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学位论文-—年产十万吨涤纶pet正文的生产工艺设计

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2013届毕业设计说明书年产十万吨涤纶（PET)的生产工艺设计院、部：材料与化学工程学院学生姓名：肖卓群指导教师：张春燕职称讲师彭晖冰职称副教授专业：化学工程与工艺班级：化本0902完成时间：2013年6月目录摘要 ......................................................................................................................................... - 3 -ABSTRACT ................................................................................................................................. - 3 -1 综述 ......................................................................................................................................... - 4 -1.1聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的简介..................................................................... - 4 -1.1.1 PET一般性质................................................................................................... - 4 -1.1.2 PET的组织结构............................................................................................... - 4 -1.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的特性与应用........................................................ - 5 -1.2.1 特性.................................................................................................................. - 5 -1.2.2 应用.................................................................................................................. - 7 -1.2.3 PET的加工特性............................................................................................... - 8 -1.2.4 PET的加工方法............................................................................................... - 8 -1.3 中国生产消费现状及产品构成.................................................................................. - 9 -1.3.1国内生产消费水平现状................................................................................... - 9 -1.3.2 产品构成.......................................................................................................... - 9 -1.4聚酯生产技术进展及现状................................................................................................. - 10 -1.4.1聚酯生产技术进展......................................................................................... - 10 -1.4.2聚酯生产能力现状......................................................................................... - 11 -1.5 中国聚酯工业及与国外先进水平的差距................................................................ - 14 -1.6 研究内容、目的及意义............................................................................................ - 15 -2 PET生产工艺的比较与确定................................................................................................. - 17 -2.1 PET的生产工艺简介................................................................................................. - 17 -2.1.1 酯交换法生产工艺简介（DMT法）............................................................. - 17 -2.1.2 直接酯化法生产工艺简介（PTA法）......................................................... - 18 -2.1.3 环氧乙烷法生产工艺简介（EO法）........................................................... - 18 -2.2 各生产工艺优劣势比较及工艺选择........................................................................ - 19 -2.2.1 TPA法的生产优势......................................................................................... - 19 -2.2.2 DMT法的生产优势......................................................................................... - 20 -2.2.3生产工艺的选择............................................................................................. - 21 -2.3工艺过程介绍............................................................................................................. - 21 -2.3．1反应条件....................................................................................................... - 21 -2.3．2 生产工艺控制简图...................................................................................... - 23 -3 物料衡算与能量衡算............................................................................................................ - 24 -3.1物料衡算..................................................................................................................... - 24 -3.1.1酯交换阶段............................................................................................................. - 24 -3.1.2缩聚阶段......................................................................................................... - 27 -3.2能量衡算..................................................................................................................... - 29 -3.2.1酯化工序段能量衡算..................................................................................... - 30 -3.2.3 聚合工序段热量衡算.................................................................................... - 30 -4 设备的选型............................................................................................................................ - 32 -4.1缩聚釜的选型............................................................................................................. - 32 -4.2 其他设备的选型........................................................................................................ - 32 -4.2.1搅拌装置的设计............................................................................................. - 32 -4.2.2泵的选择......................................................................................................... - 33 -4.2.3换热器的选型................................................................................................. - 33 -5 车间设备布置设计................................................................................................................ - 34 -5.1车间设备布置的原则................................................................................................. - 34 -5.1.1车间设备布置的原则..................................................................................... - 34 -5.1.2 车间设备平面布置的原则............................................................................ - 34 -5.1.3 车间设立面布置的原则................................................................................ - 35 -5.2车间设备布置............................................................................................................. - 35 -5.2.1车间设备平面布置......................................................................................... - 35 -5.2.2车间设备立面布置......................................................................................... - 35 -6 公用工程................................................................................................................................ - 36 -6.1供水............................................................................................................................. - 36 -6.2供电............................................................................................................................. - 36 -6.3供暖............................................................................................................................. - 36 -6.4 通风............................................................................................................................ - 36 -7 生产安全及环境保护............................................................................................................ - 37 -7.1 安全要求.................................................................................................................... - 37 -7.2 环境保护.................................................................................................................... - 37 -7.2.1 三废治理................................................................................................................ - 37 -7.2.2 噪声控制................................................................................................................ - 38 -8经济衡算................................................................................................................................. - 39 -参考文献.................................................................................................................................... - 40 -致谢 ....................................................................................................................................... - 41 -湖南工学院20 届毕业设计（论文）课题任务书............................................................... - 42 -湖南工学院本科生毕业论文开题报告.................................................................................... - 44 -湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表........................................................................ - 47 -湖南工学院20 届毕业设计（论文）指导教师评阅表....................................................... - 48 -湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表............................................................................ - 49 -湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表.................................................................... - 50 -湖南工学院20 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表........................................... - 52 -附件 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

