年产八万吨聚对苯二甲酸二乙醇脂(PET)合成的工艺设计

=30.750m3；反应液的总体积为：VT=VR/0.6=51.251m3；对于此反应可选用60m3不锈钢聚合釜，此釜的直径为650mm，筒体切线长度为975mm，长径比为1.5，釜重1016.6kg。此釜封头高度根据国标h=0.25D=162mm，封头直边高度为100mm。反应釜的壳套厚度选取100mm。5.2其他设备的选型其它的设备主要是泵的选择。工业生产中有进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵等，石油化工泵的选择应该满足流量，扬程、压力、温度、气蚀余量等工艺参数的要求，满足介质特性的要求和现场安装的要求。在选泵时：首先要综合考虑泵的流量。一方面，应按设计要求达到的能力确定泵的流量，并使之与其他设备能力协调平衡；另一方面，也要根据生产需要确定泵的流量。在确定泵的流量时应综合考虑装置的富裕能力及装置内各设备能力的协调平衡。其次根据生产要求确定泵的扬程。选泵时，由于工艺过程设计中管道系统压力降计算比较复杂，因此泵的扬程要留有适当的余量，一般为正常需要扬程的1.05～1.1倍。最后根据流体输送设备的特性曲线确定蚌型选泵时，确定哪一种设备，应在生产上所需要的流量和扬程后进行。5.2.1搅拌器的选型搅拌叶与搅拌轴之间的夹角不同，对流体产生的搅拌效果不同，按此原则可将搅拌桨大致分为三类。平叶桨：搅拌桨叶与搅拌轴平行，以剪切作用为主，流动类型为径向流动，如平桨、直叶或弯叶涡轮桨、锚式桨、框式桨等。折叶桨：搅拌桨叶与搅拌轴有一定的角度，以循环流动为主，流动类型为轴向流动，如斜桨、开启式折叶涡轮桨和圆盘式折叶涡轮桨等。螺旋叶面桨：搅拌桨叶绕搅拌轴螺旋上升，如推进式桨、螺杆式桨、螺带式桨等。一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结构合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。由于液体的黏度对搅拌状态有很大影响。所以根据搅拌介质黏度大小来选型是一种基本的方法。对于高黏度体系，由于黏度较大，不能有太大的剪切速率，否则易造成摩擦生热，另外还会使搅拌轴承受较大的扭矩，搅拌功率大，能量消耗大，因此高黏体系需在很低的转速下搅拌。在低搅拌转速条件下，物料处于层流状态，单靠流动是不能满足混合需要的，所以需要有较大的推动面积及搅拌直径。随着黏度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式等。根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态，本设计的搅拌器采用圆盘式斜叶涡轮桨和圆盘式直叶涡轮桨，搅拌级别为7-10级。根据《聚合物合成工艺设计》表6-4知圆盘式涡轮桨的Z=4~8，d/D=1/4~1/2，b/d=1/8~1/5，C/D=1，ut=2~10m/s，d:L:b=20:5:4，因此取d/D=1/3，则d=0.33×2600=867mmL=0.25d=0.25×867=217mmb=0.2d=0.2×867=173mm5.2.2换热器的选型在釜体外侧安装各种形状的钢结构，使其与釜体表面形成密闭的空间，在此空间内通入传热介质，这种结构称为夹套，搅拌釜一般都采用夹套这种传热装置。PET合成中有气体蒸出，且易夹带低聚物，所以夹套方式采用全包式，以便使低聚物遇到热的上封头时熔融，流回到反应液中，防止物料挂壁。当需要的传热面积较大，单靠夹套面积不能满足需求时，可采用内置传热装置的方法增加传热面积。内置传热器的主要型式有蛇管（盘管）式、列管式、直管式、传热环等多种型式。因为反应前期反应体系的黏度不大，因此本设计采用列管式换热器。