工艺技术万吨聚碳酸酯工艺设计.docx
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工艺技术万吨聚碳酸酯工艺设计
（工艺技术）万吨聚碳酸酯工艺设计
年产10万吨聚碳酸酯化工厂初步设计
摘要
聚碳酸酯是由双酚A钠盐与光气进行反应，产物简聚体进行缩聚反应获得。
本设计时年产10万吨聚碳酸酯厂工艺设计，主要进行了工艺计算、设备选型，并绘制了全厂平面布置图、带控制点的工艺流程图、车间的立面图和平面图。
关键词：
聚碳酸酯，双酚A，工艺，图
PolycarbonateProcessofTheTechnologicalDesignof100,000tPolycarbonatePerYear
ABSTRACT
PolycarbonateisdeservedbytheBisphenol-AofSodiumsaltandphosgene.Thisindicationistodesignforachemicalfactory,whichproduce100,000tPolycarbonateprocessyearly.ItincludethemainequipmentcomputationandtheshapinginthetechnicalprocessofPolycarbonateCHP,entirefactoryfloor-plan,syntheticCHPtotalflowchart,workshopselevationandhorizontalplan.
KEYWORDS：
Polycarbonate，Bisphenol-A，Technology，Chart
1概述1
1.1设计依据1
1.1.1课题背景1
1.1.2我国聚碳酸酯产业现状1
1.1.3国际聚碳酸酯需求概况2
1.2设计依据3
1.3设计原则3
1.4设计任务3
1.5劳动安全卫生4
2工艺设计5
2.1工艺流程设计5
2.1.1工艺流程设计的重要性5
2.1.2工艺流程设计的原则5
2.1.3工艺流程选择分析与研究5
2.1.4工艺流程设计6
2.1.5生产工艺流程叙述7
2.1.6工艺流程设计参数8
2.2工艺计算8
2.2.1物料衡算8
2.2.2热量衡算143工艺计算与设备选型18
3.1塔的工艺与选型183.1.1T10118
3.1.2最小回流比的计算19
3.1.3全塔理论塔板数20
3.1.4精馏段理论塔板数21
3.1.5板效率及实际塔板数22
3.1.6塔和塔板主要工艺尺寸计算22
3.1.7塔板负荷性能方程26
3.3气流干燥器的工艺计算与选型31
3.4过滤设备的工艺计算与选型354设备型号一览表38
4.1泵的选择38
4.2容器、罐的选择39
4.3冷凝器、再沸器的选择40
5厂制和厂址选择42
5.1厂制概况42
5.1.1工厂组织42
5.1.2工作制度42
5.1.3人员配备42
5.2厂址选择43
5.2.1建厂依据43
5.2.2指导方针43
5.2.3选厂经过436全厂总平面设计44
6.1总平面设计任务和步骤44
6.1.1总平面设计任务44
6.1.2工厂组织44
6.2总平面设计原则44
6.3总平面布置评述45
7公用工程和辅助设计方案47
8设计结果51
8.1设计成果51
8.2图纸及比例51
总结52
致谢53
参考文献54
1概述
1.1设计依据
1.1.1聚碳酸酯产业的现状
由于世界金融市场处于混乱状态，2009年亚洲双酚A（BPA）市场，将继续面临困难时期的挑战，除非经济走势上行，来自下游环氧树脂和聚碳酸酯（PC）工业的需求才会稍有提升。
一家亚洲贸易商于表示，要使双酚A（BPA）市场上扬，至少在今后6个月以后。
随着双酚A（BPA）现货的急剧下滑，该工业处于不景气状态。
截至2008年12月，双酚
A（BPA）价格与当年7月相比、下降了近40%。
由于全球金融市场恶化和经济衰退带来的影响，来自聚碳酸酯（PC）和环氧树脂工业需求的疲软，而导致双酚A（BPA）市场的不振，将可能会持续到年底。
虽然新的环氧树脂和聚碳酸酯（PC），生产装置已于2008年投运，但经济的下行趋势和竞争的加剧，已大大挤压了一些公司的边际利润，迫使一些生产商降低开工率或延长装置停工期。
双酚A（BPA）发展在2008年也受到一些负面的影响，来自与双酚A（BPA）接触的健康危害的争论，已促使一些国家如加拿大在食品容器应用中禁用这种化学品。
鉴于终端用户减少购买量，亚洲地区一些双酚A（BPA）生产商纷纷降低开工率，以减少这种高成本材料不断增多的库存。
中国大多数环氧树脂装置，目前开工率都在50～60%。
中国石化集团公司-三井化学公司合资的，10万吨/年双酚A（BPA）装置于2008年12月投产后，又使该地区新增了供应量，预计双酚A（BPA）价格一度会下跌至底线。
另外贸易商和终端用户的调查指出，如果需求继续疲软，则对双酚A（BPA）价格的支撑会很小。
2009年也会出现一些新的贸易动向，中国与东南亚国家联盟（ASEAN）成员国之间的自由贸易协定（FTA）将实施，按照新的法则，双酚A（BPA）从ASEAN出口将执行零关税。
东南亚国家联盟（ASEAN）有2家主要的双酚A（BPA）生产商：
拜耳公司在泰国拥有16万吨/年装置，三井化学公司在新加坡拥有23万吨/年装置。
1.1.2课题背景
聚碳酸酯（简称ＰＣ）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构
可分为脂肪族、芳香族、脂肪族－芳香族等多种类型。
其中由于脂肪族和脂肪族－芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。
