關(guān)系、固有的化學(xué)結(jié)構(gòu)和其現(xiàn)有的合成工藝技術(shù)制約、成本等多種原因,使得樹脂發(fā)展面臨著挑戰(zhàn)，基本一直都還是普遍采用改性技術(shù)和手段來提高乙烯基樹脂的工藝性能和動(dòng)力學(xué)性能。所以乙烯基樹脂年產(chǎn)量達(dá)2000噸的這個(gè)工藝設(shè)計(jì)從一定程度來看具有相當(dāng)好發(fā)展前景。1背景介紹1.1選題來源畢業(yè)設(shè)計(jì)題目由化學(xué)化工學(xué)院老師提供1.2乙烯基樹脂性質(zhì)及特點(diǎn)1.2.1物理性質(zhì)淡薄氣味、淡黃色、阻燃性好、力學(xué)韌性能好、粘度低、熱固性、良好型態(tài)可塑性等。1.2.2化學(xué)性質(zhì)在水中微溶、易溶于有機(jī)溶劑、耐蝕、化學(xué)性趨于穩(wěn)定，可發(fā)生凝膠、可發(fā)生固化放熱反應(yīng)。1.3乙烯基樹脂的優(yōu)缺點(diǎn)1.3.1乙烯基酯樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)(1)耐蝕性能優(yōu)異。由于分子交互聯(lián)合性高、固化物結(jié)構(gòu)密集，且常與酸堿結(jié)合的酯鍵含量較低、不易與氧化性物質(zhì)或有機(jī)溶劑反應(yīng)，造就其超強(qiáng)的耐腐蝕性能。(2)具有良好的力學(xué)性。拉伸性能較理想且與溫度變化有關(guān)聯(lián)，特殊處理的樹脂產(chǎn)品的某一特需性能會(huì)特別優(yōu)異得到強(qiáng)化提高。(3)便于成型加工應(yīng)用?？刂坪媚z時(shí)間和溫度采用成熟技術(shù)即可按實(shí)際需要加工成多種類型產(chǎn)品應(yīng)用于各種特殊條件之下，應(yīng)用范圍極大。(4)分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性。通過更改部分分子結(jié)構(gòu)，有選擇針對(duì)性的讓其結(jié)構(gòu)形成某種特性，從而改變或者加強(qiáng)其在某些條件下的特性，給予它有益的增幅幫助和更多可能。(5)品類繁多、可應(yīng)用的范圍領(lǐng)域廣泛。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用環(huán)境條件不同具有各種類型規(guī)格的產(chǎn)品，在傳統(tǒng)常規(guī)制品領(lǐng)域和非傳統(tǒng)化的防腐蝕領(lǐng)域而且日常中的很多方方面面可見其蹤影或需要樹脂應(yīng)用其中；像化工冶金能源行業(yè)的設(shè)備、玻璃鋼襯里、磚板襯、體育用品、鐵軌墊片、絕緣材料等。表1按不同標(biāo)準(zhǔn)分類的VER產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)性能應(yīng)用環(huán)境酚醛型、高交聯(lián)型、低收縮型、甲基丙烯酸型等。阻燃型、聚氨酯橡膠改性型、部分酯化型等。底漆型、船用型、食品級(jí)VER和高耐熱彎曲用等。1.3.2乙烯基酯樹脂的缺點(diǎn)(1)冷卻固化會(huì)使樹脂表面發(fā)生不同程度的收縮產(chǎn)生皺紋，給產(chǎn)品加工應(yīng)用帶來一些問題影響。(2)黏結(jié)性能不佳,使得內(nèi)襯材料固化時(shí)收縮速較快。對(duì)于基材處理要求比較嚴(yán)格,經(jīng)過多次添加處理后的樹脂才能夠適用于制造涂層、密封面材料等。為了大幅度地提高乙烯基酯樹脂在水中的觸變特性和黏度,可以在水中加入一定量的氣相碳黑與少許甘油等作添加劑。(3)乙烯基酯樹脂固化產(chǎn)物存在韌性不足的問題，所以會(huì)有一些產(chǎn)品專門為改良其韌性研制增韌型VER[2]。(4)樹脂固化產(chǎn)物在溫度高的環(huán)境條件下的表現(xiàn)不好。長期使用的溫度僅可以保持在160℃左右，而在200～250℃只宜短時(shí)間保持[3]。

