醇溶性酚醛树脂工艺设计.docx

8 举例醇溶性酚醛树脂工艺设计1题目： 醇溶性酚醛树脂工艺设计2生产要求：1000t/a 每年工作300天，每天工作8小时。3原料： 表8-1 生产醇溶性酚醛树脂的原料名 称含 量苯 酚98%(质量分数，含杂质)甲 醛37%(质量分数)氨水催化剂20%(质量分数)乙 醇95%(V/V)4配料比： 苯酚甲醛37%=11.2摩尔比5产品质量：固含量：60%水：8%游离苯酚：5%存于树脂中氨水的用量：5%为纯苯酚质量的5%生产流程或生产方案1生产流程方案，使其在碱性环境下缩合成树脂，经真空脱水后制得成品。本工艺利用真空吸入原料苯酚,室内供热系统提供水蒸汽作为热源。其他原料来自高位槽并可参加适量乙醇用以调节粘度防止结垢。2生产流程简述苯酚先在镀锌铁桶内加热熔化，升温至60，用真空将苯酚吸入反响釜内，通入蒸汽保温；将37%的甲醛水溶液以苯酚甲醛=11.2mol的比例缓慢参加反响釜内，开启电动搅拌系统开始搅拌，再参加浓度为20%的氨水催化剂，加热升温至70,由于反响放热，温度会自动上升。当温度升至78时，即用循环冷却水调节，使反响温度缓缓上升并保温在8595间不超过95。使反响釜保温反响1小时后，终止反响。用循环冷却水调节到75，进行真空脱水2.53小时，再冷却到50参加乙醇调稀，最后自然冷却到40出料，即为产品。3工艺流程简图和参数流程简图如图图8-1所示： 加 醇合成树脂脱水阶段调稀阶段苯酚98产品甲醛37%氨水20%脱水图8-1 醇溶性酚醛树脂的生产工艺流程简图工艺参数如表8-2所示：表8-2 醇溶性酚醛树脂的生产工艺参数合成阶段脱水阶段调稀阶段原料20-70752.53h冷却到50冷却水20升到30水蒸汽75降到40整个生产周期如图8-2所示：60苯酚(进料10min)酚醛树脂85-95预聚体85-95预聚体70甲醛(进料10min) 蒸汽加热 自动升温 保温60 min 40min 30 min氨水(进料5min) 冷 却酚醛树脂75酚醛树脂50酚醛树脂75产品 加乙醇调稀 冷却 真空脱水 20 min 30min 180 min图8-2 醇溶性酚醛树脂的生产周期物料衡算苯酚的官能度f=3，甲醛的官能度f=2，苯酚和甲醛以摩尔比为11.2的比例混合反响，那么苯酚过量。两基团数不相等，那么平均官能度以甲醛的量来计算：故反响程度：即有 p < pc因参加的原料苯酚和甲醛都在产品所测的固含量内，那么有 m苯酚+m甲醛=m树脂+m游离酚+m缩合水即有 m苯酚+m甲醛-m缩合水m树脂+m游离氛以1mol苯酚和1.2mol甲醛反响为基准，苯酚上有两个氢原子参加反响那么生成1个水分子，故固化时生成的缩合水的量为： mol那么有 因为产品的固含量为60，所以所得产品的质量为：由任务书有每小时的产品质量为：并以此作为计算基准。各物质的分子量如下：苯酚：94g/mol 甲醛：30 g/mol 氨：17 g/mol 氨水：35g/mol 水：18g/mol(1)合成阶段：由产品质量标准：固含量：60%水：8%游离苯酚：5%存于树脂中氨水的用量：5%为纯苯酚质量的5%有每小时产品的固含量为：取游离酚含量为3，那么：换算系数： 故所需的各物质的进入量为：含杂质的苯酚的质量：苯酚中的杂质的质量：37的甲醛水溶液的质量：甲醛水溶液中水的质量：参加的氨水的质量：氨的质量：氨水中水的质量：树脂 水氨水 杂质游离酚苯酚98甲醛37%氨水20%总进料量：反响后的总物料量： 故，两者相等。总水量：2脱水阶段由产品标准水<8%,取水为5%,那么： 乙 醇调稀阶段脱水阶段进料含水 水总脱水乙醇的质量： 查?化工原理?上册有： 100%的乙醇密度为=789kg/m 95%的乙醇溶液密度为804kg/100%的乙醇的体积为：V95%的乙醇溶液的体积为：95%的醇溶液中含水量为：那么脱水量为：(3)调稀阶段：树脂 水游离酚产品95%的乙醇 调稀阶段水的衡算：m脱水后剩下的水量： 所以两者相等。