]。中和度下丙烯酸/丙烯酸鈉水溶液的pH值曲線如圖4.1所示。圖STYLEREF1\s圖STYLEREF1\s4.1中和度對pH阻礙圖圖STYLEREF1\s4.2中和度對轉化率阻礙圖4.2為丙烯酸單體的中和度對聚合反應轉化率(Con.)的阻礙，通過對轉化率曲的分析可知：丙烯酸在較低的中和度情況下具有較高的反應速率，在反相懸浮聚合體系中，在考慮聚合速率的同時，要同時考慮聚合體系的穩定性。在合適的聚合溫度、攪拌轉速及分散劑的條件下，低中和度時體系穩定性差，反應在共沸脫水時易聚攏，造成物料團聚、結塊、甚至爆聚。表STYLEREF1\s4SEQ表格\*ARABIC\s16中和度對體系穩定性的阻礙中和度（%）體系穩定性48.0爆聚，結塊61.7爆聚，結塊75.4爆聚，結塊80反應平穩在丙烯酸及其鈉鹽的聚合體系中，丙烯酸在酸性條件下具有較高的聚合反應速率(在酸性條件下，聚丙烯酸鏈段卷曲)，容易造成局部溫度較高，促使聚合反應速率進一步提高。因此中和度為80%以上體系最為穩定，為了便于操作，本設計中中和度選為100%。依照上述分析，本設計的聚丙烯酸鈉生產使用反相懸浮聚合法，單釜間歇聚合工藝，丙烯酸單體中和度為100%，以Span-60為分散劑、過硫酸銨作為引發劑加入反應釜中，抽余油作為分散介質，操縱溫度40℃恒溫1h、50℃恒溫1h、60℃恒溫0.5h后升溫至共沸溫度。脫水至粒子固含量為75%即可停止反應。分離方法的選擇對脫水后聚合物混合物進行分離可采納過濾離心機或沉降離心機或分離機。通常，關于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過濾離心機；關于懸浮液中顆粒細小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機；關于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時，應選用分離機。依照產品的顆粒直徑大小選擇螺旋沉降式離心機除溶劑。干燥方法的選擇對聚合后的濕物料進行干燥可采納氣流干燥、回轉窯、紅外等干燥方式。氣流干燥設備的干燥強度大，蒸發水份能力從50kg/h-1500kg/h，而設備容積小，投資省，是其他干燥設備比不上的；回轉窯設備適應于連續生產，然而投資大、占地面積大，且對具有一定粘性的聚丙烯酸鈉膠粒不適應該種干燥方式；生產試驗的前期采納紅外線加熱，然而干燥成本高，而且設備維護費用大會導致產品成本顯著增加。依照企業的投資情況和生產能力，選用的氣流干燥機干燥方法。聚丙烯酸鈉的生產工藝圖5.1聚丙烯酸鈉生產工藝流程圖生產工藝(1)堿液的配制：將計量好的NaOH固體與適量的水配制為30%的NaOH溶液。(2)丙烯酸鈉溶液的配置：將計量的丙烯酸與配好的NaOH溶液進行部分中和，中和后的丙烯酸鈉，加入適量水，得到濃度為45%，中和度為100%單體溶液。(3)丙烯酸鈉的聚合：將中和后的丙烯酸鈉水溶液與由分散介質和分散劑配制好的分散液共同放入反應釜中，在引發劑的作用下進行聚合反應至共沸脫水至固含量75%左右停止反應。(4)聚合混合物的分離：反應后生成的混合物通過離心機分離分散介質與聚合物，再經熱水洗滌除去聚合物表面的一些殘留劑。(5)聚丙烯酸鈉的后處理工序：將分離工序過后的聚合物用氣流干燥劑進行干燥，經包裝后可為成品。生產原料以產品指標表STYLEREF1\s5-SEQ表格\*ARABIC\s11生產原料原料名稱單體丙烯酸氫氧化鈉引發劑過硫酸銨分散劑Span-60水分散介質抽余油表STYLEREF1\s5-SEQ表格\*ARABIC\s12產品指標項目指標外觀白色粉末游離堿合格硫酸鹽（以SO4計）≤0.5%干燥失重≤10%灼燒殘渣≤76%重金屬（以Pb計）≤0.002%砷（以As2O3計）≤0.0002%殘余單體≤1.0%低聚合物≤5%工藝衡算物料衡算工藝設計中，物料衡確實是在工藝流程確定后進行的。