聚合釜设计参考示例
聚合釜设计参考示例
1概述(现状、应用:……;工艺配方:……;性能指标:……;主要原料及主要特性参数:……)2生产工艺流程【工艺路线的选择……;工艺流程图(详见工艺流程图);工艺流程叙述……(生产操作过程、各控制参数、操作时间等)】3生产控制及三废处理各岗位生产控制(3.1.1各岗位控制条件;3.1.2……)三废处理(3.2.1废水及废液;3.2.2废渣;3.2.3废气)4设备选型原则4.1主要设备的选型原则(反应釜的选型原则、搅拌器的选型原则)4.2辅助设备选型原则(泵的选型原则、各辅助设备(具体选型见后面章节))5物料衡算物料衡算的任务衡算依据及收集的数据衡算基准:(日产量,每釜日产能力及釜个数)反应釜每批投料量其它物料(水、汽等等)6釜设计6.1设计任务选择釜及夹套材料,确定聚合釜和夹套的几何尺寸,并对聚合釜及夹套进行强度计算。
6.2设计依据6.3釜几何尺寸的确定选定罐体高/径比i=(1.1 〜1.3)由估算公式:例如:初步选取公称直径为Dg2600的筒体,封头选取Dg2600的标准椭圆封头。
查表得封头的尺寸如下:曲边高度m=650mm,直边高度h2=50mm2 3内表面积F h=7.6545m ,容积V h=2.5131m查表得Dg2000的筒体的有关数据如下:一米高容积V^SBOgm3;一米高内表面积F1=8.17m2则筒体高度计算为:H= (V —V 封)/V1= (20-2.5131 )越.309=3.29 m按材料规格求整为:H=3.2 m长径比H/D=320O 2600=1.23,釜的实际体积为:V实际=HV1+V 封=3.2 ^309+2.5131 =19.50m3釜的实际装料系数为:n实际=V 物/V 实际=15.98 49.50=0.82由此可见,聚合釜的尺寸合理。
釜设计最大生产量为:19.50 >0.85=……m36.4 夹套几何尺寸的确定取公称直径为Dg2800 的夹套,夹套封头也采用标准椭圆封头,并取与夹与筒体相同的直径。
1万吨腈纶聚合釜设计说明书
安徽理工大学课程设计说明书题目:年产1万吨腈纶聚合釜设计说明书院系:材料科学与工程学院专业班级:高分子材料与工程09级1班学号:2009300340学生姓名:陈志冲指导老师:于秀华王艳丽高俊珊2012年12月28日安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表安徽理工大学课程设计(论文)任务书材料科学与工程学院高分子材料教研室年产1万吨腈纶聚合反应釜的设计摘要丙烯腈(C3H3N)是聚合聚丙腈的单体,在实验室中,我们通常是用来作为一种纤维来研究。
这种纤维即腈纶,是由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85%以上的共聚物纺制而成。
由于腈纶有的性质和适应性,成为当今世界轻纺工业的重要原料,而受到消费者和企业家的青睐。
目前国内工业化的腈纶通过共聚第二单体如丙烯酸甲酯(MA)或醋酸乙烯酯(VAc)水相沉淀聚合聚丙烯腈。
聚丙烯腈纤维的研发具有很重要的意义,包括对新成纤工艺研究和聚丙烯腈纤维的新品种,如阻燃性聚丙烯腈纤维,高收缩性聚丙烯腈纤维等高性能的产品。
如果能够合成出来的话,这必将是化工行业的新血液和动力,推动我们经济的发展。
关键字:纤维,丙烯腈,第二单体,水相沉淀聚合目录摘要 01绪论 (1)1.1腈纶的发展概况 (1)1.2腈纶的现状研究........................................................... 2腈纶的合成工艺. (1)2.1腈纶的聚合方法 (1)2.1.1 自由基共聚合 (2)2.1.2水相沉淀聚合 (2)3 聚丙烯腈物料的选择 (2)3.1 单体的选择 (2)3.2 引发剂体系的选择 (2)3.3 其他原料选择 (3)3.4 原料进料处理及配比选择 (3)3.4.1 进料处理 (3)3.4.2 原料的配比用量 (4)3.5聚合工艺的影响因素 (4)3.5.1聚合温度 (5)3.5,2聚合时间 (5)3.5.3聚合转化率 (5)3.5.4损失率的分配 (5)3.5.5反应操作周期的分配 (5)3.5.6工作压力的选择 (5)3.5.7聚合釜材料选择 (5)4 反应釜设计计算 (6)4.1聚合釜物料衡算 (6)4.1.1计算条件 (6)4.1.2物料计算 (6)4.2聚合釜的计算 (7)4.2.1聚合釜体积计算 (7)4.2.2物料进出口管径 (9)4.2.3传热装置的设计 (9)4.2.4搅拌装置设计 (10)4.2.5物料挡板设计 (11)4.2.6入孔及支座设计 (12)4.2.7法兰的选用 (12)4.2.8设计结果 (12)总结 (14)参考文献 (15)1 绪论1.1腈纶的发展概况聚丙烯腈(PAN)纤维是由以丙烯脯(AN)为主要链结构单元的聚合物纺制的纤维。
聚合釜温度控制系统的设计
辽宁工业大学 PLC应用技术课程设计(论文)题目:聚合釜温度控制系统的设计院(系):电气工程学院专业班级:测控092班学号:学生姓名:指导教师:起止时间: 2012.6.20~2012.7.3课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院教研室:测控技术与仪器注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要随着现代工业的逐步发展,在工业生产中,温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
其中,温度是一个非常重要的过程变量。
例如:在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域,都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和聚合釜的温度进行控制。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。
随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID控制功能,因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的,通过采用PLC来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点,而且可以大幅度提高被测温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此,PLC对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
这也正是本课题所重点研究的内容。
本文分别就聚合釜的控制系统工作原理,温度变送器的选型、PLC配置、程序设计等几方面进行阐述。
通过改造聚合釜的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点,对工业控制有现实意义。
关键词:聚合釜;传感器;PLC;PID调节目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (3)2.1概述 (3)2.2系统组成总体结构 (3)第3章硬件设计 (5)3.1PLC的选型和硬件配置 (5)3.2传感器的选择 (6)3.3变频器的参数设置 (7)第4章基于PLC温度控制系统软件设计 (8)4.1STEP7MICRO/WIN32软件介绍 (8)4.2系统PID算法及流程图 (8)4.2.1PID算法简介 (8)4.2.2PID算法的数字化处理 (9)4.3I/O分配 (13)4.4PLC外部接线 (14)第5章设计总结 (15)参考文献 (16)第1章绪论温度测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
聚合釜设计
间歇反应的过程控制系统设计一、被控对象工艺流程概述被控对象为过程工业常见的带搅拌釜式反应器系统,属于间歇反应过程。
其工艺流程图如图1所示:图1 间歇反应工艺流程图工艺设备包括:两台高位计量罐,其中A物料计量罐液位L2,入口阀V3,出口阀V4,A物料泵及泵电机开关S4;B物料计量罐液位L3,入口阀V2,出口阀V5,B物料泵及泵电机开关S2。
C物料下料流量F6,C物料下料阀V6。
带搅拌器的釜式反应器,反应器内主产物浓度A,反应温度T1,液位L4,反应物出口流量F9,出口阀V9,出口泵及出口泵开关S5(开关)。
反应器蛇管冷却水入口流量F7,蛇管冷却水阀V7;反应器夹套冷却水入口流量F8,夹套冷却水阀V8;反应器夹套加热蒸汽阀S6(开关)。
反应器放空阀V5,反应器搅拌电机开关S8,高压冷却水阀V10。
间歇反应流程中相关设备尺寸如下:(1) 反应器(釜)每釜容积2500升(最大容积2800升),直径1400mm,高度2000mm,浆式搅拌器(体积忽略不计),转速90r.p.m,搅拌电机功率4.5kw(2) A物料计量罐容积180升,直径500mm,高度900mm,正常液位640mm(溢流管高度)(3) B物料计量罐容积270升,直径600mm,圆筒形部分高度800mm,圆锥形部分高度520mm,正常液位1000mm(溢流管高度)(4) A物料计量罐、B物料计量罐底到反应釜顶高差1500mm(5) A物料上料管、下料管,B物料上料管、下料管的公称直径Dg40mm(6) 反应器蛇管冷却水水管公称直径Dg50mm(7) 反应器夹套冷却水水管公称直径Dg65mm(8) 反应物出料管公称直径Dg70mm其测控条件如表1.1所示:表1.1 测控条件一览表L2 A物料计量罐液位最高640mmL3 B物料计量罐液位最高1000mmL4 反应器液位最高1600mmT1 反应温度℃P7 反应压力 MPa(绝压)F2 B物料上料流量最大8.1t/hF3 A物料上料流量最大9.72t/hF4 A物料下料流量最大9.05t/hF5 B物料下料流量最大8.68t/hF6 C物料下料流量最大42.77t/hF7 反应器蛇管冷却水入口流量最大42.84t/hF8 反应器夹套冷却水入口流量最大72.84t/h其设备参数如表1.1所示:表1.1 设备参数一览表S2 B物料上料泵开关开、关两种状态S4 A物料上料泵开关开、关两种状态S5 反应物出口泵开关开、关两种状态S6 反应器夹套加热蒸汽阀(开关阀)S8 反应器搅拌电机开关开、关两种状态V2 B物料上料阀开、关两种状态V3 A物料上料阀开、关两种状态V4 A物料下料阀开、关两种状态V5 B物料下料阀开、关两种状态V6 C物料下料阀V7 反应器蛇管冷却水入口阀V8 反应器夹套冷却水入口阀V9 反应物出料阀开、关两种状态V10 高压水入口阀开、关两种状态二、被控对象分析及控制系统综述缩合反应工序历经下料、升温、保温、出料及反应釜清洗阶段,最重要的是升温和保温两个阶段。
LF36型PVC糊树脂聚合釜的开发设计
LF36型PVC糊树脂聚合釜的开发设计郑国光,罗忠新(锦西化工机械(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125001)摘要:介绍了用于生产聚氯乙烯糊树脂生产装置的关键设备—LF36型PVC 糊树脂聚合釜的技术特性、结构特点及生产能力。
