140萬(wàn)噸∕年pta的氧化反應(yīng)-結(jié)晶系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　140萬(wàn)噸∕年P(guān)TA的氧化反應(yīng)-結(jié)晶系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b&

3、gt;</p><p>　　來(lái)自于氧化反應(yīng)器的TA漿料含有部分氧化中間產(chǎn)物及微量的未反應(yīng)的對(duì)二甲苯，因此通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)氣體分布器將一些空氣噴入液體，可以在氧化第一CTA結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)一步被氧化。然后通過(guò)閃蒸蒸汽使氣體大量上升帶走大量的熱量，由于停留時(shí)間較長(zhǎng)，連續(xù)閃蒸結(jié)晶會(huì)在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生變大的小晶體。結(jié)晶器中設(shè)計(jì)一個(gè)渦輪攪拌器，有利于氣泡向中間集中帶走熱量，液體被甩向周邊促進(jìn)結(jié)晶。</p><p>

4、;　　來(lái)自于氧化第一結(jié)晶器的漿料通過(guò)液位控制進(jìn)入到第二和第三結(jié)晶器繼續(xù)進(jìn)一步結(jié)晶，而氧化第一結(jié)晶器出來(lái)的蒸汽通過(guò)氧化第一結(jié)晶器冷凝器和出口冷凝器進(jìn)行冷凝，最后到氧化反應(yīng)器頂部系統(tǒng)循環(huán)利用。因此設(shè)計(jì)冷凝器的時(shí)候要考慮到是氣體最大化地冷凝。</p><p>　　討論了結(jié)晶的機(jī)理，以及怎么樣設(shè)計(jì)氣體分布器和攪拌器才能更好地促進(jìn)結(jié)晶和帶走熱量，結(jié)果也知道了設(shè)計(jì)的器械的選型和整個(gè)結(jié)晶系統(tǒng)的工藝流程。</p>

5、<p>　　【關(guān)鍵詞】：氧化；閃蒸；冷凝；結(jié)晶</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　From the oxidation of reactor TA slurry containing the partial oxidation of middle product and the trace of p-xylene no

6、t response, so the design a gas sparger will some air spray into the liquid, can be in oxidation first CTA the crystallizer further oxidation. Then through the braising steam that gas large rise away a lot of heat, due t

7、o stay longer, continuous flash vaporization crystallization in the crystallizer will produce greaten small crystals. Mould design a turbine blender, be helpful </p><p>　　From oxidation first crystallizer by

8、 the slurry level control into second and third mould continue to further crystallization and oxidation first mould out by oxidation first crystallizer steam condenses the condenser and export condenser, finally to oxida

9、tion reactor top system recycling. So when designing condenser must consider is gas maximize and condensation. </p><p>　　Discusses the mechanism of how, and crystallization design gas distributor and blender

10、 to better promote crystallization and take away heat, the results also know the design of the equipment selection and the whole crystalline system process flow. </p><p>　　【keyword】：Oxidation; Braising; Cond

11、ensing; Crystallization </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　1.任務(wù)說(shuō)明書2</b></p><p>　　1.1 工業(yè)PTA生產(chǎn)方法2</p><

12、p><b>　　1.2結(jié)晶機(jī)理2</b></p><p>　　1.3 三個(gè)結(jié)晶器反應(yīng)概述：3</p><p>　　1.4 工藝流程設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.氧化結(jié)晶系統(tǒng)5</p><p>　　2.1 氧化第一結(jié)晶器的設(shè)計(jì)與選型5</p><p>　　2.2壓縮空氣進(jìn)入到溶液中

13、傳熱過(guò)程的計(jì)算8</p><p>　　2.3結(jié)晶器內(nèi)氣體分布器的設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.4人孔設(shè)計(jì)12</p><p>　　2.5氧化第一結(jié)晶攪拌器的設(shè)計(jì)與選型13</p><p>　　2.6 氧化第一結(jié)晶器冷凝器的設(shè)計(jì)與選型16</p><p>　　2.7氧化第一結(jié)晶器出口冷凝器的設(shè)計(jì)與選型18

14、</p><p>　　2.8氧化第一結(jié)晶器出口分離器22</p><p>　　2.9氧化第一結(jié)晶器分液罐22</p><p>　　2.10氧化第二結(jié)晶系統(tǒng)22</p><p>　　2.11氧化第三結(jié)晶系統(tǒng)22</p><p>　　3.車間（工段）布置設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.1

15、車間（工段）布置設(shè)計(jì)的意義24</p><p>　　3.2車間（工段）布置設(shè)計(jì)與評(píng)述24</p><p><b>　　4.工程概算25</b></p><p>　　4.1設(shè)備一覽表25</p><p>　　4.2 動(dòng)力（水、電、汽）消耗定額及消耗量表25</p><p>　　4.3 車間

16、人員編制26</p><p>　　4.4 車間成本估算26</p><p>　　5.環(huán)境保護(hù)和安全措施27</p><p>　　5.1環(huán)境保護(hù)27</p><p>　　5.2 安全措施27</p><p><b>　　6. 結(jié)論28</b></p><p>&l

17、t;b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著中國(guó)化纖行業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)中國(guó)PTA產(chǎn)業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，PTA市場(chǎng)需求強(qiáng)勁。這就直接導(dǎo)致了PTA產(chǎn)能的快速發(fā)展壯大。特別是自2

18、003年P(guān)TA項(xiàng)目由行政審批制改為核準(zhǔn)制以后，PTA產(chǎn)業(yè)步入了一個(gè)飛速發(fā)展時(shí)期，其發(fā)展速度之快，令人瞠目。正是由于龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，2003年至2011年間中國(guó)PTA項(xiàng)目和產(chǎn)能出現(xiàn)了飛速發(fā)展。</p><p>　　PTA為精對(duì)苯二甲酸(Purified Terephthalic Acid)的英文縮寫，是重要的有機(jī)原料之一，其用途主要是生產(chǎn)聚酯纖維、聚酯瓶片和聚酯薄膜等，因此廣泛應(yīng)用于化學(xué)纖維、輕工、電子等多個(gè)領(lǐng)

19、域。</p><p>　　對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)人口大國(guó)來(lái)說(shuō)，化學(xué)纖維需求量是龐大的。最近幾年來(lái)這個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展也證明了這一點(diǎn)?；瘜W(xué)纖維的需求傳遞到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，無(wú)疑使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都有迅猛擴(kuò)張之勢(shì)。</p><p>　　而生產(chǎn)PTA，其中重要一部分是氧化反應(yīng)中的結(jié)晶系統(tǒng)，由此引出我研究的課題，自氧化反應(yīng)器出來(lái)的漿料經(jīng)過(guò)三個(gè)串聯(lián)的結(jié)晶器降溫、降壓后，由泵送入旋轉(zhuǎn)真空過(guò)濾器（RVF）進(jìn)行固液分離。&l

20、t;/p><p>　　結(jié)晶階段的目的是為了減少反應(yīng)產(chǎn)品的壓力和溫度，以便通過(guò)旋轉(zhuǎn)真空分離器從母液中分離CTA晶體。此外結(jié)晶器還在反應(yīng)段和產(chǎn)品回收段之間提供緩沖能力。</p><p><b>　　1.任務(wù)說(shuō)明書</b></p><p>　　1.1 工業(yè)PTA生產(chǎn)方法</p><p>　　目前世界PTA生產(chǎn)廠家采用的技術(shù)雖有差異

