【正文】 0 0 H2O 0 0 nC6H14 nC8H18 0 0 合計 100 100 100 以回收塔為物料衡算范圍，對溶劑油進行物料衡算： 3333 0 0 9 9 9 9 8 3 3 4 0 2 8 3 3 4 0 WDWD ????? ?? 解得： 334 6 .5 4 1 k g /h2 3 2 9 3 .7 4 7 k g /hWD ?? 表 213 回收塔物料平衡 組分 進料 塔頂 塔底 kg/h wt(%) kg/h wt(%) kg/h wt(%) nC6H14 100 沈陽建筑大學畢業(yè)設計 24 nC8H18 0 0 合計 100 100 100 沈陽建筑大學畢業(yè)設計 25 第三章 熱量衡算 主要對聚合釜進行熱量衡算 基礎數據 ⑴ 抽余油的組成： 6C %， 7C %, 8C %(重量 %) ⑵ 各物料的物性數據： ① 不同溫度下 ，抽余油、丁二烯導熱系數 ? 、比熱 Cp、比重 ? 、黏度 ? 見表 55 表 55 各物料物性參數 項目 溫度 6C 抽余油 丁二烯（ 4C ） ① ? 70 (kcal/m 凝聚釜頂來油和水 溶劑油對溶劑回收 油水分離器 去污水池 圖 24 油水分離器物料衡算圖 進料量： kg/h 出料部分： (1)水相系統 水： = kg/h 溶劑在水相中的飽和溶解量： 247。則： 膠內含水： = kg/h 膠內含油： = kg/h 脫油量： = kg/h 脫水量： = kg/h 去包裝部分 (1) 聚丁二烯： kg/h (2) 防 老 劑： kg/h (3) 水： kg/h (4) 溶劑油： kg/h (5) 脫出揮發(fā)分組成： (6) 水： kg/h (7) 溶劑油： kg/h 物料衡算數據如表 25所示。 水蒸焓值 ΔH 汽 ＝ kJ/kg 95℃ 飽和水焓值 ΔH 水 = kJ/kg 焓差為： ΔH== kJ/kg 分四部分估算水蒸汽冷凝量： ① 用于溶劑油氣化 ? ?6()2 3 4 7 2 . 6 5 7 3 1 6 . 5 2 2 2 . 4 2 8 9 5 2 0 4 9 0 9 . 4 7 1 k g / h2 3 8 3 . 9 6WCG ? ? ??????? ② 用于丁烯氣化 ? ?4()6 0 . 5 3 9 2 5 4 . 1 3 9 2 . 6 7 9 9 5 2 0 1 1 . 5 5 6 k g / h2 3 8 3 . 9 6WCG ? ? ? ? ??????? ③ 用于丁二烯氣化 ? ?4()8 6 8 . 7 3 7 1 3 1 . 8 8 4 2 . 5 5 4 9 5 2 0 1 1 7 . 8 6 2 k g / h2 3 8 3 . 9 6WCG ?? ? ? ??????? 沈陽建筑大學畢業(yè)設計 16 ④ 用于循環(huán)水從 90℃ 升溫到 95℃ ? ?339000 95 90 kg / ? ? ??? 四項之和： 644( ) ( ) ( )W C W C W C WG G G G G? ??? ? ? ? ? 4 9 0 9 . 4 7 1 1 1 . 5 5 6 1 1 7 . 8 6 2 2 9 7 6 . 8 2 3 8 0 1 5 . 7 1 2 k g /hG ? ? ? ? ? ? 以上計算所有冷凝水有 包含在膠粒內，所有冷凝水與循環(huán)水一起支振動篩。 