热量衡算(1)计算基准：以20为温度基准，为产品计算基准物性数据查?物理化学根底数据手册?有：苯酚C220.5J/mol·K 甲醛C35.4J/mol·K树脂C530.34J/mol·K 水 C75.4J/mol·K氨 C11.39J/mol·K苯酚从20加热到60所需热量：苯酚从60加热到70所需热量：甲醛从20加热到70所需热量：氨从20加热到70所需热量：水甲醛中的水和氨水中的水从20加热到70所需热量：总热量：Q1由热水池提供，即将装苯酚的桶放入60的热水池中使苯酚熔化。Q由反响釜夹套提供热蒸汽加热。2反响热：根据键能的断裂和生成估算反响热，查得键能数据kJ/mola.CH 414.2 CO 736.4 C由反响以1mol苯酚和1.2mol甲醛反响为计算基准可知：参加反响的甲醛为1.1004mol，断裂了1.1004mol CO；断裂了2.2021mol(2×1.004=2.2021mol)CH;生成2.2021mol CC；生成2.2021molOH因为生成了1.1004mol的水；生成0.1834mol CO聚合度取Xn=12,n=6，所以生成的CO为1.2×0.917/6=0.1834mol)。故有 总放热： 用于自动升温和被反响釜上的循环冷却水带走。b. 脱水阶段反响釜中的物料，保温在75、真空条件下蒸发，查水蒸气表得75下的汽化潜热为：kJ/kgQm×r179.5416×2319.54.164×10kJ/h换热器在热传递过程中先要将75蒸汽冷却凝结为75水，再使之冷却为40的水。脱水后产品需冷却到50调稀，最后冷却到40出料。用20的循环水冷却，水温升至30。QQQ查?化工原理?上册有： kJ/(kg·) kJ/(kg·)通过内插法可求得：4.177kJ/(kg·) (57.5)故 Qmt179.5416×4.177×(7540)2.625×10kJQQQ4.165×102.625×104.4265×10kJQ全部由冷凝换热器带走，可求出冷凝换热器所需的冷却循环水的量：kg/ht25 4.1785kJ/(kg·)通过内插法求得0为t=25下的密度，0=/m3V循环水=3/h反响釜的选择查?化工工艺设计手册?第三版，选择搪玻璃搅拌设备。搪玻璃设备是由含硅量高的玻璃质釉喷涂在钢板外表，经920960屡次高温搪烧、使玻璃质釉密着于金属胎外表而成。搪玻璃设备的性能是：耐腐蚀性 能耐无机酸、有机酸、有机溶剂及pH值小于或等于12的碱溶液，但对强碱、氢氟酸及温度大于180、浓度大于30%的磷酸不适用。不粘性 光滑的玻璃面对介质不粘且容易清洗。绝缘性 适用于介质在过程中易产生静电的场合。隔离性 玻璃层将介质与容器钢胎隔离、铁离子不溶入介质。保鲜性 玻璃层对介质具有优良的保鲜性能。成品玻璃面耐温差急变性能为：热冲击120，冷冲击110。搪玻璃设备、管子、管件及人手孔等配套件系列已有新标准，选用时应注意说明。核定实际投料量(一天工作8小时)：苯酚：8×217.589=1740.712kg 酚=1050kg/m3甲醛：8×220.743=1765.944kg 醛=1085 kg/m3氨水溶液：8×10.662=85.296kg 氨3V总=3/dV总=3.378 m3/d=3378L查?聚合物合成工艺设计?P73有搅拌釜反响器的装料系数取0.70.8，有起泡或沸腾时0.6；此反响有起泡现象，取装料系数故所需反响釜的容积为： m3=5630L由?化工工艺设计手册?