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PET生产工艺设计

PET生产工艺设计

摘要聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应生成的一种含芳环的饱和聚酯。

虽然PET自问世以来主要都是被用于纺制纤维，应用于服装领域，但由于PET在较宽的温度范围内能保持优良的物理性能，抗冲击强度高、耐摩擦、刚性好、硬度大、吸湿性小、尺寸稳定性好、电性能优良、无毒无臭、加工方便、制件的外观洁净透明，能耐绝大多数有机溶剂和无机酸的腐蚀等，使它在非纤维用途方面的应用更为广泛。

特别是近十年来，由于PET生产的大规模化，成本不断下降，PET在包装瓶、薄膜、工程塑料领域的应用更是得到了飞速的发展。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酯，精对苯二甲酸（PAT），涤纶纤维，聚酯工艺AbstractPoly(ethylene terephthalate)(PET) is generated by the polycondensation reaction of terephthalic acid and ethylene glycol as a containing aromatic ring of the unsaturated polyester.PET since its inception mainly be used for spinning fibers used in the clothing sector, but able to maintain excellent physical properties of PET in a wide temperature range,high impact strength, abrasion, good rigidity,hardness, moisture absorption,good dimensional stability,excellent electrical properties, non-toxic, odorless,easy to process parts the appearance of clean and transparent, the ability of most organic solvents and inorganic acid corrosion, making use of non-fibrous applied more widely.Over the past decade, due to the large-scale PET production costs continue to decline,PET bottles,films,engineering plastics has been rapid development.Keywords: poly(ethylene terephthalate), polyester,fine terephthalate(PAT), polyester fiber, polyester Process摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 第一章绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41.2 结构与性能--------------------------------------------------------------------------------------------- 4------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 51.3 聚酯的用途--------------------------------------------------------------------------------------------- 61.3.1 纤维制造 -------------------------------------------------------------------------------------- 61.3.2 包装材料 -------------------------------------------------------------------------------------- 61.3.3 薄膜--------------------------------------------------------------------------------------------- 61.3.4 工程塑料 -------------------------------------------------------------------------------------- 71.3.5 生物医用材料 -------------------------------------------------------------------------------- 7 第二章 PET的聚合工艺----------------------------------------------------------------------------------------- 82.1 PET的聚合原理 --------------------------------------------------------------------------------------- 82.1.1 酯化反应机理： ----------------------------------------------------------------------------- 82.1.2 缩聚反应------------------------------------------------------------------------------------- 92.1.3 螯合配位理论： ---------------------------------------------------------------------------- 102.1.4 酯化率和聚合度：------------------------------------------------------------------------- 112.2 反应的影响因素------------------------------------------------------------------------------------ 112.2.1 酯化反应的影响因素---------------------------------------------------------------------- 112.2.2 缩聚反应的主要影响因素-------------------------------------------------------------- 122.3 工艺流程图-------------------------------------------------------------------------------------------- 14 第三章 PET聚合的原辅料规格及其影响------------------------------------------------------------------ 153.1 精对苯二甲酸(PTA)--------------------------------------------------------------------------------- 153.2 乙二醇(EG)-------------------------------------------------------------------------------------------- 163.3 乙二醇锑----------------------------------------------------------------------------------------------- 173.4 添加剂-------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 第四章物料衡算 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 19 第五章热量衡算 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 21 第六章聚酯装置设备 ------------------------------------------------------------------------------------------ 226.1 装置各组成部分 ------------------------------------------------------------------------------------- 226.2 装置的工艺特点 ------------------------------------------------------------------------------------- 236.3 装置参数及设备流程 ------------------------------------------------------------------------------- 236.3.1 浆料配置 ------------------------------------------------------------------------------------- 236.3.2 第一酯化 ------------------------------------------------------------------------------------- 246.3.3 第二酯化 ------------------------------------------------------------------------------------- 246.3.4 乙二醇分离系统（工艺塔） ------------------------------------------------------------ 256.3.5 预缩聚反应 ---------------------------------------------------------------------------------- 256.3.6 终缩聚反应 ---------------------------------------------------------------------------------- 256.3.7 切片生产系统 ------------------------------------------------------------------------------- 25 第七章结束语 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 参考文献： -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27第一章绪论聚酯的概述聚酯是由二元或多元酸和二元或多元醇缩聚而成的高分子化合物的总称。

