毕业设计中期报告

毕业设计中期报告 院系名称 化学化工学院 班 级 化 091 1 学 号 学生姓名 指导教师 2013 年 5 月 12 日 毕业设计中期报告毕业设计中期报告 学院 化学化工 学院 班级 学生 姓名 指导 教师 课题名称 课题名称 合成聚丙烯腈的车间设计合成聚丙烯腈的车间设计 课题主要任务 课题主要任务 1 熟悉了解聚丙烯腈合成纤维的主要原料及其工艺路线 2 根据市场需求及发展趋势确定生产的可行性及生产规模 3 熟悉了解各主要原料 催化剂引发剂以及水电等价格 4 根据生产规模及标准确定该工艺中所用到的各种设备 辅助设备的大小 型号 5 根据现状预测所需投资费用 6 绘制 CAD 流程图及装配图等 1 1 简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 1 查阅文献及借助网络得到了与课题相关的资料并进行整理收藏 2 确定工艺路线以及该工艺的可行性 聚丙烯腈的水相沉淀聚合工艺流程图聚丙烯腈的水相沉淀聚合工艺流程图 3 根据所查阅的资料 确定主要原料 原料配比 主要设备 辅助设备等 主要原料有丙烯腈 甲基丙烯腈甲酯 NaClO CuSO NaHSO NaNO 343 3 ME NaSCN 加蓝剂等 原料配比 AN MMA 90 6 9 4 主要设备 储罐 聚合釜 脱单塔 过滤机 纺丝机等 4 物料衡算及聚合釜的计算 丙烯腈聚合过程以及后处理中损失量为 3 而聚合釜单釜的转化率只有 83 6 由此可以算出每批投入的总单体量 两种单体 每批投入的总单体量 15414 59kg B m 体总单 50000 1000 0 97 0 836 4000 1 第二单体甲基丙烯酸甲酯 MMA 的投料量可以根据其与丙腈 的进料比确定 AN MMA 90 6 9 4 每批投料量 9 4 1448 97kg B MMA mm 体总单 1 每批投入总单体量 90 6 13965 62 kg BmANm 体总单 1 其他原料的投料量可以根据 NaClO NaHSO 5H O NaNO ME 与总单体的比值确定 334 CuSO 23 每批 NaClO 投料量 0 53 81 70kg B 3 3 NaClO mm 体总单 1 每批 NaHSO 投料量 1 7 262 05 kg B 3 3 NaHSO mm 体总单 1 0 00103 0 159kg B 42 CuSO5H O m m 体总单 1 每批 NaNO 投料量 0 92 141 81 kg B 3 3 NaNO mm 体总单 1 每批 ME 投料量 0 43 66 28 kg B ME m 体 m 体总单 1 每批水投入量 28252 8 kg B m体m 体总单 10035 3 35 3 体 1 聚合釜总加料量 其计算公式为 d w d wm 体总单 m体 3 NaClO m 3 NaHSO m 42 CuSO5H O m 3 NaNO m ME m 体 15414 59 28252 80 81 70 262 05 0 159 141 81 66 28 44219 39 kg B 1 中止罐物料衡算 聚合釜内 pH 1 9 为调节釜内 pH 5 5 需加入 2 NaOH 溶液 29 29m 3 2 1 聚合釜釜体几何尺寸设计 1 聚合釜实际体积计算 聚合釜中反应混合液的密度选择 聚合釜中主要组份水的密度为 1000 m kg 丙烯腈的密度为 810 kg 甲基丙烯酸甲酯相对密度为 944 kg 3 m 3 m 由于水和丙烯腈占绝大部分所以取反应混合液密度 950 kg 3 m m 3 m 反应混合液体积 46 55 取 0 8 作装料系数 R V d m w 44219 39 950 3 m 则聚合釜实际体积 58 19 T V R V 46 55 0 8 3 m 2 聚合釜的尺寸以及上下封头尺寸设计 使用标准椭圆封头 标准椭圆封头的体积为 0 131 封头高度 D 4 3 Dh体 令 h 为釜体直边高度 H 为聚合釜釜体总高度 则 H h 2 h D 2h体 若取 H D 1 5 则有 H 1 5D h D 2 则有 h D h 0 262 0 262 1 047 T V 4 2 D 3 D 4 3 D 3 D 3 D D 3 816 m 3 T V 1 047 3 58 19 1 047 根据标准 选定为 4 0m 釜体直边高度为 h 3 30m T 2 V 2V 0 785 D 体 3 2 0 131 4 0 0 785 4 0 58 19体2 釜体实际高度为 H h 2 3 30 2 4 0 4 5 3m h体 聚合釜的实际容积为 h 0 262 0 785 3 3 0 262 58 22 T V 4 2 D 3 D 2 4 0 3 4 0 3 m 聚合釜实际长径比 H D 5 3 4 1 325 上下封头均为标准椭圆封头 其直径 4 00m D体 D 4 1 00m 1000mm 封头直边高度 为 40mm 壁厚在 20 36mm h体h体 釜体圆形直筒部分高度 3 3 2 0 04 3 22m 2 2 存在的主要问题及解决办法存在的主要问题及解决办法 存在问题 1 聚丙烯腈纤维最近几年的市场需求在网络上很难找到 2 对物质的物性参数及所需设备了解较少 3 由于对化工生产缺乏实际了解 故设计的整个生产工艺流程比较粗糙 4 整个生产流程加入的物质较多 计算复杂 聚丙烯腈原液处理部分耗时较 长 不知如何实现连续生产 解决办法 1 多查阅资料根据预测及市场需求趋势确定聚丙烯腈纤维需求现状 2 借助一些查询软件和工具进行查询物性 3 查阅资料和标准或者请教老师和同学完成设备的详细计算以及生产工艺流 程的优化 3 3 下一步的主要研究任务 具体设想与安排下一步的主要研究任务 具体设想与安排 1 根据所需和资