年产1500吨聚乙二醇400#工艺设计.docx

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1、1总论1.1 设计的依据1.2 . 1环氧乙烷的物化学性质1. 2. 2氢氧化钠的物化性质1.2. 3冰醋酸的物化性质1.3口口 31.3.1 J、 口口 J IJ1.3.2 产品工艺路线确定L 3. 3工艺流程简述2工艺计算2. 1 5 *1* 11.2.1.1 生产工艺技术指标1.1.1 1 2 _ I./、由J 2.1.3 原材料及辅助材料主要规格2.1.4 产品主要规格与参数2.1.5 1工艺流程为：2.2.2 运用环氧乙烷生产聚乙二醇的聚合方程式2. 2. 3确定计算任务2. 2. 4基础数据准备2. 2. 5确定计算基准2. 3反推原料量2. 3. 2一缩乙二醇3. 3. 3氢氧化

2、钠4. 3 4 酉日5. 3. 5醋酸钠6. 4. 1基础数据7. 4. 2水、电、气、汽规格(数据来自任务说明书)8. 4. 3汽化器9. 4. 4反应釜热量衡算10. VI 3. 1反应釜3. 2储槽选型3. 3A者木日.3. 4环氧乙烷汽化器选型3. 6产品高位槽4泵的选型及计算4. 1f刖.333344556667778889 1 0.10.1().11.121 5.15.161.17 1 8.18.191.1914. 2产品泵4.4真空缓冲罐205设备布置21。 1jJL贝 U 215.2 生产控制分析225.3 定员226三废处理及环境保护226.1 彳: I j:lh ,mX6

3、2j 口口 1 ：J、T 2416.3 危险物质操作与贮藏注意事项266.4 不正常现象处理27参考文献29致谢301总论1.1设计的依据引发剂缩乙二醇中和剂一一冰醋酸主要原料：单体一-环氧乙烷催化剂-氢氧化钠脱色剂-双氧水生产的原理：该车间的反应采用溶液聚合的方法，使单体花样乙烷和引发剂一缩乙二醇在催化剂氢氧化钠的催化下在间歇反应釜中进行聚合反应，制得粗糙的聚乙二醇400,再通过中和剂冰醋酸除掉里面的钠离子，通过脱色剂双氧水脱掉粗糙产品的外色，最后通过过滤，得到符合要求的聚乙二醇4001.2建设规模聚乙二醇（400#）产品应符合下表给出的要求。一序号.指标名称规格国标、部标或企标备注1外观无

4、色至淡黄色粘稠液体2平均分子量37046035%水溶液4.07.01.2.1环氧乙烷的物化学性质外观与性状无色气体熔点-112.2沸点10.4相对密度（水=1）0. 87相对蒸汽密度（空气二1）1.52分子式分子量44. 05饱和蒸汽压（KgPa）145. 91(20)燃烧热1262.8临界温度195.8临界压力7. 19闪点-17,8(0)引燃温度429爆炸极限3100溶解性易溶于水，多数的有机溶液主要用途制造乙二醇，表面活性剂，洗涤剂，树脂等规格：在此聚合反应中，环氧乙烷充当单体的角色，环氧乙烷的纯度：工98% ,醛的含量W0. 05% ， 水的含量W0.05%L2.2氢氧化钠的物化性质外

5、观与性状白色不透明固体，易潮解熔点318.4相对密度(水=1)2. 12沸点()1390分子式分子量40.01主要成分工业品一级指标溶解性易溶于水，乙醇，甘油，不溶于丙酮主要用途用于肥皂工业石油精炼，人造丝，染色，制革，农药说明临界压力，爆炸极限，闪点，临界温度等的一些物化数据，在这里没有意义，所以没有写出规格：氢氧化钠为催化剂，纯度要求100%的固体氢氧化钠1.2.3冰醋酸的物化性质主要成分：外观与性状：熔点()：沸点()：相对密度(水=1)：含量：一级N99.0%;二级N98.0%。无色透明液体，有刺激性酸臭。16.7118.11.05相对蒸气密度(空气=1)：2.071.52(20)87

6、3.7321.65.7839463174饱和蒸气压(kPa)：燃烧热(kJ/mol)：临界温度()：临界压力(MPa)：闪点()：引燃温度()：爆炸上限/丫)：爆炸下限/)：规格：试剂L3产品方案131产品的用途由于PEG400为液体、它具有与各种溶剂的广泛相容性，是很好的溶剂和增溶剂，被广泛用于液体制剂。当植物油不是合作活性物配料载体时，PEG400则是首选材料。这主要是由于PEG400稳定、不易变质，含有PEG400的针剂被加热到150摄氏度时是很安全、很稳定的。针剂、滴眼液等液体制剂，此外PEG400的广泛的粘度范围、吸湿性使其在软胶囊的制作中应用也很广。1.3.2产品工艺路线确定根据老