关键词:PVC ;糊树脂;聚合釜;开发设计中图分类号:TQ325.3文献标识码:B文章编号:1009-1785(2009)03-0030-021LF36型PVC 糊树脂聚合釜的开发意义随着经济的稳步发展,国内市场对聚氯乙烯糊树脂的需求有了较大增长,特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面的需求显著增加。
与粉状PVC 相比,2005年以前国内PVC 糊树脂发展相对缓慢,市场基本处于供需平衡状态,行业整体发展较为平稳,糊状树脂的利润也明显高于粉状树脂。
由于国内糊树脂的生产企业较少,行业竞争明显小于粉状树脂;近年来糊树脂下游需求有比较明显的增长,进口数量占国内消费的比例较大;再加上目前国内用于生产糊树脂的聚合釜产能较低,不如粉状树脂设备发展得成熟。
由于以上原因,研制糊树脂生产专用高产能聚合釜具有相当重要的意义。
LF36型糊树脂聚合釜是在LF24型PVC 糊树脂聚合釜基础上,与天津渤天化工有限公司生产工艺配套使用,主要研制内容有:搅拌冷模试验及放大优化设计;传热试验及传热结构的设计与制造;釜内件的复合电解研磨抛光;大功率传动装置的设计与制造;大轴径下传动釜用机械密封的设计与制造。
2LF36型PVC 糊树脂聚合釜的性能特点LF36型PVC 糊树脂聚合釜是在消化吸收引进日本三菱公司技术的36m 3PVC 糊树脂聚合釜基础上,进行消化、吸收及创新,并结合锦西化工机械公司设计制造的LF24型PVC 糊树脂聚合釜等系列釜的设计制造经验,将国内外多项先进技术经过二次开发用于该釜,总体技术达到国际先进水平,与天津渤天化工有限公司化工工艺相匹配,适用于微悬浮法工艺,生产各种型号的PVC 糊状树脂,并实现全过程自动化控制。
立方米聚合釜的设计设计说明
立方米聚合釜的设计设计说明毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:摘要本文首先介绍了聚氯乙烯(PVC)的广阔发展前景,而聚合釜是生产PVC的最重要设备。
又简单介绍了国内外聚合釜设计技术的发展历程及制造厂家。
从材质的传热性能、传热面积、搅拌器的设计、釜顶冷凝器及釜壁抛光几个方面阐述了聚合釜结构对生产能力的影响。
又介绍了釜体和夹套的技术特性,以及安装、试车、操作、岗位要求。
同时指出设备特点及存在的问题并提出改进意见。
然后是详细的工艺计算和强度计算,进而各个位置尺寸和部件进行选择确定。
关键词:聚氯乙烯,设计,计算AbstractThis paper describes the broad prospects for development of PVC,the production of PVC polymerization reactor is the most important equipment.Also a brief home and abroad polymerization reactor design and technological development and manufacturer.Heat transfer from the material, heat transfer area, mixer design, the condenser and the reactor vessel top wall of polished several aspects of the polymerization reactor structure on the capacity of.Also introduced the reactor body and the jacket of the technical characteristics,And installation, commissioning, operation, job demands.Also pointed out that the device characteristics and problems and suggest improvements.Then the detailed process calculation and strength calculation,Size and components in various locations and then select OK.Key Words:PVC;Design;Calculate目录摘要 (I)Abstract (II)第1章设计说明书 (1)1.1概述 (1)1.1.1国内外聚合釜技术的发展历程 (1)1.1.2我国制造聚合釜的厂家 (4)1.2聚合釜结构对生产能力的影响 (5)1.2.1材质的传热性能 (5)1.2.2传热面积 (6)1.2.3搅拌的设计 (6)1.2.4釜顶冷凝器 (8)1.2.5釜壁抛光 (8)1.3设备的技术特性 (8)1.3.1釜体的试验、检验要求 (9)1.3.2 夹套的试验,检验的要求 (9)1.4安装、试车、操作及岗位要求 (9)1.4.1 安装 (9)1.4.2试车要求 (10)1.4.3设备的操作要求 (10)1.4.4岗位安全要求 (10)1.5设备特点及存在的问题和改进的意见 (11)1.5.1设备特点 (11)1.5.2设备的特点 (11)1.5.3 改进的意见 (11)1.6维修注意事项 (11)1.6.1 检修周期 (11)1.6.2 检修内容 (11)第2章工艺计算 (12)2.1原始数据 (12)2.2 物料衡算 (13)2.3釜体工艺尺寸的确定 (14)2.3.1釜体内直径、高度的确定 (15)2.3.2封头的选择 (15)2.3.3 夹套的选择 (15)2.4热量衡算 (17)2.4.1热水量的计算 (18)2.4.2 冷却水用量(聚合时间为11小时) (20)2.4.3 所需传热面积 (21)2.5釜体内冷管的计算 (21)2.6实际传热面积及校核 (22)2.7搅拌器设计 (22)2.7.1桨叶的形式,安装方式、尺寸 (22)2.7.2搅拌转速的确定及功率的计算 (24)2.7.3 电机、减速机的选择 (26)2.8安全阀的选择 (27)2.8.1 安全阀的工作原理及工作过程 (27)2.8.2 液化气体容器的安全泄放量 (27)2.8.3 安全阀排放能力的计算 (28)2.8.4 安全阀的规格尺寸(P10-9) (28)2.9工艺接管的计算及选择 (29)2.9.1 进、出料管径和长度 (29)2.9.2夹套进、入口管管径及长度 (30)2.9.3温度计接管等列表 (30)2.9.4放料阀 (31)2.9.5 接管法兰的选择、法兰盖的选择 (31)第3章强度计算 (32)3.1设釜体、夹套的计 (32)3.1.1选材 (32)3.1.2釜体,封头的计算及校核 (33)3.1.3 夹套壁厚设计 (35)3.1.4 夹套封闭结构设计 (36)3.1.5 夹套螺旋导流板的间距确定 (37)3.2釜体及夹套的开孔补强 (38)3.2.1 釜体的开孔补强 (38)3.2.2 夹套的开孔补强 (39)3.3内冷管外压稳定性校核 (40)3.4支承结构设计计算 (41)3.4.1支承结构形式 (41)3.4.2载荷计算 (41)3.5搅拌轴的设计 (42)3.5.1轴的最小直径 (42)3.5.2轴结构的确定 (43)3.5.3 轴的刚度校核 (44)3.5.4 轴的临界转数的计算 (44)3.6轴承的选择及寿命计算 (46)3.6.1 轴的轴向力 (46)3.6.2 轴承的选择 (47)3.7人孔的选择 (49)3.8轴底轴承的选择及支架的设计 (49)3.9减速机机座选择 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第1章设计说明书1.1概述聚氯乙烯(PVC)具有良好的电性能和阻燃性能,机械强度高,耐腐蚀,建筑、运输、包装、电子电器和室内装饰材料诸方面均占有巨大的市场:加之PVC生产中资源消耗少、能耗低、原料易得,在通用塑料中成为性能较好、生产成本最低的产品品种,具有较广阔的发展前景。
108M3聚氯乙烯聚合釜简单设计19、3,,,
毕业论文题目:聚氯乙烯聚合釜简单设计学生:高鹏学号: 2808226院(系):信息工程三系专业:机械设计制造及其自动化指导教师:王宁侠200 12 年 6月 5日摘要本文首先介绍了聚氯乙烯(PVC)的广阔发展前景,而聚合釜是生产PVC的最重要设备。
又简单介绍了国内外聚合釜设计技术的发展历程及制造厂家。
从材质的传热性能、传热面积、搅拌器的设计、釜顶冷凝器及釜壁抛光几个方面阐述了聚合釜结构对生产能力的影响。
又介绍了釜体和夹套的技术特性,以及安装、试车、操作、岗位要求。
同时指出设备特点及存在的问题并提出改进意见。
然后是详细的工艺计算和强度计算,进而各个位置尺寸和部件进行选择确定。
关键词:聚氯乙烯,设计,计算AbstractThis paper describes the broad prospects for development of PVC,the production of PVC polymerization reactor is the most important equipment.Also a brief home and abroad polymerizationreactor design and technological development and manufacturer.Heat transfer from the material, heattransfer area, mixer design, the condenser and the reactor vessel top wall of polished several aspects of thepolymerization reactor structure on the capacity of.Also introduced the reactor body and the jacket of thetechnical characteristics,And installation, commissioning, operation, job demands.Also pointed out thatthe device characteristics and problems and suggest improvements.Then the detailed process calculationand strength calculation,Size and components in various locations and then select OK.Key Words:PVC;Design;Calculate第一章绪论1.1 选题背景聚氯乙烯简称PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。
设计热引发苯乙烯单体聚合用的搅拌反应釜6000
精细化工工程课程设计任务书班级:化学工程与工艺专业设计题目:热引发的苯乙烯单体聚合用反应釜的设计一设计条件1、生产能力: 6000 吨聚苯乙烯/年。
2、以甲苯为稀释剂,在反应液中质量分数为12%。
3、考虑到物料黏度和传热的需要,苯乙烯单体聚合一般采用4到5级反应釜进行反应,反应最终聚合转化率为0.795,反应液中最终含聚合物的质量分数为70%。
