磷酸生产课程设计.doc
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1、目 录第1章 总论11.1 概述11.1.1 磷酸的性质和用途11.1.2 磷酸在的市场前景51.2 厂址选择71.2.1 厂址选择原则71.2.2 地理位置 91.2.3 自然概况111.2.4 交通运输121.2.5 建厂优势121.3 设计原则131.4 产品原料及方案13第2章 生产方案论证142.1 生产工艺分析与选择142.2 湿法磷酸工艺的选择162.3 本项目工艺说明20第3章 工艺计算223.1 物料衡算与能量衡算223.1.1 物料衡算223.1.2 能量衡算243.1.3 二水法工艺物料平衡计算(理论方法)243.2 主要设备设计与选型.473.2.1 反应器的设计483
2、.2.2 过滤机的设计及选型513.2.3 低位真空冷却器的设计663.2.4 泵的选型733.2.5 储罐的选型79第4章 经济概算824.1 估算依据 824.2 总投资估算 82第5章 工厂布置类设计说明.855.1 设计依据.915.2 设计范围.855.3 总体布局分析.855.4 分区详细布局.865.5 车间布置概述.91第6章 管道布置和设计986.1 管道设计与布置的内容996.2 管道布置的原则和要求996.3 管道布置设计的依据1026.4 管道敷设方式及敷设坡度1026.4.1 管道敷设方式1026.4.2 管道距墙的要求1036.4.3 单元设备的管道布置1046.4
3、.4 管廊布置及管道布置1076.4.5 管架敷设1116.5 管道设计1116.5.1 管子直径的选择1116.5.2 管道材料的选择1126.5.3 管道的绝热设计1126.5.4 管沟平面布置图112第七章 自动控制1147.1 概述1147.2 典型化工单元的控制方案1147.2.1 流体输送设备的控制方案1147.2.2 液位控制系统1157.2.3 压力控制系统1167.2.4 温度控制系统1167.2.5 成分控制系统1177.3 各设备的控制自动控制1177.3.1 传热设备的控制1177.3.2 反应器的温度控制1197.3.3 仪表的选型1197.3.4 动力仪表120第八
4、章 电气电信1218.1 电气1218.1.1 电力负荷性质1218.1.2 高压供电系统设计1218.2 电信1248.3 具体设计1258.4 电信电路敷设128第九章 公用工程及辅助设施1309.1 公用工程初步方案和原则确定1309.2 给排水工程1309.2.1 设计依据1309.2.2 生产、生活用水系统1319.2.3 给水系统1329.2.4 排水系统1339.3 供热1339.3.1 设计标准1339.3.2 供热系统1349.4 采暖1359.4.1 设计标准及规范1359.4.2 厂址所在地的气候条件1359.4.3 设计范围1369.4.4 采暖1369.4.5 通风1
5、37第10章 化工设备维护与检修13910.1 维修任务及体制13910.1.1 修理任务13910.1.2 维修体制13910.2 维修车间设计13910.3 设备的维护检修13910.3.1 磷酸萃取槽维护13910.3.2 泵的检查与处理14410.3.3 槽日常检查要点14610.3.4 石墨换热器的维护14810.3.5 管道系统的维修检查15210.3.6 氟吸收塔的检修15410.4 维修人员的管理15610.4.1 维修人员的主要任务15610.4.2 维修人员的能力要求15710.4.3 维修人员的管理要求157第11章 消防设计15811.1 消防系统15811.1.1 稳
6、高压消防给水系统15811.1.2 中压系统和高压系统15811.2 消防管网布置15811.3 消防水炮和消防栓15911.4 消防站15911.5 防雷防静电15911.5.1 防雷接地15911.5.2 静电接地16011.6 消防设置16011.6.1 消防排水16011.6.2 器材配备16011.6.3 消防设施的启动控制及报警方式160第12章 环境保护专篇16212.1 设计依据16212.2 湿法磷酸生产中的污染问题16212.2.1 水质的污染16212.2.2 大气的污染16412.2.3 废渣16612.3 环保治理措施16712.3.1 废水的处理措施16712.3.