目的是依照原料與產品之間的定量轉化關系，計算原料的消耗量，各種中間產品、產品和副產品的產量，生產過程中各時期的消耗量以及組成，進而為熱量衡算、其他工藝計算及設備計算打基礎。物料衡確實是以質量守恒定律為基礎對物料平衡進行計算[[]陳均．聚合物合成工藝設計．化學工業出版社．2004(8)：47-52．[]陳均．聚合物合成工藝設計．化學工業出版社．2004(8)：47-52．(1)確定物料平衡關系明確物料發生的化學變化，寫出主、副反應方程式丙烯酸被中和，中和反應方程式如下：（6.1）引發劑引發單體進行自由基聚合，其反應方程式如下：（6.2）丙烯酸自由基聚合中單體相對分子質量與聚合物結構單元相對分子質量無化學計量上的變化，引發劑會結合到聚合物分子鏈上。(2)收集數據資料a生產規模。年產量為：1000噸b生產時刻。年工作日：330天c相關技術指標見表6-1。表STYLEREF1\s6-SEQ表格\*ARABIC\s11技術指標項目內容技術指標聚合物損失率2%聚合物質量丙烯酸中和度100%（摩爾）NaOH純度98%中和用NaOH水溶液濃度30%（質量）單體水溶液濃度45%（質量）引發劑用量0.16%單體質量分散劑用量1%單體質量分散介質用量與單體質量比4：1分散劑循環用量90%分散劑總用量注：聚合物損失率為：聚合反應時的不完全反應以及后處理工藝中的損失率。d質量標準。原料NaOH溶液濃度為99%。其他原料均視為純物質。因為只對聚合工序做物料衡算，因此不用考慮產品的其他質量指標。e化學變化參數。加入的NaOH能夠與丙烯酸完全反應，生成丙烯酸鈉。各組分相對分子質量如下：丙烯酸=72.06，氫氧化鈉=40，丙烯酸鈉=94.06，水=18。聚合反應過程中單體完全參加反應，轉化率可視為100%，單體與聚合物之間無化學計量上的變化，但引發劑結合到聚合物分子鏈上，會使聚合物數量略有增加。(3)選擇計算基準與計量單位因為是間歇操作過程，因此基準為“批”。(4)確定計算順序由于產物與原料之間的化學計算關系比較簡單，且整個工藝過程比較簡單，容易得到產物量與單體原料投料量之間的比例關系，因此采納順流程的計算順序。(5)計算要緊原料（丙烯酸）的投料數量用順流程的計算順序進行物料衡算必須求出要緊原料每批投料量。該生產裝置年產量1000t，年開工330d，每天生產4批，聚合物損失率為2%。每批應生產的聚合物數量為：1000×引發劑（0.2%單體質量）全部結合到聚合物中；單體100%轉化成聚合物，且單體相對分子質量與聚合物結構單元相對分子質量相同；丙烯酸相對分子質量：單體相對分子質量=：丙烯酸投料量為：773.041)中和釜物料衡算已知：丙烯酸中和度100%、丙烯酸相對分子質量72.06、NaOH相對分子質量40、單體相對分子質量94.06原料丙烯酸的質量為591.05kg反應需要純NaOH的質量為591.0530%NaOH的質量為328.0930%NaOH的含水量為1093.63-328.09=765.54kg單體丙烯酸鈉的質量94.0645%丙烯酸鈉中含水的質量為：0.55中和反應生成的水328.09中和反應完成后需加入的水為：942.94-147.64-765.54=29.76kg2)配堿釜物料衡算在裝有水冷裝置的配堿釜中加入一定量的水，然后在不斷攪拌下加入純度為98%的氫氧化鈉。