21、，但歸納起來(lái)，大致可分為以下兩類： </p><p>　　(1) 精PTA工藝，此工藝采用催化氧化法將對(duì)二甲苯氧化成粗對(duì)苯二甲酸，再用加氫還原法除去雜質(zhì)（對(duì)羧基苯甲醛），就將CTA精制成PTA，這種工藝在PTA生產(chǎn)中居主導(dǎo)地位。 </p><p>　　(2) 優(yōu)質(zhì)聚合級(jí)TA工藝（QTA，EPTA），這種工藝采用催化氧化法將對(duì)二甲苯氧化成粗對(duì)苯二甲酸，再用進(jìn)一步深度氧化法將粗對(duì)苯二甲酸精制成

22、聚合級(jí)對(duì)苯二甲酸。 </p><p>　　兩種工藝路線產(chǎn)品質(zhì)量有所差異，即兩種產(chǎn)品所含雜質(zhì)總量相當(dāng)，但雜質(zhì)種類不一樣。PTA產(chǎn)品中所含PT酸較高，4－CBA較低，而QTA（或EPTA）產(chǎn)品中所含雜質(zhì)與PTA相反，4－CBA較高，PT酸較低。</p><p>　　我所研究的是PTA生產(chǎn)由粗對(duì)苯二甲酸制備（氧化單元）和粗對(duì)苯二甲酸精制（精制單元）組成，CTA氧化單元主要由工藝空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，催

23、化劑調(diào)配系統(tǒng)，氧化反應(yīng)及冷凝系統(tǒng)，結(jié)晶，分離，干燥系統(tǒng)，溶劑脫水及雜志回收，母液處理系統(tǒng)，尾氣洗滌、處理及干燥系統(tǒng)和醋酸收集系統(tǒng)等組成。反應(yīng)過(guò)程中，原料對(duì)二甲苯和醋酸混合物在鈷、錳為催化劑，以溴化氫為促進(jìn)劑，與空氣產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成對(duì)苯二甲酸，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成的對(duì)苯二甲酸大部分在反應(yīng)中結(jié)晶出來(lái)形成漿料。</p><p><b>　　1.2結(jié)晶機(jī)理</b></p><

24、p>　　對(duì)二甲苯氧化所得到的產(chǎn)物為粗對(duì)苯二甲酸，會(huì)隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行，對(duì)苯二甲酸從溶劑中結(jié)晶析出。此過(guò)程中反應(yīng)與結(jié)晶藕合，具體過(guò)程研究起來(lái)較困難。而且目前CAT反應(yīng)結(jié)晶還沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道，因此本文從最基本的結(jié)晶機(jī)理出發(fā)，了解整個(gè)CTA的結(jié)晶過(guò)程。</p><p>　　溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出是一個(gè)固相形成的過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)既有熱量又有質(zhì)量傳遞的過(guò)程。其實(shí)結(jié)晶機(jī)理大家都懂，在一定條件下某一種物質(zhì)溶解在某一種溶劑中，

25、都會(huì)有一個(gè)最大的限度，這個(gè)限度就是溶解度。當(dāng)溶質(zhì)濃度小于或等于飽和濃度時(shí)，無(wú)晶體析出;當(dāng)溶質(zhì)濃度大于飽和濃度，并達(dá)到一定的過(guò)飽和度時(shí)，有晶體析出。所以結(jié)晶包括三個(gè)過(guò)程:形成過(guò)飽和溶液;晶核形成;晶體生成。</p><p>　　1.2.1 晶體成核</p><p>　　在過(guò)飽和溶液中，當(dāng)能量在某一瞬間和某一區(qū)域達(dá)到一定量的高值時(shí)，就有利于形成晶核。成核過(guò)程在理論上分為兩大類:一、初級(jí)成核;二

26、、二次成核。而初級(jí)成核又分為均相初級(jí)成核和非均相初級(jí)成核兩種。但萬(wàn)一只有過(guò)飽和度的存在，就并不能充分保證結(jié)晶過(guò)程的發(fā)生。因此在晶體形成以前，溶液中必須存在細(xì)小固體顆粒、晶核作為成核中心。成核可以自發(fā)產(chǎn)生，也可以人工誘發(fā)產(chǎn)生。在溶液中，成核可以由攪拌、控制溫度、控制容器內(nèi)壓力等引起。</p><p>　　1.2.2 晶體生長(zhǎng)</p><p>　　有一些專家從微觀角度考察了晶體生長(zhǎng)的機(jī)理，認(rèn)為

27、經(jīng)過(guò)溶液擴(kuò)散的溶質(zhì)分子首先吸附在晶體表面，然后再結(jié)合到晶體的晶格中。而且光滑晶體的表面可看作為一個(gè)二維平面結(jié)構(gòu)，新的溶質(zhì)分子只能在這些表面上遷移，才能找到有利于晶體生長(zhǎng)的位置。譬如如果在位置A，溶質(zhì)分子只能與晶體一個(gè)表面進(jìn)行結(jié)合，但是對(duì)于位置B和位置C，他們分別為溶質(zhì)分子提供了兩個(gè)或者三個(gè)可供結(jié)合的表面，因此更加有利于溶質(zhì)分子的結(jié)合。表面吸附，表面擴(kuò)散以及生長(zhǎng)的位置決定了溶質(zhì)分子是在晶體表面生長(zhǎng)，還是重新溶解在其溶液中。經(jīng)過(guò)上面的論述，

28、晶體生長(zhǎng)過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是溶質(zhì)分子在晶體表面臺(tái)階上的遷移過(guò)程。</p><p>　　1.3 三個(gè)結(jié)晶器反應(yīng)概述：</p><p>　　氧化結(jié)晶來(lái)自氧化反應(yīng)器的漿料通過(guò)液位控制進(jìn)入氧化第一結(jié)晶器內(nèi)乙酸和水被閃蒸掉，蒸汽通過(guò)氧化第一CTA結(jié)晶器冷凝器冷冷凝。蒸汽在氧化第一結(jié)晶器出口冷凝器中得到進(jìn)一步的冷卻。剩余的所有蒸汽進(jìn)入分液罐，分液罐中分離液滴，然后氣流通過(guò)排氣預(yù)熱器流入排氣壓縮機(jī)，在排氣壓縮

29、機(jī)中經(jīng)重新壓縮后回流到氧化反應(yīng)器頂部系統(tǒng)。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，工藝空氣被噴入氧化第一結(jié)晶器，這稱為“二次氧化”，來(lái)自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣通過(guò)流量控制進(jìn)去氧化第一結(jié)晶器。氧化第一結(jié)晶器的漿料在液位控制下進(jìn)入氧化第二結(jié)晶器。氧化結(jié)晶器氣相經(jīng)氧化第一結(jié)晶器冷凝器和第一結(jié)晶器后冷凝器冷凝，凝液經(jīng)氧化第一結(jié)晶器凝液冷卻器進(jìn)一步冷卻后送循環(huán)醋酸槽循環(huán)使用，氧化第一結(jié)晶器后冷凝器未凝尾氣經(jīng)氧化第一結(jié)晶器尾氣冷凝器進(jìn)一步冷凝后送中壓吸收塔。氧化第二結(jié)晶器