目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。
聚碳酸酯是一种性能优异的通用工程塑料，自问世以来迅速在发达国家形成产业化生产，且技术持续发展，装置规模不断扩大。
由于聚碳酸酯光学透明性好、抗冲击强度高，并具有优良的热稳定性、耐蠕变性、抗寒性、电绝缘性和阻燃性等特点，使之在透明建筑板材、电子电器、光盘媒介、汽车工业等领域得到广泛应用。
聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。
我国在聚碳酸酯研发上虽起步较早，先后有不少企业进行研发生产，但由于工艺技术落后、生产装置规模较小、产能低、产品质量差，目前仅剩一家企业维持生产，国内市场所需的聚碳酸酯不得不大量依赖进口。
因此，大力加强聚碳酸酯研发，加速实现其规模产业化，已成为国家的重要战略需求。
我国聚碳酸酯长期依赖国外进口，2000年进口量为23万吨，到2008年增至101.7万吨，增长了近4倍，2008年国内聚碳酸酯的表观消费量接近80万吨，未来几年将保持10-15%的增长率。
中国聚碳酸酯的产能仅为26万吨，而且绝大部分为合资或独资企业，对外依存度非常高。
对我国聚碳酸酯生产企业来讲，加快技术进步已刻不容缓。
1.1.3聚碳酸酯市场需求概况
20世纪末，世界聚碳酸酯的产量约114万吨，聚碳酸酯按功能特性分为一系列品级，如通用级、透明级、医药食品级等。
各品级又可进一步细分为更多的具体牌号。
一些大的生产厂商可提供几十个品级、上百个牌号产品。
聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专业化、系列化方向发展。
2004年世界聚碳酸酯表观消费量278.2万t,光学介质是聚碳酸酯消费增长最快的领域,消费比例占24%;其次是电子/电气和建材,各占19%;汽车约占13%,详见下表
1-3全球聚碳酸酯消费表
用途
北美/万
西欧/万t
日本/万t
亚洲其他/其他/万t
合计/万t
比例%
t
万t
汽车
13.5
7.1
3.0
10.0
2.0
35.6
13
电子电器
7.5
11.5
6.1
22.9
5.0
53.0
19
片材
13.5
13.3
6.1
14.1
7.0
54.0
19
光学介质
11.0
12.0
3.5
36.9
4.0
67.0
24
其他
18.5
7.1
6.6
28.8
7.6
68.6
25
合计
64.0
51.0
25.3
112.3
25.6
278.2
100
北美的汽车产业所消费的聚碳酸酯远高于西欧、日本及其它地区,约占全球汽车领域消费量的38%。
欧洲受气候影响,对制造绝热玻璃的薄膜和片材需求较高,占全球该类产品总消费量的25%。
亚洲地区（不包括日本）在电子、电器产品和光学相关产品领域消费的聚碳酸酯在世界所占比例相当高,电子、电器领域占全球该类产品消费量43%,光学产品占全球该类产品消费量54%.
可见国外聚碳酸酯应用的最大的市场是电子/电气（宝库计算机、办公设备和光盘），透明薄板和片材以及汽车工业。
在未来的一段时间内，聚碳酸酯的需求量将持续增长，亚太、拉丁美洲将是增长最快的地区。
预计到2007年，世界聚碳酸酯的需求量将达到亿吨，其中计算机、光盘等信息产业方面的增长最快。
1.2设计原则
（1）遵守法则，法规，贯彻党的基本建设方针，实事求是，因地制宜
（2）合理利用国家资源和财产，最大限度的发挥硬件设施的内在潜力，节约土地，减少投资，降低成本；
（3）采用成熟的。
先进的工艺流程，设备，学习先进的生产技术，努力实现自动化。
现代化提高产品的科技含量；
（4）一轻化工业产品批量小、品种多的特点，努力做到“一钱多用，一钱多能”，是本厂具有较强的市场适应力；
（5）尽可能创造良好的劳动条件，以利于劳动工人的身心健康；
（6）大多数厂房，特别是主要生产车间的布置，应考虑到日照方位和主导风向，保证自
然通风，厂前区和防污染的车间放在上风向，产生粉尘、烟、热等的车间及易燃库布置在下风向；
（7）近期建设和远期发展相结合，主要生产车间留有适当的发展余地，轻化工工厂变化较快，综合利用较广，加工深度较深，大多数工艺流程更新快，这要求在设计实现留有较大的预留地，以满足工厂发展变化的需要；
（8）为保证平面图具有建筑艺术性，厂房形状要规则简单，使道路径直，厂房中心线保持垂直或平行；
（9）采取各种措施，提高建筑系数和场地利用稀疏。
建筑系数一般为25%～40%，场地利用系数一般为50%～60%，这是总平面设计的主要技术经济指标。
1.3设计任务
年产10万吨聚碳酸酯化工厂设计，完成对厂址的选择和对工艺流程的可行性分析，进行物料衡算和热量衡算，主要设备的计算和选型，画出工艺流程图，主要的反应设备装置图，全厂平面图以及各车间平面布置图与立面图。
1.4环境保护及三废处理
随着世界特别是我国环境的明显恶化，国民的环境保护意识逐步提高，为了我们生存环境，为了我们自己，为了我们的子孙后代，必须保护环境。
对污染源、废水、废气、废渣、噪音粉尘烟等的具体防止和处理方法主要依据《环境保护法》及相应的可行性研究、环保报告和初审意见来确定，同时加强对员工环保意识的教育，对表现比较好者给予物质上面的奖励，引领其他员工向他们学习。
同时我们将严格执行国家有关对化工企业环保的标准：
（1）地面水环境质量标准---GB3838-88；
（2）环境空气质量标准---GB3095-96；
（3）城市区域环境噪声标准---GB3096-93；
（4）工业企业厂界噪声标准---GB12348-90；
（5）车间空气中有害物质的最高允许浓度；
（6）居民区大气中有害物质的最高允许浓度；
（7）污水综合排放
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