(5)VER材料在應(yīng)力經(jīng)常性變化或者是溫差跨度較大變化急劇的條件，會(huì)對(duì)其制品與物件的貼合效果下降，不夠牢固。材料力學(xué)知識(shí)告訴我們其線性膨脹系數(shù)過大會(huì)導(dǎo)致溫度應(yīng)力增大出現(xiàn)局部應(yīng)力增大的應(yīng)力集中等現(xiàn)象。2乙烯基樹脂的生產(chǎn)方法2.1生產(chǎn)方法的評(píng)述與選擇圖1典型雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯分子結(jié)構(gòu)式圖2一般化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響從雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯分子中得知：①碳碳雙鍵位于端部比之位于中間更加活潑且經(jīng)有機(jī)過氧化物激發(fā)后相鄰分子鏈間會(huì)交聯(lián)，同苯乙烯等也會(huì)共聚交聯(lián)。②側(cè)甲基鍵厭酯鍵。③主鏈中的酯鍵含量較少，從而減少了與酸堿液反應(yīng)的可能，使得固化后相對(duì)較穩(wěn)定[4]。④環(huán)氧的主鏈結(jié)構(gòu)和醚鍵使其制品的韌性、耐沖擊和強(qiáng)度得到大大提高。乙烯基樹脂的生成機(jī)理研究尚未洞晰，本設(shè)計(jì)擬以苯乙烯稀釋法采用將環(huán)氧樹脂、阻聚劑投入反應(yīng)釜升溫再分次兌入甲基丙烯酸和催化劑進(jìn)行加聚反應(yīng)，用CO2作保護(hù)氣體，產(chǎn)物為多種物質(zhì)混合物且分子量特別大，冷卻到一定溫度后在對(duì)苯二酚、苯乙烯中稀釋得到產(chǎn)物；可適當(dāng)冷卻產(chǎn)物。樹脂遇酸會(huì)繼續(xù)發(fā)生縮聚，生成更大的難溶性分子，這一過程為樹脂的固化過程。2.2基本原理2.2.1反應(yīng)原理及反應(yīng)條件的影響乙烯基樹脂合成的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：不飽和一元酸與環(huán)氧樹脂在加熱條件下,也同時(shí)發(fā)生下列副反應(yīng)；①羥基與環(huán)氧基之間的加成反應(yīng)②羥基與羧基之間的酯化反應(yīng)。③環(huán)氧基斷裂后分子鏈相互聚集發(fā)生平行性交互聯(lián)合。除開主反應(yīng)外反應(yīng)①會(huì)得到醚,側(cè)方向大分子間產(chǎn)生影響；②的產(chǎn)物也不是直接得到所期望的產(chǎn)物乙烯基酯,只會(huì)因側(cè)向交聯(lián)產(chǎn)生非計(jì)劃產(chǎn)物；③理論上與反應(yīng)②問題相似。這些副反應(yīng)會(huì)引起樹脂分子量的迅速升高,甚至有可能發(fā)生凝膠應(yīng)當(dāng)盡量規(guī)避,通常從以下三方面入手來確保反應(yīng)工藝的良性進(jìn)行從而盡量避免副反應(yīng)影響。(1)溫度控制表2反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系序號(hào)反應(yīng)溫度/℃反應(yīng)時(shí)間/h11006.321104.5312034130凝膠考慮為保證主反應(yīng)確定合成反應(yīng)溫度為120℃。(2)原料配比的控制表3反應(yīng)物配比對(duì)反應(yīng)的影響環(huán)氧基/羧基/mol反應(yīng)時(shí)間/h反應(yīng)終點(diǎn)酸值/mgKOH·g-1樹脂粘度/mPa·s1:1.0532.091101:1.10310.281451:1.20732.0275為盡可能減少反應(yīng)后期發(fā)生副反應(yīng)①,在原則上應(yīng)始終堅(jiān)持羥基過量,所以應(yīng)保持一元羧酸過量。由表3同時(shí)查閱資料知道羧酸過量5-10％時(shí)產(chǎn)物粘度較合適，即環(huán)氧基與羧基物質(zhì)量之比在1:1.05-1:1.10最為適宜[5]。(3)催化劑的選擇表4催化劑用量對(duì)反應(yīng)的影響序號(hào)催化劑用量/％反應(yīng)時(shí)間/h10.26.520.54.530.63.5催化劑應(yīng)促進(jìn)環(huán)氧基與羧基加成反應(yīng)。常用催化劑有季胺鹽、叔胺鹽、堿及鎓鹽,本設(shè)計(jì)選用芐基三乙基氯化銨。由表4知催化劑用量在0.5-0.6％（這里指催化劑在總反應(yīng)物所占比例）反應(yīng)所需要的時(shí)間較為理想適宜。2.2.2乙烯基樹脂合成條件的確定在合成過程中苯乙烯在固化中提供雙鍵與乙烯基酯分子中雙鍵發(fā)生聚合反應(yīng)，通常苯乙烯用量在30-40％（含量低則無法提供足量雙鍵，含量高則會(huì)使固化后雙鍵密度過大致樹脂較脆）；過氧化環(huán)己酮為引發(fā)劑；阻聚劑的復(fù)配使用受阻酚類(對(duì)苯二酚)+醌類(對(duì)苯醌)+緩聚劑的組合。