年产吨UP树脂生产车间设计

间设计本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释形成二醇二步法投料在反应釜中减压缩聚成不饱和聚酯，在用苯乙烯稀释成191#UP设计包括：工艺流程设计，物料衡算，热量衡算设备选型设计，车间布置设计，非工艺专业设计和车间经济概算等。设计年产量为5000吨。图纸包括工艺流程图，车间布置图，非标准件设计图，零件图。3、可以在本设计基础上利用“过程强化”的方法提高生产效率。关键词：191#，不饱和树脂，生产工艺，设计选型，过程强化AbstractUnsaturatedpolyesterresinisthemostcommonlyusedthermosettingresin,itischieflythedecompressionfasculatdibasicacidanddibasicalcohol,aftercrosslinkingmonomersoractivityformedhascertainsolventdilutesolutionofresinviscosity.resinproductiondesignusesthewillphthalicanhydride,maleicanhydrideandpropyleneglycolldpe-g-nvpreactionkettleoffeeding-compostinginreliefpolycondensationintounsaturatedpolyester,Thedesignincluding:processdesign,materialcalculation,heatcalculationselectionofequipmentdesign,workshoplayoutdesign,theprofessionaldesignandworkshopprocessetc.Economicbudget.Inthedesign,theoutputoftheworkscontrolsysteminplaceofartificialprecisecontrolparameterstoimprovethequalityoftheproductsenergy-efficientlighting,lamps,reflecttheconceptofenergyintensification"approachtoincreaseproductivity.Keywords:191#;UP;ProductionProcess;Designandchoice,process不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液，简称UP树脂。不饱和聚酯树脂的合成过程包括线型不饱和聚酯的合成和用苯乙烯稀释聚酯两部分。其中合成不饱和聚酯的反应釜，装有搅拌装置、回流冷凝分离器与夹套加热或冷却装置。稀释釜是在缩聚反应完成后将不饱和聚酯用乙烯基单体稀释溶解用的，其容积大于反应釜，并装有搅拌装置、回流冷凝器与夹套保温不饱和聚酯树脂在加工成型方面，随着应用领域的扩大，从手糊、喷射成型发展到袋压、注塑、模压、缠绕、拉挤成型等，成型工艺设备也多样化，生产机械化、自动化程度逐渐提高，产品质量稳定，成本降低，实现了高效生产不饱和聚酯树脂的品种很多，由于本设计的产品对象为191#UP树脂，所以这里着重介绍下。191#UP树脂是有顺酐、苯酐和丙二醇经缩合反应生成聚酯，再经苯乙烯稀释而成。其特性有颜色浅、固化快、较好的机械性能。适用于各种普通FRP制品。不饱和聚酯树脂的工业化生产方法现已相对成熟，但如何提高产品的质量稳定性，一直是树脂工厂设计的难题，为了解决这个问题，通常是通过在工艺设计是使用“二步法”投料，在本设计中除了使用“二步法”的常见方法，还可以使用在一个大型反应釜中生产以便于控制一个生产批次的工艺参数从而提高产品的稳定性。同时由于只有一个反应釜而不能轮流进行维护所造成的停本设计为191#UP树脂的生产车间设计，年产为5000吨。设计过程包括工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的选型、车间布置设计、非工艺专业设计、车间经济概算等。