【正文】 .................... 23 大氣吸熱（略） ................................................. 24 熱量統(tǒng)計(jì) ....................................................... 24 所需氨的量的計(jì)算 ............................................... 24 聚合過程中的能量統(tǒng)計(jì) ........................................... 25 第 4 章 反應(yīng)器和攪拌槳的選擇 ........................................... 28 反應(yīng)釜的選型 ................................................... 28 罐體尺寸確定 ................................................... 29 . 筒體高徑比 ............................................... 29 . 初步計(jì)算筒體直徑 ......................................... 29 . 聚合釜壁厚的計(jì)算 ......................................... 29 攪拌器的計(jì)算 ................................................... 30 . 攪拌器初步選型 ........................................... 30 . 攪拌功率 ................................................. 30 傳熱的計(jì)算 ..................................................... 31 . 換熱器的選擇 ............................................. 31 . 換熱面積的計(jì)算 ........................................... 33 . 換熱器的選擇 ............................................. 34 第 5 章 管道直徑與儲(chǔ)罐的計(jì)算 ........................................... 35 管道直徑的計(jì)算 ................................................. 35 容器型式的選擇 ................................................. 36 . 丁二烯緩沖罐 V— 303 的選型 ................................ 36 . 苯乙烯緩沖槽 V— 304 的選型 ................................ 36 第 6 章 換熱器的設(shè)計(jì)型計(jì)算 ............................................. 38 基本條件 ....................................................... 38 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 丁二烯換熱器 E— 301 的設(shè)計(jì) ...................................... 39 . 初選 ..................................................... 40 . 計(jì)算管程壓降及給熱系數(shù)α i ................................ 41 . 計(jì)算殼程壓降及給熱系數(shù)α 0 ................................ 41 . 計(jì)算傳熱面積 ............................................. 43 6. 泵的設(shè)計(jì)型計(jì)算 ...................................................... 45 泵 P— 304 的設(shè)計(jì) ................................................ 45 . 簡圖 ..................................................... 45 . 條件依據(jù) ................................................. 45 . 管內(nèi)流體的流速 ........................................... 45 . 直管阻力和局部阻力的計(jì)算 ................................. 45 泵的選型 ....................................................... 46 . 泵的選擇 ................................................. 46 . 泵的效率的計(jì)算 ........................................... 