年产12万吨聚乙烯生产工艺设计

毕业设计说明书题 目年产12万吨聚乙烯生产工艺设计学 院材料与化工学院专 业高分子材料与工程班级1024122学 号102412226学生姓名李 定 坤指导教师张 艳 花日 期2016年5月1日 河南城建学院本科毕业设计 摘要摘 要本设计是年产12万吨聚乙烯生产工艺设计。本文详细的概述聚乙烯的生产,研究和应用，并阐述了其在化学工业中的地位和作用。其次，确定了聚乙烯的生产工艺。目前，工业生产高密度聚乙烯的方法主要有液相法和气相法，本设计选取Hostalen工艺，该工艺是以高纯度乙烯为主要原料,正己烷为溶剂,采用高效催化剂, 在90条件下进行低压聚合反应。聚合的淤浆经分离干燥, 混炼造粒得到各种性能优良的HDPE产品。工艺特点是采用独特的冷却系统可以便捷、精确地实现产品性能的重复以及聚合系统高效的移热。并在生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，设备选型等。本设计说明书附有主设备布置图一张，反应器结构图一张和带控制点的工艺流程图一张。 关键词：聚乙烯（PE） 工艺设计 催化剂 物料衡算 热量衡算IV 河南城建学院本科毕业设计 AbstractThis design is the annual output of 120000 tons of polyethylene production process design.In this paper, a detailed overview of polyethylene production, research and application, and expounds its status and role in the chemical industry.Second, determine the polyethylene production process.At present, the industrial production of high density polyethylene methods mainly include liquid phase method and gas phase method, the design selected Hostalen process, this process is with high purity ethylene as the main raw material, hexane as solvent, adopt efficient catalyst, under the condition of 90 low-pressure polymerization.Polymerization of slurry through separation, drying, mixing granulation for HDPE products of various kinds of excellent performance.Process characteristics are the unique cooling system could realize the performance of the product, convenient and precise repetition and efficient moving thermal polymerization system.And in the production process on the basis of material balance, heat balance, equipment selection, etc.This design with the main facility layout of a specification, and reactor structure of one and take the control points of process flow diagram.Keywords: polyethylene(PE) process design catalyst material