5.2.3EG进料管道的选型由《化工原理》查得，20℃时,ρ＝1113kg/m3，μＥＧ＝23mPa·s，属于高黏度液体，查《聚合物合成工艺设计》，取u＝0.5m/s.则VS＝WS/ρ＝9124.39kg·h-1÷1113kg·m3÷3600s＝0.002277m3/sd＝(4VS/πu)1/2＝[4×0.002277÷(3.14×0.5)]1/2＝0.07617m＝76.17mm式中WS——EG的质量流量；VS——EG的体积流量。根据《化工设备机械基础》附录7，采用Ф80×3mm的热轧无缝钢管。第六章聚酯生产的三废处理6.1聚酯生产的三废处理国内聚酯生产初期,由于生产不稳定,废水排放失控,废水处理装置故障多,废水处理处于瘫痪状态.随着生产的稳定,废水排放的严格控制,设备和工艺的整改,废水处理实现了达标排放.废渣的处理也要做好,否则会造成二次污染.因安全技术原因,目前未能进行废气燃烧处理.PET生产中废水的来源主要是：热媒真空喷射水、锅炉排放水、缩聚真空喷射水、酯化废水汽提排放、EG和TEG回收废水等。废水处理主要有定期排放、经废水处理塔和废水处理站进行处理。从历史上看，如果生产稳定、质量稳定，则废水状况明显好转，因此在主工艺上，力求稳定生产，减少排放，减少开停车，减少一切意外事故的发生，只有在生产稳定的基础上，落地浆料，过滤器的清洗次数，各种不正常的大量排放才能得到有效的控制，与聚酯生产废水比较，废渣的量较少，但随着生产的继续，废渣不断增多，处理不好，容易造成二次污染，废渣量的多少，和生产量有直接关系，正常生产，各类过滤器清洗极少，工艺管道基本不用拆清，因而工艺排放极少，则落地PTA、浆料等排放物极少。根据生产情况，废渣主要有三个来源，相应有三种处理方法。废水中固体废弃物：废水中的固体物质主要是清洗水中夹带的PTA、低聚物，地板清洗水中的二氧化钛粉，切片粉末等，可静置分层后处理。乙二醇中的固体废弃物：日常生产，会有较多的工艺清洗。如浆料管线的清洗，酯化过滤器的清洗，预缩釜、终缩釜的清洗等等。用水清洗之前，必须排放工艺物质，排放物大多为EG和PTA的低聚物，利用建造分离池来处理废弃物，减少了工人的劳动强度，也有利于EG的回收，还减少二次污染。废料、废块：主要有聚酯废块和终缩釜、预缩釜固液分离器中分离的低聚物，可直接袋装处理。废气处理：酯化废水经汽提塔汽提后，汽提塔顶部排出大量废气，主要成分是乙醛等小分子有机物。按设计此部分废气应送到热媒炉内进行焚烧，但因技术及安全原因，从汽提塔投用至今，汽提尾气燃烧一直未实现。燃烧废气：第一加强公司炉工的技术水平，减少不正常的燃烧；二是把好重油质量关，采用低硫重油。聚酯三废处理工程实际上是一个系统工程，需要从多方面多层次入手，需要从思想认识，措施重视各方面进行加强。首先，必须稳定生产量，减少三废数量，如果生产不正常，无论是废水、废渣还是废气都大大增多，从而无法全部处理三废；其次，三废处理是个综合问题，必须全盘考虑，综合治理，任何生产装置都有一定的生产能力，污水处理装置也不例外。因此，必须对三废产生的所有环节进行控制。一切受控，三废均能处理，任何环节的失控，都会影响全局。良好的三废处理，既产生良好的社会效益，还产生经济效益。如海南兴业对缩聚真空喷射泵水系统进行水质处理后，增加了该水系统水的循环利用率，水消耗大大降低，由1997年前的每月消耗的6万吨水降到以后的每月3万吨，既节约水资源，还每月节约水费上万元。污水的达标排放，改善了周围的环境，排污费也从每月上万元降到几百元。6.2聚酯废料的回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET或简称聚酯）主要用语生产纤维、聚酯瓶、薄膜等。废聚酯的来源主要有两部分，一部分是生产加工过程中产生的废料、边角料；第二部分则是废气的聚酯包装，如聚酯瓶、聚酯薄膜等。