46 結(jié) 論 .............................................................. 47 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................... 48 附錄 主要符號(hào)說明 .................................................... 49 致 謝 .............................................................. 50 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一篇 設(shè)計(jì)說明書 2. 緒 論 . 設(shè)計(jì)依據(jù)、指導(dǎo)思想 . 設(shè)計(jì)依據(jù) 主要設(shè)計(jì)依據(jù)有：《吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》；及《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》、《化學(xué)工程手冊》、《化學(xué)工藝設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定》和吉林化公司有機(jī)合成廠丁苯橡膠車間生產(chǎn)裝置進(jìn)行本設(shè)計(jì)。 . 指導(dǎo)思想 （ 1）利用傳統(tǒng)乳液聚合生產(chǎn)技術(shù)，確保 產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)過程安全； （ 2）生產(chǎn)過程盡量采用自動(dòng)控制，機(jī)械化操作； （ 3）對于易燃易爆場所，設(shè)計(jì)采用可靠的控制，報(bào)警消防設(shè)施； （ 4）設(shè)計(jì)采用技術(shù)成熟完善的傳統(tǒng)乳液聚合方法，達(dá)到環(huán)保的要求，對生產(chǎn)過程中的化學(xué)污水的排放要經(jīng)過處理，以保證環(huán)保要求； （ 5）廠房、車間、設(shè)備布置要嚴(yán)格按土建標(biāo)準(zhǔn)，以保證生產(chǎn)和正常進(jìn)行及操作人員的安全。 . 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 本設(shè)計(jì)項(xiàng)目產(chǎn)品名稱為丁苯橡膠，年產(chǎn)量為 3 萬噸。主要原料為丁二烯和苯乙烯。其產(chǎn)品指標(biāo)如表 111 所示： 表 111 產(chǎn)品指標(biāo) 產(chǎn) 品（ SBR1500） 指 標(biāo) 氣提膠乳中結(jié)合苯乙烯含量 ~% 殘留苯乙烯 % 最終膠乳 ~% 尾氣中的丁二烯含量 % 潷析器中的殘留苯乙烯 % 門尼粘度 46~58 伸長率 480% 操作方式： 連續(xù)操作 實(shí)施方案： 乳液聚合 產(chǎn)品名稱： 丁苯橡膠 年生產(chǎn)量： 3 萬噸 /年 年工作日： 7800 小時(shí) 日生產(chǎn)量： 噸 /天 年生產(chǎn)天數(shù)： 365 天 . 車間布置與崗位人員配制 本設(shè)計(jì)的設(shè)備布置基本原則是：既滿足了生產(chǎn)實(shí)際需要，又考慮了設(shè)備的安裝，檢修方便，節(jié)約空地。布置設(shè)備時(shí)，注意遠(yuǎn)近相結(jié)合既緊湊又要符合生產(chǎn)工藝和安全要求，生產(chǎn)裝置街區(qū)根據(jù)工藝流程和安全的需要，盡可能縮短裝卸物料線。 本著滿足工藝條件的原則，首先確定關(guān)鍵設(shè)備的位置，其它設(shè)備則盡可能在主要設(shè)備的四周，以利于操作，檢修和配管。在廠房內(nèi)，從一樓到三樓配有樓梯、閥門、儀表等部件距地面較近，以利于手工操作和檢修。界區(qū)明確，工藝流程通暢，安全合理。 崗位人員配制：單體貯存工 序每班 3 人，溶液配制工序每班 3 人，聚合工序每班 4 人，單體回收工序每班 3 人，后處理工序每班 4 人。每工序分四班倒，總計(jì) 60 人。 . 節(jié)能與環(huán)境保護(hù) . 節(jié)能 ，副反應(yīng)少，收率高。 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ，盡力按物料流向布置，減少物料往返輸送次數(shù)。適當(dāng)利用位差，靠重力輸送物料，盡可能減少輸送設(shè)備，以節(jié)約部分動(dòng)力。 、電、蒸氣的計(jì)算，為加強(qiáng)能源管理，合理用電、水、氣打下良好基礎(chǔ)。 ，從而大幅度降低了新鮮水用量。 . 環(huán)境保 護(hù) 該廠建于吉林市東北部的江北化工區(qū)，該地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂稀⑽鞅憋L(fēng)，對市區(qū)居民的生活及附近的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均無太大影響。該廠的下游還有污水處理廠，能將工業(yè)，生活污水進(jìn)行及時(shí)有效的處理，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢都能得以妥善處理，符合國家環(huán)保的要求。 