2.2.3工藝的技術(shù)特點(diǎn)選用苯乙烯法最主要的原因是所用催化劑污染性微小,產(chǎn)出污染物相對(duì)較少，催化劑活性較高且穩(wěn)定等。此外，苯乙烯稀釋法的原物料常見容易獲取，反應(yīng)簡便且效率可觀，從另一面來說也使得成本得到良性控制，不會(huì)讓生產(chǎn)建設(shè)要以破壞污染環(huán)境作為代價(jià)，符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等好處而成為本次設(shè)計(jì)的最終選擇。2.3合成工藝計(jì)算2.3.1小時(shí)生產(chǎn)能力一年生產(chǎn)乙烯基樹脂任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)為2000t/a，去除一年中大修等特殊日大約30天，則年均工作335天左右。則平均每天生產(chǎn)VER：(2000×1000)÷335=5970.15kg每小時(shí)需生產(chǎn)VER量：5970.15÷24=248.76kg/h查資料反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率約為95％，通過生產(chǎn)物與反應(yīng)物的數(shù)量關(guān)系且從國內(nèi)b部分企業(yè)生產(chǎn)能力實(shí)際情況綜合考慮，使用一條生產(chǎn)線約3～6套裝置進(jìn)行生產(chǎn)即可；假設(shè)損失3％，則:248.76×0.95÷(1-0.003)2.3.2反應(yīng)的物料及熱量計(jì)算可先理想化粗略計(jì)算各反應(yīng)物中去除掉雜質(zhì)、過量反應(yīng)物、每步反應(yīng)耗損之后的量從而分析可行性。不過后面計(jì)算應(yīng)加上忽略的相關(guān)實(shí)際情況問題，可大致看作對(duì)原反應(yīng)物加6％左右替代誤差進(jìn)行計(jì)算。表5所需相關(guān)反應(yīng)物料的基本量甲基丙烯酸雙酚A環(huán)氧樹脂乙烯基樹脂英文名Methacrylicacid分子式C4H6O2CAS號(hào)79-41-4分子量86.09BisphenolAtypeepoxyresin分子式 C21H24O4CAS號(hào) 25085-99-8分子量 340.413Vinylesterresin————分子量400～600乙烯基樹脂為一系列產(chǎn)品物質(zhì)其分子量較不具體處于一個(gè)范圍區(qū)間取600為例，環(huán)氧樹脂以所給一種為例計(jì)算。由原料配比要求知從環(huán)氧樹脂量入手進(jìn)行計(jì)算較為準(zhǔn)確。進(jìn)入：(a)環(huán)氧樹脂真實(shí)通入量為：243.63÷600÷0.95×340.413=145.50kg/h(b)按酸過量即環(huán)氧基與羧基物質(zhì)量之比1.05:1.10；這里取過量10％則丙烯酸加入量：(243.63÷600÷0.95×86.09)×2.1=86.24kg/h進(jìn)入反應(yīng)釜的總物料流量為：145.50+86.24=231.74kg/h加上催化及阻聚劑用量各占0.5％左右和相關(guān)實(shí)際情況誤差按原反應(yīng)物加代替則：231.74×(1+0.5％×2)×(1+10％)=257.47kg/h流出：(a)乙烯基樹脂：243.63kg/h(b)未反應(yīng)轉(zhuǎn)化環(huán)氧樹脂：243.63÷600×340.413×(1-95％)=6.91kg/h(c)總生成水量為：(243.63÷600÷0.95)×18=7.69kg/h流出反應(yīng)釜的總物料流量為：243.63+6.91+7.69=258.23kg/h且冷卻階段苯乙烯用量通常在樹脂的30％～50％，這里以40％為例計(jì)算：243.63×0.4=97.452kg/h每小時(shí)處理料量：258.23kg/h；每小時(shí)需處理量：246.63kg/h整理數(shù)據(jù)得進(jìn)入一條作業(yè)線生產(chǎn)（3～6套裝置）的物料總流量為257.47kg/h，反應(yīng)釜的物料流出總流量為258.23kg/h，催化劑及保護(hù)氣CO2等反應(yīng)前后可基本視作不變，所以基本符合物料守恒規(guī)律。表6物質(zhì)熱量計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)物料等壓比熱容/kJ(kg·℃)H(kJ/kg)環(huán)氧樹脂1.58274.60甲基丙烯酸2.19523.11水4.202019.00（1）Q1是物料催化劑吸收熱。