30、的閃蒸蒸汽通過(guò)壓力控制直接進(jìn)去脫水塔，漿料在液位控制下進(jìn)入氧化第三結(jié)晶器。氧化第三結(jié)晶器頂部閃蒸出的蒸汽在氧化第三結(jié)晶器冷凝器中冷凝并回流到氧化第三結(jié)晶器，未凝尾氣由氧化第三結(jié)晶器真空系統(tǒng)排出，送常壓吸收塔洗滌后放空。來(lái)自第三結(jié)晶器的漿料，有第三結(jié)晶器輸送泵送給過(guò)濾進(jìn)料泵，同時(shí)回流到第三結(jié)晶器。第</p><p>　　1.4 工藝流程設(shè)計(jì)</p><p>　　1.4.1工藝流程設(shè)計(jì)的重要性

31、</p><p>　　（1）工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。工藝流程設(shè)計(jì)是工廠設(shè)計(jì)中最主要的內(nèi)容，是工藝設(shè)計(jì)的核心。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問(wèn)題。</p><p>　?。?）工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從哲學(xué)角度來(lái)說(shuō)，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。一般來(lái)說(shuō)，先定性后定

32、量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。</p><p>　　1.4.2 工藝流程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　參見(jiàn)工藝流程方塊圖</b></p><p>　　圖1.4 工藝流程方框圖</p><p>　　1.4.3 設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)

33、方針，實(shí)事求是，因地制宜</p><p>　?。?）合理利用國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本；</p><p>　?。?）采用成熟的。先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 </p><p>　　（4）盡可能創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件，以利于勞動(dòng)工人的身心健康；</p><p><

34、;b>　　2.氧化結(jié)晶系統(tǒng)</b></p><p>　　2.1 氧化第一結(jié)晶器的設(shè)計(jì)與選型</p><p><b>　　2.1.1物料衡算</b></p><p><b>　　原理</b></p><p>　　對(duì)于連續(xù)穩(wěn)定過(guò)程,物料衡算的方程是:</p><p&

35、gt;　　ΣM入=ΣM出 </p><p>　　即: 初始輸入量=最終輸出量    對(duì)不連續(xù)過(guò)程,物料衡算的方程為:   ΣMλ=ΣM出+M累積 </p><p>　　即:初始輸入量+生成輸入量=最終輸出量+消耗量</p><p&

36、gt;　?。ㄒ?00kg進(jìn)料為基準(zhǔn)）</p><p>　　對(duì)于5000kg／h的產(chǎn)量：</p><p><b>　　進(jìn)料量為</b></p><p>　　（100／32.74）×5000=15271.8 kg／h</p><p><b>　　水的蒸發(fā)量為</b></p>&l

37、t;p>　　（57.26／100）×15271.8=8744.6 kg／h</p><p><b>　　排料量為</b></p><p>　?。?0／100）×15271.8=1527.18 kg／h</p><p><b>　　2.1.2熱量衡算</b></p><p>

38、　?。ㄒ唬崃亢馑愕幕驹?lt;/p><p>　　化工生產(chǎn)過(guò)程往往伴隨著大量的能量變化，尤其是反應(yīng)過(guò)程中為維持一個(gè)反應(yīng)在一定溫度下，常有能量的加入或輸出，因此熱量衡算也是化工設(shè)計(jì)一個(gè)重要的組成部分。能量衡算是以熱力學(xué)第一定律為依據(jù)，而化工生產(chǎn)中最常用的能量形式為熱能，故化工設(shè)計(jì)中經(jīng)常把能量計(jì)算稱為熱量計(jì)算。通過(guò)熱量的衡算可確定傳熱設(shè)備的熱負(fù)荷等，以此為設(shè)計(jì)傳熱型設(shè)備的尺寸、傳熱面積等，并為反應(yīng)器、結(jié)晶器、輸送設(shè)備

39、和各種儀表等提供參數(shù)，以確定單位產(chǎn)品的能量消耗指標(biāo)；同時(shí)也為非工藝專業(yè)（熱工、電、給水、冷暖）設(shè)計(jì)停工設(shè)計(jì)條件做準(zhǔn)備。</p><p><b>　?。ǘ崃坑?jì)算</b></p><p>　　能量衡算的基本方程式</p><p>　　根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量守恒的一般形式為：</p><p>　　式中，體系總能量的變化；

40、</p><p>　　體系從環(huán)境中吸收的能量；</p><p>　　環(huán)境對(duì)體系所做的功；</p><p>　　在熱量衡算中，如果無(wú)軸功條件下，進(jìn)入系統(tǒng)的總熱量與離開(kāi)系統(tǒng)的總熱量應(yīng)平衡，即在實(shí)際中傳熱設(shè)備熱量衡算可表示為：</p><p>　　其中： 所處理的物料帶入設(shè)備的熱量；</p><p>　　換熱劑與設(shè)備和物料傳

41、遞的熱量（符號(hào)規(guī)定加熱劑加入熱量為“+”，冷卻劑吸收熱量為“－”）；</p><p>　　化學(xué)反應(yīng)熱（符號(hào)規(guī)定過(guò)程放熱為“+”，過(guò)程吸熱為“－”）；</p><p>　　離開(kāi)設(shè)備物料帶走的熱量；</p><p><b>　　設(shè)備消耗熱量；</b></p><p>　　設(shè)備向周圍散失的熱量，又稱熱損失</p>

42、<p><b>　?。ㄒ?小時(shí)為基準(zhǔn)）</b></p><p>　　假設(shè)加熱蒸汽的冷凝潛熱等于二次蒸汽的汽化潛熱，且忽略循環(huán)泵的能量輸入，已查得溶液的平均比熱容為2.59 kj／kg.℃。</p><p><b>　　進(jìn)料放出的顯熱為</b></p><p>　　15271.8×（109-54）

43、15;2.59=2.18×106 kj／h</p><p><b>　　釋放的結(jié)晶熱為</b></p><p>　　5000×232=1.16×106 kj／h</p><p>　　蒸發(fā)水分所需要的熱量為</p><p>　　8744.6×2394=2.09×107 kj

44、／h</p><p>　　需要從外界補(bǔ)充的熱量為</p><p>　?。?0.9-1.16-2.18）×106=1.756×107 kj／h</p><p>　　2.1.3 結(jié)晶器有效體積的計(jì)算</p><p>　　由已知B=2.94×1010G1.83，可見(jiàn)K0=2.94×1010，j=0，i=1.8

45、3。代入式計(jì)算生長(zhǎng)速率，得</p><p><b>　　G==</b></p><p>　　=1.0×10-8 m／s</p><p><b>　　計(jì)算停留時(shí)間，得</b></p><p><b>　　晶漿排出速率為</b></p><p>&

46、lt;b>　?。痟</b></p><p><b>　　計(jì)算有效體積</b></p><p>　　2.1.4 結(jié)晶器的尺寸</p><p>　　結(jié)晶器的最小直徑可用下式計(jì)算，即</p><p>　　(查參考文獻(xiàn)[11])</p><p>　　式中，Vv為二次蒸汽的體積速率m