本设计任务主要是对第一个反应釜进行设计,第一个反应釜中聚合转化率为0.45。
目录1.设计方案简介 (1)1.1聚苯乙烯的生产方法 (1)2.基本设计条件的选定 (2)2.1反应温度的确定 (2)2.2反应器的选择 (2)2.3搅拌装置的选择 (3)2.4换热装置的选择 (3)3.反应釜体的设计 (3)3.1工艺条件的确定 (3)3.2反应釜体积的计算 (3)4.搅拌装置的设计 (5)4.1搅拌器的尺寸计算 (5)4.2搅拌器的转速和功率计算 (6)4.3电机的功率和减速机的选择 (7)5.夹套的设计 (8)5.1热量衡算 (8)5.2总传热系数K的确定 (8)5.3传热面积的计算 (10)5.4夹套几何尺寸的计算 (11)6.结论 (11)7.附表 (12)8. 参考文献 (14)9.附图 (15)1.设计方案简介1.1聚苯乙烯的生产方法错误!未找到引用源。
苯乙烯极易在热作用下形成自由基,进行自由基聚合,或在自由基引发剂、离子型催化剂存在下聚合生成聚苯乙烯。
工业上的主要生产方法有本体聚合、悬浮聚合和乳液聚合。
均聚物的生产主要是本体法和悬浮法,共聚物则多采用悬浮法和乳液法。
本设计由于以甲苯为稀释剂,故采用的是溶液聚合。
溶液聚合是将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
其基本组成由分单体、引发剂、溶剂组成,聚合场所在溶液内,是均相介质。
溶液聚合的优点是散热控温容易,可避免局部过热,体系粘度较低,能消除凝胶效应。
其缺点是溶剂回收麻烦,设备利用率低、聚合速率慢、分子量不高。
毕业设计----聚氯乙烯反应釜设计[管理资料]
聚氯乙烯反应釜设计1 前言我国pvc生产企业平均规模为年产8万多吨,pvc生产处于低垄断状态。
由于国产化pvc 生产技术的成熟,在很大程度上降低了行业进入门槛。
行业内和行业外企业为追求较高利润,竞相建设和扩产, 近几年国pvc热的显著特征是大干快上。
所谓大是指规模大,新建改扩建项目年生产规模动辄十万吨以上,二三十万吨以上也不少见。
未来pvc生产企业规模将向40万~80万t/a大规模水平发展,规模小的企业将由于技术水平较低、污染严重、生产成本高、竞争能力弱而逐步被淘汰。
我国pvc行业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势,前几年北京化二在消化吸收国外引进的先进技术的基础上,不断摸索实践,成功实现了70m3聚合釜成套工艺及关键技术的国产化,并在国内很多聚氯乙烯生产企业进行了推广应用。
70m3聚合釜由于长径比适中、生产强度大、换热能力好、运输方便、综合性能好,在建设10万t/a的聚氯乙烯生产装置时具有较好的综合经济效益,但随着新建或扩建聚氯乙烯生产装置规模越来越大,如建设20万t/a以上生产装置,需要采用至少2条生产线,采用70m3聚合釜就存在设备投资较大建设费用和运行费用较高、单釜生产能力偏低、控制不方便等不足,目前不少厂家在进行二期或三期,扩建项目时,首选是采用100m3以上聚氯乙烯大型反应釜。
在这种背景下,开发新型聚合釜及成套工艺技术就成为必然的趋势。
大型反应釜的开发不是简单的容积扩大,而是综合技术的体现,涉及到多个领域的技术合作。
北京化二与上海森松公司吸收国内外先进技术和实践经验,对聚合釜容积的选型、换热方式、搅拌结构和方式、关键配件选择等进行了认真的讨论研究并进行了严格的计算,研制和开发了100m3型聚合釜(该聚合釜正在申请专利),北京化二在吸收国内外各种先进工艺技术的基础上,开发了拥有自主知识产权的成套工艺技术。
一、工艺设计1 聚合釜的设计聚合釜容积的选型聚合釜容积的选型与制造费用、运行费用、运输条件、生产效率和产品质量等密切相关。
136m^3 PVC大型聚合釜研发与设计
P VC l a r g e p o l y me i r z a t i o n r e a c t o r w a s d e v e l o p e d wi t h i n d e p e n d e n t i n t e l l e c t u l a p r o p e r t y i r g h t s . he T r e a c t o r
中图分类号 : T H 4 9 ; T Q 3 2 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 1 — 4 8 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 3— 0 0 1 5— 0 5
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1— 4 8 3 7 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 3
Re s e a r c h a n d De s i g n o f 1 3 6 m PVC La r g e Po l y me r i z a t i o n Re a c t o r
M AO Lu —r o n g, HUANG Xi a o—h u a, ZHANG Hu a—q i n
上 J , 通过对其结构特点、 传热分析、 有 限元应 力分析和搅拌模拟流场分析等研究 , 研发 与设计
拥 有 自主知识 产 权 的 1 3 6 m P V C大 型 聚合釜 。 l 1 3 6 m 。 P V C大型 聚合 釜设 计参 数和 结构
为世界第一 , 2 0 1 1年全 国 P V C产量为 1 2 9Βιβλιοθήκη 5 . 2万 i n g
新建 P V C项 目多在 2 O万 t / a以上 , 开发 大 型聚合
0 引言
釜及成套工艺技术成为必然的趋势… , 在成 功研
聚合釜的设计说明书
一物料衡算1 物料衡算的任务通过物料衡算确定聚合釜的个数、体积、每釜投料量及各工序进出物料量。
为设备计算、选型和热量衡算提供依据。
3 衡算的依据1 设计生产规模年产AS树脂7000吨2 设计生产时间 8000小时/年3 生产周期 8小时4 单体(苯乙烯和丙烯腈)转化率转化率为96%4 收集的数据1苯乙烯密度 0.9060g/cm3(25℃)2 丙烯腈密度0.8060g/cm3(25℃)3水的密度 0.9982g/cm3(25℃)4参考配方5 衡算基准以一釜物料为衡算对象,以釜中生成的树脂为衡算基准。
单位为kg/釜。
6总收率及损失分配根据生产统计数字,树脂总收率取为94%,树脂总损失为6%。
各工序损失分配如下(以釜内生成的树脂为准):聚合部分 2%洗涤部分 1%离心部分 1%干燥部分 1%包装部分 1%7 聚合釜投料量聚合过程中物料体积变化不大,因此以25℃时的物料体积为依据来计算釜内物料体积。
初步选取24m3聚合釜,聚合釜装料系数取为0.8。
则聚合釜有效体积为19.2m3 聚合釜投料量根据参考配方按比例计算。
计算过程略。
8 聚合部分物料衡算由于产品中引发剂,稳定剂及链转移剂的量很少,所以在产品中将其忽略不计,并假设所有助剂都被洗涤水带走。
苯乙烯量: 6.92×906.0=6269.52 Kg丙烯腈 3.30×806.6=2659.80 Kg软水量: 8.92×998.2=8904 Kg 生成AS树脂量:(6269.2+2659.80)×96%=8572 Kg损失AS树脂量: 8572.15×2%=171.4 Kg未反应单体(苯乙烯及丙烯腈)量:(6269.52+2659.80)-8572=357.32 Kg进入下一工序的AS树脂量: 8572-171.4=8401 Kg9 洗涤部分拟选用2个16m3 洗涤釜。
每釜用2000Kg水洗涤,洗涤后湿物料中含水20%。
PVC悬浮聚合釜
绪论 (3)1.1聚氯乙烯概述 (3)1.2聚氯乙烯应用,改性与发展 (4)1.2.1 PVC性能及应用 (4)1.3 聚氯乙烯的生产方法 (7)1.3.1 悬浮法 (8)1.3.2 乳液聚合法 (9)1.4 悬浮聚合的反应设备 (10)1.5 国内外聚合釜技术的发展历程 (11)第一章聚氯乙烯聚合装置设计 (14)1.1设计任务书 (14)1.1.1设计任务 (14)第二章物料衡算 (15)2 聚合釜物料衡算 (15)2.1 物料衡算的计算依据 (15)2.2 聚合釜物料衡算 (16)第三章反应釜及其配件 (17)3.1 釜的内径和高度[5] (17)3.2 封头的设计 (18)3.3 内筒体和内筒体封头壁厚 (19)3.4 夹套的设计[8] (19)3.4.1 夹套的直径 (20)3.4.2 夹套的高度 (20)3.4.3 夹套的厚度 (20)3.4.4 夹套封头及其厚度[6] (21)3.4.5 传热面积的计算 (22)3.5 人孔的设置 (23)3.6 视镜的设计[6] (23)3.7 法兰的设计 (24)3.8 支座的选择 (24)第四章生产周期 (25)4.1 聚合反应时间的计算 (25)4.1.1 速率常数的计算: (26)4.1.2 引发剂浓度的计算 (27)4.1.3 聚合时间的计算 (27)4.2 辅助时间的计算 (28)4.2.1 加热时间 (28)4.3 生产周期 (29)第五章搅拌设备 (29)5.1 搅拌桨叶宽度及层数的选取[13] (30)5.2 挡板 (30)5.3 桨叶叶轮转速 (30)5.4 搅拌功率 (31)5.5 搅拌轴直径的计算与校核 (33)5.5.1 搅拌轴直径[15] (33)5.6 搅拌系统的传动装置 (33)5.6.1 减速机的选择[16] (33)5.6.2 密封装置的选择 (34)5.6.3 电机功率N e的计算 (35)5.6.4 传动装置的选择 (35)第六章泵和管道 (35)6.1 进出料泵的选择 (35)6.2 管的选择 (36)6.2.1 加水管的选择 (36)6.2.2 加料管的选择 (37)6.2.3 出料管的选择 (37)第七章热量衡算 (37)7.1 反应热量计算 (37)7.2 传热面积的校核: (38)参考文献 (40)心得体会 (41)一.设计题目:聚氯乙烯悬浮聚合反应釜的设计二.设计任务:1.主要原料名称:氯乙烯(99.98%),去离子水,过氧化二碳酸二基己酯,偶氮二异丁腈,聚乙烯醇,羟丙基甲基纤维素,分散剂,其他助剂。
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计前言随着计算机技术的发展, 微型计算机越来越广泛地用于化工生产过程的控制。
过去, 衙化公司电化厂的聚合釜控制由人工操作, 不但劳动强度大, 而且控制精度低, 往往发生树脂转型。
从1 9 8 9 年开始, 衡化公司电化厂和衙化公司开发处对电化厂聚合釜的微机控制进行了开发研制工作, 总共投资了万元。
其控制对象主要是聚合釜下层温度和夹套水温。
采用一台单板针算机( 下位机)控制5 只聚合釜温度, 并且通过R S 一2 32 C口向IB M一P C ( 上位机) 传递现场信息以实现数据的存储、图形显示、打印制表等多种功能。
该系统自1 9 9 0 .09 月投运以来, 不但安全可靠, 而且各项经济技术指标均符合设计要求。
聚氯乙烯是五大通用树脂之一,由于具有良好的性能,应用领域最宽,在全世界得到了广泛应用。
我国是世界上PVC生产和消费发展最快的国家。
本设计基于对PVC四种合成方法的比较,选用悬浮法聚合工艺。