反應(yīng)階段為升溫至120℃階段；環(huán)氧樹脂室溫下約25℃而催化劑吸收熱記為0。Q1=(140.50×1.581+86.24×2.197)×(120-25)=3.91×104kJ（2）Q2是加熱冷卻條件等提供或帶走設(shè)備的熱量。加熱段指到反應(yīng)溫度階段；反應(yīng)終點(diǎn)之后冷卻到大約90℃左右階段及加苯乙烯稀釋冷卻產(chǎn)出段,取塔、釜的表面積為6.2m2、3.8m2,釜和塔給熱系數(shù)取6.7kJ/m2·h·oC，Q2=6.7×3.8×(95-25)/ln(95÷25)+6.7×6.2×(-30+75)/ln(-30÷-75)=-0.643×103kJ（3）Q3是過程熱，主要是化學(xué)反應(yīng)熱和環(huán)氧樹脂狀態(tài)變化熱，查得標(biāo)準(zhǔn)焓變值計(jì)算反應(yīng)熱。Q3=ΔHNVER+MH=-36.112×(243.63×1000÷600)+145.5×274.6=2.51×104kJ（4）Q4是物料產(chǎn)出時(shí)的熱量,VER平均比熱容取1.32kJ/kg·oCQ4=(1.32×243.63+1.58×6.91+4.2×7.69)×(95-25)=2.55×104kJ（5）Q5是冷卻時(shí)隨水流失的熱。Q5=7.69×2019.0+(7.69×4.2+86.24×2.19)×80=3.32×104kJ（6）Q6是設(shè)備向環(huán)境散失的熱量。A—裝置散熱表面積，m2αT—散熱面與周圍介質(zhì)的給熱系數(shù)，6.7kJ/m2·h·oCΔT—設(shè)備表面與周圍介質(zhì)之間的溫差，釜溫取140oC，塔取60℃，室溫25℃t—持續(xù)時(shí)間，hQ6=(6.2×6.70×95+3.8×6.70×35)×1=4.83×103kJ那么驗(yàn)證（1）、（2）、（3）之和與（4）、（5）、（6）之和大約相等即衡算熱量，而且了解熱量大致數(shù)據(jù)后可進(jìn)行合理的加熱設(shè)備或散熱設(shè)備的合理計(jì)劃使用，以確保反應(yīng)生產(chǎn)過程順利進(jìn)行。2.3.3反應(yīng)流程工藝方框圖圖3主要反應(yīng)的流程方框圖3反應(yīng)釜及后序設(shè)備的設(shè)計(jì)3.1反應(yīng)釜相關(guān)組成部分設(shè)計(jì)3.1.1確定筒體的直徑和高度圖4反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)圖由于物料在釜中大致可看作體積不變，在恒溫時(shí)作物料計(jì)算：式中:A代表環(huán)氧樹脂，B代表丙烯酸。QA——體積流量，cm3/snA——單位時(shí)間摩爾數(shù)，mol/hMA——摩爾質(zhì)量，g/molρA——密度，取1.18g/cm3，ρB取1.02g/cm3η——攪拌器系數(shù)，取0.1所以：=0.4274×1000×340.413÷(1.18×3600)=34.25cm3/s同樣：QB=1.002×1000×86.09÷(1.02×3600)=24.50cm3/sQ=QA+QB=34.25+24.05=58.30cm3/s若反應(yīng)物料在釜中平均停留4.5h，可得體積：V=Q×t×(1+η)=58.30×4.5×3600×(1+0.1)=1.039m3查資料得裝料系數(shù)范圍在0.6～0.85；一條生產(chǎn)線以5臺(tái)攪拌式反應(yīng)釜，過程較為平和穩(wěn)定取裝料系數(shù)0.8為例進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。那么:V有效=V/0.8=1.039/0.8=1.30m3對(duì)攪拌釜反應(yīng)器的外部尺寸大小進(jìn)行設(shè)計(jì)：；由單臺(tái)反應(yīng)器的總體積為1.30m3；計(jì)算筒體內(nèi)徑為：得出有效物料面深度：所以高度H=1.4×1.48=2.072m，Di取1200mm。攪拌容器的筒體選普遍的圓筒型，封頭形狀這里選用普遍的橢圓形[6]。在筒體和封頭之間有一個(gè)密封采用簡單普遍的螺栓法蘭密封連接即可。為了方便進(jìn)出料、排氣等，需要在容器上設(shè)置接管進(jìn)行補(bǔ)償；對(duì)封頭上部焊接法蘭便于機(jī)架安裝。支座選用時(shí)要盡量實(shí)地實(shí)際考慮。安全附件種類極多，因要求不特別大，選用簡單安全閥就可滿足條件。