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摘 要

随着聚苯乙烯生产装置的大型化，常常使用的是80m³的聚合反应釜，而聚合反应属于放热反应，反应条件压力比较高，容易发生事故。本设计结合工艺分析及物质的物理特性，开展反应釜的安全设计。

本文通过对苯乙烯聚合生产聚苯乙烯的反应过程的工艺系统进行设计，并对原辅材料的主要危险性进行简要的分析和进行物料及热量衡算。根据相关法律法规、规范中针对聚合反应的自动化控制要求及措施，开展聚合反应工艺系统及自动化控制系统设计。接着开展80m³聚合反应釜的结构设计，包括聚合反应釜主要参数、结构和强度计算。然后针对聚合反应釜进行安全附件设计，包括安全阀、温度计、压力表等。最后，对聚合反应釜所在车间进行防火防爆设计，主要为车间防火设计、火灾爆炸危险区域划分、火灾报警、消防设计和防雷防静电设计。

关键词：可发性聚苯乙烯 DCS 聚合反应釜 防火防爆

The safety design of 80 m³ polymerization kettle

ABSMRACT

With the large scale of polystyrene production device, 80m³ is often used in the polymerization reaction kettle. But the polymerization reaction belongs to the exothermic reaction, the reaction conditions are relatively high, and accidents easily happen. In this design, combined with process analysis and physical characteristics of the material carry out the safety design of the reactor.

This paper based on the polymerization of production technology of polystyrene reaction system is designed, and to brief the primary hazard of the material analysis and for material and energy balance. According to related legal regulations, and specification in the for aggregate reaction of automation control requirements and the measures, carried out aggregate reaction process system and the Automation control system design. Then carry out the structure design of 80m³ aggregate reaction kettle, including aggregate reaction kettle main parameter and structure and strength calculation. And design the safety accessories for polymerizing kettle, including safety valves, thermometers, pressure gauges,etc. Finally, design the workshop for polymerizing fireproof and explosion-proof, primarily for shop fire, fire-explosion hazardous area classification, fire alarms, fire-fighting design, lightning and static electricity prevention design.

Key Words: Expandable polystyrene; DCS; Polymerizing kettle; Fire and explosion prevention

目 录

摘要

ABSMRACT II

第1章 绪论 1

1.1 聚苯乙烯概述

1.2 国内外的现状及发展前景

1.3 研究课题的内容

第2章 工艺系统设计 3

2.1 工艺技术方案

2.2 主要原辅材料

2.3 工艺流程

2.3.1 工艺原理

2.3.2 化学反应方程式

2.3.3 工艺流程示意图

2.3.4 主要工段工艺过程说明

2.4 主要原辅料危险性

第3章 物料及热量衡算 7

3.1 计算依据

3.2 物料衡算

3.3 热量衡算

第4章 自动控制系统设计 12

4.1 自动控制系统简介

4.1.1 自动控制方案

4.1.2 自动控制系统具体功能

4.2 DCS控制系统

4.2.1 DCS系统简介

4.2.2 聚合过程控制

4.2.3 报警、联锁控制

第5章 聚合反应釜设计 19

5.1 主要设计数据

5.2 结构设计

5.2.1 基本尺寸设计

5.2.2 工况设计

5.2.3 材质

5.2.4 强度计算及稳定性校核

5.2.5 液压气压试验及校核

5.2.6 传动装置及搅拌系统

5.2.7 机械密封

5.2.8 支撑选择

5.3 安全附件

5.3.1 安全阀

5.3.2 温度计

5.3.3 压力表

5.3.4 流量计

5.3.5 液位计

第6章 合成车间防火防爆设计 25

6.1 合成车间设计

6.1.1 车间规格

6.1.2 火灾危险性

6.1.3 防火分区

6.1.4 防火间距

6.1.5 泄爆设计

6.2 爆炸危险区域划分

6.3 火灾报警

6.3.1 火灾自动报警

6.3.2 可燃气体报警

6.4 消防系统

6.4.1 消防水泵房

6.4.2 室内消防用水量

6.4.3 室外消防用水量

6.4.4 灭火器的设置

6.5 防雷防静电接地

6.6 防爆电力装置

参考文献 31

附录 33

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