年产10万吨聚碳酸酯毕业设计

毕业设计缩写稿

学生：牛梦龙

学号： ************ 院（系）：化学与化工学院

专业：化学工程与工艺

指导教师：***

2011 年 6 月 8 日

年产10万吨聚碳酸酯化工厂设计

化工071班：牛梦龙指导老师：韩玉英

（陕西科技大学化学与化工学院陕西西安 710021）

摘要：本设计采用界面缩聚光气法工艺生产聚碳酸酯，该工艺是将双酚A和烧碱溶液配制成双酚A 钠盐，同时加入酚，然后送入光气反应器内。加入二氯甲烷，通光气进行光气化反应，反应完成后将反应液送到缩聚反应器内，加入三乙胺和烧碱溶液，进行缩聚反应。然后分离含有聚合物的有机相和水相，对有机相进行洗涤、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。

设计的主要内容：全厂总平面设计，工艺设计，还有非工艺设计。

设计的图纸包括：总平面设计图，生产工艺流程图，车间布置图（5张）。

关键词：双酚A，聚碳酸酯，化工厂设计。

Annual output of 100,000 tons of polycarbonate chemical plant design

ABSTRACT：The design method by interfacial polycondensation of phosgene polycarbonate production process, the process is the preparation of bisphenol A and caustic soda solution into the sodium salt of bisphenol A, while adding phenol, and then into the phosgene reactor. Adding methylene chloride, phosgene for light through gasification reaction to the reaction solution after completion of polycondensation reactor, adding triethylamine and sodium hydroxide solution, the condensation reaction. Then separated organic phase containing the polymer and water phase, organic phase was washed, dried, and finally into the tablets have polycarbonate products. The main design elements: The whole plant general layout design, process design, as well as non-technical design. Design plans include: General graphic design, production flow chart, workshop layout (5).

KEY WORDS: bisphenol A, polycarbonate, chemical design.

三设计内容

3.1设计主要内容

该工艺是将双酚A和烧碱溶液配制成双酚A钠盐，同时加入酚，然后送入光气反应器内。加入二氯甲烷，通光气进行光气化反应，反应完成后将反应液送到缩聚反应器内，加入三乙胺和烧碱溶液，进行缩聚反应。然后分离含有聚合物的有机相和水相，对有机相进行洗涤、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品本。采用连续操作的方法来合成。本设计主要进行工艺流程的选择，物料和热量横算来的出设备的选型，最关键的步骤是分离过程，从而设计出一个可以达到生产标准的化工厂。

3.2本设计的工艺流程简述

工艺流程的设计参照各方资料，尽量做到简单高效。主要工艺采取界面光气法进行聚碳酸酯的合成。界面缩聚光气法工艺是将双酚A和烧碱溶液配制成双酚A钠盐，同时加入酚，然后送入光气反应器内。加入二氯甲烷，通光气进行光气化反应，反应完成后将反应液送到缩聚反应器内，加入三乙胺

和烧碱溶液，进行缩聚反应。然后分离含有聚合物的有机相和水相，对有机相进行洗涤、干燥，最后成粒就得聚碳酸酯成品。

在设计过程中尽可能多的省去了不必要的繁冗过程。务求工艺流程的简洁高效，而必不可少的设备要设计地能够经受不良环境的考验。

3.3设计结果

3.3.1 设计工艺流程

(1)双酚A钠盐合成反应

将氢氧化钠水溶液(7%)通入反应釜(R101)中，同时加入的还有苯酚、双酚A、亚硫酸氢钠。搅拌反应一小时，由釜底出料进入储罐,然后由泵打入冷却器(H103)冷却到10℃，再送入搅拌反应釜(R102)中。

(2)光气反应

将来自光气站的光气通过稳压罐(V101)和缓冲罐(V102)进入冷却器(H102)冷却到5℃然后与来自二氯甲烷储罐的温度为5℃的二氯甲烷混合进入光气反应釜。同时进入的还有来自换热器(H103)的双酚A钠盐混合液。搅拌反应一小时，控温在20℃左右。反应完全，将多余的光气通入缓冲罐(V102)中。通入氮气，将反应液压入油水分离器(V105)，氢氧化钠、亚硫酸钠、氯化钠水溶液由油水分离器顶部出去，再进入反应釜(R106)中，其中加入氯化钡，搅拌反应半小时，生成沉淀亚硫酸钡，将反应液通入板式压滤机进行过滤。滤液分成两部分一部分送回反应釜(R101)继续利用，另一部分通道反应釜(R107)中与加入的氯化氢溶液反应半小时，然后把反应液通入水处理车间。由谁有分离器底部出来的有机相，由泵通入反应釜(R103)。

(3)缩聚反应

将来自水油分离器(R103)的有机相在碱性条件下，三甲基苄基作为催化剂，进行缩聚反应，反应时间为一小时，控温在25℃。反应完毕后加入甲酸中和反应液中的碱液，测pH为3左右方可，然后进行水洗，直至水洗液中没有氯离子为止。将反应液通入储罐中。

(4)后处理

有机相通入反应釜(R104)中，再加入沉淀剂丙酮搅拌半小时，将含有末状物的反应液通入转鼓真空过滤器中，将分离出的产品PC通过短管型气流干燥器和真空箱干燥器，的末状产物，在通过挤出造粒的产品PC。由真空过滤器分离出的有机相通入储罐中，通过泵打到蒸馏釜(R105)中进行蒸馏，蒸馏时间一小时，控温在60℃。二氯甲烷和丙酮变成蒸汽有釜顶进入换热器(H104)中，冷却至温度20℃，进入精馏塔(T101)中，塔顶出二氯甲烷，塔底出丙酮。来自蒸馏釜(R105)釜底的有机相先进入换热器(H107)中，冷却到20℃，然后进入精馏塔(T102)，塔顶出苯碳酰氯，塔底出简聚体和催化剂。

3.3.2 设计的主要设备布置

综合考虑经济，安全，消防，防地震，防风，及便于更新设备，利于调整工艺等因素主生产区采用全钢架式结构。而生产辅助区则采用砖混式建筑结构。主生产区各个设备及管路高度集中。并且主生产区与其他各个辅助生产车间相对独立。厂区绿化务求完善优美。厂区内部各个区域区分明显便于管理。

3.3.3整个化工厂的设计结果