第三版查得：选三个公称容积为2000L的锚式搪玻璃开式反响釜，具体参数如下：公称容积VN/L 2000公称直径DN，mm S系列 1450计算容积VJ/L 2179公称压力PN，容器内 0.6 介质温度及容器材质 0200材质为Q235-A，Q235-A，B或 高于-20200材质为20R搅拌轴公称直径dN/mm 80 电动机功率k电动机型式 Y型或YB型系列 同步转速1500r/min搅拌轴公称转速 框式 63r/min 传动装置 机型 减速机型号 BLD-3悬挂式支座 A3×4支承式支座 2.5t×4参考重量，kg 2482其结构和管口尺寸见附录3。 换热器脱水冷凝器的选型(1)物性数据(查?化工原理?和?物理化学根底数据上册?可得)： 定性温度：水蒸气75 水1=0.2416 kg/m3 =996.95 kg/m3 Cp1=1.975 kJ/kg·K Cp=4.1785 kJ/kg·K1=0.012 mPa·s =90.285×10-5 Pa·s 1=0.0224 W/m· =60.825×10-2 W/m·(2)换热量：有三个反响釜，所以要有三个换热器，每个换热器的换热量为：(3)计算两流体的平均温度差。暂按单壳程，多管程进行计算。逆流时平均温度差为：蒸汽 75T1 40T2冷却水 30(t2) 20(t1)t1=45 t2=20 而 查?化工原理?上册图4-19查得：那么有： (4)试算和初选换热器的规格根据两流体的情况，假设K=18W/(m2·K),那么：选择换热管管径及管内流速：选择25×的换热管。选择管内流速：查?化工原理?上册表4-13选取管内流速为6m/s。因为蒸汽中含有少量苯酚,苯酚有毒,所以选择蒸汽走管程,循环冷却水走壳程。换热器的单程管子数：查?化工工艺设计手册?下册(第三版)表35-112,选定S=8.5,L=2000mm,DN=325mm的单壳程单管程换热器，具体数值如表8-3：表8-3 换热器的具体参数直径DN/面积/m2管长L/mm管子总数n/根管程数N壳程数中心排管数管子尺寸管子排列方式管程流通面积/m2325200057119(5)核算总传热系数由于循环冷却水走壳程，水蒸气走管程，且水蒸气呈膜状冷凝并在水平管束中冷凝，利用有相变传热系数公式：假定温差为12=3W/(·)其中 换热器内装有圆缺形挡板(缺口面积为25%的壳体内截面积)时,壳方流体的对流传热系数的关联式如下： 应用范围： Re=2×1031×106管子为正三角形排列，查?化工工艺设计手册?下册(第三版P5-351)管心距t=32mm,那么当量直径为： 上式中的流速u0根据流体流过管间最大截面积A计算,即 A=hD(1-) h两挡板间的距离,取h=150= A=0.15×0.325×(1)=0.0107 u0=/s Re=6095.325在2×1031×106的范围内。因壳程中水被加热,所以故有： =254.931W/(·)查?化工原理?上册有：W·/ W·/W·/故传热系数：W/(·)所以在1.151.25之间,符合要求。换热器的壳体壁厚：查?钢制列管式固定管板换热器结构设计手册?P2931有：换热器的壳体选用材料20号钢；当DN为325mm时,壳体的壁厚为8。上下封头均选用标准椭圆形封头,材料为A3R。两个椭圆形封头的具体尺寸如表8-4(查?聚合物合成工艺设计?P166)：表8-4 椭圆封头尺寸公称直径曲面高度直边高度厚度DNh1h2325mm100mm25mm8mm(6)核算压强降核算管程压强降：因为气体此处为蒸汽的阻力较小,一般都满足,故不需要校核。核算壳程压强降：壳程压强降为 其中 流体横过管束的压强降, 流体通折流板缺口的压强降, 壳程压强降的结垢校正系数,量纲为1,液体取1.15,气体取1因为换热管为正三角形排列,所以 F=0.5; 因为6095.325>500,所以取折流板间距h=,取12,那么有壳程流通面积为：即有： 故有壳程压强降： <100kPa, 满足要求。 