47、79;／h；為蒸汽上升速度，一般要求能保持較低，以使上升蒸汽中不致夾帶過(guò)量的霧滴。通常可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中分別為母液和蒸氣的密度，kg／h； Kv為霧沫夾帶因子。對(duì)于水溶液，可以接受的最大值為0.017 m／s。</p><p><b>　　kg／m³</b></p><p><b>　　器內(nèi)液層深度為&

48、lt;/b></p><p>　　根據(jù)析出固體的原因不同，可將結(jié)晶分為溶液結(jié)晶，熔融結(jié)晶，升華結(jié)晶和沉淀結(jié)晶等多種類型。而我采用降溫和降壓的方法是溶液達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，析出溶質(zhì)作為產(chǎn)品，因此選用溶液結(jié)晶。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，被結(jié)晶物系的性質(zhì)各有不同，對(duì)結(jié)晶產(chǎn)品的力度，晶型以及生產(chǎn)能力大小的眼球也有所不同，因此使用的結(jié)晶器各種各樣。按照物質(zhì)溶解度隨溫度變化的不同特性，基本

49、上有四種類型：冷卻結(jié)晶器，蒸發(fā)結(jié)晶器，真空結(jié)晶器和沉淀結(jié)晶器，其他類型還有如噴霧結(jié)晶器，附有反應(yīng)的結(jié)晶器，兩相直接接觸制冷結(jié)晶器等。</p><p>　　選擇結(jié)晶器時(shí)，要考慮物系，產(chǎn)品粒度和粒度分布，晶型的要求，處理量大小及能耗等多種因素，而我采用的既有冷卻又有蒸發(fā)的結(jié)晶器，有通入空氣控制壓力和溫度，有直接閃蒸帶走熱量，這個(gè)混合型結(jié)晶器。</p><p>　　氧化第一CTA結(jié)晶器材質(zhì)為覆有

50、鈦合金的碳鋼，配有排放管或通過(guò)的碳鋼殼體到焊接有鈦合金的區(qū)域的“警告線”。</p><p>　　結(jié)晶器的設(shè)計(jì)容量足以提供產(chǎn)品質(zhì)量控制所需要的停留時(shí)間，并在設(shè)備失常時(shí)提供一定的緩沖能力。容器的直徑能確保蒸汽流中夾帶最少量的固體顆粒，結(jié)晶器還可以承受全真空。</p><p>　　第一CTA結(jié)晶器的液位保持在高于下游結(jié)晶器的位置，以便增加停留時(shí)間，從而提高“二次氧化”的效率。保持結(jié)晶器廢氣中過(guò)量

51、氧氣的設(shè)計(jì)含量所需的二次空氣量是一次反應(yīng)效率的良好指標(biāo)，搞流量表示進(jìn)料中部分氧化的中間產(chǎn)物的濃度較高。</p><p>　　可以連續(xù)向第一CTA結(jié)晶器添加溶劑稀釋液，用來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量。溶劑可以降低偏苯三酸的濃度，并防止容器內(nèi)冷閃蒸蒸汽的偏苯三酸錳的共結(jié)晶。</p><p>　　2.2壓縮空氣進(jìn)入到溶液中傳熱過(guò)程的計(jì)算</p><p><b>　　2.2.1

52、熱量衡算</b></p><p>　　因?yàn)閴嚎s空氣中僅僅氧氣和蒸汽對(duì)反應(yīng)有用，氧氣作為氧化劑促進(jìn)“二次氧化”，“蒸汽”是為了帶走熱量。因此只要計(jì)算壓力為120kpa，流量為1500kg∕h的飽和水蒸汽冷凝后并降溫至50℃時(shí)所放出的熱量。</p><p>　　查水蒸氣表，壓力為120kpa時(shí)溫度 =104℃，</p><p>　　比汽化熱r=2.247 J

53、∕kg，</p><p><b>　　冷凝水從 ，</b></p><p>　　平均溫度t= =77℃，比熱容c=4.2 J∕（kg.℃），</p><p>　　Q= = =1.03 W</p><p>　　2.2.2熱平均溫度差</p><p>　　Q=KA ，與傳熱基本方程式Q=KA 比較

54、，可得</p><p><b>　　= =77℃</b></p><p>　　2.2.3總傳熱系數(shù)計(jì)算</p><p>　　蒸汽列管與物料的傳熱模式可近似為水平管內(nèi)冷凝及管外物料傳熱，但由于空氣在結(jié)晶器中處于氣泡狀態(tài)，其熱阻受固體粒度分布、筒體轉(zhuǎn)速、空氣列管壓力溫度等多種因素影響，傳熱過(guò)程很難用理論解析方法計(jì)算。因此，查參考文獻(xiàn)[9]中的傳熱系

55、數(shù)公式:</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　結(jié)晶器直徑: =4.5m</p><p>　　物料(PTA)密度: </p><p>　　物料(PTA)比熱容:

56、 </p><p>　　物料(PTA)導(dǎo)熱系數(shù): </p><p>　　攪拌器轉(zhuǎn)速: n=55r／min</p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得總傳熱系數(shù)</p><p>　　(5)總傳熱面積計(jì)算&

57、lt;/p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　蒸汽進(jìn)口溫度: =104℃</p><p>　　蒸汽出口溫度: =50℃</p><p>　　結(jié)晶器進(jìn)料流量:

58、 </p><p>　　物料(PTA)比熱容: </p><p>　?。ú閰⒖嘉墨I(xiàn)[9]）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得Q=6.2 J／s</p><p>　　傳熱面積: ㎡ (查參考文獻(xiàn)[9])</p><

59、;p>　　2.3結(jié)晶器內(nèi)氣體分布器的設(shè)計(jì)</p><p>　　在化工生產(chǎn)中，雖然增大攪拌轉(zhuǎn)速可以提高體系內(nèi)的溶氧水平，但高剪切的機(jī)械攪拌易對(duì)晶體造成損害，因此也要安裝一個(gè)使氣體均勻分布的氣體裝置——?dú)怏w分布器。</p><p>　　氣體分布器是結(jié)晶器中蒸氣傳熱的重要組成部分，分布器的設(shè)計(jì)方案決定了氣流進(jìn)入反應(yīng)器的形式，由此引起特定的水力學(xué)和傳遞性能，進(jìn)而不同程度地影響到化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。

60、所以在具體反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)必須合理地選擇分布器。本文就多孔板環(huán)流氣體分布器的設(shè)計(jì)作了初步的探討。多孔板氣體分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于設(shè)計(jì)和制造，但氣流方向正對(duì)小孔易堵塞，停</p><p>　　車時(shí)固體和液體容易泄漏。</p><p>　　圖2.3 多孔板環(huán)流氣體分布器</p><p>　　氣體分布器只是作為局部氧化作用，因?yàn)橛虚W蒸蒸汽，不作為帶走熱量的設(shè)備。</p&

61、gt;<p>　?。?）氧化結(jié)晶器中的宏觀反應(yīng)過(guò)程包括氣-液間傳質(zhì)及氣-液-固間的傳質(zhì)過(guò)程。</p><p><b>　　由實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)公式得</b></p><p><b>　　氣-液兩相</b></p><p>　　(查參考文獻(xiàn)[8])</p><p><b>　　氣-液-固