為了及時(shí)控制反應(yīng)進(jìn)行，有必要安裝液面計(jì)、壓力表、測溫儀表等所需裝置，不過要減少開孔數(shù)和孔直徑以避免局部應(yīng)力增大。反應(yīng)需要一百左右的溫度條件且需要向不同溫度條件過渡變化，需要傳熱裝置提供穩(wěn)定準(zhǔn)確的溫度條件，常用元件有夾套和內(nèi)盤管。對(duì)于換熱面積要求兩者都可以符合時(shí)應(yīng)因結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、容易沖洗等特點(diǎn)，綜合考慮選用夾套。3.1.2確定夾套的直徑和高度夾套與釜體有可拆、不可拆式連接?？刹鹗椒奖阌谝粢欢螘r(shí)間打開容器進(jìn)行查看修繕及維護(hù)工作；不可拆式則適用于不需要打開容器，不需檢驗(yàn)修理的狀況下。對(duì)于筒體來說：液固相、液液相高徑比為1～1.3。夾套的內(nèi)徑:Dj=Dj+100=800mm；符合公稱尺寸標(biāo)準(zhǔn)。所以可取夾套高度:Hj=600mm查書得每米高的筒體容積為0.385m3，表面積Fi=0.385m2；當(dāng)筒體直徑取1200mm時(shí)對(duì)應(yīng)尺寸封頭表面積Fh=1.7117m2則夾套傳熱面積:3.1.3確定夾套的種類和壁厚其實(shí)夾套說白了實(shí)際就是容器外不同形狀的鋼結(jié)構(gòu)，有焊接結(jié)構(gòu)和法蘭結(jié)構(gòu)。在外壁和夾套之間創(chuàng)造出封閉區(qū)域。由于換熱面積要求不大最高溫度和壓力要求也不太大所以這里采用整體夾套中最常用的U形夾套（夾套工作壓力0.44MPa≤0.6MPa）。查第4版《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》D-1表得Q245鋼相應(yīng)溫度下許用應(yīng)力約為147MPa，焊接接頭系數(shù)取0.85，板厚取3～16mm，若取鋼板厚度負(fù)偏差,單面腐蝕的腐蝕余量[7]。校準(zhǔn)橢圓形夾套封頭的壁厚為：設(shè)計(jì)厚度為計(jì)算厚與腐蝕裕量的和，一般把設(shè)計(jì)厚度作為厚度尺寸指標(biāo)，大于這一指標(biāo)即已達(dá)到成形標(biāo)準(zhǔn)，所以取[7]。3.2攪拌傳動(dòng)裝置、密封裝置、開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)3.2.1攪拌傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器及機(jī)架。應(yīng)工作效率、工作環(huán)境等要求選額定功率7.5KW的Y-132M-4電機(jī)型號(hào)，查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表8-18知可選用傳動(dòng)比為12～6的齒輪減速機(jī)，具有效率高、使用成本較為滿意、組裝修理容易、滿足正向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)條件等特點(diǎn)且符合攪拌要求[7]。由于齒輪減速機(jī)不能承受軸向載荷所以雙支點(diǎn)機(jī)架是必要之選，這時(shí)為確保齒輪機(jī)只受轉(zhuǎn)矩，軸與減速機(jī)出軸的要用到彈性聯(lián)軸器連接。3.2.2密封裝置設(shè)計(jì)可拆密封裝置形式中法蘭連接較為簡單被普遍使用。法蘭連接需要法蘭、螺栓和墊片這三種主要物件。法蘭結(jié)構(gòu)選用3種法蘭中的整體法蘭中的平焊法蘭，使法蘭和筒體都不至于單獨(dú)負(fù)載受到極端過大的負(fù)載，且法蘭不會(huì)特別厚以至于不利于在壓力和溫度稍高的環(huán)境下工作。查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》表4-11根據(jù)介質(zhì)特性、壓力、溫度等密封面墊片可選用石棉板材料墊片和光滑面密封；為保證墊片的變形、回彈能力和螺栓預(yù)緊力，通常螺栓與螺母應(yīng)采用不同材質(zhì)，滿足螺栓硬度比螺母高以上，選擇較多可根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行選用[7]。3.2.3開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)應(yīng)技術(shù)參數(shù)要求，容器上不得不要開一些孔并接管。