贮存容器的选择假设容器存放三天的原料量：甲醛： V醛3=4883L氨水： V氨3=277L乙醇： V醇33=4680L同样假设容器存放三天的废水量和产品量：废水： V废水=3=4343L(40时水的密度为/m3)产品： V产品3=8333L查?化工原理?上册有酚醛塑料的密度为12501300kg/m3,因产品中含有水，那么取产品密度为1200kg/m3。贮罐的装料系数75%85%，取85%,那么有：查?化工工艺设计手册?第三版选择贮存容器：甲醛选择玻璃钢平底椭圆封头储罐，且底部应装有用来加热的热水或蒸汽盘管，以便在环境温度低时实施必要的加热，防止槽内甲醛溶液的聚合，贮槽外面应有隔热层，且要在内壁进行防护处理，涂上防护层，多用过氯乙烯漆、环氧树脂漆等，每23年重漆一次。其根本参数和尺寸见附录4。氨水选择搪玻璃开式储存容器,其尺寸见附录5。乙醇选择搪玻璃闭式储存容器,其结构尺寸见附录6。废水选择搪玻璃卧式储存容器,其尺寸参数见附录7。产品选择搪玻璃卧式储存容器,其尺寸参数见附录7。 缓冲罐的选型设缓冲罐一天放一次水那么一天脱水的体积为：=179.5416×8÷992.2=3=1448L其装载系数60%70%,取70%,那么有： 因有三个反响釜,为操作方便每个釜设一个缓冲罐,那么有： 查?化工工艺设计手册?第三版选择搪玻璃开式储存容器作为缓冲罐,其尺寸见附录8。 计量罐的选型此反响为间歇操作，故装载量为一批生产使用量。在此取一天的生产量。因为有三个反响釜，计量罐的装载量为一天需要原料的1/3。甲醛：乙醇：氨水：计量罐的装料系数60%70%,取70%,那么有： 查?化工工艺设计手册?第三版选择搪玻璃开式储存容器作为计量罐,其尺寸见附录9。 离心泵的选取查?化工工艺设计手册?第二版，P4-3有泵的选用说明，泵的选用参数和要求。1选用参数确实定(1)介质物性参数输送条件下介质的物性将对泵的流量、扬程、功率、必需汽蚀余量、结构、材料、操作和使用等方面产生影响，是选泵时需要考虑的重要因素。主要物性参数有：介质的名称、相对密度、粘度、组成、化学腐蚀性能、气体或固体(粒度)、含量、蒸汽压等。(2)工艺参数 流量 设计化工厂装置时，由于考虑开展和适应不同要求等因素，总工艺方案一般均要求装置留一定富裕能力。在选泵时，应按设计要求到达的能确定的泵的流量，并使之与其他设备能力协调平衡。一方面，泵的流量确实定也应考虑适应不同原料或不同产品要求等因素。所以在确定泵的流量时，应该综合考虑两点，即装置的充裕能力及装置内各设备能力的协调乎衡，工艺过程影响流量变化的范围。工艺设计给出泵的流量一般包括正常、最小、最大三种流量，已考虑了上述因素。因此，选泵时通常可直接采用最大流量。如给不出最大流量值时，取正常流量的1.1倍。扬程 同样由于上述原因，此外还考虑到工艺设计中管路系统(包括设备)压力降计算比拟复杂，泵的扬程需要留有适当的余量，一般为正常需要扬程的1.051.1倍。实际上，如果有现场实际数据，应尽可能采用。使选定的扬程不仅能满足过程在正常条件下的需要，也能满足过程在特殊条件下的需要。介质液面高于泵中心者，应取最低液面；介质液面低于泵中心者，也应取最低液面。温度 确定工艺过程中介质的正常、最高或最低输送温度低温泵。装置的系统的有效气蚀余量 装置的有效气蚀余量应该大于泵所需要的允许气蚀余量。对进口侧物料处于低压状态或其操作温度接近于汽化条件时，泵的气蚀平安系数宜取较大值，如减压塔的塔底泵的气蚀平安系数至少取1.3。操作时间 确定操作周期及操作方式(连续或间隙)。现场条件 根据泵所在位置确定其环境温度、相对湿度、海拔高度、防爆区域及防爆等级。2化工用泵的要求化工用泵应满足一般工艺要求，并考虑结构简单，操作方便，运转可靠，使用寿命长，性能良好，效率高，并符合装置的运转特性；零部件互换性高，容易更换，维修方便，价格低廉等因素。