第一种废聚酯较干净，可直接再利用；第二种废料往往带有污染物，必须经过分离先除去污染物和附加物才能进行回收利用。废聚酯的化学回收方法主要有以下几种：甲醇醇解法、水解法、醣酵解法和乙二醇解法。（1）甲醇醇解法的原理是利用废聚酯与甲醇反应，得到对苯二甲酸二甲酯和乙二醇。对苯二甲酸二甲酯可转化为对苯二甲酸或直接用作聚酯原料。甲醇醇解法的化学反应是对苯二甲酸二甲酯与乙二醇发生酯交换反应生成聚酯的逆反应。传统的甲醇醇解工艺尽管解聚反应比较简单，但产品的提纯却很复杂。如果用于解聚的聚酯质量低，就必须对甲醇、乙二醇和对苯二甲酸二甲酯的混合物进行分离。如果聚酯片中还有共聚单体，分离的难度就相应增加。有一些工艺将醇解后的产物以蒸汽的形式而不是液体的形式从反应器中取出。（2）水解法的原理是聚酯同水反应，将聚酯降解为对苯二甲酸和乙二醇。当温度高于100℃时，聚酯会发生水解，水解速度随温度的上升而加快。但要聚酯深度水解得到高纯度对苯二甲酸和乙二醇，其水解须在酸碱催化或高温高压条件下进行。（3）醣酵解法的原理是利用聚酯与乙二醇醛缩二乙醇反应生成多羟基化合物。该法以醋酸锌作催化剂，将聚酯废料、乙醇醛缩二乙醇、催化剂放入一个装有搅拌器、回流浓缩器的四颈树脂反应瓶中，并插入温度计，然后导入氮气，在150℃左右进行反应，反应进行一小时。在该温度下聚酯被溶解。将温度继续升高至190℃，并保持该温度直至反应完成，反应产物经冷却得到多羟基化合物。参考文献[1]肖长发等.化学纤维概论[M].中国纺织出版社，2008.[2]张洋.高聚物合成工艺设计基础[M].北京:化学工业出版社，2005.[3]陈声宗主编.化工设计[M].北京：化学工业出版社，2001.[4]谭天恩等.化工原理[M].北京:化学工业出版社，2008.[5]赵军，张有枕编.化工设备机械基础（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2007.[6]赵德仁，张慰盛主编.高聚物合成工艺学[M].北京：化学工业出版社，1997.[7]陈昀主编.聚合物合成工艺设计[M].北京：化学工业出版社，2004.[8]李克友，张菊华，向福如.高分子合成原理及工艺学[M].北京：科学出版社，1999.[9]侯文顺.高聚物生产技术[M].北京：化学工业出版社，2003.[10]陈乐怡，张从容等.常用合成树脂的性能和应用手册[M].北京：化学工业出版社，2000.[11]许周钦.影响聚酯切片产品质量的因素[J].山西化工，2003。[12]王凯，孙建中.工业聚合反应装置[M].北京：中国石化出版社，1997.[13]姚玉英，黄凤廉主编.化工原理（上）[M].天津：天津科学技术出版社，1990.[14]周菊兴主编.合成树脂与塑料工艺[M].北京：化学工业出版社，2000致谢本设计历时一个多月的时间，完成了设计说明书及物料流程示意图纸。以查阅相关资料为基础，罗老师的悉心指导和同学间的热心帮助与合作，才使这次设计得以圆满完成。在设计过程中我的指导老师罗老师循循善诱的教导和开拓创新的思路给了我无尽的启迪。他严谨细致的治学态度，一丝不苟、精益求精的工作作风一直是我工作、学习中的好榜样，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远，在此对他表示诚挚的谢意！此外，在进行设计时还得到同组设计人员的很多帮助，在和他们互相探讨，互相学习的过程中，我感受到集体团队的力量和同学之间的友谊，在此一并向他们表示感谢！由于水平有限，设计经验不足，设计中难免有出现疏漏和不妥之处，敬请各位老师指正。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入