年产5000吨191UP树脂生产车间设计.docx

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1、目录摘要1Abstract21绪论32设计总论42.1设计依据42.2设计原则42.3生产制度52.4原料及成品的技术规格和质量控制52.4.1、 原料规格：如表2.1所示：52.4.2、 191#UP树脂技术指标：如表2.2所示：63、191#UP工艺流程设计73.1 工艺条件分析71、 1.1、原料分子数比的影响73、 1.2温度和压力影响74、 1.3、空气中氧气的影响75、 1.4、烯类单体与UP树脂混溶73.2减压法生产流程83.3树脂质量控制1784、物料衡算104.1、 配方设计104.2、 物料衡算过程104.2.1、 日产量计算：104.2.2、 聚酯的聚合度和摩尔数。104

2、.2.3、 各原料的理论用量。104.2.4、 各原料的实际投料量（在理论用量的基础上加5%）114.2.5、 产率计算114.2.6、 苯乙烯及其他辅助材料的用量。115热量衡算125.1热量衡算概述125.2热量衡算8125.2.1、物料吸热125.2.2、热载体的选用125.2.3、 物料加热时间及热载体进出口温度确定125.2.4、 热载体与物料之间热平衡计算135.3油管与油泵的选择135.3.1油管的选择与安排135.3.2、油泵的选型135.4热功率计算10135.4.1、热载体总量估算135. 4.2热功率计算146设备的选型与设计11156. 1反应釜与稀释釜的选型156.1

3、.1、 反应釜选型156. 1.2、稀释釜选型156.1. 3、配套搅拌器的选型156.2液体料贮罐的选型166.3输送泵的选型166. 4真空系统确定10161. 4.1真空泵的选用166. 4.2真空缓冲罐的设计8176.5废水接收罐的设计186.6丙二爵计量罐的设计186.7C02系统的确定12196. 8冷凝器的选择与设计14206.1.1、 冷凝面积的确定206.1.2、 换热量计算15206.1.3、 立式冷凝器的设计217车间布置设计227.1车间厂房的整体布置227. 2厂房的平面布局228. 3厂房柱网布置229. 4生产厂房的空间布置82210. 5设备布置237. 6厂房

4、建筑面积238非工艺专业设计要求248.1对土建设计要求248. 2对供电的要求248. 3对给排水的要求259车间经济概算269.1车间成本计算269. 2车间投资计算279. 3车间经济概算2810其他问题3010. 1车间生产协作问题3011. 2生产技术工艺问题3012. 3车间的安全技术及劳动保护3013. 4对过程控制的要求3110.5环境保护与节能减排3110.6对设计的一些设想31参考文献32致谢33摘要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。论文主要设计了：1

5、91#UP树脂的生产车间。本设计采用将苯酊、顺酊和丙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树脂。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。本文的特色是：1、引进自动化控制系统代替人工对工艺参数进行精确控制，提高产品的质量稳定性；2、照明使用节能灯具，体现节能环保的理念；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AbstractUnsaturated

6、po1yesterresinisthemostcommon1yusedthermosettingresin,itischief1ythedecompressionIascu1ationofdibasicacidanddibasica1coho1,aftercross1inkingmonomersoractivityformedhascertainso1ventdi1uteso1utionofresinviscosity.Thecontentisdesignedannua1outputof5,000tonsof191#UPresinproductionp1ant.Thisdesignusesth

7、ewi11phtha1icanhydride,ma1eicanhydrideandpropy1eneg1yco11dpe-g-nvpreactionkett1eoffeeding-compostinginre1iefpo1ycondensationintounsaturatedpo1yester,withstyrenedi1utedininto191#UPresin.Thedesigninc1uding:processdesign,materia1ca1cu1ation,heatca1cu1ationse1ectionofequipmentdesign,workshop1ayoutdesign

8、,theprofessiona1designandworkshopprocessetc.Economicbudget.Inthedesign,theoutputoftheworkshopis5000tonsperyear.Thefeaturesofthedesign:1,theintroductionofautomationandcontro1systeminp1aceofartificia1precisecontro1ofprocessparameterstoimprovethequa1ityoftheproductstabi1ity;2,usingenergy-efficient1ight

9、ing,1amps,ref1ecttheconceptofenergysaving;3,onthebasisofthisdesigncanuseProcessintensificationapproachtoincreaseproductivity.Keywords:191#;UP;ProductionProcess;Designandchoice,processintensification.1绪论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

10、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装置。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2。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树脂是有顺酊、苯酊和丙二醇经缩合反应生成聚酯，再

11、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产，可将只计算在休息日中。即提高日产量。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

12、计、车间经济概算等。2设计总论2.1 设计依据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，进行毕业设计一一年产5000吨191#UP树脂生产车间设计。2.2 设计原则1）生产规模：年产5000吨191#UP树脂，实行间歇式生产。2）生产方式：UP树脂生产方式依据缩聚反应实施的方法的不同，分为熔融缩聚法，溶剂共沸脱水法，减压法三种4。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离出来。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

13、甲苯和水的共沸点较水的低，将反应生成的水迅速带出，促使缩聚反应完成。优点是反应比较平稳，易控制，制品颜色较浅，但需要一套水回流系统，且需注意防火。减压法：在缩聚反应进行到2/33/4时，抽真空减压脱水，减压速度为10分钟真空度增加IOOmmHg,真空度到600700mmHg为止，待反应物料酸值达到要求。此是树脂含水量较少，分子量较大。比较上述各方法，且目前绝大多数合成树脂厂多采用减压法生产，因此本设计中也采用减压法合成。3）投料方式：合成树脂所用原料油固体和液体物料两种，一种是通过高位计量槽直接投料，另一种是通过泵将物料打入计量槽投料。后者较准确。本设计中苯二醇的投料方式采用第二种方式。固体物

14、投料方式，采用直接投入反应釜,简单经济。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”和“二步法”3O“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脂。“二步法”是指在生产过程中，原料、单体分批投入反应釜，如首先将二元醇和苯好投入反应釜，在酸值达90-100时再投入顺酢直至反应终止。实践证明在相同条件下，两种方法所生产的树脂性能不同。“二步法”所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，比如热转变点，巴氏硬度，弯曲模量等。根据上述两种方法，所得树脂性能比较和目前多数厂家所采用方法，本设计采用“二步法”。5）设备选型原则：主要设备的选用应根据生产规

15、模，通过计算确定反应釜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 生产制度2.3.1 、工作日确定：一年按365天计，出去双休（52X2天）、公休（7天）、设备检修（4天）等共115天。工作日共计250天。2.3.2 生产班数及人员确定：参考有关生产厂家人员情况，并结合本设计调价,确定生产班数为一班，具体人员安排情况如下：生产人员：20人技术人员：5人保安：2人主任：2人质检人员：2人共计：31人2.4 原料及成品的技术规格和质量控制241、原料规格：如表2.1所示:表2.1原料规格原料分子量规格熔点密度纯度外观顺Sf98.06工业级52.61.314,99.0白色片块苯酊148.11工业级1311.527299.5白色片块丙二醇76.09工业级1.036无