62、三相</b></p><p>　　(查參考文獻(xiàn)[9])</p><p>　　為氧氣傳質(zhì)系數(shù)， 為氧的飽和濃度， 為初始氧濃度，C為時(shí)間段t的氧濃度， 平均氣含率， 三相平均固含率</p><p>　?。?）為了更好地從氧傳遞角度來(lái)表征氧傳質(zhì)效果，</p><p>　　引入比功耗傳氧系數(shù)這一概念，其定義為：</p>&

63、lt;p>　　(查參考文獻(xiàn)[6])</p><p>　　式中，Pg 為通氣條件下消耗的功率，W； 為反應(yīng)釜攪拌料液體積，m3。</p><p>　　從物理意義角度來(lái)講， 實(shí)際反映的是氧傳遞效率的概念，表明了氧傳質(zhì)系數(shù) 隨單位體積功耗的變化而變化的快慢程度</p><p>　?。?）另外氣體分布器的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)有壓阻△p和氣速分布不均勻度M。</p>

64、;<p>　　壓阻△p定義為氣體在進(jìn)料口處與氣體通過(guò)分布器后的壓強(qiáng)差：</p><p>　　=361.4-12.4 (查參考文獻(xiàn)[5])</p><p><b>　　=349kpa</b></p><p>　　式中： 為氣體入口處的總壓</p><p>　　為分布器出口處的總壓</

65、p><p>　　氣體分布不均勻度M定義式</p><p>　　(查參考文獻(xiàn)[5])</p><p>　　設(shè) 分別為4.15m／s，3.64 m／s,3.03 m／s,2.89 m／s， 為3.23 m／s。</p><p>　　式中 = 為接觸面， 為氣泡流速， = 為平均流速，有不均勻度公式可知，M越小，分布性越好。</p>&l

66、t;p><b>　?。?）氣含率 測(cè)量</b></p><p>　　氣含率是表征容器內(nèi)汽液分散特征的重要參數(shù)</p><p>　　根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)料液前后液位的變化求得公式</p><p>　　(查參考文獻(xiàn)[6])</p><p><b>　　= ×100%</b></p>

67、<p><b>　　=1.8%</b></p><p>　　式中， 為通氣前液位高度，H為通氣后液位高度</p><p><b>　　（5）環(huán)徑比：</b></p><p>　　=2.25 =0.47 (查參考文獻(xiàn)[7])</p><p>　　整體氣含率隨著分布環(huán)直徑

68、先增大后減少，最佳環(huán)徑比 約為0.4。</p><p>　　液相混合時(shí)間同樣隨分布環(huán)直徑先增大后減小，最大混合時(shí)間出現(xiàn)在環(huán)徑比 = 0.5；當(dāng)環(huán)徑比 小于等于0.4 時(shí)，混合時(shí)間相差不大，之后混合時(shí)間明顯增加。</p><p>　　分布器結(jié)構(gòu)同樣對(duì)體積平均氣泡尺寸有很大影響， = 0.5 時(shí)的氣泡尺寸最大。</p><p>　　因此，從上述結(jié)論可知，分布環(huán)d/DT=

69、 0.5 是一個(gè)非常重要的臨界參數(shù)，基于整體氣含率、混合時(shí)間、氣泡大小，可知環(huán)徑比 T約為0.4 時(shí)是較為優(yōu)化的分布環(huán)環(huán)徑比。</p><p>　　當(dāng)氣速極低時(shí)沒(méi)有足夠的動(dòng)能來(lái)克服分布板的壓降，就不能形成氣泡，當(dāng)氣速增大到一定程度時(shí)才能形成氣泡。因此氣速小于某一定值時(shí)，氣泡大小與孔徑關(guān)系不大。分布器孔徑越小，所產(chǎn)生的氣泡相應(yīng)較小，能有效地抑制氣穴的生長(zhǎng)，使通氣條件下攪拌槳功耗下降程度較低，相對(duì)輸送能力較強(qiáng)，氣液分

70、散比較均勻。</p><p><b>　　2.4人孔設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)結(jié)晶器是在常溫及最高工作壓力為18Mpa的條件下工作，而本設(shè)計(jì)考慮人孔蓋直徑較大較重，為了停車方便人進(jìn)入人孔進(jìn)行清理工作，故選用結(jié)晶器底部側(cè)面開(kāi)人孔。停車時(shí)只需要松開(kāi)螺栓將蓋板繞固定軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度即可，不必將蓋板取下。</p><p>　　人孔材質(zhì)為覆有鈦

71、合金的碳鋼，本設(shè)計(jì)選用的人孔直徑為d=800mm，壁厚100mm。</p><p>　　2.5氧化第一結(jié)晶攪拌器的設(shè)計(jì)與選型</p><p>　　2.5.1氧化第一結(jié)晶器攪拌器選型</p><p>　　攪拌器的型式主要有：槳式，推進(jìn)式，渦輪式，框式，螺桿式和螺帶式等，它的選型通常是工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)。</p><p>　　表2.5 結(jié)晶器的選擇

72、</p><p>　　本人所設(shè)計(jì)的攪拌器主要作用在是固體顆粒保持懸浮狀態(tài)，促進(jìn)二次氧化，還有就是傳熱，最重要的一點(diǎn)是結(jié)晶作用，因此選用渦輪式攪拌器。因?yàn)橐好嫔戏接虚W蒸蒸氣，通過(guò)閃蒸帶走大量蒸氣，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)的攪拌器生成大量的氣泡，從攪拌器中間上升同時(shí)帶走熱量。</p><p>　　2.5.2攪拌器設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　一．?dāng)嚢璨鄣慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p&g

73、t;<p>　　對(duì)于連續(xù)操作，攪拌槽的有效體積為</p><p>　　攪拌槽的有效體積=流入攪拌槽的液體處理量×物料平均停留時(shí)間</p><p><b>　　計(jì)算停留時(shí)間，得</b></p><p><b>　　晶漿排出速率為</b></p><p><b>　?。?/p>

74、h</b></p><p><b>　　計(jì)算有效體積</b></p><p><b>　　攪拌液體深度：</b></p><p><b>　　kg／m³</b></p><p><b>　　器內(nèi)液層深度為</b></p>

75、<p>　　二．?dāng)嚢杵鞒叽缂捌浒惭b位置</p><p>　　攪拌器有6個(gè)由鈦合金制作的彎曲徑向葉片，為渦輪式。由《化工流體流動(dòng)與傳熱》教材中表4-1并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以選?。喝~輪直徑2.25m，其中心線位于容器基座上1125mm處,攪拌轉(zhuǎn)速為 n=388.6／πd=55r／min</p><p>　　圖2.5 攪拌器葉片</p><p><b>

76、　　三．?dāng)嚢璨鄣母郊?lt;/b></p><p>　　為了消除可能的打旋現(xiàn)象，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)，安裝六塊寬為（1／10）D，即0.48m的擋板。全擋板條件判斷：</p><p>　　由于0.378＞0.35，因此符合全擋板條件</p><p>　　2.5.3攪拌器設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　攪拌功率計(jì)算</b&