中和用30%NaOH溶液質量為1093.63kg，則需要純度98%氫氧化鈉固體質量為328.09需加入的水為1093.63-334.79=758.84kg3)分散介質調配罐物料衡算已知：分散介質：單體=4：1、分散劑為1%單體質量，則分散介質抽余油質量：771.50×4=3086.00kg循環分散介質抽余油質量：3086.00×0.9=2777.40kg新奇分散介質抽余油質量：3086.00×0.1=308.60kg分散劑：771.50×0.01=7.72kg4)聚合反應釜物料衡算反應前反應釜中各組分質量：單體：771.50kg水：942.94kg分散介質：3086.00kg分散劑：7.72kg引發劑用量為0.16%單體質量引發劑質量：771.50×0.16%=1.23kg反應后聚合物質量:771.50+1.23=772.73kg表STYLEREF1\s6-SEQ表格\*ARABIC\s12生產聚丙烯酸鈉各工序物料衡算結果工序名稱輸入輸出原料質量（kg）產品質量（kg）配堿98%燒堿純水334.79758.5430%氫氧化鈉1093.63中和30%氫氧化鈉丙烯酸純水1093.63591.0529.76丙烯酸鈉溶液其中丙烯酸鈉水1714.44771.50942.94聚合丙烯酸鈉溶液引發劑分散介質分散劑1714.441.233086.007.72聚合物水分散介質分散劑772.73942.943086.007.72熱量衡算選擇最佳的操作條件，對生產設備進行設計和選型，制定出既經濟又合理的能量消耗方案。熱量衡算[[]婁愛娟，吳志泉，吳敘美．化工設計．華東理工大學出[]婁愛娟，吳志泉，吳敘美．化工設計．華東理工大學出社．2002(3)：29-49，170-189．塑料制品的成型加工大都采納的是對單元設備的熱量衡算。熱量遵循熱力學第一定律：能量既不能產生，也不能消滅，只能從一種形式轉變為另一種形式。即熱量平衡方程式為：Q式中：QTQ1Q2Q3Q4聚丙烯酸鈉的生產可分為多個工序，每一個生產工序都有一定的能量變化，因此各工序分不計算。整個過程均采納25℃作為基準溫度，生產1批聚丙烯酸鈉產品各工序的原料需求情況按物料衡算表中計。配堿工序由物料衡算可知，在配堿工序中，需純氫氧化鈉328.09kg，溶解用水765.54kg，氫氧化鈉的質量百分比濃度為30%，折算為物質的量為分不為：氫氧化鈉：nNaOH=328.09×100040=8202.25水：nH2O=765.54×100018查表可知氫氧化鈉在此濃度下的溶解熱為，此濃度下溶液的平均比熱為，水的比熱為，已知片堿和純水的進料溫度為25℃，氫氧化鈉溶液的出料的溫度為30℃，配堿過程最大溫升65℃，冷卻水出入平均溫差為10℃。輸入的熱量Q1入包括氫氧化鈉帶入的熱量Q11，純水帶入的熱量Q12，氫氧化鈉帶入的溶解熱因此Q輸出的熱量Q1出出包括氫氧化鈉溶液由25℃升到30℃所需的熱量Q1其中Q由于QQ15=Q1入需要冷卻水質量為m中和工序已知條件：丙烯酸的進料溫度為25℃，比熱為，氫氧化鈉水溶液的進料溫度為30℃，平均比熱為，中和液的平均比熱為，水的比熱為，100℃時水的蒸發熱為，丙烯酸與氫氧化鈉的中和熱，中和液輸出溫度為30℃，冷卻水平均溫差為10℃。中和工序的輸人熱量Q2入包括：氫氧化鈉水溶液引入的熱量Q21，丙烯酸引人的熱量Q22氫氧化鈉水溶液帶入對的熱量：Q丙烯酸引入的熱量為0：Q在中和工序中，中和度為100%，發生中和反應的丙烯酸反應熱為Q輸入熱量Q輸出的熱量Q2出出包括中和液移走的熱量Q24，水分蒸發汲取的熱量QQ這一工序水分蒸發專門少，故水分蒸發熱量可忽略不計。因此Q由于Q2入冷卻水用量m聚合反應工序已知丙烯酸中和液的平均比熱為，中和液進料溫度為30℃，丙烯酸鈉的聚合熱為77.7kJ/mol，水的比熱為，l00℃水的蒸發熱為，聚合物混合物出料溫度為60℃，聚合物平均比熱為，分散劑平均比熱。