balance heat balance目录摘要Abstract3第一章 绪论1 1.1聚乙烯的概述1 1.2聚乙烯的种类1 1.3聚乙烯的性能2 1.3.1物理方面的特性2 1.3.2化学方面的特性2 1.3.3成型方面的特性2 1.4聚乙烯的加工方法3 1.4.1挤塑3 1.4.2吹塑3 1.4.3注塑4 1.4.4滚塑4 1.4.5薄膜4 1.5聚乙烯国内外现状和发展前途4 1.5.1聚乙烯的国外现状4 1.5.2聚乙烯的国内现状4 1.5.3聚乙烯发展前途5第二章 聚乙烯的生产工艺7 2.1聚乙烯生产工艺的概述7 2.2工艺选择8 2.3工艺原理8第三章 物料衡算10 3.1设计任务10 3.2设计条件10 3.3 参考配方10 3.4 全系统的物料衡算11第四章 热量衡算13 4.1 基础数据13 4.1.1 带入热量14 4.1.2带出热量 14第五章 设备选型16 5.1设备选型的原则16 5.1.1满足生产工艺的要求16 5.1.2设备成熟可靠16 5.2反应器的选择及工艺计算16 5.2.1设计依据16 5.2.2设计过程16 5.2.3 内压圆筒的壁厚设计18 5.3其他设备的选型19第六章 车间设备布置设计20 6.1车间设备布置的原则20 6.2车间设备布置22 6.2.1设备布置的安全距离22 6.2.2车间内辅助室和生活室布置22 6.3厂房布置22 6.3.1厂房布置原则22 6.3.2厂址选择的依据及原则23 6.4 综合安全防护23 6.4.1防火防爆23 6.4.2 防毒25 6.4.3 安全防护25参考文献27致 谢28 河南城建学院本科毕业设计 第一章 绪论1.1聚乙烯的概述聚乙烯，英文名称:Polyethylene，简称PE，是乙烯经过聚合而形成的一种具有热塑性特性的树脂，在工业上，也包括乙烯与少量烯烃的共聚物。无毒，无臭，手感似蜡，耐低温,化学稳定性好，常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但对于环境应力很敏感，耐热老化性差。其结构式为：CH2=CH2+CH2=CH2+CH2CH2CH2CH2简写：nCH2=CH2聚乙烯（PE）是常用合成树脂中产量最大的品种。根据生产过程中的压力不同可分为：低压聚乙烯、高压聚乙烯、中压聚乙烯，高压法主要用来生产低密度聚乙烯，低压法按介质可分为淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯；根据产品密度的不同又可以分为：高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯，另外还有一些其他的具有优异性能的聚乙烯12；根据产品分子量不同可以分为：超高分子量、普通分子量、低分子量。目前，聚乙烯是我国使用最广泛的通用合成树脂，其主要的产品是薄膜、管道、单丝，其次还可以用于生产片材、中空容器和其他注塑或吹塑的塑料制品，还可以生产电线和电缆的绝缘保护套等34。1.2聚乙烯的种类（1）低密度聚乙烯（简称LDFE)：具有较好的柔软性，伸长率和渗透性，大部分用于薄膜的生产中，其余部分用于生产管材，电缆包裹层等。（2）线性低密度聚乙烯 (简称LLDPE)：没有毒性，没有味道，呈乳白色颗粒状，能够抵抗强酸、碱的腐蚀和外界环境的冲击。（3）中密度聚乙烯（简称MDPE）：常用于管材薄膜等塑料制品的生产。（4）高密度聚乙烯（简称HDPE)：有很好的硬度和强度，同时具有很小的吸水性，可以用于生产耐腐蚀和绝缘零件。（5）超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)：分子量达到300万-600万，抗冲击性强，性能优越，较好的耐疲劳性和耐磨性，可用于防弹衣，工程材料，减震和耐磨塑料零件。（6）改性聚乙烯：交联聚乙烯（PEX）、氯化聚乙烯（CPE）、氯磺化聚乙烯。（7）乙烯共聚物：EVA、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物。1.3聚乙烯的性能1.3.1物理性能聚乙烯（PE）无毒，无臭，白色，比水轻，手感似蜡，比较柔软且具有很好的韧性，闪点为231，具有很好的介电性能，容易燃烧且离开火源后继续燃烧，吸水性很小，透水率低，但对有机蒸汽的透过率较大。