77、gt;</p><p>　　采用永田進(jìn)治公式法計(jì)算。</p><p><b>　　Re=</b></p><p>　　Fr=由于Re數(shù)值很大，處于湍流區(qū)，因此，應(yīng)該安裝擋板，以消除打旋現(xiàn)象。功率計(jì)算需要知道臨界雷諾數(shù)Rec，用Rec代替Re進(jìn)行攪拌功率計(jì)算。根據(jù)已知條件，根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》中攪拌器的φ曲線渦輪式攪拌器的功率曲線。從圖上讀得

78、湍流區(qū)全擋板φ曲線的延長(zhǎng)線與層流去的全擋板φ曲線的延長(zhǎng)線的焦點(diǎn)對(duì)應(yīng)的雷諾數(shù)Rec=14.0</p><p>　　葉片平直葉渦輪槳葉的寬度b=0.48，槳葉數(shù)z=6</p><p><b>　　A=</b></p><p><b>　　攪拌功率：</b></p><p>　　攪拌器用來(lái)維持結(jié)晶器內(nèi)統(tǒng)一

79、大小的固體懸浮液，使空氣分布在全部懸浮液中，以便于二次氧化。攪拌器的設(shè)計(jì)目的是當(dāng)漿液進(jìn)料及二次氧化的氣流被隔離時(shí)，保持正常操作所需固體懸浮物大小。</p><p>　　攪拌器使用變速驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)優(yōu)化輸入功率，確保達(dá)到滿意的二次氧化效果，同時(shí)最大限度地降低葉尖速度以盡可能不傷及CTA結(jié)晶器。</p><p>　　2.6 氧化第一結(jié)晶器冷凝器的設(shè)計(jì)與選型</p><p>

80、　　2.6.1氧化第一結(jié)晶器冷凝器的選型</p><p>　　列管式換熱器的設(shè)計(jì)和分析包括熱力設(shè)計(jì)，流動(dòng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其中以熱力設(shè)計(jì)最為重要。</p><p>　　換熱器的類型有：固定管板式換熱器，浮頭式換熱器，U型管換熱器，填料函式換熱器。而我選擇其中的固定管板式換熱器，這類換熱器比較適合用于溫差不大或者溫差較大但殼程壓力不高的場(chǎng)合。固定管板式換熱器的兩端和殼體連為一體，管

81、子則固定于管板上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)使殼側(cè)清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。</p><p>　　2.6.2氧化第一結(jié)晶器冷凝器的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)據(jù)計(jì)算：參數(shù)查詢：</p><p>　　氣體工作壓力：蒸汽壓力1.67Mpa（全真空）</p><p>　　殼程：冷卻水 壓力1

82、.0MPa，</p><p>　　進(jìn)口溫度t120 , 出口蒸汽壓力3.8公斤（0.38Mpa）對(duì)應(yīng)溫度t2150（根據(jù)飽和蒸汽壓力與溫度對(duì)照表得[4]）</p><p><b>　　（1）．熱負(fù)荷</b></p><p>　　Q=（2271.704-2123.019）×106=148.685 ×106kcal/h=1. 3

83、x105kw</p><p>　　1kw=861.25kcal·h-17</p><p><b>　?。?）. 溫差:</b></p><p><b>　　逆流：</b></p><p>　　（3）. 平均溫差：</p><p>　　由《化工原理》查圖4-25得溫度

84、校正系數(shù)</p><p>　　殼、管壁溫差 62.3。</p><p>　　（4）. 估算傳熱面積:</p><p>　　根據(jù)《化工原理》表4-7傳熱系數(shù)K傳=700W·m-2k-1</p><p>　　A估=Q/（K估Δt）=1.73 x108/（700x68.5）=3607.9m2</p><p><

85、;b>　?。?）．試選型號(hào)</b></p><p>　　殼內(nèi)冷卻水流速為570t·h-1，氣體流量為126.74 km3·h-1 選用傳熱管選mm，內(nèi)徑為d1=0.014m 外徑為d2=0.019m 管長(zhǎng)為8.4m 氣體密度10.3 kg·m-2（查PTA裝置手冊(cè)物料和能量平衡表得）</p><p>　　估算單程根數(shù)根，取整為47根<

86、/p><p>　　根據(jù)傳熱面積估算管子長(zhǎng)度L</p><p><b>　　m</b></p><p>　　總管數(shù)N=1286.7∕8.4=153.2根，取整為154根 </p><p>　　管中心距為t=1.25 d2=23.75mm 取整為24mm</p><p>　　殼體內(nèi)徑，取整400mm<

87、;/p><p>　　折流擋板間距=120mm</p><p><b>　　折流板數(shù) 塊</b></p><p>　　公稱直徑840mm 管程設(shè)計(jì)壓力為1.25MP 殼程壓力為1.6MP 公程換熱面積3607.9m2 換熱管徑19mm 管長(zhǎng)8.4m</p><p><b>　　2.6.3選型說(shuō)明</b

88、></p><p>　　這是一個(gè)帶有整體式汽包的臥式、固定管板式換熱器。</p><p>　　集成式冷凝器及汽包設(shè)計(jì)成‘汽鍋’型臥式換熱器，配有蒸汽分離內(nèi)件，內(nèi)部除霧器及連續(xù)排污與分析設(shè)施與安裝在常規(guī)汽包中的相似。離開(kāi)汽包的蒸汽量小于0.05%濕度。</p><p>　　2.7氧化第一結(jié)晶器出口冷凝器的設(shè)計(jì)與選型</p><p>　　第

89、一CTA結(jié)晶器出口冷凝器可以選擇一個(gè)臥式U形管熱交換器，僅有一個(gè)管板，管子兩端均固定在同一個(gè)管板上。這類換熱器特點(diǎn)是：管束可以自由伸縮，不會(huì)因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好。管程為雙管程，流程較長(zhǎng)，流速較高，傳熱性較好。承受能力強(qiáng)。管束可以從客體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。</p><p><b>　　比熱容 </b></p><p>

90、<b>　　導(dǎo)熱系數(shù) </b></p><p><b>　　密度 </b></p><p><b>　　粘度 </b></p><p><b>　?。?）平均溫差計(jì)算</b></p><p>　　逆流 ℃℃ </p>

91、<p><b>　　℃℃</b></p><p>　　130-75=55℃</p><p>　　130-25=105℃</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　溫差校正系數(shù)=1</b></p><p><b&

92、gt;　　則 80℃</b></p><p><b>　?。?）熱負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）估算傳熱面積</b></p><p><b>　　根據(jù)《化工原理》表</b></p><p><b>　　取K=1500</b>

93、;</p><p><b>　　則==1.98</b></p><p><b>　?。?）初選型號(hào)</b></p><p>　　使用蒸汽飽和冷凝傳熱含有不凝氣體，所以蒸汽走殼程。</p><p>　　根據(jù)《化工原理課程設(shè)計(jì)》 </p><p><b>　　取管內(nèi)水流

94、速</b></p><p><b>　　選傳熱管</b></p><p><b>　　內(nèi)徑</b></p><p><b>　　外徑</b></p><p><b>　　估算單程管子根數(shù)</b></p><p><

95、b>　　7（根）</b></p><p>　　根據(jù)傳熱面積估算管子長(zhǎng)度</p><p>　　若用單管程，則每管程的管長(zhǎng)選用 L=3m</p><p>　　根據(jù)《冷換設(shè)備工藝計(jì)算手冊(cè)》 </p><p>　　由換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)初選浮頭式換熱器型號(hào)為BES159-1.6-2.6-3/19-2II，管總數(shù)N=15根，每管程的管數(shù)根，