7、2 废气的处理16912.3.3 废渣处理17012.3.4 产区绿化17212.3.5 环境风险评估及建设建议172第13章 节能17313.1 节能的意义17313.2 节电17313.2.1 节电途径17313.2.2 节电措施17313.3 节水17313.3.1 节水途径17313.3.2 节水措施17413.4 工艺节能特色17513.4.1 废水的利用 17513.4.2 废渣的利用17513.4.3 废气利用 175第14章 劳动安全与卫生17614.1 设计依据及采用标准17614.1.1 执行的有关安全法规及规定17614.1.2 设计中采用的劳动安全与职业卫生标准法规 1
8、7614.2 生产过程中危险及有害因素分析17714.3 涉及的危险化学品性质及其应急措施18014.3.1 氢氟酸18014.3.2 氟硅酸18114.3.3 硫酸18114.3.4 磷酸18214.4 职业安全卫生防护的措施18314.4.1 工艺设计中采用的防护措施18314.4.2 噪音危害18314.4.3 安全色及安全标志的设定18414.4.4 泄露监测与处理18414.4.5 工业卫生18514.4.6 辅助用室18514.4.7 个人卫生要求18514.4.8 预期效果分析186结论187总结与体会189谢词191参考文献192175 第1章 总论1.1 概述1.1.1 磷酸
9、的性质和用途1磷酸的性质磷酸是由五氧化二磷(P2O5)与水反应得到的化合物。一般情况下,磷酸系正磷酸的简称,其分子式H3PO4。五氧化二磷结合的水的比例低于正磷酸时可形成焦磷酸(H4P2O7)、三聚磷酸(H5P3O10)、四聚磷酸(H6P4O13)、偏磷酸(HPO3)和多聚偏磷酸(HPO3)n等。磷酸时三元酸,可以生成三种不同的取代盐,即一代磷酸盐XH2PO4,二代磷酸盐X2HPO4和三代磷酸盐X3PO4。在水溶液中25时,磷酸三个氢离子的离解常数分别为: H3PO4 = H+H2PO4- K1=0.9310-2 H2PO4- = H+HPO42- K2=0.9910-8 HPO42- = H
10、+PO43- K3=1.810-12磷酸或磷酸盐的溶液中,各种离子的存在及其浓度由溶液的PH值决定。当PH=2时,溶液中约有一半以一代磷酸离子(H2PO4- )存在,到PH=4.5(弱酸性),H2PO4-才是稳定的;二代磷酸离子(HPO42- )在PH=9.5时才是稳定的;而PO43- 则必须在强碱性溶液(PH=12.52)中才能稳定存在。磷酸为中强三元酸,具有酸的一切通性,在室温下磷酸的化学性质是很活泼的。高温下磷酸可能与大部分金属及其氧化物发生化学反应。当加热呈浆状时,磷酸能侵蚀石英。磷酸的氧化能力很弱,即使在350450下,与氢、碳等强还原剂作用也不发生明显的化学反应。纯磷酸在常温下为透
11、明单斜结晶,在空气中易潮解,密度1.88g/cm3,熔点42.4,含怕嚄74.2%。此外,还存在半水物(H3PO40.5H2O)结晶区,熔点29.3,含91.6%H3PO4。半水磷酸与冰的低共熔点为-85,该点的磷酸含量为62.5%H3PO4。磷酸作为商品运输时的含量一般为75%H3PO4或85%H3PO4,溶液的冰点分别为-20及-21,低于此温度时会有半水物结晶析出。含量超过100%H3PO4时进入无晶区,包括一组链长不同的缩合磷酸,以焦磷酸H4P2O7为起点,接着是三聚磷酸H5P3O10,四聚磷酸H6P4O13等饱和区域。当正磷酸溶液加热蒸发时,可以得到一组各种链长不同的缩合磷酸混合物,
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