聚乙烯的透明度随着结晶度的增加而下降，但在一定结晶度下，透明度随着分子量的增大而提高。聚乙烯只有在70以上的时候才会在甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂中少量溶解，常温下在任何溶剂中都不会溶解。其他参数如下表：比重成型收缩率成型温度0.940.96g/cm31.53.6%1402201.3.2化学性能 聚乙烯（PE）的化学性能非常稳定，与大多数酸和碱都能长时间使用，例如：HCl、HF、磷酸、KOH、NaOH等。但在一些具有氧化性的酸中不能长时间使用，例如：浓硝酸；浓硫酸等。在户外，由于光，热，紫外线，臭氧等物质的氧化，聚乙烯将会比较容易发生降解，主要是因发生交联，断裂，形成不饱和基团等反应，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。1.3.3成型性能 聚乙烯品种的不同性能之间也会有明显的差异，主要与聚乙烯分子之间的密度和结构有关，不同的生产方法得到的产品的密度也会不同，密度范围一般为0.910.96g/cm3 ,聚乙烯塑料是一种热塑性塑料，具有很广泛的用途，一般用于生产薄膜，管道，容器，单丝，生活日用品（例如：洗脸盆，塑料梳子，塑料牙缸），电线电缆等。同时还可以用以生产雷达、电视等的高频的绝缘材料。成型要求:1、由于聚乙烯具有很好的流动性，对压力的变化非常敏感，成型时可采用高压注射。由于聚乙烯是结晶料，吸水性很小，所以成型加工之前，不需进行干燥处理可直接进行加热。注射过程中要保证压力的均匀充分，以免因为收缩不均匀而产生内应力的增大，同时注意浇口位置产生形变和缩孔。2、由于聚乙烯的收缩范围和数值比较大 ，具有非常明显的方向性，加工过程中容易产生变形，因此，在成型过程中的冷却不宜过快，模具上应设有冷料穴，并且应具有相应的冷却系统。3、由于聚乙烯在高温下易发生分解，所以在熔融过程中加热的时间不易过长。4、如果生产软质的塑料配件有一个很浅的侧凹槽时，可以使用强行脱模来去下配件。 5、生产过程中可能发生融体破裂,因此不可与有机溶剂接触,防止开裂。1.4聚乙烯的加工方法5聚乙烯的加工方法有很多种，比较常用的方法有挤塑、吹塑、注塑、滚塑、薄膜等。下面将对各种方法进行简要的叙述。1.4.1挤塑如果生产产品的品级小于1或者熔融指数和在中宽到较宽的MWD在生产过程中可以用挤塑的生产方式生产。在生产过程中，较低的品级容易获得较合适的熔体强度，较宽的MWD的品级更宜于使用挤塑的生产工艺，因为其可以获得更高的生产速度，由于模口的压力较小，其熔体断裂的现象将明显减少。1.4.2吹塑 注射-吹塑经常用于生产制造一些较小的容器，主要用于药品，洗发露，化妆品等的包装的生产。吹塑的优点是在生产的过程中容器的边角能够自动的除去，不需要想其他加工工艺那样还需要后期的再处理。1.4.3注塑 将熔融的PE利用压力注进塑料制品的模具中，冷却成型后得到各种想要塑料件，所得的形状就是最后成品，作为最终的成品，使用之前不需要再进行其他的加工，如凸起部、肋、螺纹等许多细部，都可以在注射模塑时一步操作成型出来。用途：日用品、食品薄壁包装物、耐用的有韧性、食品和涂料罐。1.4.4滚塑滚塑的原料一般需要经过粉碎处理，原料要处于粉末状，让其能在热循环的设备中受热均匀并熔融流动。滚塑工艺主要使用在通用和交联类聚乙烯的的生产。此工艺生产的通用类聚乙烯具有很强的高冲击性和最小翘曲。交联类聚乙烯可用于生产容积较大的容器，其产品具有较好耐磨性，耐气候性，较优越的抗环境冲击能力。1.4.5薄膜薄膜的生产工艺一般为普通吹膜法和平挤加工法两大方法。高密度聚乙烯薄膜具有很好的抗拉伸能力和较好的防渗透能力。例如：食品包装袋、商品包装袋和杂货包装袋。1.5国内外现状和发展前景1.5.1国外现状2014年，全球PE产量达到了1.017亿吨/年，比2013年增加4%。全球PE产量上升了5个百分点，平均开工率达到了84.2%，比去年同期高了1%。2015年新建的生产装置未使用之前，北美聚乙烯市场需求量仍然很旺盛，北美聚乙烯生产装置的开工率将会继续高于90%。