7、师给的原料，最终确定乙二醇与一缩乙二醇反应制聚乙二醇。从自由基反应，阴离子反应，阴离子反应，阳离子反应，配位聚合等反应机理中挑选出选用了阳离子反应。引发：H2CCH2 + Na+OH -OH-CH2CH2Q- Naa增长：OH-CH2CH2ONa+ + H2CCH2-OH-CH2CH2O-CH2CH2O Na+-OH-f CH2cHQ 去 CH2cH2。一 Na链终止（加入酸性中和剂）：OH f CH2cH2。CH2CH2ONa + H* -原料中的单体，引发剂，容积，催化剂，甚至一些后处理阶段的除杂剂老师已经在任务说明书中给定，只要了解这些物质，确定的“身份”，给她定位在聚合反应中充当什么角

8、色即可。此聚合反应的反应机理H-CH2-9-0H- Cat. A卜、iHOHCH2cH20cH2cH20H + 7 C2H4O化学反应条件的确定：催化剂：为氢氧化钠操作温度：为150180c操作压力：0.2MPa原料配比：大约为1:3操作周期：反应时间为68h,但是由于批量比较低，选择一天一批料,其余的时间可以为下批料做准备。原料转化率：99%选择性：99%三废处理：在此工艺中三废主要包括废液、废气和废渣。废液为汽化器的底部有部分从底部排污，废渣主要是过滤器中未通过的固体杂质须定时清理，废气是通过真空泵抽出去的水蒸汽和过量环氧乙烷等等。环境保护：对于三废不能直接排放，应该在安全处理过后才能排放

9、。例如，废气更不能直接放空，应该设置一水封。安全生产：主要是根据环氧乙烷的物性知易燃易爆，不稳定，应设置安全阀与阻火器，而且对于该聚合反应的要求较高，不能含有杂质、气体等等，因此应该先用氮气置换空气，而且反应釜应密闭，同时设置安全阀、阻火器、防爆膜等等。1.3.3工艺流程简述由于环氧乙烷配到空气及容易爆炸，因此，在通原料之前需用氮气置换掉，整个系统中的空气；真空泵P0102和P0103将反应釜中抽真空，V0102一缩乙二醇，通入反应釜中ROlOloV0101环氧乙烷储槽中原料通过P0101输送到E0101与E0102加热到125,压强在0. 3Mpo反应完成后，输送到X0102过滤器，然后，输

10、送到产品槽V0105。最后，输送到V0106 和 V0107。2工艺计算2.1.1生产工艺技术指标年产1500吨聚乙二醇400.2. 1.2生产制度：全年生产时间为250天（或全年生产时间为6000小时），连续生产，生产组织为四班三倒。2.1.3原材料及辅助材料主要规格一序号.名称规格国标、部标或企标备注1环氧乙烷298%购买含醛0.05%含水WO.O5%2一缩乙二醇295%购买3氢氧化钠试剂级购买4冰醋酸试剂级购买5双氧水30% （工业级）购买2.1.4产品主要规格与参数聚乙二醇（400#）产品应符合下表给出的要求。序号指标名称规格国标、部标或企标备注1外观无色至淡黄色粘稠液体1外观无色至淡

11、黄色粘稠液体2平均分子量37046035%水溶液4.07.02. 2物料衡算思想：运用反推法计算需要物料的量。2. 2. 1工艺流程为：环氧乙烷（纯度99%）一缩乙二醇（纯度95%）氢氧化钠（纯度100%）冰醋酸（纯度100%）聚乙二醇（纯度99. 5%）A环氧乙烷（剩余1%未反应）低聚物（环氧乙烷反应1%）醋酸钠水2.2.2运用环氧乙烷生产聚乙二醇的聚合方程式HOHCH2CH2OCH2CH2OH + 7 C2H4O Cat. -QCH2CH2- 9-0H106308414P、T2. 2. 3确定计算任务通过物料衡算，求出生产1500吨 纯度为99.5%的聚乙二醇400需要多少原料，比如：环氧乙烷，一缩乙二醇，氢氧化钠 冰醋酸由于此反应几乎完全反应，则没有循环量以及循环量组成等的计算了。说明：这里按一批料计算2. 2.4基础数据准备原料环氧乙烷的组成：纯度大于98%即C2H.O98% 含杂质 有小于0.05%的醛有小于0. 05的水其余