丙烯酸的输送

化工物料——丙烯酸的输送与控制完成小组——第五小组小组成员及任务安排：朱丽（资料查找）叶晶晶（整理讨论结果）金岩（画流程图）吴郴（制作ppt）工作任务㈠丙烯酸的简介㈡丙烯酸的输送方法㈢选用管路并布置㈣输送机械并安装㈤丙烯酸输送操作丙烯酸的简介结构式：它是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。分子式：C3H4O2分子量：72.06物化性质：无色液体，有刺激性气味。熔点13.5℃，沸点141℃（101.3kPa），48.5℃（2.0kPa），相对密度1.051（20/20℃），丙烯酸是具有刺激性、酸性较强，有严重腐蚀性，易聚合的不饱和单体。通常加甲氧基氢醌或氢醌作阻聚剂。溶于水、乙醇和乙醚。与氧化剂能发生强烈反应，遇热、光、水分，过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸，遇高热可发生聚合反应放出热量，引起容器的破裂和爆炸事故。主要用途：用于树脂制造、合成橡胶乳液制造等领域返回液体输送方法操作原理适用情况主要设备动力输送借助于输送机械直接施加于流体动能或静压能来输送流体。输送量较大的物料的物料输送；连续生产物料的输送。泵压力输送用压缩空气或氮气等惰性气体在被输送液体的液面上加压，将液体压送到目标设备。腐蚀性、小批量物料的输送；后道工序加压操作的物料输送；工艺过程中不允许被污染的物料输送。空压机贮罐真空抽料在物料受槽中抽真空，将被输送物料吸入受槽。腐蚀性、小批量物料的输送；工艺过程中不允许被污染的物料输送。真空泵结论采用动力输送的方法理由该公司生产的丙烯酸甲苯生产量大，需要连续输送丙烯酸进行大批量连续生产返回化工常用管子类型及适用场合1、钢管——输送压力较低的水、暖气、压缩空气等；也可以用来输送压强较高、温度较高的物料输送2、铸铁管——通常用作于埋在地下的给水总管、煤气管和污水管，也可以用来输送碱液和浓硫酸等腐蚀性介质3、有色金属管——做某些特殊性能的换热器，也可以作为机械设备的润滑或油压系统以及某些仪表管路等4、非金属管——用作下水道管材或输送腐蚀性流体确定管材（根据被输送液体的性质）结论：采用不锈钢管理由：①丙烯酸的性质：丙烯酸是具有刺激性、酸性较强，有腐蚀性，易聚合的不饱和单体。与氧化剂能发生强烈反应，遇热、光、水分，过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸，遇高热可发生聚合反应放出热量，引起容器的破裂和爆炸事故。②不锈钢管的优点：不锈钢管质地均匀，强度高，广泛应用于压强较高，温度较高的物料输送。③不锈钢管的一些物性数据齐全，能为后面的计算提供有利条件。因此，采用不锈钢管。初估管径1、确定计算公式：d—截面处的管内径，mGs—截面处的质量流量，kg/sU—截面处的流速，m/sρ—截面处的流体密度，kg/m3Vs–流体的体积流量，m3/s查物性数据：ρ=1.051g/cm3Gh=1841.36kg/h2、确定流速：根据课本中表1-12某些流体在管路中的常用流速范围中可查得，水及低粘度流体（100~1000kpa）的流速范围在1.5~3m/s之间。为计算方便，可假定流速为3m/s。3、计算管径：=((4*1841.36)/(3.14*3*3.6*1.051*106))1/2=0.014muGuVsSd44uGuVsSd444、根据管子规格选管：①公称直径DN(铸铁管，水煤气管等);②φ外径*壁厚无缝钢管等一些管子的壁厚变化较大通过计算数据得出管子型号为DN15，得内径为13mm5、配置管件的种类与数量说明：放空管：1个；转子流量计：1个；闸阀：1个；球阀：1个；截止阀：3个；压力表：2个；温度表：1个；标准弯头：1个；标准三通管：4个6、画出带控制点的流程图：返回项目液体输送机械类型特点适用情况一、选用输送机械类型动力式启动方法，流量调节方法多样，维修简便流量均匀并具有恒定性范围可大可