由于需求量的增加将使得北美聚乙烯产量超过历史最高点。在中东地区，伊朗计划在未来两年投产5座PE生产厂；今年年底阿联酋将要建成3座石化厂，是聚乙烯产量突破性增加。1.5.2国内现状2010-2014年我国PE的产量会继续上升。产能方面，2010年，我国聚乙烯产量为1077.8万吨，在经过5年的装置更新和新厂的简历，目前为止我国聚乙烯产量达到了1498.8万吨，产量方面，2010年，我国聚乙烯产量为1032.3万吨，2014年底，我国聚乙烯产量增加到了1255.91万吨。由于产量年增长率明显低于产能的年增长率，所以我国石化企业得开工率明显下滑。短时间内此趋势将不会有明显变化。表1-5-1，2009-2014年中国聚乙烯行业供需平衡情况（单位：万吨）年份产量消费量2009年8131328.62010年1032.31506.22011年1048.61521.92012年1051.21588.82013年1120.81751.32014年1255.91900.2表1-5-2，2015年1-10月，国内聚乙烯产量和分布表产量（单位万吨）比例低密度聚乙烯树脂187.0019.14%高密度聚乙烯树脂347.2835.54%线性低密度聚乙烯树脂442.8245.32%1.5.3发展前景在未来几年，由于中东国家具有得天独厚的石油资源，中东地区将会成为石油产品出口的主要地区，在全球聚乙烯的市场份额将会有快速的增长。 2001年全球前十位聚乙烯生产商的生产能力分别为： 陶氏（Dow）化学公司737万t/a； 埃克森美孚(Exxon-Mobil)公司611万t/a；埃奎斯塔尔化学公司319公司万t/a；Basel公司274万t/a；雪佛龙菲利浦斯（Chevron-Phillips）公司262万t/a；萨比克公司243万t/a；波力阿利斯公司202万t/a；BP公司173万t/a；诺瓦(Nova)化学公司170万t/a；阿托菲纳公司160万t/a。在我国虽然最近几年聚乙烯的产量有较高的增加，但是仍然不能满足我国内部市场的需求。因此一般贸易和进口原料在加工成为我国聚乙烯进出口的主要形式。最近几年中国聚乙烯产能扩容明显，在一定程度上缓解了我国对聚乙烯的需求压力，但是从另一方面也反应出我国国产聚乙烯在世界聚乙烯市场中的竞争弱势。表1-5-3，2016年2月中国初级形状的聚乙烯进口量统计表 单位：千美元商品名称单位2月12月累计较去年同期%累计比去年同期数目金额数目金额数目金额数目金额初级形状的聚乙烯万吨49555,7001061,203,431121.33.6-9.5 随着中国石油化工的发展，聚乙烯生产得到了迅速发展，PE产量约占塑料总产量的1/4。中国非常重视聚乙烯（PE）生产技术，聚乙烯（PE）生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。中国国民经济的持续高速发展，也为合成树脂工业营造了有利的发展氛围，聚乙烯产业还是会以较快的速度增长。第二章 聚乙烯的生产工艺2.1聚乙烯生产工艺的概述 聚乙烯在合成树脂中发展最快、品种开发最活跃、产量最大。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种，我国的PE生产工艺有8种： 1、高压管式和釜式反应工艺； 2、巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺； 3、三井化学低压淤液法CX工艺； 4、北欧化工北星（Bastar）双峰工艺； 5、BP气相法Innovene生产工艺； 6、Sclartech溶液法生产工艺； 7、雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺； 8、低压气相法Unipol工艺。 在全球拥有聚乙烯生产技术的公司有很多，对技术的分析来看，在生产LDPE时高压法是最成熟的，釜式法和管式法也得到了和好的发展。发达国家大多数使用的是管式法。另外在催化剂方面各个国家采用的也不同，发达国家使用的是低温高效性催化剂体系，这种催化剂可以降低反应过程中体系的温度和压力。下面将目前世界上主要的聚乙烯生产工艺进行简单的介绍。 