脂肪醇聚氧乙烯醚车间工艺设计

1目录第1章物料及热量衡算...............................................................................................................21.1物料衡算基准....................................................................................................................21.2管道物料衡算及有关反应时间计算.................................................................................21.3预反应、反应及熟化阶段的物料衡算..............................................................................61.4阶段数据表格....................................................................................................................8第2章设备计算...........................................................................................................................92.1反应回路换热器E0101的选型计算.................................................................................92.2反应回路换热器E0102的选型计算...............................................................................152.3反应回路换热器E0104的选型计算...............................................................................212.4导热油加热器E0103的选型计算...................................................................................27第3章泵的选择.........................................................................................................................333.1PC-0101反应回路循环泵扬程计算.................................................................................333.2PC-0101反应回路循环泵的选型.....................................................................................35第4章中和釜体积及搅拌器功率计算.....................................................................................364.1中和釜体积计算..............................................................................................................364.2搅拌器的功率计算..........................................................................................................36附表...........................................................................................................................................382第1章物料及热量衡算1.1物料衡算基准说明：硬脂酸（C15H24O）+10EO，年产量60000吨，日产量（按300天计）200吨，每批10吨=10000kg，每天20批链起始剂分子量284.48Mst最终产品分子量284.481044.05724.98Mfp每批起始剂的量：284.4810000100003923.97724.98MstWstkgMfp环氧乙烷EO的量：44/3923.971044/284.486076.03WoxWstnMstkg故：3923.97+6076.03=10000.00kg催化剂的量：NaOHkg81.23%42/%1.010000中和剂：CH3COOHkg31.15%)9840/(60%1.010000)M/(M%1.010000NaOHHAC1.2管道物料衡算及有关反应时间计算1.2.1管线（2）由附录已知EO液体流速G=10000kg.h-1EO最快加料时间：3/6076.03/1000036.5minWoxG实际操作中管道内流体流速不能达到最大值对加料时间进行取整：40min此时管线内质量流速：'/3923.97/300007.85minGWox1.2.2管线（3）已知链起始剂的流速G=30000kg.h-1起始剂最快加料时间：3923.97/300007.85min对加料时间取整为：min10'此时管内实际质量流速：'/'3923.97/(10/60)23543.82/GWstkgh1.2.3管线（5）、（7）、（8）催化剂的质量流速860kg.h-1其中：58%水质量流速80.498%58860kg.h-142%NaOH质量流速20.361%42860kg.h-142%NaOH最快加料时间：min95.3h066.020.361/81.23G/WNaOHNaOH取整为min5'则此时42%NaOH溶液在管道中实际质量流速：72.285)60/5/(81.23'GNaOHkg.h-1催化剂在管道内实际质量流速：29.680%42/72.285%42/'GNaOHkg.h-14因为：以PD101为衡算范围，输入=输出所以：（7）、（8）号管线质量流速相等。管线（5）中催化剂NaOH的最大质量流速为2860kg/h则经验系数：33.3860/2860由《技术文件及装置操作手册》知，加料时间定为5min则（5）中流速：37.226529.68033.3'OHNaGGkg.h-142%的NaOH46.951%4237.2265kg.h-12%的H2O91.1313%5837.2265kg.h-11.2.4管线（6）、（9）、（10）管（9）中和剂的质量流速为600kg.h-1其中：98%CH3COOH质量流速：588600%98kg.h-12%的H2O的质量流速：12600%2kg.h-198%CH3COOH最快加料时间：1.56min0.026h15.31/588/GWCH3COOH取整为min5'则此时98%CH3COOH的实际质量流速：72.183)60/5/(31.15'GCH3COOHkg.h-1其中：98%CH3COOH180.0598%183.72kg.h-12%的H2O3.672%183.72kg.h-1以中和计量泵为衡算范围：输入=输出所以：（9）、（10）号管线质量流速相等。5管（6）中和剂最大质量流速2000kg.h-1经验系数：33.3600/2000由《技术文件及装置操作手册》知，加料时间定为5min则（6）中流速：79.61172.18333.3'GGCOOH3CHkg.h-198%CH3COOH55.599%9879.611kg.h-12%的H2O24.12%279.611kg.h-11.2.5管线（11）、（12）、（13）反应回路小循环泵PC-103每次循环量为10000kg,每小时循环次数为6.5次，每小时质量流速G=6.510000=65000kg.h-1流经管线（11）的物料通过反应循环泵PC-103之后，流经管线（12），最后经反应换热器E-102，流经管线（13）的连续过程中，泵和换热器内部都没有积累，即对每一个设备来说，输入=输出，故管线（11）、（12）、（13）的质量流速均为G=65000kg.h-11.2.6管线（17）、（18）、（19）反应回路小循环泵PC-103每次循环量为10000kg,循环次数为36次/h,每小时质量流速为360000kg.h-1，在连续操作过程中，PC-101和换热器E-101中不可有积累。所以管线（17）、（18）、（19）中质量流速都相等360000kg.h-1。1.2.7管线（16）、（22）、（23）管线（16）是小循环产品出料管线流速已知为40000kg.h-1，管线（22）是大循环产品出料管线流速已知为150000kg.h-1，若卸料只靠小循环回路泵，即只从管线（16）卸料，则10吨产品出料时间=10000/40000=0.25h=15min若卸料只靠大循环回路泵，即只从管线（22）出料时，则10吨产品出料时间=10000/150000=0.067h=4min。6而实际生产中卸料应先是大小循环回路同时卸料，即（22）、（16）同时卸料，达到一定程度，液位不再满足大循环回路时，就只能从（16）管线卸料。考虑上述原因，每批醇醚产品出料时间取=10min,则管线平均每小时卸料6000010/6010000Gkg.h-1，卸料只靠小循环泵时，（23）的实际流速G=40000kg.h-1。卸料前期管线（23）的流速G60000kg.h-1。取：150000kg.h-1。1.2.8中和部分管线（13）、（14）管线（13）的流速为35000kg.h-1卸料min17h29.035000/10000，取整min25此时，实际流速24000)60/25/(10000Gkg.h-1因为以pv-104A/B为衡算范围，输入=输出所以管线（13）、（14）流速相等。1.3预反应、反应及熟化阶段的物料衡算1.3.1预反应EO总量为4050kg.h-1在预反应阶段加入5%HOHHCEOOHHCCCHO922(23152315)9220396616x6428.6×5%y∴kgx57.178396/%56.6428220kgy00.500396/%56.64286167所以，在预反应阶段反应链起始剂用量178.57kg,得500.00kg产品。1.3.2反应阶段加入剩余的EO，但只有95%参加反应，故HOCHCHOHCEOOHHC9)(92223132313220396616x6428.6×95%×95%ykgx23.3223396/%95%956.6428220kgy04.9025396/%95%956.64286161.3.3熟化阶段HOCHCHOHCEOOHHC9)(92223132313220396616x6428.6×95%×5%ykgx64.169396/%5%956.6428220kgy00.47539