化工与材料学院《高分子合成工艺课程设计》说明书 Q2=Q1+Q3+H-Q4=(7.09+5.63+0.08-10.40)×105=2.40×105kcal/h
6)设备负荷与冷却水消耗量
聚合釜是连续操作，以kcal/h为计算基准，设备负荷等于Q2
冷却水t入口=10℃，t出口=45℃，CP=1.00kcal/（kg·k）
冷却水消耗W=Q/CPΔt=2.40×105/1×(313.15-283.15)=7.2×103kg/h
第五章设备工艺计算
5.1设备选型及设计原理
化工设备是化工生产的重要物质基础，对工程项目投产后的生产能力、操作稳定性、可靠性、以及产品质量等等都将起着重要的作用。因此，对于设备的设计和选择首先要考虑的是工艺上的要求；要运行可靠，操作安全；便于连续化和自动化生产；要能够创造良好的工作环境和无污染，以及便于购置和容易制造等，总之，要全面贯彻先进、适用高效、安全、可靠、省材和节资等原则。
5.2 技术经济指标
化工设备的主要经济技术指标有以下五项：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费用和产品总成本。现分述如下：
⑴单位生产能力
单位生产能力是指设备的单位体积、单位重量或单位面积在单位时间内完成的任务。因此，设备的生产能力要与流程设计的生产能力相适应，而且效率要高。通常，设备的生产能力愈高愈好，但其效率却与设备的大小和结构有关，因此要分析比较，权衡利弊，合理选择。
⑵消耗系数
化工设备的消耗系数是指生产单位重量或单位体积的产品消耗的原料和能量，其中包括原材料、燃料、蒸汽、水和电等。化工产品的单耗不但与采用的工
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化工与材料学院《高分子合成工艺课程设计》说明书 艺路线有关，而且也与采用设备有关，例如：合成氨厂中，氨产品的烟煤单耗就
与锅炉设备的消耗系数有着密切的关系，一般说来，消耗系数越低越好。
⑶设备价格
设备价格直接影响建设工程投资。显然，一般要选择价格便宜，制造容易，结构简单，用材不多的设备，但要注意设备质量和生产效率。
⑷管理费用
设备的管理费用包括劳动工资、维护和栓修费用等。要尽量选用管理费用低的设备，以降低产品的成本。
⑸产品总成本
产品总成本是化工企业效益的综合反应，一般要求产品的总成本越低越好，实际上，这项指标是上述各项指标的综合反应。
5.3设备结构上的要求
化工设备除了要满足上述技术经济指标外，还要满足下述各项结构要求。
⑴强度：化工设备无论是主体部分还是零部件都要有合理的强度，否则就不能保证生产的正常运行和工人的安全。所谓强度要求是指合理的或符合化工设备规范的要求。例如：为预防生产中突然超压，要采用保安部件(如防爆膜等)处理，这就是控制设备合理强度的实例。
⑵刚度：指设备及其构件在外压作用下能保持原状的能力。有时候化工设备构件的设计主要取决于刚度，而不是强度。例如，塔设备的塔盘板，其厚度常常由材料的刚度来决定。
⑶耐久性：指设备能使用的年限。一般化工设备的使用年限为十至十二年，而高压设备则为二十至二十五年，但在实际生产中设备的使用年限则于设备的被腐蚀情况。因此在考虑设备的耐久性时要充分考虑设备使用的腐蚀条件。
⑷密封性：化工设备的密封性是一个很重要的问题，特别是在处理易燃、易爆、有毒介质时成为重要，在设备中应根据有毒物质在车间内的允许浓度来确定设备的密封性。
⑸用材和制造：在设计化工设备时，要尽是减少材料的用量，特别是一些贵重材料，同时还要考虑制造方便，避免复杂的加工工序，减少加工量，力求降低设备的制造成本和材料用量。
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化工与材料学院《高分子合成工艺课程设计》说明书
⑹操作和检修：化工设备的构件还要顾及操作、安装、日常维修的方便，例如人孔太小就会影响日常的检修，延长检修时间，从而减少化工生产的有效时间，影响设备能力的发挥。
⑺运输方便：化工设备的尺寸和形状应注意到运输方便与否问题，当设备制造厂与使用厂相距较远时成为突出。采用水运时，尺寸限制不严，采用陆运时，则设备的直径、长度和重量要符合公路、铁路的运输规定。
5.4定型(或标准)设备的选择
定型设备的选择除了要符合上述基本条件外，还要注意以下几个问题：
⑴首先根据设计项目的规定生产能力和生产周期考虑设备的台数，如采用单台或多台；台数确定后，凡是运转设备要按其负荷和规定的工艺条件进行选型；静止设备则要计算其主要参数，如传热面积、蒸发面积等，再结合有关工艺条件进行选型。设备的选型可参考国家的标准图集或有关手册和生产厂家的产品目录、说明书等。
⑵在选择定型设备时要注意其备品备件的供应情况，以避免在使用中因缺少备品备件而耽误修理时间，影响生产。
⑶对定型设备选型时，考虑设备生产能力时还应注意两点：一是如果不能选到与生产能力对口的定型设备则可按生产能力偏高的选用；二是如果工厂近期内要发展，可按工厂的发展要求选配，以免使用不久又要更换或增加设备。
⑷设备工艺条件的考虑。有些设备也应从偏高一个等级选用，例如：工艺上要求使用10公斤/厘米2压力的蒸气，则应选用工作压力为16公斤/厘米2的锅炉比较适宜。
5.5非定型设备的选型和设计计算
非定型设备需要专门设计和制造，由于化工产品门类多，品种杂，因此非定型设备应用也非常广泛。
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化工与材料学院《高分子合成工艺课程设计》说明书 5.6聚合反应器
聚合物的生产中聚合反应中关键工序，聚合物合成的设备则是关键设备。聚合反
应设备的种类很多，按其结构分，有釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、流化床反应器以及其它类型的特殊形式的反应器(如板框式、表面更新型反应器等)。本设计的聚合工艺为连续式釜式反应，故选择反应釜为反应器
5.7聚合釜几何体积的设计
1、聚合釜实际体积计算
反应混合液体积:V=M/ρ
这里，M=11819.44kg/h，ρ=516.26/m3（170℃时，乙烯的密度）
则VR=11819.44/516.26=23.132m3
聚合釜的装料系数一般在0.6～0.85之间，本课程设计选取0.8作装料系数，
则聚合釜实际体积V2计算VT=23.132/0.8=28.162m3≈28.18m3
2、聚合釜的尺寸以及上下封头尺寸设计 ???
对直立反应釜来说，釜体容积通常是指圆柱形筒体及上下封头所包含的容积之和，根据釜体容积VT和物料性质选定釜体的长径比H∕D值(其比值一般在1～1.5之间)，估计釜体总高度H、内径D。
该设计任务使用标准椭圆封头，标准椭圆封头的体积为0.131D3，
封头高度h封＝D∕4。 令：h为釜体直边高度、H为聚合釜釜体总高度，则：
H=h+2h封=h+D/4
若取H/D=1.5，则有：H=1.5D=h+D/2.则有h=D
VT=π/4×D2×h+0.262D3=1.047D3
D=?VT/1.047=?28.16/1.047=3.24m
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