聚乙烯的生产工艺主要有淤浆法，气相法，溶液法。淤浆法是聚乙烯生产工艺中产生最早的一种方法，已经被开发的很成熟，此工艺生产出的产品性能优异，并且在反应过程中产生的压力较小，并且很容易控制。气相法是最近几年刚刚发展起来的工艺，此工艺具有较好的共聚性，因此可以用来生产具有不同用途的产品。在次工艺的使用过程中可以使用3种不同的催化剂，可以生产的聚乙烯品种很全，工艺流程很短，反应过程中不需要添加溶剂。溶液法该工艺生产出的聚乙烯是处于熔融状态，可以直接运送到造粒机进行造粒。该工艺生产所需的时间较短，聚合釜的体积相对来说较小，但是反应过程不易控制。2.2工艺选择淤浆法是最早开发的生产技术，技术工艺比较成熟，产品性能好，反应压力较低，易于控制。本设计使用的是低压聚乙烯的Hostalen生产工艺6 。Hostalen工艺采用串联或并联的两台搅拌釜反应器，淤浆聚合，生产具有双峰或者宽峰分子量分布、高分子量部分具有特定共单体含量的PE树脂(见图1).该工艺主要是以乙烯为原料，丙烯为单体，溶剂使用己烷，催化剂采用载体上含有钛和锰、三乙基铝为助剂的牌号，加入少量的氢控制分子量，在90下进行低压聚合反应，第二反应器闪蒸，两次压缩冷却，离心分离后对淤浆进行干燥，除去所有稀释剂，加入各种添加剂混炼之后进行造粒。图1 Hostalen工艺流程示意图2.3工艺原理 淤浆法HDPE反应机理7： (l)催化剂的自活化反应 (2-1) (2)催化剂的助活化反应 (2-2) (3)链的引发反应 (2-3) (4)链的增长反应 (2-4) (2-5)(5)链向单体的转移反应 . (2-6)(6)链向分子量调节剂转移反应 (2-7) (7)链自发转移反应 (2-8) (8)催化剂的失活反应 (2-9) (2-10) CTi一四氯化钛浓度 Cp一潜在的催化剂活性中心数 Cd一失活的催化剂活性中心数 Dn一链长为n的死聚体量 Ka一催化剂活性中心自活化反应速率常数 Kc一催化剂活性中心助活化反应速率常数 Kl链引发反应速率常数 Kp一链增长反应速率常数 KtrM一链向单体转移反麻速率常数 KtrH一链向H转移反应速率常数 KtrS一链自发转移反应速率常数 Kd一催化剂失活反应速率常数 P0一催化剂活性中心空穴量 P1一链节长度等于1的活聚物量 Pn一链节长度等于n的活聚物量 化学主反应式： . (2-11)第3章 物料衡算3.1设计任务1、 年产12万吨聚乙烯生产工艺设计2、 聚合工艺流程设计3、 聚合工段物料衡算、热量衡算4、 聚合釜设备选择及工艺计算5、 绘制流程图、主要设备结构图3.2设计条件生产规模：12万吨/年年运行时间：300天年开工时间：6000小时工艺选择：2釜串联聚合聚合温度：90 聚合压力：0.14MPa-2.5MPa聚合釜装料系数=0.85转化率x%=95%收率=90%3.3 参考配方引发剂（CAT 四氯化钛）:0.0001链转移剂（H2 氢气）：0.0000005共引发剂（CCAT 三乙基铝）：0.0005单体（E 乙烯）：0.1溶剂（HEX 乙烷）：0.8943.4全系统物料衡算 图3-4-1聚合工段主要物料衡算简图基本数据（各物质的相对分子质量）：(g/mol)乙烯： 28.05 氢气： 18.02 己烷： 86.17 由产量和转化率可知： 每小时生产聚乙烯（PE）：由 可得乙烯的量： 挂胶损失消耗取1.03：21052.631.03=21684.21kg/h所以乙烯得总进料量是：=21.684.210.9995=21695.05kg/h根据上述聚合反应机理和工艺流程可知，两台聚合釜的生产方式为串联。根据配比，聚合釜各组分进料如下（kg/h）：引发剂进料： 出料量：2.1695kg/h 氢气进料： 出料量：0.0108kg/h共引发剂进料： 出料量：10.8475kg/h己烷进料： 出料量：19395.37kg/h进料总量：出料总量： 表3-4-1 物 料 衡 算 表序号物料名称称进料量Kg/h出料量Kg/hKg/hKg/hKg/h1乙烯21695.051084.75252CAT2.16952.16953氢气0.01080.01084CCAT10.847510.84755己烷19395.3719395.376聚乙烯/20610.29757合计41103.45541103.455根据物料平衡8关系式： 该装置为连续生产则： 由上表数据可知物料平衡。