但開孔使材質(zhì)連續(xù)性降低，補(bǔ)強(qiáng)處理是解除局部應(yīng)力升高讓容器再正常工作的方法；接管補(bǔ)強(qiáng)只需要進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)即可[8]?？刹捎猛瑲んw材料的厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)避免應(yīng)力集中現(xiàn)象產(chǎn)生隱患因子。釜上壁厚裕量很大不驗(yàn)算開孔補(bǔ)強(qiáng)。3.3其他相關(guān)設(shè)計(jì)3.3.1支座和檢查孔設(shè)計(jì)支座主要起支撐和固定作用。這里根據(jù)情況從4種立式容器支座中選用支承式支座，其較為簡單方便。為了觀察反應(yīng)中釜的狀態(tài)要開手孔，其開設(shè)位置、數(shù)量和尺寸要滿足容器內(nèi)部可檢查需要即可。3.3.2超壓泄放裝置設(shè)計(jì)壓力泄放裝置是保障安全生產(chǎn)活動(dòng)的安全附件之一，但并非每臺(tái)容器都必須直接配置超壓泄放裝置。這里要求其實(shí)并不高所以雖然安全閥潛在“關(guān)不嚴(yán)、打不開”的隱患，但足夠保證正常使用。4環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)4.1環(huán)境保護(hù)作為一種高分子有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，反應(yīng)所不可避免附帶的污染物會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的危害。一個(gè)合格的企業(yè)或者一條完整的生產(chǎn)線必須要在凈化處理方面投入建設(shè)，建立凈化站處理廢水達(dá)到資源循環(huán)使用可以促進(jìn)可持續(xù)生產(chǎn)發(fā)展，也會(huì)減少以后對(duì)污染造成破壞治理的代價(jià)。任何裝置設(shè)備滿足生產(chǎn)工作要求的同時(shí)要考慮節(jié)約能源、節(jié)約資源、環(huán)保可持續(xù)等標(biāo)準(zhǔn)。4.1.1廢水處理乙烯基樹脂工藝生產(chǎn)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的廢水主要因存在大量有機(jī)廢物而需要凈化處理后排放，為了達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，采取有機(jī)物負(fù)荷法。一級(jí)處理最多只能去除顆粒狀絮狀廢渣、懸浮物；二級(jí)處理可去除一些有機(jī)物和懸浮凝結(jié)物，一般可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)；而三級(jí)處理則能夠消解廢水中的膠狀物以及一些溶解廢物，可以達(dá)到回收利用標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)車間相關(guān)計(jì)算主要采用以下三種方法：氧化還原法：通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)減少流出。電解法：通電將有害離子與陰陽極發(fā)生置換完成污染處理。生物法：利用微生物發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)氧化分解廢物進(jìn)行處理廢水。好氧型和厭氧型微生物都可被用來進(jìn)行廢水處理的工作，而且在二級(jí)處理中以生物法應(yīng)用最為普遍和環(huán)保[9，10]。本設(shè)計(jì)廢水處理主要以生物法為主。4.2安全生產(chǎn)生產(chǎn)所用的主要原料大多具有易燃性、毒性和腐蝕性，且連續(xù)生產(chǎn)過程離不開高溫、有電環(huán)境，還是有一定客觀風(fēng)險(xiǎn)存在的。生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水、廢渣和噪聲要進(jìn)行科學(xué)處理和防治，盡可能減少對(duì)環(huán)境污染程度和降低影響效果，所以顯得安全及環(huán)保方面的工作極為重要，也是關(guān)系到是否可以長期生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在安全生產(chǎn)中最值得注意的是防火、防爆的措施。