為了美化環(huán)境和利于空氣清新，降低噪聲，盡可能在空地上植樹，種草，修筑花壇，適度地種植柳樹，楊樹，常青樹，增加綠化面積。 . 安全生產(chǎn) . 安全特點(diǎn) 本車間原料和大多助劑為易燃易爆品，特別要注意防火防爆，而且大部分設(shè)備自動(dòng)化程度較高，設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作設(shè)備。 . 消防設(shè)施 本車間防火防爆級別較高，故安裝了地下消火栓 4 個(gè)， 8 公斤干粉 27 個(gè)， 30 公斤干粉車一個(gè)， 1211 滅火器 32 個(gè)等消防設(shè)施。 各類火災(zāi)救援程序： 。 。 ，火警： 119 ，詳細(xì)地址。 。 、相關(guān)部位。 。 。 。 。 . 滅火程序 第一套方案是起初火 災(zāi)補(bǔ)救 第二套方案是報(bào)警。 3. 工藝論證 . 工藝原理 丁苯橡膠是 1,3丁二烯和苯乙烯的共聚物，是一種最通用的橡膠品種，它是按自由基反應(yīng)機(jī)理于乳液中合成的。其反應(yīng)方程式為： . 生產(chǎn)方法論證 丁苯橡膠的生產(chǎn)包括溶聚和乳聚兩種工藝。溶聚丁苯橡膠具有低的滾動(dòng)阻力，又具有很高的抗?jié)窕耘c耐磨性，其滾動(dòng)阻力比乳聚丁苯橡膠減少 20%— 30%，抗?jié)窕詢?yōu)于順丁苯橡膠，耐磨性能也很好，是全天候輪胎的最合適膠料。近幾年國際上溶聚丁苯橡膠的消費(fèi)是一直處于上升趨勢。西歐和日本溶聚丁苯橡膠所占總丁苯橡膠消費(fèi)量的比例為 31%左 右，一些公司正計(jì)劃擴(kuò)大溶聚丁苯橡膠生產(chǎn)能力或新建裝置。 1992[1]年以來，溶聚丁苯橡膠的產(chǎn)量呈遞增趨勢。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道， 1992 年至 20xx 年西歐、美國、日本三地區(qū) SSBR 平均年增長率為 %，而 SBR 平均年增長率約為 %。 1995 年，拜耳公司決定停止其在 ESBR 方面的投資， Hill 的 ESBR 停產(chǎn)。拜耳認(rèn)為輪胎制備技術(shù)會(huì)有一個(gè)根本轉(zhuǎn)變，歐洲的消費(fèi)者將逐步接受“綠色輪胎” 。另外，還應(yīng)該看到以下因素： (1)在現(xiàn)有的溶液聚合裝置上花較少的費(fèi)用就能有效地?cái)U(kuò)大 SBR 的能力。 (2)溶聚工藝優(yōu)于乳液聚合和氣 相聚合工藝， SSBR 和 ESBR 更能接受長期挑戰(zhàn)。 (3)目前越來越趨向于采用優(yōu)等填料， SSBR 可在此方面降低輪胎的滾動(dòng)阻力做出貢獻(xiàn)。 (4) ESBR 的生產(chǎn)效益長期低下。 吉林石化公司丁苯橡膠裝置 A、 B 兩條生產(chǎn)線原設(shè)計(jì)雙線各八臺(tái)釜，五臺(tái)置換塔，聚合釜容積為 30 3m /臺(tái)，聚合物料從一釜進(jìn)入，依次通過串聯(lián)的八臺(tái)釜，在 5℃的溫度下，反應(yīng) 810 小時(shí)，聚合轉(zhuǎn)化率為 60%，生產(chǎn)能力每條線為 115t/d；經(jīng)過幾次技術(shù)改造，雙線各拆除兩臺(tái)置換塔，增加一臺(tái)聚合釜，變?yōu)榫鸥磻?yīng)，聚 合轉(zhuǎn)化率由 60%提至 62%，裝置生產(chǎn)能力由 115t/d 提高到145t/d。 蘭州石化公司橡膠廠丁苯橡膠以氯化鉀為電解質(zhì)（ PH 緩沖溶液）、過氧化氫二異丙苯為氧化劑、以叔十二碳硫醇為調(diào)節(jié)劑，借液氨冷卻，在 58℃下，丁二烯和苯乙烯在聚合釜中進(jìn)行聚合反應(yīng)，待末釜單體轉(zhuǎn)化率達(dá) 6468%時(shí)，用終止劑終止聚合反應(yīng)，單體回收采用水環(huán)式壓縮機(jī)，用擠壓脫水機(jī)、膨脹干燥機(jī)進(jìn)行脫水干燥 [13]。 齊魯石油化工公司橡膠廠采用 ZEON 技術(shù)，用低活性引發(fā)劑通過延長反應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)劑乳化劑補(bǔ)加實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，通過改變氨蒸發(fā)壓力對聚合溫度進(jìn) 行控制，經(jīng)過 1416 小時(shí)的聚合反應(yīng)，聚合達(dá) 70%。單體回收采用三臺(tái)小脫水機(jī)脫水，采用帶式干燥機(jī)熱風(fēng)干燥（兩條線為隨工藝包引進(jìn)，第三線為哈爾濱博實(shí)公司參照其干燥箱仿制）。其工藝路線的缺點(diǎn)一是反應(yīng)時(shí)間較長；二是反應(yīng)溫度控制精度低，溫度波動(dòng)大；三是緩沖能力弱 [2]。 南通申華化學(xué)工藝路線與吉化公司基本相當(dāng)，其技術(shù)來源于臺(tái)灣合成橡膠公司，聚合系統(tǒng)聚合溫度控制在 8℃左右，轉(zhuǎn)化率為 63%66%，單體丁二烯回收用水環(huán)真空泵，苯乙烯回收采用兩臺(tái)減壓蒸餾塔串聯(lián)操作，脫水機(jī)為兩臺(tái)并聯(lián)操作，每條生產(chǎn)線兩臺(tái)小干燥箱（美國 WP 公司生產(chǎn)）并聯(lián)進(jìn)行干燥。 雖然丁苯橡膠市場已經(jīng)成熟，但乳液丁苯