輸入的熱量Q3入包括：丙烯酸中和液引入的熱量Q31丙烯酸鈉中和液引入的熱量：Q聚合物反應放熱：Q則輸入的熱量Q輸出的熱量Q3出包括生成的聚合物從25℃升溫到60℃所需的熱量Q33，分散介質帶走的Q34和水從25℃到60聚合物帶走的熱量：Q分散介質帶走的熱量Q水帶走的熱量：Q聚丙烯酸鈉各工序能量衡算表如下表STYLEREF1\s6-SEQ表格\*ARABIC\s13生產聚丙烯酸鈉的各工序熱量衡算工序名稱輸入kJ輸出kJ配堿Q1入377549.57Q1出377549.57Q110Q1418307.37Q120Q15359242.20Q13377549.57中和QUOTEQ2入Q2入474926.63Q2出474926.63Q2118307.37Q2428116.82Q220Q250Q23456619.26Q26446809.81聚合Q3入665431.65Q3出665431.65Q3128116.82Q3368425.24Q32637314.83Q34248423.00Q137952.12設備選型釜的選擇配堿釜的選擇日產丙烯酸鈉為1000需配堿液為溶堿時最高溫度為50℃，查得30%堿液的比重為；則3.03噸堿液的體積為：4374.52×按裝料系數80%計，需配堿釜容積為V生產工藝條件為：所處理的為堿性溶液，釜體內為常壓，溫度為50℃，夾套為循環冷卻水，夾套內表壓為0.3MPa，溫度小于50℃，故可確定該釜屬于帶攪拌裝置的低壓反應釜。本設計采納圓筒形殼體和標準橢圓形封頭作為釜體的結構型式，盛裝物料的堿液可選用材質為鋼的不銹鋼釜。圖圖STYLEREF1\s7.SEQ圖\*ARABIC\s11反應釜工藝尺寸示意圖查表得標準橢圓封頭的體積為0.131D3、h封=D/2H=h+2×表STYLEREF1\s7-SEQ表格\*ARABIC\s11反應罐H/D選取種類物料類型H/D一般攪拌罐液—固1～1.5液—液1～1.5氣—固1～2發酵罐1.7～2.5若取H/D=1.5，則有h=DV=D=盡管釜屬于非標準設備，但用于制造反應器的上下封頭仍應選用標準封頭。因此D取1.6m。釜體的直邊高度為h釜體實際高度為H=h+2×依照表7-2得表STYLEREF1\s7-SEQ表格\*ARABIC\s12直邊高度的選取設備直徑/mm300、350400、450500~22002200~3200＞3200直邊高度/mm2525、4025、40、5040、5050取封頭直邊高度40mm，釜體圓形直筒部分高度：1.51-2×0.04=1.43m配堿釜的實際體積為：V=實際長徑比：H由因此均相液體的混合，此體系對攪拌功能要求的比較簡單，任何類型的攪拌器都能夠選用，此設計選用槳式攪拌器，攪拌電機功率為3kw，轉速為60r/min。中和反應釜的選擇中和釜用于對丙烯酸的完全中和，日產聚丙烯酸鈉3.03t，每批中和液質量為m已知中和過程中中和液密度≤1.4g/cm3，則中和液的體積為1714.44×按裝料系數0.7計算，需中和釜的體積為1.25查表得標準橢圓封頭的體積為0.131D3、h封=D/2H=h+2×若取H/D=1.5，則有h=DV=D=用于制造反應器的上下封頭選用標準封頭。因為取得較小，因此此處按公稱尺寸選定釜體直徑1.1m。釜體的直邊高度為h釜體實際高度為H=h+2×取封頭直邊高度40mm，釜體圓形直筒部分高度：1.51-2×0.04=1.43m中和釜的實際體積為：V=實際長徑比：H由于中和過程中放熱，而且NaOH溶液對玻璃搪瓷等有腐蝕性，因此選為帶夾套不銹鋼釜，配用120r/min的減速箱，三相攪拌電機3kw的標準設備。分散介質調配釜的選擇分散介質調配釜用于對分散液的配置，每批反應需分散液：3086.00+7.72=3093.72kg已知抽余油密度為0.73g/cm3，由于分散劑加入量專門少，認為對分散介質的密度阻礙忽略不計，因此調配好液體體積為3093.72×按照裝料系數0.7計算，需要調配釜的體積為4.24查表得標準橢圓封頭的體積為0.131D3、h封=D/2H=h+2×若取H/D=1.5，則有h=DV=D=用于制造反應釜的上下封頭差不多上標準封頭，因此可選為此值，即1.8m釜體的直邊高度為h釜體實際高度為H=h+2×取封頭直邊高度40mm，釜體圓形直筒部分高度：1.78-2×0.04=1.70m分散介質調配釜的實際體積為：V=實際長徑比：H由因此均相液體的混合，此體系對攪拌功能要求的比較簡單，任何類型的攪拌器都能夠選用，此設計選用槳式攪拌器，攪拌電機功率為3kw，轉速為60r/min。