96、正方形錯(cuò)列。殼體內(nèi)徑159mm，折流擋板間距200mm，故折流擋板數(shù)塊，傳熱面積。</p><p>　　（5）校核總傳熱面積</p><p><b>　　1管程對(duì)流傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　管內(nèi)水流速</b></p><p><b>　　2殼程對(duì)流傳熱系數(shù)</b&

97、gt;</p><p>　　假設(shè)蒸汽在垂直管外為膜狀冷凝</p><p>　　查《化工原理》 130℃液態(tài)水的物性數(shù)據(jù)</p><p><b>　　=934.8</b></p><p>　　冷凝液液膜沿壁面流動(dòng)的Re表達(dá)式</p><p>　　S——冷凝液液膜的流動(dòng)截面積</p>&

98、lt;p>　　——壁面的濕潤(rùn)周邊長(zhǎng)度</p><p><b>　　當(dāng)量直徑</b></p><p><b>　　冷凝液的質(zhì)量流量</b></p><p><b>　　代入上式</b></p><p><b>　　根據(jù)熱負(fù)荷</b></p>

99、<p><b>　　則</b></p><p>　　r——比汽化熱，J/kg</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　Re>1800</b></p>

100、<p>　　根據(jù)《化工原理》 對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算式</p><p><b>　　——冷凝液的密度，</b></p><p>　　——冷凝液的熱導(dǎo)率，</p><p>　　——冷凝液的粘度，Pas</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p><

101、b>　　3總傳熱系數(shù)</b></p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》 </p><p><b>　　碳鋼的熱導(dǎo)率</b></p><p><b>　　總傳熱系數(shù)K</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)</b></p><p>

102、;<b>　?、葌鳠崦娣e</b></p><p><b>　　與原估值基本相符</b></p><p>　　即傳熱面積有53%的余量。</p><p>　　2.8氧化第一結(jié)晶器出口分離器</p><p>　　第一CTA結(jié)晶器出口分離器是一個(gè)316L不銹鋼容器，兩端切線間距離為2400 mm，直徑為1

103、600 mm，總?cè)莘e為5.9 m3。 該分離器用來(lái)分離由第一CTA結(jié)晶器冷凝器及出口冷凝器除去的冷凝液。</p><p>　　第一CTA結(jié)晶器分離器用來(lái)對(duì)離開(kāi)第一CTA結(jié)晶器冷凝器及出口冷凝器的冷凝液進(jìn)行氣液分離，其設(shè)計(jì)規(guī)格既適于分離又適于液位控制。</p><p>　　2.9氧化第一結(jié)晶器分液罐</p><p>　　第一CTA結(jié)晶器分液罐是一鈦合金罐，其罐頂切線到

104、罐底切線間距離為3500mm,直徑為1000mm ，容積3.0M3 。</p><p>　　第一CTA結(jié)晶器分液罐用來(lái)防止由第一CTA結(jié)晶器冷凝器夾帶到第一結(jié)晶器的排氣加熱器及排氣壓縮機(jī)的液體。為了分離出殘余的夾帶液體，在分液罐中安裝了一個(gè)噴霧嘴，用溶劑的連續(xù)流動(dòng)來(lái)稀釋殘留在分液罐冷凝液中的HBr。噴霧也可以分離由出口冷凝器帶進(jìn)來(lái)的固體顆粒。</p><p>　　分液罐中的液在自身重力作用

105、下排入第一結(jié)晶器出口分離器，分液罐標(biāo)高用來(lái)確保罐中不會(huì)有殘液留存。</p><p>　　2.10氧化第二結(jié)晶系統(tǒng)</p><p>　　由于氧化第二結(jié)晶器和攪拌器，與氧化第一結(jié)晶器和攪拌器設(shè)計(jì)尺寸，材料，傳熱面積一樣，故不作過(guò)多的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二CTA結(jié)晶器材質(zhì)為覆有鈦合金的碳鋼，配有排放管或通過(guò)碳鋼殼體到焊接有鈦合金的區(qū)域的“警告器”。結(jié)晶器的設(shè)計(jì)容

106、量足以在設(shè)備失常時(shí)提供‘緩沖能力’。容器的直徑能確保蒸汽流中夾帶最少量的固體顆粒。最大設(shè)計(jì)壓力為18巴，最大設(shè)計(jì)溫度為190℃。結(jié)晶器還可以承受全真空。</p><p>　　結(jié)晶器直徑為4500 mm，上下切線之間的高為7000 mm。該容器具有橢圓形頂部和底部，并裝有4個(gè)等間距的擋板（從底部碟形端面延伸到頂部切線處）。容器容積為135.2 m3，正常工作容積為83.5 m3，接近液位測(cè)量范圍的65%，所有容器內(nèi)

107、件均為鈦合金材質(zhì)。</p><p>　　第二CTA結(jié)晶器攪拌器是一個(gè)鈦合金制4葉片混流下泵式葉輪，各葉片互成45角。用來(lái)保持均衡的固體懸浮液，防止固體沉降在結(jié)晶器底部。葉輪直徑為2100 mm，位于結(jié)晶器底部之上1125 mm處，運(yùn)行轉(zhuǎn)速為54 rpm。攪拌器的軸用一個(gè)固定軸承支撐在結(jié)晶器中。</p><p>　　2.11氧化第三結(jié)晶系統(tǒng)</p><p>　　2.1

108、1.1氧化第三結(jié)晶器</p><p>　　由于氧化第二結(jié)晶器和攪拌器，與氧化第一結(jié)晶器和攪拌器設(shè)計(jì)尺寸，材料，傳熱面積一樣，故不作過(guò)多的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第三CTA結(jié)晶器由雙重不銹鋼制成，結(jié)晶器的設(shè)計(jì)容量足以在設(shè)備失常時(shí)提供一定的緩沖能力。結(jié)晶器設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度分別為5巴和170℃。結(jié)晶器還可以承受全真空。</p><p>　　結(jié)晶器直徑為4500 mm

109、，上下切線之間的高為7000 mm。該容器具有橢圓形頂部和底部，并裝有4個(gè)等間距的擋板（從底部碟形端面延伸到頂部切線處）。容器容積為141.8 m3，正常工作容積為70.9 m3，接近液位測(cè)量范圍的53%。</p><p>　　2.11.2氧化第三結(jié)晶器冷凝器</p><p><b>　　設(shè)備簡(jiǎn)介</b></p><p>　　第三結(jié)晶器冷凝器是

110、一個(gè)單程、下流、立式、管殼式換熱器。它有1147根雙向換熱管，每根長(zhǎng)6.38 m，外徑19 mm。傳熱表面積為436.8 m2。換熱管設(shè)計(jì)壓力為4.1巴（全真空），設(shè)計(jì)溫度為170℃。</p><p>　　殼體由碳鋼制成，擋板由304L不銹鋼制成，集管由316L不銹鋼制成。冷卻水設(shè)計(jì)壓力為9.0巴（全真空），設(shè)計(jì)溫度為170℃。換熱器通過(guò)增壓泵接收冷卻水。</p><p>　　2.11.3