第四章 热量衡算 4.1 基础数据聚合温度：90 基准温度为：0比热： kJkg-1-1蒸发潜热：kJkg-1热流量： kJh-1进料温度：40 冷却水进口温度：30 冷却水出口温度：45表4-2-1 各物质热容数据表物质名称热容乙烯Cp3.19kJkg-1-1己烷的蒸发潜热316.38kJkg-1水的比热(C(H2O)4.20kJkg-1-1氢气的比热(C(H2)28.12kJkg-1-1 图4-2-1 聚合釜衡算简图热量衡算公式：Q入=Q出 (4-1)即：Q1+Q3+H2=Q2+Q4其中：Q入进入聚合系统的热量 Q出移出聚合系统的热量 Q1物料带入到反应釜的热量 Q2制冷剂带出反应釜的热量 Q3聚合反应热 Q4物料带出反应釜的热量 H2搅拌热4.1.1 带入热量乙烯： 进料温度40 氢气： 进料温度20 乙烷：进料温度 60 4.1.2 带出热量乙烯： 出料温度 90 氢气： 出料温度 90 己烷： 出料温度 90 9 聚乙烯： 出料温度 90 表4-1-2-热 量 衡 算 表入料热量出料热量序号项目KJ/h序号项目KJ/h1乙烯1乙烯3氢气463氢气575乙烷5己烷6反应放热6聚乙烯损失2.9由上表数据可知：热量平衡。第五章 设备选型5.1设备选型的原则5.1.1满足生产工艺的要求 在设备的选择过程中，要必须经过准确的计算，充分考虑到实际工艺的要求和现实条件的限制，应该满足在技术上要先进，在经济上要合理，同时还应该满足设备与现有的生产规模相适应，并在此基础的能够获得单位时间产量的最大化，效益的最大化；设备在选择的过程中要能确保在保证产品质量的同时能够增加生产的品种的种类；能够在降低劳动强度的时候保证企业的生产效率；对水，电等的单位消耗相对较少；设备的制造容易，制造原料容易取得，操作及后期的维修保养比较方便；不能对环境产生污染。在同时满足上述条件是会有一定的困难，但是我们可以根据实际情况选择相对来说最佳的方案。5.1.2设备成熟可靠在工业生产过程中，不成熟的或者未经过生产验证的设备是不能够引入生产车间的。设计中所选择的设备应该技术性能和制造时使用的材质都要可靠。从国外引进的设备，应该仔细研究其性能是否符合现有的标准，是否适用于本次设计，特别是生产中的关键性设备，在选择的过程中更加应该小心谨慎，不能出现半点差错，否则在实际生产过程中有可能出现严重的化工事故，会产生严重的人员伤亡和经济损失。5.2反应器的选择及工艺计算 本设计采用的是低压聚乙烯的Hostalen生产工艺5.2.1设计依据9反应釜出口液体的质量流量为：=21695.05kg/h停留时间5h5.2.2设计过程由前面的产品规格10知：取中间值，则淤浆的的密度为：反应釜出口液体的的体积流量为：反应体积为： 根据实际确定搅拌器的容积时，应考虑物料体积占总容器的比列，即装料系数，取值通常为0.6到0.811，该设计中的聚合釜选取装料系数=0.85,得反应器的实际体积：标准椭圆封头的体积为0.131D3，h封=D/4h为釜体的直边高度，H为反应器釜体总高度，则H=h+2h封=h+D/2=1.5D取H/D=1.5，则有h=D取釜体的直边高度：釜体实际高度 聚合釜的主体用钢板卷制，容器的直径将按找(GB9019-88)的标准选取，则该筒体的直径取其为：D0=5200mm进而筒体的高度取为：H=1.05D0=1.055200=5460mm12根据国家相关标准进行设计筒体上部椭圆型封头，椭圆封头的标准根据（JB/T-4737-95）选取，公称直径为5200mm时，椭圆封头的曲面高度h1为1150mm，直边高度h2为50mm12。该工艺流程的聚合机理：气-液相分散及在其中强化传质和进行化学反应，由于己烷为反应母液，其粘度较低，为低粘物体为湍流，采用六叶折叶式圆盘涡轮式搅拌器。