實際生產中，為了降低成本，擬不使用分散介質調配釜，直接用貯罐儲存分散介質，由于分散劑使用量專門小，人工將分散劑加入分散介質中調配使用。聚合反應釜的選取單體溶液和分散介質的總體積為1.25+4.24=5.49按裝料系數0.7計算，需反應釜的體積為5.49查表得標準橢圓封頭的體積為0.131D3、h封=D/2H=h+2×若取H/D=1.5，則有h=DV=D=用于制造反應器的上下封頭選用標準封頭。因此選定釜體直徑2.0m。釜體的直邊高度為h釜體實際高度為H=h+2×取封頭直邊高度40mm，釜體圓形直筒部分高度：1.83-2×0.04=1.75m反應釜的實際體積為：V=實際長徑比：H圖STYLEREF1\s7.圖STYLEREF1\s7.SEQ圖\*ARABIC\s12反應釜結構實際生產中所用的攪拌器必須兼具剪切作用相循環作用，適當轉速，懸浮聚合體系達到一定的循環流淌和剪切流淌，使釜內各部分達到溫度均一、濃度均一，并使釜內單體均勻分散，懸浮成微小的液滴，加強聚合釜內壁的傳熱。由因此非均勻相液體混合，而且聚合物黏度較大，采納渦輪式攪拌裝置，轉速為250r/min，攪拌電機功率7.5kw的標準設備。綜上所述，年產1000噸聚丙烯酸鈉反應釜容積7.84m3，釜體直徑2.0m、高度H＝2.53m、長徑比釜體夾套尺寸的確定所謂夾套確實是在釜體外側用焊接或法蘭連接的方式裝設各種形狀的鋼結構，是與釜體外壁形成密封的空間。在此空間內通入加熱或冷卻物質，可加熱或冷卻反應釜內的物料。夾套與筒體的連接方式有兩種，一種是可拆式夾套，用于需要檢查筒體外部表面以及更換夾套的情況，或是由于夾套與筒體材料不同而不能相焊的場合。另一種是不可拆卸的夾套，如焊接式和鉚接式。圖7.3可拆卸夾套圖7.4不可拆卸夾套對有傳熱要求的反應釜可設置內冷管和夾套，最常見的是采納夾套式傳熱結構。本設計采納夾套和內冷管兩種散熱方式，夾套的尺寸通常依照工藝和安裝的要求而定，夾套的內徑D1與釜體內徑D0有關，有如下關系表STYLEREF1\s7-SEQ表格\*ARABIC\s13夾套內徑與釜體內徑關系D0（mm）500～600700～18002000～3000>3000D1（mm）D0+50D0+100D0+200D0+250配堿釜夾套直徑為D中和釜夾套直徑為D分散介質釜中是簡單混合，無發熱，因此不用設置夾套。聚合釜夾套直徑為D夾套高度H1要緊決定于傳熱面積下的要求，一般不低于料液高度，以保證充分傳熱，同時夾套上端離開筒體法蘭應有150～200mm距離，以便上緊和拆卸筒體法蘭的螺栓。本設計的聚合反應釜采納河南一諾醫藥化工容器有限公司定制的反應釜具體參數如下表STYLEREF1\s7-SEQ表格\*ARABIC\s14定制反應釜參數項目規格容積/m37.84釜體內徑/m2.0夾套直徑/m2.2釜體高度/m2.53攪拌裝置KF-800渦輪式圖STYLEREF1\s7.5定制的聚合反應釜圖圖STYLEREF1\s7.6分散介質貯罐表STYLEREF1\s7-SEQ表格\*ARABIC\s15定制的釜體參數項目分散介質釜（罐）配堿釜中和釜容積/m36.064.121.78釜體內徑/m1.81.61.1夾套直徑/m1.71.2釜體高度/m2.682.312.06攪拌裝置簡單攪拌裝置KF-300漿式KF-300葉輪式分離設備由于經共沸脫水的的反應產物仍是混合物，其中含有為分散劑及其他的相關助劑，還有一些反應中生成的低分子量聚合物都應被除去。