因化工泵所抽送的液体性质和一般泵不同，另外，化工装置的特点要求长期运行，故还必需提出如下要求:耐液体腐蚀、磨蚀，使用寿命长(耐腐蚀泵或泥浆泵)；密封性能可靠，尤其对于易燃、易爆、有毒和贵重的介质更耍求控制其泄漏量，甚至完全无泄漏(屏蔽泵或磁力泵)；要求操作性能稳定，低噪音，小振动，运转周期不低于8000小时；适合于低温或高温介质的输送(低温泵或热九红泵)；要求高吸入性能，即必需净正吸入头NPSHr小的泵(液态烃泵，双吸式离心泵);适合于高粘度介质的输送(转子泵)；适应低流量、高压力、高扬程的要求(筒式泵、高速局部流泵、多级泵)；符合流程计量精度要求(计量泵)。3泵的分类及适用范围泵的分类：泵的分类一般按泵作用于液体的原理分为叶片式和容积式两大类。叶片式泵是由泵内的叶片在旋转时产生的离心力作用将液体吸入和压出。容积式泵是由泵的活塞或转子在往复或旋转运动产生挤压作用将液体吸入和压出。叶片式泵又因泵内叶片结构形式不同分为离心泵、轴流泵和旋涡泵。容积式泵分为活塞(住塞)泵和转子泵。泵也常按泵的用途而命名，如水泵、油泵、泥浆泵、砂泵、耐腐蚀泵、冷凝液泵等，或附以结构特点命名，如悬臂式水泵、齿轮油泵、螺杆油泵以及立式、卧式泵等。此外喷射泵，系由一工作介质为动力，它在泵内将位能传递给被抽送的介质，从而到达增压和输送的目的。由于它无运转部件，结构简单，操作方便，已广泛用于真空系统抽气。4泵的特点及适用范围各类泵的适用范围简述如下，并参见图8-3。(1)离心泵输送温度下液体粘度不宜大于650mm2/s,否那么泵效率下降较大；流量较大，扬程相对较低;液体中溶解或夹带的气体不宜大于5%(体积)，液体中含有固体颗粒时，宜选用特殊离心泵(例如泥浆泵)，要求流量变化大、扬程变化小者，宜选用平坦的Q-H曲线的离心泵，要求流量变化小、扬程变化大者，宜选用陡降的Q-H曲线的离心泵。(2)旋涡泵输送温度下液体粘度不大于35mm2/s,温度不大于110、流量较小、扬程较高、Q-H曲线要求较陡者；图8-3 各种泵的工作范围液体中允许含有5%(体积)气体；要求自吸时，可自吸型旋涡泵。(3)容积式泵输送温度下液体粘度高于650mm2/s者；流量较小且扬程高的，宜选用往复式；液体中气体含量允许稍大于5%(体积)；液体需要准确计量时，可选用柱塞式计量泵，液体要求严格不漏时，可选用隔膜计量泵；润滑性能差的液体不应选用齿轮泵和三螺杆泵，可选用往复泵，流量较小，温度较低、压力要求稳定的，宜选用转子泵或双螺杆泵。由?化工原理?上册表1-1查得水及低粘度液体流速范围为1.53.0m/s，由于乙醇、甲醛333。设在1h内将全部乙醇和甲醛溶液打入高位槽，在5分钟内将全部氨水溶液打入高位槽,那么有：Q乙醇=m3/h Q甲醛=3/h Q氨水=3/h由有： 查?化工原理?上册(P357)查得：乙醇选取内径为40的无缝钢管，氨水选取内径为27的无缝钢管,根据GB8163-87，具体尺寸如下：乙醇 外径 45 壁厚选择 2.5氨水 外径 32 壁厚选择 2.5查?化工工艺设计手册?第三版(P4-83)查得:甲醛选取内径为30的不锈钢冷拔无缝钢管(因甲醛有强腐蚀性所以选择不锈钢的钢管)，根据GB8163-87，具体尺寸如下：甲醛 外径 35 壁厚选择 2.5乙醇原料泵的选择：由?化工原理?表1-2查得具有轻度腐蚀的无缝钢管的绝对粗糙度为0.20.3,即取=0.2595%乙醇溶液密度为=804kg/m3a/sRe=初步估计直管长l=16m流体在直管中的流动阻力：=管路上的局部阻力：流体自管子进入容器，其局部阻力系数e=1=2J/kg设有全开的截止阀2个,中圆角弯头有5个,可查得其当量长度为：l1=14m l2=所以 =0.0343×J/kg故 =+由柏努利方程式有：Z1+u1=u2 P1=P2 H1=Z+=16+=查?化工工艺设计手册?