PET的生产工艺介绍

PET的生产工艺介绍

PET的生产工艺介绍PET（聚乙烯对苯二甲酸酯）是一种常见的塑料材料，在各个行业中有广泛的应用。

PET的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和技术。

下面将详细介绍PET的生产工艺。

PET生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、后处理和成型等几个阶段。

首先，原料准备是PET生产的重要一步。

PET是由聚酯与二醇发生酯交换反应得到的，其中聚酯是由对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（MEG）经过缩合反应合成的。

PTA和MEG的质量和纯度直接影响到PET的质量和性能，因此在制备PET时需要对原料进行筛选和精炼处理。

然后，在聚合反应中，PTA和MEG以一定的比例加入反应器中，经过聚合反应形成长链的聚酯，产生的反应热能以及反应过程中产生的二醇的反应水会通过系列冷却器降低温度。

通过控制温度和反应时间，可以控制PET的分子量和分子量分布。

此外，添加一定量的催化剂和稀释剂可以促进聚合反应的进行。

接下来，经过聚合反应后的聚酯需要经过脱水、过滤、酯交换和烘干等后处理步骤。

脱水是通过蒸馏等方法去除聚合反应过程中产生的水分和其他杂质。

过滤是为了去除残留的催化剂和固体杂质，保证PET的纯度。

酯交换是通过再次与返料乙二醇发生酯交换反应，以进一步提高PET的聚合度。

烘干是利用热风或真空等方式去除聚酯中残留的水分和其他挥发物，以减少PET在后续加工过程中的气泡和缺陷。

最后，成型是PET生产的最后一步。

PET可以通过注塑成型、吹塑成型、挤出成型等多种方式进行加工。

注塑成型是将熔融状态的PET注入到模具中，通过冷却固化形成所需的产品。

吹塑成型是将熔融状态的PET通过气压吹塑成型机吹成空心容器。

挤出成型是将熔融状态的PET通过挤出机经过模头进一步加工成管型或片材型产品。

通过不同的成型方式可以得到不同形状和尺寸的PET制品。

需要注意的是，整个PET生产过程中需要严格控制温度、压力、聚合时间和原料比例等参数，以保证产品的质量和性能。

同时，对废料的回收和再利用也是PET生产过程中的重要环节，可以减少资源浪费和环境污染。

年产100000万吨苯乙烯生产车间工艺设计-毕业设计说明书.doc

年产100000万吨苯乙烯生产车间工艺设计-毕业设计说明书.doc

毕业设计说明书年产100,000万吨苯乙烯生产车间工艺设计学生姓名： 学号： 学 院：系专 指导教师：2012年 6 月xx Xxxx 化工与环境学院 化学工程系xxx大学2012届毕业设计说明书年产100,000吨苯乙烯生产车间工艺设计摘要：苯乙烯是一种非常重要的化工原料，60%的苯乙烯用来生产聚苯乙烯，还用来生产树脂、乳胶等。

