设备选型

5.设备计算及选型5.1设备选型的目的、依据及基准1.设备选型的目的化工生产是原料通过一系列的化学、物理变化的过程，其变化的条件是化工设备提供的。因此，选择适当型号的设备、设计符合要求的设备，是完成生产任务、获得良好效益的重要前提。2.设备选型的依据设备的选择是根据物料衡算、热量衡算的结果进行的，根据物料衡算的数据可以从《化工工艺设计手册》上查取并选择所需的设备型号，在根据其所对应的参数结合热量衡算的数据对所选设备进行校核，使其经济上合理，技术上先进，投资少，加工方便，采购容易，水电汽消耗少，操作清洗方便，耐用易维修。3.设备选型的基准根据各单元操作反应的周期，计算出生产批次，在由总体积计算出单批生产体积，以此数据查找《化工工艺设计手册》，对设备进行选择。5.2不同设备的选型计算1.储罐的选型储罐用以存放酸碱、醇、气体、液态等提炼的化学物质。其种类有很多，大体上有：滚塑储罐，玻璃钢储罐，陶瓷储罐、橡胶储罐、焊接塑料储罐等。就储罐的性价比来讲，现在以玻璃钢储罐最为优越，其具有优异的耐腐蚀性能，强度高，寿命长等，外观可以制造成立式，卧式，运输，搅拌等多个品种。本次工程中需要用到的储罐有3-N-吗啡啉丙磺酸缓冲溶液储罐，四氢呋喃储罐，甲醇储罐，以及树脂预处理所用到的重生树脂所要用的溶剂乙醇的储罐。（1）3-N-吗啡啉丙磺酸缓冲溶液储罐缓冲溶液的体积：V=水m=11899.1061=1061.1899L圆整容积2500L，选用V111钢衬塑储罐Φ1200*2240*4,材料纯聚乙烯，不锈钢304,容积2500L面积1.1304m2。（2）四氢呋喃储罐四氢呋喃的体积：V=四氢呋喃四氢呋喃m=89.01011.6276=1136.66L选用V112玻璃钢卧式罐Φ1200*1400*5，材料不锈钢304，容积1583L，面积1.1304m2。（3）甲醇储罐甲醇的体积：V=甲醇甲醇m=79.0149.9410=189.80L选用V113立式储罐Φ500*1000，材料不锈钢304，容积196.25L，面积0.19625m2。(4)浓缩储罐浓缩储罐里面的物料是四氢呋喃和甲醇甲醇的体积：V甲醇=甲醇甲醇m=79.02706.85=107.94L四氢呋喃的体积：V四氢呋喃=四氢呋喃四氢呋喃m=89.0644.9393=724.65L总的体积：V总=107.94+724.65=832.59L选用V114立式储罐Φ1000*1600*5，不锈钢304，容积，面积（５）异丙醇储罐异丙醇的体积：Ｖ异丙醇＝146.73Ｌ选用V115立式储罐Φ500*1000*3，容积150Ｌ，材料不锈钢3042.真空输送机真空输送机型号：TSVC输送物料的质量：m缩合物=189.7988Kg输送机Φ250*1051，重26kg，材料不锈钢304，3．气体压缩机气体压缩机型号：ZW-0.8-1-6气体的质量：m氢气=6.6430kg外形尺寸(长×宽×高)mm1200×800×1100,机身材料HT2504.列管换热器换热器型号：QLGLC-20-T换热面积20m25.氢化反应釜氢化反应的时间:6h预处理的时间：1h则反应周期t=7h理论最大生产批次n=24÷7≈3根据实际情况，选用日新生产批次n=1（每个反应釜均日生产批次均为单批生产）由计算可知，还原釜的进料组成，见表5-1。表5-1氢化反应各投入物料的质量及密度原料名称质量Kg密度g/ml缩合物189.79881.49氢气6.64300.0899钯炭18.9799四氢呋喃1011.62760.89甲醇149.94100.793-（N-吗啡啉）丙磺酸22.20651.30H2O1065.79901.0水的体积：V水=纯化水纯化水m=11065.7990=1065.799L四氢呋喃的体积：V四氢呋喃=四氢呋喃四氢呋喃m89.01011.62761136,66L甲醇的体积：V甲醇=甲醇甲醇m79.0149.9410=189.80L3-（N-吗啡啉）丙磺酸的体积：V丙磺酸=丙磺酸丙磺酸m3.122.2065=17.08L则进料总体积：V总=V水+V四氢呋喃+V甲醇+V丙磺酸=2409.339L对于不起泡的物理或化学过程，一般装料系数对于不起泡的物理或化学过程，一般装料系数0.7-0.8（取0.75）；对于沸腾的或有泡沫产生的物理或化学过程，一般装料系数0.4-0.6（取0.56）；流体的计量及储存设备，一般装料系数0.85-0.9（取0.9）。设装料系数75.0则单批的釜体积V单批釜=总V3212.452L查找《化工工艺设计手册》第四版（下）页。