同时介绍了国内聚氯乙烯生产的常用技术,通过对悬浮法进行深入分析,提出聚氯乙烯生产技术的新方向。
确定悬浮法聚氯乙烯生产工艺的基础上进行了物料衡算,热量衡算,设备选型等。
在此基础上,绘制聚合反应工段的基本工艺流程图和主体聚合反应釜的装配图。
经过本次设计,了解了化工工艺生产的各个环节和实施步骤,掌握了化工设计的基本程序和方法,认识到理论实验到工厂大规模生产的转变过程.目录前言 (I)目录 (II)第一章综述............................. 错误!未定义书签。
1.1 国内外PVC发展状况及趋势......... 错误!未定义书签。
1.1.1PVC简介 (1)1.1.2国内聚氯乙烯发展动态及趋势 (1)1.1.3国外聚氯乙烯发展动态及趋势 (1)1.2聚合工艺方法 (2)1.2.1悬浮聚合 (3)1.3悬浮聚合工艺流程叙述 (3)1.3.1 加料系统 (4)1.3.2 聚合系统 (4)1.3.3 回收系统 (5)1.3.4 干燥系统 (5)1.4原料及其他主要组分 (6)1.5 原料及产品性能 (6)第二章影响聚合产品质量的因素 (7)第三章工艺计算 (8)3.1 物料衡算 (8)3.1.1 聚合釜 (8)3.1.2 出料槽 (14)3.1.3 汽提塔 (15)第四章化工设备的选型和设计计算 (13)4.1 聚合釜的选型 (13)4.1.1 验算....................... 错误!未定义书签。
丙烯腈悬浮共聚合反应釜的设计
1. 5 较妥, 最大 H D 不要超出 2, 否则对混合不利。
D ——搅拌釜内径。
57
有了搅拌器排出量准数, 可按下式求出釜内循环流 量准数 ( N
N
qc qc
) 和循环量 ( qc ) 。
qd
= N
qc
{1 + [ 0. 16 (d D ) 2 - 1 ]}
n d3
qc = N
通过上式计算, 可以确定搅拌器选型、 直径、 转速三 者关系; 搅拌器的型式和直径设计对循环流量准数有密 切关系, 选择型式不良或直径尺寸不符合要求, 都会影响 循环量, 降低搅拌器的排出量有效利用率。叶轮偏小还会 使循环量不足, 易造成靠近釜壁流体处于缓慢运行状态, 因此而发生粘壁, 叶轮大了, 使叶轮与壁间距离小, 影响 轴向循环流动通道。 根据国内研究和国外一些聚合的实测数据表明, 涡 轮式搅拌器直径约在釜径的 0. 4~ 0. 5, 最好在 0. 45 左 右, 桨叶式搅拌器直径较大些, 约 0. 7左右。 搅拌器选择设计是否合理, 可以通过悬浮均匀度的 计算和测定来判断, 其计算关联式 [4 ] 为:
u s ——聚合物粒子平均沉降速度 (m s) , u s = 1. 74[ g dp ( Θ p d p ——粒子直径 (m ) ; g ——重力加速度 (m s2 ) ;
3 Θ p , Θ——聚合物及分散体密度 ( kg m ) ;
) 2 ] Θ; Θ
1
可避免设置挡板带来不利。挡板的宽度, 笔者认为采用永 田经验式计算, 然后考虑聚合特点再适当减小, 实践结果 可以达到预计目标。 永田算式如下:
70立方米聚合釜尺寸标注
70立方米聚合釜尺寸标注聚合釜是一种广泛应用于化工、制药等行业的设备,用于混合、反应和加热各种物质。
而70立方米聚合釜则是一种具有较大容量的设备,适用于大规模生产。
本文将对70立方米聚合釜的尺寸标注进行描述,以便读者了解其具体特征。
1. 釜体尺寸70立方米聚合釜的釜体尺寸通常较大,一般为直径3.5米左右,高度约为10米。
釜体一般由不锈钢等耐腐蚀材料制成,以确保其在化学反应过程中的稳定性和耐久性。
2. 进出料口聚合釜的进出料口是连接外部输送设备的关键部分。
70立方米聚合釜通常具有多个进出料口,以便于物料的输入和输出。
这些进出料口一般位于釜体的上部和侧面,设计合理,方便操作。
3. 搅拌装置搅拌装置是聚合釜中重要的组成部分,用于混合和搅拌反应物。
70立方米聚合釜通常配备强大的搅拌装置,以确保反应物均匀搅拌,并提高反应效率。
搅拌装置通常由电机、减速器和搅拌桨等组成。
4. 加热装置聚合釜需要通过加热来提供反应所需的温度条件。
70立方米聚合釜一般配备电加热装置或蒸汽加热装置,以使釜内温度得到控制,并满足反应的要求。
5. 控制系统为了更好地控制聚合釜的操作和反应过程,70立方米聚合釜配备了先进的控制系统。
这个控制系统可以监测和调节温度、压力、搅拌速度等参数,以确保反应的安全和稳定。
总结:70立方米聚合釜是一种具有较大容量的设备,适用于化工、制药等行业的大规模生产。
它的尺寸标注包括釜体尺寸、进出料口、搅拌装置、加热装置和控制系统等。
这些标注的设计合理,使得聚合釜能够满足不同物料的混合、反应和加热需求。
通过这些尺寸标注,我们可以更好地了解和使用70立方米聚合釜,提高生产效率和产品质量。
30m_聚合釜设计说明书
前言毕业设计是大学学习生活的重要部分,是将四年的理论学习与实践相结合的重要环节,通过设计使自己更加了解自己的专业方向,培养自己综合解决问题的能力。
本次设计的题目是“30m³聚合釜设计”通过毕业设计,从原始的技术参数到真正将釜设计完毕,我对反应釜的釜体结构和机械密封的有关知识有了更深刻的认识,并且认识到理论和实践的差距,并培养了我综合运用所学理论知识和实际操作知识去理性的分析问题和解决实际工作中的一般技术工程问题的能力。
通过毕业设拉近了理论与实际的距离并使我建立了正确的设计思想,掌握了工艺设计的一般程序、规范和方法,并进一步巩固、深化地吸收和运用了所学的基本理论知识和基本操作技能。
由于本人能力有限,缺少实际经验,设计中难免出现错误,敬请各位老师指正批评,让我及时改正错误,在将来的工作中更加得心应手。
最后再次感谢我的指导老师在这一学期以来对我毕业设计上的极大支持与帮助。
摘要本设计是关于30M3聚氯乙烯聚合釜的总体设计,说明书叙述了整个设计过程,在叙述中,详细说明了该聚合釜的一些技术要求,包过检验、安装、试车操作、岗位安全等。
说明书较大篇幅用来叙述反应釜的设计计算,由工艺计算和强度计算等。
在工艺计算中,有釜体工艺尺寸的确定,物料衡算、搅拌桨和搅拌功率的确定,工艺接管的计算和选择等;在强度计算中,釜体、夹套的应力校核、水压试验,釜体及夹套的开孔补强,支撑结构的设计计算,轴承选择及寿命计算等。
AbstractThe design is about the general of 30PVC polymerizer, and the book of directions relates the whole design process .In preface there are some technological claim of the polymerizer,such as text、operation、installation、trail、post safety and so on.The book of direction generally relates the design computation and strength computation. In the technical computation, there are technical dimension determination of the polymerizer body, material calculation,determination of agitated oar and agitated efficiency and the computation and selection of technological conjugation tube and so on, In the strength computations, there are stress check age of the polymerizer body and jacket, hydraulic test,opening compensation strength,the choice of bearing structure,the critical rotational speed of axis,the selection and lifespan computation of the bearing and the design of the shaft’s sealing and so on.目录前言 (I)摘要 (I)Abstract (I)第一章概述·······························································································································- 1 -1.1. 的发展与应用 ············································································································- 1 -1.1.2 PVC的生产原理、方法及简单流程.····················································- 1 -1.1.3 PVC发展预测 ································································································- 2 -1.2.设备的性能及结构特点······························································································- 3 -1.2.1 设备的性能: ································································································- 3 -1.2.2 设备的结构特点····························································································- 3 -1.3.设备的技术特性 ··········································································································- 4 -1.4. 安装、试车、操作及岗位要求 ···············································································- 5 -1.4.1 安装·················································································································- 5 -1.4.2试车要求 ·········································································································- 5 -1.4.3设备的操作要求··························································································- 5 -1.4.4岗位安全要求·································································································- 6 -1.5.