廠區(qū)失火或者爆炸造成的破壞極為嚴(yán)重。應(yīng)按照消防部門有關(guān)規(guī)范規(guī)定在工藝路線和設(shè)備進(jìn)行定期隱患、檢修更換疲勞部件和非正常設(shè)備。相信隨著社會(huì)各行業(yè)的進(jìn)步與不斷發(fā)展，勞動(dòng)保護(hù)措施受到更多關(guān)注同時(shí)也會(huì)越來越趨于完善。4.3勞動(dòng)安全衛(wèi)生管理措施(1)根本上解決問題還是技術(shù)進(jìn)步才是最大幅度減少污染物的產(chǎn)生的方法，對(duì)產(chǎn)品加工技術(shù)和裝備設(shè)施進(jìn)行必要更新?lián)Q代，溯本正源。(2)崗位車間因大多原料有一定毒性應(yīng)保持充足通風(fēng)，避免有害氣體滯留或泄露造成人員傷亡。(3)工作區(qū)域與非操作區(qū)域應(yīng)保持相應(yīng)物理距離，生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)合理劃分。工作人員必須遵守規(guī)章制度穿戴好防護(hù)用品再進(jìn)入到操作區(qū)域進(jìn)行日常工作。(4)流水線車間應(yīng)規(guī)劃應(yīng)急搶救藥品角，保障常見突發(fā)狀況的臨時(shí)救治處理工作。要對(duì)工人技術(shù)員定期進(jìn)行安全知識(shí)教育宣講，規(guī)范嚴(yán)格可考慮進(jìn)行安全教育測評(píng)。(5)工人技術(shù)員要定期安排相關(guān)項(xiàng)目體檢工作，做到安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)和合法生產(chǎn)。5經(jīng)濟(jì)核算5.1成本合計(jì)表6成本合計(jì)名稱單位使用量單價(jià)成本環(huán)氧樹脂145.50kg/h2.15元/kg312.825元/h甲基丙烯酸86.24kg/h18元/kg1552.32元/h催化劑1.28kg/h17元/kg21.76元/h阻聚劑1.28kg/h120元/kg153.6元/h苯乙烯97.452kg/h9.9元/Kg964.77元/h電29.25KW/h1.8分/千瓦時(shí)0.53元/h人工支出50人（假設(shè)）5000/月250000元/月現(xiàn)VER產(chǎn)品市場價(jià)按28元/kg則年收入：28×2000×1000=5.6×107投入：(312.825+1552.32+21.76+153.6+964.77+0.53)×24×30×12=28970155.25.2其他花費(fèi)查資料假設(shè)車間每小時(shí)需花費(fèi)250元，后續(xù)廢物處理每時(shí)200元?jiǎng)t：(250+200)×24×30×12=3888000那么年凈收入：5.6×107-28970155.2-3888000=23141844.8；約2.3142×107元。結(jié)論近年來乙烯基樹脂在我國的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速,其制品的應(yīng)用廣泛,從一些方面上來說與人們的生活難以分離。本方法設(shè)計(jì)是一種年產(chǎn)2000噸乙烯基樹脂的制備工藝設(shè)計(jì),采用苯乙烯法作業(yè)合成產(chǎn)品。對(duì)題目背景和乙烯基樹脂的主要性質(zhì)特征及其背景作用進(jìn)行了簡要的介紹,提供了制備原理和方法,確定了各種制備技術(shù)方法的原材料配比、反應(yīng)環(huán)境條件和催化劑的使用量,所需要求設(shè)備選型及簡單的設(shè)計(jì),給定產(chǎn)量下物料及熱量衡算和概述廢物處理方法，解決了安全生產(chǎn)防護(hù)和經(jīng)濟(jì)核算問題。并繪制了相關(guān)CAD工藝流程圖。本設(shè)計(jì)相信會(huì)對(duì)樹脂發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力，希望會(huì)為乙烯基酯樹脂的定量生產(chǎn)提供一定參考。參考文獻(xiàn)[1]江先龍.乙烯基脂樹脂及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.08,6-15.[2]Chen,Jian-Nan;\o"Searchforarticlesbythisauthor"Zhao,Si-Pei;\o"Searchforarticlesbythisa