第二幅员19-55,选用IH型单级单吸化工流程泵IH50-32-160。氨水原料泵的选择：同理 查?化工工艺设计手册?第三版,20%氨水溶液密度为氨3查?化工工艺设计手册?第三版(P2-759),通过内插法有20%氨水溶液黏度为氨=1.314×10-3Pa/sRe=查?化工原理?(上册)图1-27查故 =J/kg=2J/kg = H2=Z+=16+=查?化工工艺设计手册?第二幅员19-55,选用IH型单级单吸化工流程泵IH50-32-160。甲醛原料泵的选择：同理 查?化工工艺手册?37%的甲醛溶液密度为醛=1085kg/m3查?甲醛生产?(P570)有37%的甲醛溶液黏度为醛=2.56×10-3Pa/sRe=查?化工原理?(上册)图1-27查故 =J/kg=2J/kg = H3=Z+=16+=查?化工工艺设计手册?第二幅员19-55,选用IH型单级单吸化工流程泵IH50-32-160。查?化工工艺设计手册?第二版表19-18可得IH型单级单吸化工流程泵的技术特性如表8-5：表8-5 IH型单级单吸化工流程泵的技术特性型号流量，m3/h扬程，m温度，适用介质IH6.34005125-20105腐蚀性化工介质查?化工工艺设计手册?第二版表19-19可得IH50-32-160的性能参数如表8-6：查?化工工艺设计手册?第二幅员19-56和表19-20可得IH50-32-160的外形安装尺寸图和外形安装尺寸见附录10。表8-6 IH50-32-160的性能参数型号流量Qm3/h扬程Hm转速nr/min效率%气蚀余量NPSHrm轴功率Pakw配带电机型号功率kw重量kgIH50-32-16032290046YYB100L-2348乙醇原料泵的安装高度：查?石油化工根底数据手册?有纯乙醇在20时的饱和蒸汽压为44.032mmHg,所以95%的乙醇溶液在20的饱和蒸汽压为： 因输送其他液体且操作与实验操作条件不同,取当地压强为10m,故有： = =假设泵在最大流量下吸入管路的压头损失为0.5m,液体在吸入管路的动压头可忽略,那么有允许安装高度： 氨水原料泵的安装高度：查?石油化工根底数据手册?有纯夜氨在20时的饱和蒸汽压为8.446mmHg,所以20%的氨水溶液在20的饱和蒸汽压为： 因输送其他液体且操作与实验操作条件不同,取当地压强为10m,故有： = =假设泵在最大流量下吸入管路的压头损失为0.5m,液体在吸入管路的动压头可忽略,那么有允许安装高度： 甲醛原料泵的安装高度：查?石油化工根底数据手册?有纯甲醛在20时的饱和蒸汽压为4.525mmHg,所以37%的甲醛溶液在20的饱和蒸汽压为： 因输送其他液体且操作与实验操作条件不同,取当地压强为10m，故有： = =假设泵在最大流量下吸入管路的压头损失为0.5m,液体在吸入管路的动压头可忽略,那么有允许安装高度： 因甲醛密度比水大,所以需核算泵的功率,即有,满足要求。管线选择由于有三个反响釜,故一次进料只需要一天原料的1/3,令苯酚、乙醇、甲醛在10分钟内进了完毕;氨水在5分钟内进了完毕,那么有：苯酚：乙醇：甲醛：氨水：选取流速u=2m/s,那么由有：查?化工原理?上册(P357)查得：苯酚、乙醇选取内径为25的无缝钢管，氨水选取内径为11的无缝钢管,根据GB8163-87，具体尺寸如下：苯酚 外径 30 壁厚选择 2.5乙醇 外径 30 壁厚选择 2.5氨水 外径 16 壁厚选择 2.5查?化工工艺设计手册?第三版(P4-83)查得:甲醛选取内径为25的不锈钢冷拔无缝钢管(因甲醛有强腐蚀性所以选择不锈钢的钢管)，根据GB8163-87，具体尺寸如下：甲醛 外径 30 壁厚选择 2.5管线长都为16000,即16m。真空泵的选型(1)由?化工原理?