设备特点及存在的问题和改进的意见·····································································- 6 -1.5.1设备特点 ·········································································································- 6 -1.5.2设备的特点 ·····································································································- 6 -1.5.3 改进的意见 ····································································································- 7 -1.6. 维修注意事项 ············································································································- 7 -1.6.1 检修周期 ········································································································- 7 -1.6.2 检修内容 ········································································································- 7 -第二章工艺计算···················································································································- 7 -2.1.原始数据·······················································································································- 7 -2.2. 物料衡算···················································································································- 9 -2.3.釜体工艺尺寸的确定······························································································· - 10 -2.3.1 釜体内直径、高度的确定 ········································································ - 10 -2.3.2 封头的选择 ································································································· - 10 -2.3.3 夹套的选择: ····························································································· - 11 -2.4.热量衡算·········································································································· - 12 -2.4.1热水量的计算(加热时间为t=1小时)············································· - 13 -2.4.2 冷却水用量(聚合时间为11小时)······················································ - 15 -2.4.3 所需传热面积:························································································· - 16 -2.5.釜体内冷管的计算························································································· - 17 -2.6. 实际传热面积及校核··················································································· - 17 -2.6.1校核··············································································································· - 18 -2.7.搅拌器设计 ····································································································· - 18 -2.7.1. 桨叶的形式,安装方式、尺寸······························································· - 18 -2.7.2搅拌转速的确定及功率的计算································································· - 19 -2.7.3 电机、减速机的选择··············································································· - 21 -2.8.安全阀的选择 ································································································· - 22 -2.8.1 安全阀的工作原理及工作过程································································ - 22 -2.8.2 液化气体容器的安全泄放量 ···································································· - 22 -2.8.3 安全阀排放能力的计算 ············································································ - 23 -2.9. 工艺接管的计算及选择··············································································· - 24 -2.9.1 进、出料管径和长度················································································· - 24 -2.9.2夹套进、入口管管径及长度 ····································································· - 25 -2.9.3温度计接管等列表······················································································ - 25 -2.9.4放料阀··········································································································· - 25 -2.9.5 接管法兰的选择、法兰盖的选择···························································· - 26 -第三章强度计算 ······························································································· - 27 -3.1.设釜体、夹套的设计····················································································· - 27 -3.1.1选材··············································································································· - 27 -3.1.2. 釜体,封头的计算及校核 ······································································· - 28 -3.1.3 夹套壁厚设计:························································································· - 29 -3.1.4 夹套封闭结构设计:················································································· - 30 -3.1.5 夹套螺旋导流板的间距确定:································································ - 31 -3.2.釜体及夹套的开孔补强: ············································································ - 32 -3.2.1 釜体的开孔补强························································································· - 32 -3.2.2 夹套的开孔补强:····················································································· - 33 -3.3. 内冷管外压稳定性校核: ·········································································· - 34 -3.4.支承结构设计计算;····················································································· - 34 -。