111、氧化第三結(jié)晶器輸送泵及循環(huán)</p><p>　　氧化第三結(jié)晶器下游設(shè)備就是過(guò)濾機(jī)，因此氧化第三結(jié)晶器輸送泵就是過(guò)濾機(jī)進(jìn)料泵。</p><p>　　根據(jù)流量、揚(yáng)程以及流體輸送設(shè)備的特性曲線選用合適的離心泵。</p><p><b>　　已知參數(shù):</b></p><p>　　結(jié)晶器輸送泵流量:

112、 </p><p>　　結(jié)晶器輸送泵所需揚(yáng)程: </p><p>　?。ú閰⒖嘉墨I(xiàn)[3] p382 IS型單級(jí)單吸離心泵規(guī)格）</p><p>　　表 2.11 離心泵的選型</p><p>　　3.車間（工段）布置設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1車間（工

113、段）布置設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　車間布置設(shè)計(jì)是一個(gè)廠區(qū)設(shè)計(jì)中很重要的一環(huán)，一個(gè)合理的車間布置設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)約土地、再建設(shè)投資經(jīng)濟(jì)效益等方面取得良好效果，并且對(duì)今后的正常安全生產(chǎn)、車間管理、設(shè)備維修、能量利用、物料運(yùn)輸、人流往來(lái)等多方面有極大影響。</p><p>　　3.2車間（工段）布置設(shè)計(jì)與評(píng)述</p><p>　　3.2.1關(guān)于車間（工段）平面布置方

114、案</p><p>　　利用空間的優(yōu)勢(shì)，向上建設(shè)便于總平面布置，節(jié)約用地，而且還有利于設(shè)備排列，縮短管道，有較多可供自然采光和通風(fēng)的墻面。</p><p>　　結(jié)晶系統(tǒng)所有設(shè)備在同一塊方形地面上，利用空間的優(yōu)勢(shì)各設(shè)備緊密聯(lián)系。</p><p>　　3.2.2車間（工段）設(shè)計(jì)布置</p><p>　?。?）保證工藝流程的通暢，即保證工藝流程在水

115、平方向和垂直方向的連續(xù)性，以便生產(chǎn)連續(xù)正常進(jìn)行。</p><p>　?。?）考慮合適的設(shè)備間距，設(shè)備間距過(guò)大會(huì)增加建筑面積，拉長(zhǎng)管道，從而增加建筑和管道的投資，同時(shí)操作和管理都不方便。設(shè)備間距過(guò)小，雖可以節(jié)省占地和投資，但會(huì)帶來(lái)操作、安裝和維修的困難。</p><p>　　（3）滿足生產(chǎn)方便操作，如彼此相連續(xù)的各工序的設(shè)備，應(yīng)盡量配置靠近些，以縮短聯(lián)系它們的輸送線路，設(shè)備之間盡可能達(dá)到自動(dòng)

116、流送物料，這樣可減少輸送設(shè)備。</p><p>　?。?）滿足安裝檢修拆卸的要求，一般廠房大門的寬度要比所需要通過(guò)的設(shè)備寬度大0.2m左右，本廠車間大門設(shè)計(jì)為4m。</p><p>　?。?）考慮運(yùn)輸通道，如每排設(shè)備至少一側(cè)要留有通道，大的室內(nèi)設(shè)備在底層還要留有移出通道，并接近主道路布置。通道的寬度取決于運(yùn)輸工具、運(yùn)輸物件的外形尺寸及人流、貨流通過(guò)量，主干道寬度7-8m，車間通道寬4-5m

117、。</p><p>　　（6）采光和照明 由于車間不設(shè)置圍墻，車間主要采用天然采光，夜間電燈照明。全選用開(kāi)啟式照明器，用絕緣性能好的燈座，燈管選用透射性能好的鎂光燈。</p><p>　?。?）取暖和通風(fēng) 中控車間和外操室都設(shè)有空調(diào)。</p><p><b>　　4.工程概算</b></p><p><b>　

118、　4.1設(shè)備一覽表</b></p><p>　　根據(jù)工藝計(jì)算和設(shè)備選型，對(duì)所用設(shè)備列出設(shè)備一覽表。如下表：</p><p>　　表4.1 主要設(shè)備一覽表</p><p>　　4.2 動(dòng)力（水、電、汽）消耗定額及消耗量表</p><p>　　根據(jù)物料衡算和熱量衡算，換算為單位產(chǎn)品（每噸）的消耗量（即消耗定額）和單位時(shí)間（每小時(shí)和每

119、年）的消耗量。如下表：</p><p>　　表4.2 動(dòng)力消耗</p><p>　　4.3 車間人員編制</p><p>　　工作日=365－設(shè)備維修日</p><p><b>　　=365－65</b></p><p><b>　　=300(天)</b></p>

120、;<p>　　本車間采用四班兩倒12小時(shí)連續(xù)工作制</p><p>　　表 4.3 人員配備表</p><p>　　4.4 車間成本估算</p><p>　　表 4.4 車間成本估算表</p><p>　　5.環(huán)境保護(hù)和安全措施</p><p><b>　　5.1環(huán)境保護(hù)</b>&l

121、t;/p><p><b>　　1、重視環(huán)境工作 </b></p><p>　　為確保文明生產(chǎn)，促進(jìn)生產(chǎn)順利進(jìn)行，工廠將采取以下環(huán)境保護(hù)措施。把環(huán)境保護(hù)作為生產(chǎn)的組成部分，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行生產(chǎn)的全過(guò)程。 </p><p><b>　　2、加強(qiáng)環(huán)保教育 </b></p><p>　　組織職工學(xué)習(xí)環(huán)保知識(shí)，加強(qiáng)

122、環(huán)保意識(shí)，使大家認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性和必要性。 </p><p><b>　　3、貫徹環(huán)保法規(guī) </b></p><p>　　認(rèn)真貫徹各級(jí)政府的有關(guān)水土保護(hù)、環(huán)境保護(hù)方針、政策和法令，結(jié)合設(shè)計(jì)文件，及時(shí)申報(bào)安全環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)，切實(shí)按批準(zhǔn)的文件組織實(shí)施。 </p><p><b>　　4、強(qiáng)化環(huán)保管理 </b></p&

123、gt;<p>　　定期進(jìn)行環(huán)境檢查，及時(shí)處理違章事宜，主動(dòng)聯(lián)系環(huán)保機(jī)構(gòu)，請(qǐng)示匯報(bào)環(huán)保工作，做到文明生產(chǎn)。 </p><p><b>　　5、美化生產(chǎn)場(chǎng)地 </b></p><p>　　保持排水通道暢通，工地干凈衛(wèi)生。生產(chǎn)過(guò)程中還盡量減少對(duì)周圍綠化環(huán)境的影響和破壞。 </p><p><b>　　6、消除生產(chǎn)污染 <

124、/b></p><p>　　生產(chǎn)廢水、生活污水源，要采用滲井或其它措施處理。工廠垃圾及時(shí)運(yùn)往指定地點(diǎn)，使生態(tài)環(huán)境受損減到最低程度。 </p><p><b>　　5.2 安全措施</b></p><p>　　1、建立、健全各級(jí)各部門的安全生產(chǎn)責(zé)任制，責(zé)任落實(shí)到人。 </p><p>　　2、工人應(yīng)掌握本工種操作技能