查得75水蒸汽的绝对压强为45kPa,那么真空度为4580kPa即(2)确定抽气速率Se，由于本系统为间歇操作系统,那么抽气量为：Se=138 式中 V真空系统(设备和管线)的容积,m3; t系统要求的抽气时间,min; P1系统初始压力,kPa(绝); P2系统抽气终了压力(t时间后),kPa(绝);空气漏气量估算：以抽气时间3小时计算,由?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-59估计空气的泄气量：空气在20时的密度 3系统总共有18个排泄旋塞,那么漏气量为：18×=3.398m32英寸以下螺纹连接有18处，那么漏气量为：18×=m36英寸到24英寸包括人孔在内的的法兰连接有39处，那么漏气量为：39×=m3总漏气量： V漏气量=+=m3故真空系统的容积为： V真空容积=V反响釜+V管线+V缓冲罐+V漏气量=3×2+3×0.8+=m3P1=101.325kPa P2所以抽气速率为： Se=138×=m3/h(3)抽气速率的换算：将Se换算成泵吸入条件下的抽气抽气速率SeSe=式中 P,Ps分别为真空系统、泵入口处的真空度，绝压； T,Ts分别为真空系统、泵入口处气体的温度，K；Se，Se分别为真空系统、泵入口处的抽气速率；假设泵管路压强降不计，那么 P = Ps故有：Se=m3/h=m3/min其中 T=75+273=348K Ts=40+273=313K(4)根据抽气速率、真空度要求选择真空泵的类型查?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-60,选择水环泵。泵的吸入条件应该满足：S > 20%30%Se或更大75水蒸汽的绝对压强为45kPa,且45kPa < 40000Pa由?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-65可选择型号为2BE1 203-0的水环真空泵。其性能参数如表8-7：表8-7 2BE1 203-0水环真空泵的性能参数型号最低吸入绝对压强 Pa抽气速率,m3/min最大轴功率kW转速r/min重量kg外形尺寸长×宽×高吸入绝压40000Pa(干空气)2BE1 203-0330029804101095×530×590那么有： 能满足工艺要求。查?化工工艺设计手册?第二版(下册)表19-66可得水环式真空泵2BE 1203-0的外形安装尺寸见附录11。主要设备一览表主要设备一览表见表8-8。8.5 废水处理由于化工生产有三废排放多，污染严重等特点，必须非常重视平安防护和环境保护，生产工艺采用封闭式生产，安装排风系统，改善生产环境，对排放废水严格处理，达标排放。废水处理工艺流程如下：废水泵入树脂回收釜，用15%的HCl调节PH为3，开启搅拌，升温至95保温反响4hor以回收树脂；降温至40左右，参加双氧水和硫酸亚铁对废液进行氧化处理1hor，处理后废水放入废水池，检验达标后排放。噪声按GB12349检测，声源噪声最高不超过80分贝。由于废液中酚含量较高，游离苯酚在酸性条件下可与甲醛聚合生成树脂沉降回收，再用化学氧化法对其进行氧化处理，降低化学耗氧量COD值。该方法应用于工业生产，取得成功，含酚废水经治理后，各项指标到达GB8978-1996污水综合排放二级标准。表8-8 主要设备一览表序号设 备 名 称型 号数量规 格1锚式搪玻璃闭式反釜0-GDMACHG/T237119923VN=2 m32冷凝器F3253S= m23甲醛原料贮存容器B 6/1800 HG 21504.11992-131VN=6 m34乙醇原料贮存容器F6300 HG/T 237419921VN= m35氨水原料贮存容器K400 HG/T 237319921VN= m36产品贮存容器W10000 HG/T 237519921V