现在世界上的苯乙烯年产量为3000万吨左右，我国的年产量在600万吨左右，且目前处于供需持平，从产量和需求可以看出苯乙烯生产的重要性。

本设计采用技术最成熟的工艺：绝热式乙苯催化脱氢工艺。

从1937年工业化至今，经过了好几代的发展，现在已成为一种非常重要的工艺。

目前世界上85%的苯乙烯均采用此法进行生产。

本设计主要做了以下几个方面的工作：文献调研，工艺选择；物料衡算，能量衡算；设备设计；车间布置；经济估算；带控制点的工艺流程图，主体设备图及车间布置图的绘制。

关键词：苯乙烯；工艺设计；催化脱氢；绝热固定床反应器xxx大学2012届毕业设计说明书The production workshop design of styrene with an annual output of100,000 tonsAbstract：Styrene is a very important chemical material, 60 percent of it is used to produce Polystyrene and also is used to produce resin and latex. The outlet of the styrene all over the world per year is 30 million tons, and our country take up 20 percent of the total outlet and the current supply is equal to the demand. So the production workshop design of styrene is very important.The most mature technology-adiabatic dehydrogenation of ethylbenzene process is used to produce styrene. From 1937, the first industrialized time, after several generations of development, it has become a very important process. The 85 percent of the styrene is produced by this method. This design includes document survey, process selection, material balance, heat balance, equipment design, facility layout, economical evaluation, the drawing of the process chart, the main equipment diagram and the workshop layout chart.Keywords: Styrene, Catalytic dehydrogenation, Process design, Adiabatic fixed-bed reactorxx大学2012届毕业设计说明书目录1文献综述 (1)1.1 苯乙烯的性质 (1)1.2 苯乙烯的来源与应用 (1)1.3 苯乙烯的供需情况 (2)1.3.1 世界范围内的产能情况 (2)1.3.2 国内的产能情况 (2)1.4 苯乙烯的生产方法 (3)1.4.2 环氧丙烷-苯乙烯联产法 (4)1.4.3 乙苯氧化脱氢法 (4)1.4.4 热解汽油抽提蒸馏回收法 (4)1.5 苯乙烯生产方法的比较 (5)2 工艺路线的确定 (6)2.1 设计方案的确定 (6)2.1.1催化脱氢法 (6)2.1.2乙苯共氧化法生产苯乙烯 (6)2.1.3 UOP的选择性氧化脱氢法 (7)2.1.4 从裂解汽油中萃取苯乙烯 (8)2.2 工艺比较及选择 (9)3物料衡算 (11)3.1 乙苯催化脱氢法生成苯乙烯工艺流程简图 (11)3.2 设计基本数据 (11)3.3 计算简图及衡算过程 (12)3.3.1 催化脱氢反应器的物料衡算 (12)3.3.2 冷凝器的物料衡算 (14)3.3.3 油水分离器的物料衡算 (14)3.3.4 乙苯蒸出塔的物料衡算 (15)3.3.5 苯和甲苯回收塔的物料衡算 (15)Ixx大学2012届毕业设计说明书3.3.6 苯和甲苯分离塔的物料衡算 (16)3.3.7 苯乙烯精制塔的物料衡算 (17)3.4 物料衡算结果汇总 (17)4 热量衡算 (21)4.1 一段反应器的热量衡算 (21)4.1.1 乙苯预热所耗热量 (21)4.1.2 水预热所耗热量 (22)4.1.3 一段反应热 (23)4.1.4 一段反应器出口物料温度的计算 (24)4.2 二段反应器的热量衡算 (27)4.2.1 进入二段反应器的过热水蒸气量的计算 (27)4.2.2 二段反应器出口物料温度的计算 (27)4.3 三段反应器的热量衡算 (29)4.3.1 进入三段反应器的过热水蒸气量的计算 (29)4.3.2 三段反应器出口物料温度的计算 (29)4.4 整个反应器进出物料温度情况 (31)4.5 产物冷却的热量衡算 (31)4.5.1 冷却全过程氢气放出的热量 (32)4.5.2 冷却全过程苯乙烯放出的热量 (32)4.5.3 冷却全过程乙苯放出的热量 (32)4.5.4 冷却全过程水放出的热量 (32)4.6 精馏工段的热量衡算 (32)4.6.1 乙苯蒸出塔的热量衡算 (32)4.6.2 苯和甲苯回收塔的热量衡算 (33)4.6.3苯和甲苯分离塔的热量衡算 (34)4.6.4 苯乙烯精制塔的热量衡算 (35)5 主要设备的设计及辅助设备的选型 (36)5.1 固定床反应器的设计 (36)5.1.1 反应器的选择 (36)IIxx大学2012届毕业设计说明书5.1.2 反应器设计的具体过程 (36)5.1.3 固定床一段反应器的设计 (37)5. 1.4 固定床二段反应器的设计 (39)5.1.5 固定床三段反应器的设计 (41)5.1.7 支承结构 (42)5.1.8 固定床上下封头的选型 (43)5.1.9 固定床群座的设计 (44)5.1.10 固定床人孔的设计 (44)5.1.11 固定床接管的设计 (44)5.2 精馏塔的设计 (45)5.2.1 乙苯蒸出塔的设计 (45)5.2.2 苯和甲苯回收塔的设计 (48)5.2.3 苯和甲苯分离塔的设计 (50)5.3 换热器的计算及选型 (51)5.3.1 乙苯蒸出塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (51)5.3.2 其它几个精馏塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (52)5.4 泵、风机的计算及选型 (53)5.5 设备一览表 (53)6 车间布置设计 (55)6.1车间布置设计原则 (55)6.2 厂房建筑 (55)6.2.1 厂房基础设计 (55)6.2.2 设备布置设计 (55)6.2.3 设备安全距离 (56)6.3 车间布置图 (56)7 经济效益核算 (57)7.1 固定资产投资 (57)7.1.1厂房投资 (57)7.1.2设备投资 (57)IIIxx大学2012届毕业设计说明书7.2成本估算 (57)7.2.1 原料成本估算 (57)7.2.2 公用工程费用的成本估算 (58)7.2.3 工人工资估算 (58)7.2.4生产费用 (58)7.2.5 年管理费用 (59)7.2.6 年其它费用 (59)7.2.7 成本估算 (59)7.3 经济效益分析 (59)7.3.1 收入分析 (59)7.3.2 年纯利润估算 (59)7.4 经济评价 (60)8 环保与安全评述 (61)参考文献 (62)致谢 (64)IVxx 大学2012届毕业设计说明书11文献综述1.1 苯乙烯的性质苯乙烯是芳烃的一种，分子式为C 8H 8，结构简式为C 6H 5CH=CH 2。