通常，關于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過濾離心機；關于懸浮液中顆粒細小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機；關于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時，應選用分離機。依照反相懸浮聚合制備的聚丙烯酸鈉顆粒粒徑大小選擇螺旋沉降式離心機除溶劑。圖STYLEREF1\s7.7螺旋沉降式離心機結構示意圖干燥設備由于樹脂含水量高，加工過程中易出現氣泡，制件出現流紋、霧斑，透明性降低，并會降低材料的電性能和力學性能。而離心后聚合物一般含水率為5%-20%，為濕物料，需干燥使濕物料含水率進步降低。旋風分離器風機預熱器尾氣管出料口氣流干燥管加料口旋風分離器風機預熱器尾氣管出料口氣流干燥管加料口圖STYLEREF1\s7.SEQ圖\*ARABIC\s16氣流干燥機結構示意圖反相懸浮聚合制備的聚丙烯酸鈉為粉狀采納氣流干燥機。即熱風干燥，使產品中水分含量達至0.2%～0.5%。泵的選型確定泵的型式首先是要依照是被輸送物料的差不多性質，物料的差不多性質包括相態，溫度，粘度，密度，揮發性，毒性與空氣形成爆炸性混合物的可能性和化學腐蝕性等。此外，選擇泵的型式時還要考慮生產工藝過程，動力，環境和安全要求等條件，例如，是否長期連續運轉，揚程和流量是否波動，動力（電、蒸）的類型以及是否防爆車間等情況。實際上，在選擇泵的類型時，往往不可能完全滿足各個方面的要求，應以滿足工藝和安全為要緊目標。由輸送溫度為常溫、粘度小、無腐蝕性、無固體顆粒的液體，流量小、揚程小故選離心泵，離心泵結構簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝檢修方便。ALGB-40-16(I)型泵六臺。生產工藝流程圖

設備一覽表表STYLEREF1\s9-SEQ表格\*ARABIC\s11設備一覽表設備名稱規格數量備注配堿釜廠家定制1河南一諾化工容器中和釜廠家定制1河南一諾化工容器聚合釜廠家定制1河南一諾化工容器分散介質儲罐廠家定制1河南一諾化工容器攪拌器廠家選取4河南一諾化工容器儲罐2無錫市南泉化工去離子水儲罐1無錫市南泉化工氣流干燥機咨詢廠家1常州延陵干燥設備沉降式離心機咨詢廠家1上海誼德實業泵6江蘇南方泵業輸送機若干真空系統操作平臺包裝機組冷凝器鼓風機管路系統構架耗材其他車間設計車間設備布置的原則1從經濟和壓降觀點動身，設備布置應順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，同意有所調整。2依照地形、主導風向等條件進行設備布置，有效的利用車間建筑面積（包括空間）和土地（盡量采納露天布置及建筑物能合并者盡量合并）。3明火設備必須布置在處理可燃液體或氣體設備的全年最小頻率風向的下側，并集中布置在裝置（車間）邊緣。4操縱室和配電室應布置在生產區域的中心部位，并在危險區外。5充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯系方便，縮短輸送管線，達到節約管材費用及運行費用的目的。6留有進展的余地。7所采取的勞動愛護、防火要求、防腐蝕措施要符合有關標準、規范的要求。8有毒、有腐蝕性介質的設備應分不集中布置，并設圍堰，以便集中處理。9設備安全通道、人流、物流方向應錯開。10設備布置應整齊，盡量使要緊管道走向一致。車間設備平面布置的原則車間平面布置首先必須適合全廠總平面布置的要求，應盡可能使個車間的平面布置在總體上達到協調、整齊、緊湊、美觀，相互融合，渾成一體。其次，必須從生產需要動身，最大限度的滿足生產包括設備維修的要求。即要符合流程、滿足生產、便于治理、便于運輸、利于設備安裝和維修。第三，生產要安全。即要全面妥善的解決防火、防爆、防毒、防腐、衛生等方面的問題，符合國家的各項有關規定。第四，要考慮今后擴建及增建的余地，為今后生產進展、品種改革、技術改造提供方便。