根据设计任务书的要求，依据树脂合成工艺、机械设计、车间布置等，并查阅相关专业资料，结合现今工厂设计最新趋势，进行毕业设计——年产5000熔融缩聚法：利用醇、酸直接熔融缩聚，除加入反应物外，不再加入其他物料。利用醇、水的沸点差，结合惰性气体的通入，使反应过程中生成的水分溶剂共沸脱水法：在缩聚反应过程中加入溶剂（如甲苯、二甲苯）利用甲点是反应比较平稳，易控制，制品颜色较浅，但需要一套水回流系统，且需注4）流程特点：在投料过程中，根据投料的时机不同，分为“一步法“一步法”是指在生产过程中，原料按配比在反应初期一次性投料合成树元醇和苯酐投入反应釜，在酸值达90—100时再投入生产树脂的热变形温度及物理性能比“一步法”所生产的要好，比如热转变和稀释釜等设备的型号和规格，同时要注意工艺条件对设备的特殊要求，如耐温程度、耐腐蚀程度，同时在满足条件下尽量选择价廉物美产品。2.3.2生产班数及人员确定：参考有关生产厂家人员情况，并结合本设计调在外购买原料和产品包装前应对其进行以上诸多参数检验，以保证其质粘度（Pa·S）酸值（mgKOH/g）任意一组分过量愈多，所得产物的平均分子量就愈小。在本设计中过大，则生产的聚酯年度太大，与苯乙烯的混溶性变差，易分层，缩聚反应可按反应常数的大小分为几类。酯化反应平衡反应常数K约为4A+BC+DK=[A][B]3.1.3、空气中氧气的影响缩聚反应一般是在熔融状态下进行，温度很高。高温下，空气氧气能使缩排除空气的作用、带走缩水和加速反应进行等效用。在树脂从缩合釜中放出与苯乙烯掺合前，应加入稳定剂，而且控制温度不2）试真空密度达680~700Hg，检查底阀是否漏气，按配方依次投入丙二24）升温至150~160℃,出现缩合反应水，调节柱头问题，控制馏头温度在6）升温至205℃,馏头温度控制在105℃以下，停止加热，保持此温度至缩于90℃,搅拌均匀。11）当混合温度降至50~60℃,取样分析样品合格，出料装桶树脂质量控制[17]简称“馏头温度”；⑤冷凝器的进水与出水温度；⑥胶。夹套中油温不能过高，否则反应物升温过快，釜壁可能对以上个点温度可用多点温度记录仪进行记录监视，也可2）搅拌速度和惰性气体流量控制反应大为加速，水分可以加快排除，但醇的挥发损失也过早即可能为失醇太多，需加醇补救。故一般调整好搅而用调节惰性气体流量的方法来调节釡内的搅拌状况。-时间和粘度=时间曲线，和标准曲线相对照，检查与控制反1111V’苯酐W’2V’顺酐W’3V’缩水量W’V’W=W’×（1+5%）V=V’×（112233UV-9：20t×%×（1+5%）=4化工生产过程中，各工序都要求有确定的温度等工艺条件，并伴有能量的确定加热剂或冷却剂的消耗量以及其他能量的消耗，计算传热面积以决定换热过程中，物料所吸收热量可认为由生成物放热来提供。反应体系中三种物料的11m36kcal5.2.3、物料加热时间及热载体进出口温度确定5.2.4、热载体与物料之间热平衡计算M=Q/(CΔT)=×106/[×（230-210）］=×105kgpp5.4.1、热载体总量估算热载体：热油管容积V=πD2L=×π×(×35+×20）=反应釜夹套容积V=A(D1-DN)=×（2600-2400）/2×2341414234116+×105kcal=×106kcal理论总功率P=Q'=×106/(×3600×)=考虑到热损失实际总功率P’==通过物料衡算与热量衡算，为设备的选型与设计奠定基础，下面就车间中的主要设备进行选型与设备。其中标准进行选型并列出有关数据，非标准件进反应釜与稀释釜选型主要是依据生产规模来确定其大小型号。目前化工设备厂所生产的反应釜主要为搪玻璃反应釜和不锈钢反应釜两类。根据耐热温6.1.3、配套搅拌器的选型P/n=25/80=查《材料与零部件（上）》选用框式搅拌器II21P/n=40/80=查《材料与零部件（上）》选用框式搅拌器II2112真空系统确定[10]真空吸料和给反应釜抽真空，不同时使用抽气量也不同，以抽气量最大时3/h极限真空：10mmHg水管进口直径：3/4inch水管出口直径：3气管进口直径：5inch气管出口直径6.4.2真空缓冲罐的设计[8]0s］，］，2废水接收罐的设计过程同真空缓冲罐33内W=+(π××+××2）××10303AF钢。