年产10万吨低密度聚乙烯工厂设计

年产10万吨低密度聚乙烯工厂设计

年产10万吨低密度聚乙烯工厂设计低密度聚乙烯（LDPE）是一种重要的塑料材料，在包装、建筑、医疗、汽车制造等行业广泛应用。

随着市场需求的不断增长，建立一座年产10万吨的LDPE工厂对于满足市场需求，促进经济发展具有重要意义。

首先，工厂的选址是至关重要的。

考虑到生产成本、原料供应和物流等因素，工厂应该建在一个交通便利、能够稳定供应原材料的地方。

同时，在环保方面也应考虑到污染物排放的影响，选择空气质量好、水资源充足的地区。

其次，生产设备的选取也是关键所在。

LDPE生产的主要工艺是聚合反应，需要选取高效、稳定的聚合反应设备。

比如，可以选择连续反应器来实现反应过程的不间断进行，提高生产效率。

同时，运用自动化控制系统来调控反应设备的处理能力、温度、压力等参数，确保产品质量和生产周期。

第三，重要的是原材料的供应与处理。

LDPE生产的原材料是乙烯，需要确保乙烯质量的稳定和供应的充足，防止工艺中出现质量问题。

同时，要采取严格的储存、运输措施，确保在进料前对原材料进行预处理，如分离杂质、除水等工作，将原材料处理到最优状态，以提高产品质量和生产效率。

最后，在环保方面，工厂应采取严格的污染防治措施，实现绿色化、节能化、低碳化的目标。

可以采取在工艺中减少废气、废水等污染物排放，建立排放管理制度，实施标准化的排放措施和监测体系来保障环境安全。

总之，年产10万吨的LDPE工厂设计需要考虑到选址、设备选取、原料供应与处理、环保等多方面的因素，以确保工厂的生产效益及环保要求，使工厂具有市场竞争力和经济效益，为及时满足市场需求发挥积极作用。

为了更加深入地了解年产10万吨低密度聚乙烯工厂的设计和经济效益，下面具体列出相关数据并进行分析。

1. 年产能力年产10万吨低密度聚乙烯工厂的年产能力达到10万吨。

这是一个非常大的数字，体现了工厂的规模和生产能力。

2. 原材料成本LDPE生产的主要原材料乙烯，在全球化学品市场中以价格高而著称。

原材料的成本占整个生产成本的很大一部分，因此对于成本的把控是至关重要的。