高密度聚乙烯装置的聚合釜设计说明书
3 反应釜机械设计 ......................................................................................................... 6 3.1 容器尺寸的确定及结构选型 .......................................................................... 6 3.1.1 罐体几何尺寸确定 ............................................................................. 6 3.1.2 夹套设计 ............................................................................................. 8
80m3聚乙烯聚合反应釜设计
80m3聚乙烯聚合反应釜设计学生毕业设计(论文)3题目 80m聚乙烯聚合反应釜设计作者院 (系)专业指导教师答辩日期榆林学院毕业设计(论文)诚信责任书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业设计(论文)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计(论文)与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。
论文作者签名:年月日摘要聚合反应釜是化学工程和生物工程中最常见也是最重要的设备之一,主要用于制造有机聚合物球体,制备高分子化合物。
因此结构合理,反应迅速,低投入高产率的聚合反应釜是各个企业竞相需求的必要生产设备。
3本文采用传统设计方法,对80m聚乙烯聚合反应釜进行设计。
主要包括:釜体结构型式的确定、传热系统的设计、传动装置的设计、搅拌装置的设计、附属部件的选型、压力试验及开孔补强。
设计的聚合釜其釜体内径为3600mm,高度为7860mm,壁厚为36mm;封头采用标准椭圆形封头;传热方式采用夹套、蛇管和冷凝器相结合的传热方式;搅拌装置选择带有二层叶轮的直叶桨式搅拌器;在传动装置中选用型号为YD225S—4/6、额定功率为33 kW的电机,减速机选择直联型立式二级摆线针轮减速机。
设计中的参数选取合理,不仅满足了设备的设计要求,而且使运行质量得到了保证。
关键词:聚合釜;壁厚;电机;参数选取3The Design of a 80m Polyethylene Polymerization ReactionKettleABSTRACTPolymerization reaction kettle is one of the most common andimportant equipment in the chemical engineering and biological engineering, which is mainly used to make the organic polymer spheroid and prepare the macromolecular compound. Therefore, reasonable structure, rapid response, low investment and high yield rate of polymerization reaction kettle is the necessary production equipment for every company.3This paper uses the traditional design method to design a 80m polyethylenepolymerization reaction kettle. Mainly includes: the determinationof body structure, the design of heat-transfer system, transmission system, the mixing device, the selection of accessory parts, pressuretest and opening reinforcement. The inner diameter, height and thickness of the designed polymerization reactor is respectively 3600mm, 7860mmand 36mm; the head is adopted by standard ellipsoidal head; the heattransfer method is adopted by, coil and condenser; the stirring deviceis adopted by the straight oar mixers of two impellers; the transmission device is adopted by theYD225S-4/6 motor which power rating is 33 kW, the speed reducer is adopted by straight type vertical secondary cycloidal reducer. Parameters selected in the design is reasonable, not only meets the design requirements of the equipment, but also quality is obtained in the operation.Keywords: polymerization kettle;Heat-transfer system;the mixing device;parameter selection目录摘要 ..................................................................... (3)ABSTRACT ........................................................... (4)1 绪论 ..................................................................... ............................................... 8 1.1聚乙烯(PE)聚合反应釜国内外发展趋势 .. (8)1.1.1聚乙烯(PE)国内外发展趋势 (8)1.1.2反应釜的介绍 ..................................................................... (8)1.1.3反应釜常见类型 ..................................................................... .. (9)1.1.4聚合反应釜介绍 ..................................................................... (10)1.2本课题研究的目的、意义和内容 (11)2 PE聚合反应釜体结构的设计和计算 (12)2.1釜体DN,PN和材料的确定 (12)2.1.1釜体PN和材料的确定 (12)2.1.2釜体DN的确定 ..................................................................... ........ 12 2.2釜体筒体壁厚的设计 ..................................................................... . (13)2.2.1设计参数的确定 ..................................................................... (13)2.2.2筒体壁厚的设计 ..................................................................... ...... 13 2.3釜体封头的设计 ..................................................................... (14)2.3.1封头的选型...................................................................... . (14)2.3.2设计参数的确定 ..................................................................... (14)2.3.3封头壁厚的设计 ..................................................................... (14)封头的壁厚 ..................................................................... ........................ 14 2.4筒体长度H的设计 ..................................................................... .. (15)2.4.1筒体长度H的设计 ..................................................................... .. 152.4.2筒体长径比L/D的复核 ............................................................... 