3系统的确定[12]22222P采用数只气瓶并联，每周（5天工作日）更换一次的方法，可使供气平衡，并可减少劳动强度，并联气瓶数n=×5÷=，考虑漏气量拟用7个。压力150atm质量60kgCO2管路采用DN3/4的1Cr18Ni9Ti管为使供气平衡，拟采用串联一只1000L的缓冲罐DN/L=1DN=1000mmL=1000mm查《材料与零部件》上册得δ=5mm封头选用标准件，查《材料与零部件》上册曲边高h=250mm直边高h=25mm0V=0.151m3S=1.16m3缓冲罐重：W=(π××+××2）××103=支座选用JB1166—81支撑式支座，阀门选用J11X—10.冷凝器的选择与设计[14]在合成树脂生产过程中，要用到分馏冷凝器和卧式冷凝器。分馏冷凝器的选择：最常用的有塔板式分馏柱和填料式分馏柱两类。前者结构复杂造价高，后者结构简单易制造，目前合成树脂厂多采用填料式分馏冷凝器，因此选用填料式分馏冷凝器。卧式冷凝器的选择：目前化工厂使用热交换器常用的有列管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，而合成树脂厂目前多采用列管式换热器。列管式换热器又可分为固定管板结构简单，造价低。6.8.1、冷凝面积的确定期，由于可反应基团多，反应剧烈，此时要求冷凝面积最大，取此时出水率为6.8.2、换热量计算[15]Q=CmΔt+mΔH+CmΔt=×[×（105-100）+5391+1×（100-40）]12工况：自来水入口32℃,出口42℃)。立式冷凝器的作用主要是用于防止苯乙烯挥发。根据有关厂家的实践经厂房布置的方法通常分为集中式和分离式两种，前者占地面积小，降低施工费用，便于中小车间使用。分离式占地面积大，运输线长，造价高，便于大型车间以及有危险的制品的生产。树脂车间的设计，由于公寓特点要求，采用多层建筑集中设计方案，生产区和辅助区分离布置。这种布置在建筑上较为合厂房的平面布局取决于生产工艺流程。在选择生产工艺布置形式和进行平面设计的同时，还要结合建筑结构特点，采根据不饱和聚酯树脂合成车间要求厂房面积小，布置集中的特点，常采用厂房柱网布置不仅要考虑工艺特点，同时要符合建筑规则。多层厂房的柱网一般可为内廓式柱网，等跨式柱网，对称不等式柱网，大跨度式柱网。根据厂房空间布置是指厂房的层数，层高确定，对不饱和聚酯树脂来说，层数一般为三层，而层高以满足采光和设备安装，正常运转为前提。第三层高度：反应釜离操作台H+H=1200+900=2100mm则此层高度为H+H+4000=2100+第二层高度：反应釜下部3650-1200=2450，且与稀释釜离操作台H+H=1500+1600=3则此层高度为2450+1000+3100=6550mm第一层高度：稀释釜下部H-H1=4100-1500=2600mm此层高度为2600+1600+1500=5700mm厂房建筑面积是根据工艺生产流程及规模，设备布置，设备外形尺寸及操作维修面积，运输通道，物料堆放等确定，在符合建筑模数的要求和满足生产22222/4=2.。车间的用电分为生产用电和照明用电，都由厂里的供电系统负责供电除控搅拌机配用电机功率：稀释釜40kw全年用水量+30）×250=8275m3每年需要需要蒸汽量为×107/(×1000）=2原材料费+工资及附加费用+水电气费用+折旧维修费用+其他施工单位机构转移费用占2000元；本设计因资料缺乏，收集到设备价格不全或过时，所选设备按类似设备价格计算；设备运输费按设备出厂价7%算；设备备4）设备安装工程费表车间投资及投资分配%%%%%车间经济概算车间设有保全室和维修部，负责车间设备的维修和保养，保证生产的正常运原材料购买有厂供销科负责，检验由厂检修科负责。对不合格的原材料责提高，但由于生产规模比较小，设法降低设备投资，降低成本因此新设备采用操作平稳程度，当温度，压力等工艺指标控制不稳定或波动过大都容易造成粘26）车间防火设施，按化工部有关规定执行。7）工作完毕，应切断水、电、气，方可离开。191#UP树脂的合成过程中，需要严格控制工艺参数，否则会使产品的品质下降，所以在经济技术条件允许的前提下，应尽量采用自动化控制系统代替人工控制。如果只能使用人工控制，也必须要求