圆整后体积为3500L，选用3500L的特质不锈钢加氢釜R334,Φ1800*25006.微孔过滤洗涤机钯碳的质量为：m钯碳=18.9799kg微孔过滤洗涤机型号：PE简体Φ300，过滤面积：0.25-100m2,材料316L或304不锈钢7.单效降膜蒸发器由计算可知，蒸馏釜的进料组成，见表5-2。表5-2减压蒸馏各投入物料的质量及密度原料名称质量Kg密度g/ml美罗培南（液体）111.93401.42缩合物9.39501.493-（N-吗啡啉）丙磺酸24.67381.30甲醇149.94100.79四氢呋喃1011.62760.89水1183.70891.0对氨基甲苯54.82890.99水的体积：V水=纯化水纯化水m=0.17089.1183=1183.7089L美罗培南的体积：V美罗培南=美罗培南美罗培南m=1.42111.9340=78.826L缩合物的体积：V缩合物=哦何物缩合物m=1.499.3950=6.305L3-（N-吗啡啉）丙磺酸的体积：V丙磺酸=丙磺酸丙磺酸m1.3024.6738=18.98L甲醇的体积：V甲醇=甲醇甲醇m=-0.79149.9410=189.80L四氢呋喃的体积：V四氢呋喃=四氢呋喃四氢呋喃m89.01011.6276=1136.66L对氨基甲苯的体积：V对氨基甲苯=对氨基甲苯对氨基甲苯m=0.9954.8289=55.38L物料总的体积：V总=V水+V美罗培南+V缩合物+V丙磺酸+V甲醇+V四氢呋喃+V对氨基甲苯=2669.66L圆整3000L，蒸出总体积三分之一甲醇和四氢呋喃，求出蒸出的甲醇和四氢呋喃的体积。m甲醇=85.2706kg,V甲醇=甲醇甲醇m=79.02706.85=107.94Lm四氢呋喃=644.9393kg，V四氢呋喃=四氢呋喃四氢呋喃m=89.0644.9393=724.65L总的体积：V总=107.94+724.65=832.59L８.大孔树脂吸附柱每毫克大孔树脂吸附７０毫克的美罗培南，美罗培南有111.9340ｋｇ，计算得出需要大孔树脂1600L，选用型号为HP20大孔树脂Φ800*4000，容积1900Ｌ。产品技术指标参数：（1）极性:非极性（2）平均孔径AVE:290-300(3)孔容ml/g:1.20-1.24(4)粒径范围：0.315-1.25mm≥90%（60-16目）(5)含水量：45-60%(6)表观密度g/ml:0.44-0.48(7)骨架密度g/ml:1.03-1.07(8)湿真密度g/ml:1.03-1.07(9)湿视密度g/ml:0.65-0.70(1０)比表面积m²/g:500-600９.异丙醇单效降膜蒸发器10.超滤机超滤的目的是除去细菌，选用的型号是16011W1-6KD，外压式，外径×长度(mm)160×1115，外壳UPVC，膜材料聚砜（PS）。型号W1-6KDW1-10KDW1-20KDW150KD外径×长度（mm）160×1115形态外压式外壳UPVC膜材料聚砜（PS）截留分子量6000初始透水量（m³/h）1.0测试压力（MPa）0.2测试温度（℃）25最高操作压力（MPa）0.3最高进水温度（℃）40耐PH范围1-14设计水通量（m³/h）0.751.01.52.011.过滤洗涤三合一选型UNFCD2000公称过滤面积3.1m2,内直径2000mm,公称容积3L，筒体高度1000L，滤饼厚度400mm。12.脱色釜型号R401A-B，开式反应罐Φ1300×1750，公称容积2000L，材质不锈钢304。13.超滤机超滤的目的是除去细菌，选用的型号是16011W1-6KD，外压式，外径×长度(mm)160×1115，外壳UPVC，膜材料聚砜（PS）。14.过滤机型号ZH-400，Φ400*10外形尺寸900×600×1000，过滤面积1.25m2材质不锈钢316L。15.结晶罐型号R，Φ1500*4480，材质不锈钢30416.过滤洗涤三合一型号UNFCD2600，外形尺寸Φ2600*1000*400，材质不锈钢30417.系列自动提升料斗混合机型号HZD300A，外形尺寸2500*2410*2555，材质不锈钢304，面积6.025m218.NTD系列料斗提升加料机型号NTD1800，主要技术参数，L=2365mm，L1=600mm,L2=1150mm,W=750mm,W1=750mm,H=4600mm,H1=2500mm,H2=4400mm,净负载1800Kg。