15 i2.5外压筒体壁厚的设计 ..................................................................... .. (15)2.5.1设计外压的确定 ..................................................................... (15)2.5.2试差法设计外压筒体的壁厚 ........................................................ 16 2.6外压封头壁厚的设计 ..................................................................... .. (16)2.6.1设计外压的确定 ..................................................................... (16)2.6.2封头壁厚的计算 ..................................................................... .. (16)3 PE聚合反应釜传热设计................................................................................... 18 3.1聚合釜夹套的设计 ..................................................................... .. (18)3.1.1夹套釜体DN,PN的确定 (18)3.1.2夹套筒体的设计 ..................................................................... ...... 18 3.2夹套封头的设计 ..................................................................... (19)3.2.1封头的选型...................................................................... . (19)3.2.2设计参数的确定 ..................................................................... (19)3.2.3封头壁厚的设计 ..................................................................... (19)3.2.4夹套与筒体的连接方式 (20)3.2.5 传热面积的校核 ..................................................................... .. (20)3.3蛇管传热 ..................................................................... (21)3.3.1蛇管作用和型式选用 ...................................................................213.3.2蛇管参数设计 ..................................................................... . (22)3.3.3蛇管传热设计 ..................................................................... . (22)3.4冷凝器换热 ..................................................................... .......................... 23 3.5反应釜釜体及夹套的压力试验 (23)3.5.1釜体的液压试验 ..................................................................... (23)3.5.2 釜体的气压试验 ..................................................................... (24)3.5.3夹套的液压试验 ..................................................................... (24)4 反应釜零部件设计 ..................................................................... ...................... 26 4.1釜体容器法兰的联接结构 ..................................................................... (26)4.1.1法兰的设计...................................................................... . (26)4.1.2密封面的型式 ..................................................................... . (26)4.1.3垫片的设计...................................................................... ............. 27 4.2螺栓、螺母设计 ..................................................................... (28)4.2.1螺栓设计设计思路和设计内容 (28)4.2.2垫片压紧力...................................................................... . (29)4.2.3螺栓载荷计算 ..................................................................... . (29)4.2.4螺栓设计 ..................................................................... ................... 30 4.3工艺接管的设计 ..................................................................... (31)5 开孔和开孔补强设计 ..................................................................... .................... 33 5.1开孔...................................................................... ..................................... 33 5.2开孔补强 ..................................................................... (33)5.2.1补强选择 ..................................................................... . (33)5.2.2补强计算 ..................................................................... . (34)6 搅拌装置的选型与尺寸设计 ..................................................................... ....... 37 6.1搅拌器的功能和流动特征 ..................................................................... ... 37 6.2搅拌器的选择 ..................................................................... ...................... 37 6.3搅拌叶轮层数、深度 ..................................................................... ........... 39 6.4搅拌功率计算 ..................................................................... ...................... 39 6.5 搅拌轴直径的初步计算 ..................................................................... (41)6.5.1 搅拌轴直径的设计 ..................................................................... (41)6.5.2搅拌轴刚度校核 ..................................................................... .. (42)6.6搅拌轴临界转速校核计算 ..................................................................... .. 426.7 搅拌轴的结构及尺寸的设计 (42)6.7.1搅拌轴长度的设计 ..................................................................... .. 426.8联轴器的型式及尺寸的设计 ...................................................................436.8.1联轴器型式的确定 ..................................................................... .. 436.8.2联轴节的零件及材料 ...................................................................447 传动装置的选型与尺寸设计 ..................................................................... . (46)7.1电动机的选型 ..................................................................... (46)7.2减速器的选型 ..................................................................... (47)7.3机架的设计 ..................................................................... . (48)7.4机座的设计 ..................................................................... ......................... 