小适合场合多样，流量压大，相应范围大黏度不太高容积式（正位移式）不灌泵，全开出口阀，旁路或改变冲程与往复频率来调节流量维修麻烦，流量为脉动恒定，范围小效率高不含杂质的高黏度液体，小流量高压头，腐蚀性用隔膜泵往复式、旋转式全开出口阀，旁路调节流量维修较麻烦，流量上均匀，恒定，小范围效率高高糊状高黏度高压头，小流量流体作用式维修简便流量均匀，可随管路特性而变，范围小效率高腐蚀性液体结论动力式输送丙烯酸依据丙烯酸是大量连续生产，且黏度不太高，采用动力式可以方便调节输送的流量类型名称系列代号特点适用情况二、选用离心泵清水泵IS、D、ShIS型特点：结构可靠，振动小，噪音大，节能输送清水或黏度与水相近，无腐蚀及无固体颗粒的液体耐腐蚀泵F、IH耐腐蚀，耐磨损，机械密封装置，检修方便，不需拆卸管线具有腐蚀性的液体；（IH型）腐蚀性的或不允许被污染的介质油泵Y密封要求严格，抗汽蚀能好，采用中心支承方式，轴封、轴承装置装有冷却水夹套在炼油和石油化工等装置中应用广泛液下泵（潜夜泵)节省空间，改善操作环境，但机械效率高用于输送化工生产中比较贵重的，具有腐蚀性的料液磁力泵完全密封；传递动力时有过载保护作用；一般输送不含固体颗粒的介质；效率低，维修检修工作量小输送100℃以下，1.6MPa以下，不含固体颗粒的介质屏蔽泵泵壳与电动机连为一体；利用被输送液体来润滑及冷却；泵轴与电动机轴合为一根；运行时流量高于最小连续流量（避免滑动轴承的损坏）输送一些对泄露有严格要求的有毒有害的液体结论采用耐腐蚀泵依据依据丙烯酸的酸性和腐蚀性的性质得到离心泵的性能参数：•流量Q离心泵的流量是指离心泵在单位时间内排送到管路系统的液体体积，常用单位为L/s或m3/h.丙烯酸的流量Gh=1841.36Kg/hVh=1.752m3/h•扬程:离心泵的扬程又称压头，它是指离心泵对单位质量的液体所能提供的有效机械能量，单位为J/N.•效率:通常用泵的效率来反映设备能量损失的大小。轴功率=有效功率/泵效率•轴功率：指泵所需的功率。三、查物性相关数据计算流量：由题意得：Gh=1841.36kg/hVh==1.752m3/h四、计算扬程：1、画工艺流程图Gs11222m2、列伯努利方程式及已知条件：或式中zg—单位质量流体所具有的位能，J/kgz--单位重量流体所具有的位能，称为位压头，mp/ρ--单位质量流体所具有的静压能，J/kgp/(ρ*g)--单位重量流体所具有的静压能，称为静压头，mu2/2--单位质量流体所具有的动能，J/kgu2/2g--单位重量流体所具有的动能，称为动压头，mWe—输送机械外加给单位质量流体的能量，J/kgHe--输送机械外加给单位重量流体的能量，也叫外加压头，mEf—单位质量流体损失的能量，J/kghf--单位重量流体损失的能量，也叫损失压头，m图中取贮罐的液面为1-1截面，取预热器的最高面为2-2截面，并以1-1截面为基准水平面。fgugpegugphzHz2221222211fupeupEgzwgz22212222113、计算流动阻力∑hf（m）①计算流速：d=13mmVs=0.00487m3/s=3.6684m/s②计算Re：由《化学工程师手册》p44查找得到液体粘度公式其中μ指液体的粘度（pa·s），As、Bs是液体粘度方程系数，As=733.02Bs=307.15T=293k，将数据代入公式计算得出丙烯酸的黏度为0.0013pa·s得：Re==315230因为Re4000，属于湍流区，所以由表可查得管道的绝对粗糙度③查管路的粗糙度并计算相对粗糙度：查课本中表1-14取新的无缝钢管的绝对粗糙度为0.2ε/mm，则得到=0.2/13=0.0154④通过莫迪图查取摩擦系数λ：λ=0.046⑤查取管件、阀件的局部阻力系数：由课本中表1-15管件与阀门的阻力系数可查得以下数据：转子流量计：2.5；闸阀：0.17；截止阀：6.4；标准弯头：0.75；标准三通管：1.5;设备进口：1；设备出口：0.524dVSVsusdud3//)/(lgsssBATAspa⑥计算流动阻力：∑ε=2.5+0.17+6.4*3+0.75+4*1.5+1+0.5=30.12计算得到=57.122m4、代入伯努利方程计算所需泵扬程HZ1=0z2=2p1=0p2=0（表压）u1=0u2=3.6684He=?Hf=57.122由伯努利方程式计算得出：He=59.81m五、选用泵的型号：根据工艺要求的流量Vh=1.752m3/h，扬程H=57.0624m选用型号为40F-65的离心泵，其中40表示吸入口直径40mm,F指泵的型号是耐腐蚀泵，65表示最大扬程为63m。主要参数：流量（m3/h）：7.20；扬程(m)：65；转速(r/min)：2960；汽蚀余量(m)：4.3；泵效率：24%；轴功率(kw)：5.92；配带功率（kw)：7.50吸入泵口径(mm)：40；排出泵口径(mm)：25六、核算电机型号：Ne=WGs=HegGs=286.03w所以轴功率为：N=Ne/η=1191.79w小于所配电机的7.5kw，所以合用。gudlgudllhhhef2222局直七、计算安装高度：公式：p0—槽面压力，paPs—泵入口处的压力，pa△h—泵的汽蚀余量，mHf,0-1—液体在吸入管路的压头损失，m由《化学工程师手册》p44查找得到Antoine饱和蒸汽压方程式Ps指饱和蒸汽压（Mps），Av、Bv、Cv是方程系数，经计算得出ps=350.853pa由题意及附录表可知P0=101.3kpahf,0-1=2计算得到Hg,max=3.5八、离心泵的安装原则：①合理地确定泵的安装高度②考虑到吸入管路的锈蚀、气候的变化等因素，为安全起见，离心泵的实际吸上高度Hg通常应比允许吸上高度低0.5~1米。所以得到泵的安装高度范围是（2.5-3）m。九、管子与管件的连接方式：在法兰连接，焊接，承插连接和活管接（螺纹连接）中，主要是法兰连接和承插连接10,0fgppHhHgs)/(/lgvvvasCTBAMpp返回一、丙烯酸输送操作规程㈠、动力输送操作⑴、动力输送的操作流程1、开车前准备①、检查电源是否处于正常状态②、检查1#高位槽液位不高于10cm③、检查1#低位槽液位不低于20cm④、离心泵的点动和盘泵⑤、检查所有阀门a1#低位槽放空阀开b其他阀门关2、开车①、开1#低位槽出口阀②、开离心泵的进口阀③、启动2#泵④、开转子流量计计后阀⑤、开1#高位槽进口阀⑥、开2#离心泵的出口阀⑦、开转子流量计计前阀3、正常操作①、缓缓调节转子流量计，调节并维持流量为1.7m3/h②、使1#高位槽的液位维持在20cm③、将数据填入操作数据表中4、停车①、关转自流量计计前阀②、停2#泵电机③、关1#低位槽出口阀④、关其他阀门⑵、带控制点的操作流程图项目单位数据低位槽初始液位cm17低位槽终点液位cm6高位槽初始液位cm6高位槽终点液位cm20出口压力表读数MPa0.195流量计读数dm3/s1700⑶、离心泵操作的数据记录㈡、旋涡泵操作⑴、旋涡泵的操作流程1、开车前准备①、检查电源是否处于正常状态②、检查1#高位槽液位不高于10cm③、检查1#低位槽液位不低于20cm④、离心泵的点动和盘泵⑤、检查所有阀门a1#低位槽放空阀开b其他阀门关2、开车①、开1#低位槽出口阀②、开漩涡泵的进口阀③、开旋涡泵的出口阀④、开旋涡泵的旁路阀⑤、启动泵⑥、开转子流量计计后阀⑦、开1#高位槽进口阀⑧、开转子流量计计前阀3、正常操作①、缓缓调节转子流量计②、调节旁路阀③、调节并维持流量为1.7m3/h④、使1#高位槽的液位维持在20cm⑤、将数据填入操作数据表中4、停车①、全开泵的旁路阀②、关转子流量计计前阀③、停电机④、关其他阀门⑵、带控制点的操作流程图项目单位数据低位槽初始液位cm20低位槽终点液位cm12高位槽初始液位cm3高位槽终点液位cm21出口压力表读数MPa0.12流量计读数dm3/s1700⑶、旋涡泵操作的数据记录㈢、离心泵并联的操作⑴、离心泵并联的操作流程1、开车前的准备①、检查电源是否处于正常状态②、