但這些一定要最有效的利用車間的建筑面積（包括空間）和土地（設備裝置能露天布置的盡量露天布置，建筑物能合并的應盡量合并）。廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結合的形式。多層廠房占地少但造價高，而單層廠房占地多但造價低。采納單層依舊多層要緊應依照工藝生產的需要。例如制堿車間的碳化塔，依照工藝要求須放在廠房內，但塔有比較高，且操作崗位安排在塔的中部以便觀看塔內情況，如此就需要設計多層廠房；另一種情況是：設備大部分露天布置，廠房內只需要安置泵或風機，這種情況可設計成單層廠房。關于為新產品工業化生產而設計的廠房，由于生產過程中對工藝流程和設備需要不斷改進和完善，一般都設計一個較高的單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼制操作平臺代替鋼筋混凝土操作臺，以適應工藝流程和設備變化的需要[[][]劉道德．化工廠的設計與改造[M]．第一版．湖南：中南工業大學出版社，1995．1-38．車間布置圖圖10.1車間布置圖經濟概算原料估算原料用量丙烯酸年需求量591.05純氫氧化鈉年需求量328.0998%氫氧化鈉年需求量為433078.8引發劑過硫酸銨年需求量為1.23×330×4=1623.6kg分散介質循環使用率為80%，即除了第一批每批需添加20%量即可，因此分散介質抽余油年用量為：3086.00+3086.00×20%×分散劑年用量為7.72×330×4=10190.40kg設聚合生成水20%可重復利用，則反應用水年用量為：（設冷卻用水設年用量為100000kg，則總年用水量為：791619.84+100000=891619.84kg原料費用表STYLEREF1\s11-SEQ表格\*ARABIC\s11原料費用一覽表名稱年用量/t備注單價/w/t年價格/w丙烯酸780.19上海高橋化工廠0.8624.1598%氫氧化鈉441.92魯淮商貿有限公司0.3132.57引發劑（過硫酸銨）1.63金立化工有限公司0.40.66分散介質（抽余油）817.18上海呂氏化工有限公司0.4326.87分散劑（Span-60）10.19浙江物美化學品有限公司1.212.23水891.62工業用水0.00121.07總計1097.55其他費用職職員資設配堿時刻為0.25h，配置丙烯酸鈉溶液為0.25h，后處理時刻為1h，則1批生產所需時刻為0.25+0.25+設每班人員8人，每班生產2批后輪崗，每人月工資3000員，則年支付工資費用為16×3000×12=57表STYLEREF1\s11-SEQ表格\*ARABIC\s12其他費用一覽表序號項目名稱金額（萬元）備注1廠房建設2002設備1803電費204設備維護費365配套及公用設施206電力設備107工業衛生58環保消防109流淌資金10010不可預見2011工資支付57合計658利潤估算目前市場調研結果為1噸聚丙烯酸鈉售價為3.2萬元。則1000噸聚丙烯酸鈉總收入為3200萬元。第一年利潤約為總收入用于個人知識水平有限，稅收以及盈算平衡問題難以計算，只是簡單計算，簡單參考。生產安全與環境愛護設計依據《中華人民共和國安全生產法》《中華人民共和國職業病防治法》《中華人民共和國勞動法》《危險化學品建設項目安全許可實施方法》安全生產監督治理總局第8號令《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-92）（1999年版）《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2002）《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-98）《報雜和火災危險環境電力裝置設計規范》