48 8 PE聚合反应釜密封型式的选定 ..................................................................... .. 498.1反应釜的轴封装置的选型 (49)8.2机械密封的结构选型 ..................................................................... .. 49 9 聚合反应釜支座的选型及设计 ..................................................................... (51)9.1悬挂式支座的选型...................................................................... . (51)9.2悬挂式支座的尺寸的初步设计 ............................................................... 51 参考文献 ..................................................................... ........................................... 53 致谢 ..................................................................... (54)1 绪论1.1聚乙烯(PE)聚合反应釜国内外发展趋势1.1.1聚乙烯(PE)国内外发展趋势1898年,聚乙烯最早由德国化学家Hans von Pechmann在一次试验事故中合成。
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1概述(现状、应用: ……;工艺配方:……;性能指标:……;主要原料及主要特性参数:……) 2生产工艺流程【工艺路线的选择……;工艺流程图(详见工艺流程图);工艺流程叙述……(生产操作过程、各控制参数、操作时间等) 】 3生产控制及三废处理各岗位生产控制(各岗位控制条件;……) 三废处理(废水及废液;废渣;废气) 4设备选型原则主要设备的选型原则(反应釜的选型原则、搅拌器的选型原则)辅助设备选型原则(泵的选型原则、各辅助设备(具体选型见后面章节)) 5物料衡算 物料衡算的任务 衡算依据及收集的数据衡算基准:(日产量,每釜日产能力及釜个数) 反应釜每批投料量 其它物料(水、汽等等) 6釜设计 设计任务选择釜及夹套材料,确定聚合釜和夹套的几何尺寸,并对聚合釜及夹套进行强度计算。
设计依据 ……釜几何尺寸的确定选定罐体高/径比i= (~) 由估算公式:3iV4D π≅计算结果, 例如:初步选取公称直径为Dg2600的筒体,封头选取Dg2600的标准椭圆封头。
查表得封头的尺寸如下:曲边高度h 1=650mm ,直边高度h 2=50mm 内表面积F h = ,容积V h =查表得Dg2000的筒体的有关数据如下: 一米高容积V 1= ; 一米高内表面积F 1= 则筒体高度计算为: H=(V -V 封)/V 1=()÷= m 按材料规格求整为: H= m 长径比 H/D=3200÷2600=, 釜的实际体积为: V 实际 = HV 1+V 封 = ×+ = 釜的实际装料系数为: η实际=V 物/V 实际=÷=由此可见,聚合釜的尺寸合理。
釜设计最大生产量为: ×=……m 3 夹套几何尺寸的确定取公称直径为Dg2800的夹套,夹套封头也采用标准椭圆封头,并取与夹与筒体相同的直径。
查表得Dg2800的标准椭圆封头的有关尺寸如下:直边高度h2=700mm ;内表面积F h=;容积V h=聚合釜筒体部分物料的高度:H物=(V物-V封)/V1=()÷=液面高度H液=H物+h1+h2=2540+50+650=3240mm夹套包围的筒体高度:H包=H物+△=+=夹套筒体的高度:H夹=H包+50=2720+50=2770mm聚合釜内传热面积A=H包F1+F h=×+=由《化工设备机械基础》式4-5校核:……传热面积合适。
釜壁厚的计算聚合釜采用0Cr19Ni10与16MnR不锈钢复合钢板制造。
可以16MnR钢来进行强度计算。
设计压力;设计温度180聚合釜计算厚度为:δ= PcD i/(2φ[σ]t-Pc)=×2600/(2××180-)=δn =δ+C+△其中C = C1+C2 C1为钢板负偏差,取,C2为腐蚀裕度,取1mm, 则壁厚附加量C=δn=++△=δe =δn-C=-=D0/δe=(Di +2δn)/δe其中D0为聚合釜外径,Di为聚合釜内径。
则D0/δe=(2600+×2)/=计算长度L=H+h2+1/3h1,其中H为筒体高度,h2为封头直边高度,h1为封头曲边高度。
则L=3293+50+1/3×650==3560mmL/D0=3560/2600=查《外压或轴向受压圆筒几何参数计算图》,得到系数A=然后查图《外压圆筒和球壳厚度计算图(16MnR钢)》,A点位于曲线左边,用公式[P]=2AEt/3(D0/δe)在操作温度下,钢板Et=×105 MPa[P]=2××186×109/(3×)= MPa〈MPa所以10 mm厚钢板不适合。
当δn =26mm时,D0/δe =(2600+×2)/=查《外压或轴向受压圆筒几何参数计算图》,得到系数A=,然后查图《外压圆筒和球壳厚度计算图(16MnR钢)》B=68MPa则计算许用外压力[P][P]=B/(D0/δe)=68/=设计外压P= ,小于[P]且比较相近。
则所选取的δn=26 mm符合要求。
即筒体厚度δn=26mm封头厚度取与筒体相同的厚度26mm夹套厚度的计算夹套选用15MnVR钢板制造。
夹套计算厚度为:δ= Pc Di/(2φ[σ]t-Pc)式中:Pc为计算压力;取;Di为夹套内径;2800mm;φ为焊缝系数,取(双面对接焊,局部无损探伤);[σ]t为材料许用应力,查表得180MPa则δ=×2800/(2××180-)=钢板名义厚度δn=δ+C+△其中C = C1+C2,C1为钢板负偏差,取0.6mm,C2腐蚀裕度取2mm,则壁厚附加量C等于那么,δn=++△= =10mm夹套封头厚度取与夹套筒体相同的厚度10mm水压试验应力校核筒体水压试验应力校核水压试验压力P T ==×=水压试验时的薄膜应力为σT =P T(Di+δe)/2δe 考虑到液柱压力,代入计算时P T 取σT =×(2600+)/2×=查表得16MnR的屈服极限σs=325MPa故φσs = ××325= >=σT则筒体厚度满足水压试验时强度要求。
夹套水压试验应力校核夹套水压试验压力为P T =[σ]/[σ]T =××180/180=水压试验时的薄膜应力为σT = P T(Di+δe)/2δe ,考虑到夹套液柱压力,代入计算时P T取有效厚度δe=δn- C = 10 –=故σT = ×(2800+)/2×=查表得20R的屈服极限σs=390MPa故φσs=××390= >=σT所以夹套厚度满足水压试验时强度要求。
水压试验的顺序是先做聚合釜水压试验,试验合格后再焊上夹套。
然后做夹套水压试验。
夹套水压试验压力时,聚合釜内至少要保持的压力。
釜有关数据查表直径为2600mm,厚度为26mm的筒体一米高的质量为1684㎏,聚合釜封头质量为㎏。
直径为2800mm,厚度为10mm的夹套筒体一米高的质量为644㎏,夹套封头质量为㎏。
则聚合釜质量m1=1684×+×2=㎏夹套质量m2=644×+=㎏聚合釜总质量m = += ㎏表6-1 聚合釜有关数据表项目直径(mm)高度(mm)厚度(mm)封头直径(mm)材质(mm)质量(㎏)釜体26003290262600复合钢板夹套2800277010280015MnVR 支座的选型有上面的计算可以知道,聚合釜装满物料的时候总重为:m=+=㎏所以支座的型号可以选B型悬挂式支座:支座B10 JB1165-81.每个支座重㎏7搅拌器的设计设计任务确定搅拌器的型式、几何尺寸、转速、轴功率以及电动机、减速机的选型。
设计依据搅拌器型式及转速 搅拌器轴功率取D/T= ,其中 D —搅拌器直径 T —釜的直径, 则D=×2600=1300mm液体的平均密度ρ1=(ρ1x +ρ2x +ρ3x +......), (X 1+X 2+X 3+ (1)代入数据得:=ρcm 3搅拌器的材料,用不锈耐酸钢 有雷诺数Re=μρN D 2=2.0100021.142.13.13.1⨯⨯⨯⨯=×104查表得:Np=有轴功率公式:P= Np ρN 3D 5 式中:P —轴功率,kw ; N —搅拌器转速,r/min ; D —叶轮直径,m ; ρ—流体密度,g/cm 3。
则P=××103×()3×()5=釜的传动装置聚合釜的搅拌器由传动装置来带动,传动装置通常设置在釜顶封头的上部。
聚合釜传动装置的设计内容一般包括:电机、减速机的选型等。
7.5.1常见电机及其连接尺寸电机功率必须满足搅拌器运转功率与传动系统、轴封系统功率损失的要求,还要考虑到有时在搅拌操作中会出现不利条件造成功率过大。
电机功率可按下式计算:Pd=(P+P ') /n=+×5%)/=P —电机功率,kw ;P —搅拌轴功率,kw ;P '—轴封系统的摩擦损失,kw ;η—转动系统的机械效率。
本工艺选用Y180L-25型三相异步电动机。
7.5.2釜用减速机类型、标准及其选用反应釜用的立式减速机,主要的类型有谐波减速机、摆线针轮行星减速机、二级齿轮减速机和V 带传动减速机。
本工艺选用的是LC 系列减速机,型号LC200A-25电机,额定功率,转速750r/min ,搅拌轴转速150r/min 。
7.5.3凸缘法兰选用M 型凹面凸法兰7.5.4安装底座安装底座采用螺柱等紧固件,上与机架连接,下与凸缘法兰连接,是整个搅拌传动装置与容器连接的主要接件。
安装底盖公称直径500mm ,机架公称直径320 mm 。
7.5.5机架机架是安放减速机用的,它与减速机底座尺寸应匹配。
轴封装置轴封是搅拌设备的一个重要组成部分,其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压和真空状态以及防止反应物料逸出和杂质的的渗入。
搅拌轴处的密封属于动密封,常用的有填料密封和机械密封两种。
机械密封功耗小,泄露率低,密封性能可靠,使用寿命长。
本设计主要选用的是202型标准机械密封,其搅拌轴直径为85mm。
参考文献[1] 上海化工设计院编.化工工艺设计手册(上、下册)(第二版).化学工业出版社,1996.[2] 汤善甫,朱思明.化工设备机械基础(第二版).华东理工大学出版社,2004.[3] 陈声宗.化工设计.化学工业出版社,2004.[4] 魏崇光,化学工业部属五院校.化工工程制图.化学工业出版社,1992.[5] 赵国方.化工工艺设计概论.原子能出版社,1990.[6] 聂清德.化工设备设计.化学工业出版社,1989.附录1 重要符号表1、聚合釜装配图2、带控制点工艺流程图3、车间平面布置图。