5.2.3 内压圆筒的壁厚设计设计条件:设计压力温度筒体内径腐蚀裕量焊缝系数筒体材料1.8MPa905200mm（Di）1.51.016MnR设计计算: 根据化工容器及设备简明设计手册中设计参数和应用压力表12，得16MnR在该工艺设计温度条件下许用应力壁厚计算： 设计壁厚：查钢板厚度负偏差(GB710、GB711、GB713、GB912)/mm取钢板负偏差C10.8mm名义壁厚：圆整后取名义壁厚:检查Sn=11mm，没有变化故筒体取名义壁厚Sn=11mm合适5.3其他设备的选型其他设备的选择主要是指对工艺中泵的选择。在泵的选择过程中要满足实际工艺生产过程中的需求，要充分考虑到生产过程中一些压力，温度，汽蚀余量等个方面的因素，同时还要考虑到现场的安装时的要求。在泵的选择是应该满足以下几点要求： （1）要考虑生产过程中泵的实际流量。一方面要达到在生产过程中对泵的实际流量的要求，使其能和其他设备协调平衡，另一方面，根据实际生产需求来选择泵，在确定流量是要综合考虑泵的富余和各装置之间的协调。 （2）根据实际生产的需要来确定泵的扬程。由于在实际工艺生产设计中都会对管道的压力做出详细的计算，一次在泵的选择过程中，泵的扬程要适当的留下一些余量，一般为正常扬程的1.05到1.1倍。第六章 车间设备布置设计 车间的布置要考虑各方面的因素，需要在各个部门的紧密配合下完成，所以在车间设计的过程中要收集各方面的意见和建议，最后在由工艺人员汇总完成。6.1车间设备布置的原则（一）车间设备布置的原则 在考虑经济效益的同时还应该考虑安全问题，设备的布置应该严格按照工艺设计进行，严格按照国家标准实施。 在设备布置的时候要充分考虑到当地的风向和地形等各种地理条件，是车间的面积和厂区的徒弟得到最大化的利用。 带有明火的装置在安装时必须远离易燃易爆物体，应安装在下风口和车间的边缘位置。 车间的控制中心应该尽量安装在车间的中间位置，这要方便操作，并且应该远离危险的区域。在车间布置时应该遵循方便各部门联系的同时尽量节约运送费用，尽量缩短管线之间的运输距离 留有发展的余地 在生产车间做业时，工人应该有一定的防护措施，严格按照国家的标准来实施。 对于有毒的物质，有强烈的腐蚀性的物质周围应该设有围栏。 设备布置应整齐，尽量使主要管道走向一致。（二） 车间设备平面布置的原则在平面布置的时候要考虑诸多因素，车间的平面布置要和厂区的平面布置相协调，同时在布置时要在总体上满足不杂乱，有秩序，分布合理，相互之间能够相互呼应。另一方面车间的布置要在最大限度上满足设备在维修时候的一些基本要求，例如方便生产者的管理，有利于物料的运输，在设备出现故障时能够很方便的进行抢修等等。第三个方面，车间的布置应该符合相应的安全标准，例如能够完善的解决在防火，防毒等方面的问题。第四，车间在布置的时候要为以后车间的再扩展预留出一些空间，方便今后在加大生产规模是能够很好的是车间得到最大化的利用。（三） 车间设备立面布置的原则厂房在立体布局上大致有三种布置方法，在选择厂房布置的时候要根据实际的生产需要来进行设计。多层的厂房虽然占地面积较小，但是在建造的时候相对来说造价较高。单层的厂房虽然造价相对便宜，但是却存在占地面积较大的问题，所以在选择厂房用何种方法布局时要根据实际的生产工艺要求或者是生产设备的要求来进行选择。做到造价和占地面积相互协调，在不影响实际生产的情况下，尽量的节约资本。6.2车间设备布置 车间在平面布局的时候有很多种方法可以利用，下面将介绍各种方法额优缺点。长方形布置的优点是，占地面积较小，设备在排列是较便捷，是管道的长度大大的缩短。但是在受到一些地形的限制时还可以考虑其他布局方式，比如L形，T型等，但无论选择那种布局方式，都应该充分考虑车间的采光，通风等各种因素。 车间布置要考虑的问题： （一）最大限度地满足工艺生产包括维修的要求。 （二）有效地利用车间建筑面积（包括空间）和土地（设备能露天布置的尽量露天布置，建筑物能合并的尽量合并）。 （三）要为车间的技术经济指标，先进合理以及节能等要求创造条件。 （四）了解其他专业对本车间布置的要求。 （五）要考虑车间的发展和厂房的扩建。 （六）车间所采用的劳动保护、防腐蚀措施是否符合要求。6.2.1设备布置的安全距离在布局时各设备之间应该留下一定的距离，方便以后车间的扩建和新设备的安装 ，根据化工设计得表6-2-1如下图。 表6-2-16.2.2车间内辅助室和生活室布置 （1）生活规模较小的车间，多数是将辅助室、生活室集中布置在车间的一个区域内。 （2）考虑到通风和采光效果，一般将生产区集中放在北面，辅助室、生活室放在南面。 （3）辅助室、生活室应尽量接近安全通道。 （4）辅助室、生活室和生产区间应考虑用防火防爆墙隔离。 （5）辅助室、生活室的门都应朝外开，以便人员的撤离。6.3 厂房布置6.3.1厂房布置原则 （1）厂房平面布置 （2）为便于车间内设备布置和节约占地面积，厂房轮廓选定为矩形 （3）柱网间距根据各设备的大小，设定为6-6型 （4）厂房长度设定为28 m （5）厂房宽度设定为12 m （6）厂房高度设定为 8 （7）厂房设定为一层6.3.2厂址选择的依据及原则 生产能力：本设计为年产12万吨PE。 交通运输：由于本厂的年产量较大，因此需要建立在交通便利的地方，这样就能很好的节约原料运输来时的成本和产品运出时的成本。地形地貌：地形要求应该平坦，没有较大的起伏，并且在建厂时会需要大量的建筑材料，因此还应该保证在建厂时的建筑材料的运输量不宜太大。 气候条件：工厂应该建立在城市的下风侧，并且还应该处于饮用水源的下游，厂区周围四季风向变化不宜太大，距离居民区还有有一定的距离，不适合太近。 水文地质：厂区的需水量会很大，因此要靠近水源充足的地方，以便于保证厂区的正常生产和工作人员的生活。 能源：厂区的用电量是巨大的，因此要保证厂区的电力充足。6.4 综合安全防护6.4.1防火防爆 （1）根据我国相关规定，厂区在建造时有些建筑材料要具有一定的防火特性，此厂在防火级别上属于甲级，因此各个车间的工作人员13在操作设备是要严格按照相关规定进行，不得擅自动用一些禁止动用的开关和设备。 （2）在厂区30m范围以内是严禁烟火的，在进入生产厂区的时候是不得携带易燃易爆物体的。 （3）对厂区的设备应该定期检查是否泄漏，尤其是储存易燃易爆物体的设备更是重中之重。 （4）厂区内要做好静电防护措施，所有设备都应该有接地装置。产区内还要有避雷针等一些设备，以确保在雷雨天气下厂区的正常运转，同时也保证了厂区设备的完好。对这些设备每年都要定期进行检验以保证其能够正常的使用，并且在检查后要做好记录，以便查询时候使用。 （5）所有的电动机和电器设备均应有良好的接地装置，机械传动设备应有完整的安全防护罩。 （6）当班工人，不得任意脱离工作岗位，传动设备合闸前，要按操作法规定，严格细致检查，注意设备内外是否有人工作。 （7）下釜、下槽和进入其他设备容器工作应做到： 切断电源，拿下保险，并挂上严禁合闸的警示牌。 确保物料已经被切断，并且管道内的含氧量在18到21%，并保持良好通风，方可进行操作。 如需动火处理，应按规定办理动火手续。 需要进缸操作时应系好安全带并且必须佩带安全帽，以确保工作人员的人身安全。 进缸操作时，缸外要有人监护，以确保发生紧急情况是能够及时的处理。 （8）登高作业2米以上，应带好安全带和安全帽，并携带好材料、工具、切勿落下伤人。 （9）安全阀、防爆膜、压力表需要保持灵活，并且要进行定期的检修，以确保其能正常工作，检修后要及时做好相应的记录。 （10）砂封、阻火器等安全装置每半年清理检查一次。 （11）系统设备管道停车检修，必须将物料处理干净，排N2置换。经分析化验合格，办理动火证后，方可动火检查。 （12）系统设备，管道开车，应用N2置换，分析含氧在3%以下，方可进行开车。 （13）盛装和输送乙烯的管道，设备严禁用铁器敲打，以免发生火花。 （14）凡来厂的新工人或外来实习培训人员在进岗前必须进行三级安全教育并经考试合格，方能进岗工作。 （15）凡本厂职工及外来实习参观人员都必须严格执行。 （16）凡厂马路及消防通道上，不得堆放任何妨碍交通的物质，确保马路及消防通道畅通无阻。6.4.2 防毒在生产过程中所使用的原料大多数具有毒性，并且具有一定的挥发性，若不慎吸入，将会对工作人员的身体造成很大的伤害。防护措施： （1）皮肤防护 严禁直接接触剧毒物品。根据岗位的不同和有毒物质的性质的不同选择穿戴防护服，护目镜，等保护用品，或者在裸露的皮肤上涂一些具有保护作用的皮肤保护剂。 （2）呼吸防护 在进入有毒物质存在的区域内，要带上呼吸保护装置，以免中毒。 （3）个人卫生保健不得在存在污染物质的区域内吃饭和喝水，并且在吃饭前必须洗手。 正确使用防护服，工作结束后要先洗澡。同时工作服应该和平时的衣服