表 23 終止釜物料衡算列表 組分 kg/h wt% 進料 膠液 終止劑 膠液 終止劑 水 防老劑 帶入溶劑 進料總計 100 出料 丁烯 丁二烯 三種引發(fā)劑 溶劑油 干膠 終止劑 水 防老劑 出料總計 100 凝聚釜物料衡算 凝聚釜物料衡算 所需的各種基礎數據： 終止釜物料衡算表中的出料數據；循環(huán)用水量：設取 水 /膠液＝ (體積 ) 。542104142=換算 為硼的量： 247。= kg/h (2)三異丁基鋁 [Al(iC4H9)3]： M[Al(iC4H9)3]=198 g/mol， M (Al)=27 g/mol 247。 沈陽建筑大學畢業(yè)設計 11 溶劑油系統 (1)取丁油量的濃度為 (2)每小時進入聚合釜的丁油量： 247。則需要的原料量： 247。水：使用 中壓沖洗水， 低壓沖洗水，蒸汽：使用 、515℃ 的過熱蒸汽， 、 330℃ 的過熱蒸汽， 、 219℃ 的飽和蒸汽， 、147℃ 的飽和蒸汽， 、 158℃ 的增壓蒸汽 [9]。 總布局主要應該滿足三個方面的要求： 保證徑直和便捷的生產作業(yè)線，并盡可能避免交叉和迂回，使各種物料和輸送距離為最小，同時將水，電，汽耗最大的車間盡量集中，形成負荷中心，并使其與供應來源靠近，使水電汽輸送距離最小。 廠址的選擇： (1) 周圍環(huán)境 的空氣含塵量，含菌量要低，應選在農村或市郊。工人操作場所應加強噪聲防護，可選用防噪耳塞和防噪聲耳罩。 c) 濺入眼內，立即用大量清水沖洗，再用生理鹽水或 3%的硫待硫酸鈉溶液沖洗，對癥治療 [10]。 (3)三異丁基鋁 a) 設備和管道必須保持良好的密封 ，不允許含有氧氣和水，加強通風。 c) 當員工發(fā)生了急性中毒時，急救人員必須做好自身的防護措施，比如配戴氧 氣呼吸器，迅速把傷員從污染區(qū)迅速轉移到空氣新鮮，溫度適宜的地方，并且迅速實施救助措施比如人工呼吸等，直至傷員能自主的呼吸。液面計、安全閥、防爆膜、壓力表以及連鎖等安全設施都必須保持完好并其投入使用。 ③ 室內廠房要保持良好的通風環(huán)境，以防可燃氣體的大量積聚，并且在濃度高、危性險較大的易燃易爆氣體場所要設置可燃氣體測報儀，防止發(fā)生爆炸。在操作過程中要嚴格按照工藝指標 執(zhí)行，嚴格的遵守操作規(guī)程。而粉體和空氣可形成爆炸性的混合物，當達到一定的濃度時，遇到明火會發(fā)生爆炸。 ② 三異丁基鋁在空氣中反應很強烈，會產生煙霧或者起火燃燒，遇到水的話，反應更為劇烈，從而造成爆炸現象，能與酸類、胺類、醇類、鹵素等發(fā)生強烈的反應。 (2)三異丁基鋁 此物質在未稀釋的原液具有較強的腐蝕性能把皮膚灼傷，并且對上眼結膜和上呼吸道眼有刺激的作用，對人身體傷害較大。 (1)防止廢渣污染： 聚合釜產生的無規(guī)物，部分進入產品，部分隨廢己烷送至己烷回收工段，分離的無規(guī)物再利用，這樣既保護環(huán)境又降低原料單耗。稱重壓好的膠塊用薄膜包好，再裝入紙袋封好入庫。釜底膠粒和循環(huán)熱水經顆粒泵送入洗膠崗的緩沖罐，再經 1 號振動篩分離出膠粒送至洗膠罐 [5]。 終止反應后的膠液則進入膠液儲罐，同時將部分反應未轉化的丁二烯物料經液罐罐項壓控調節(jié)閥，再經過鹽水冷凝冷卻器，進入配置的丁二烯貯罐，最后輸送去丁二烯回沈陽建筑大學畢業(yè)設計 5 收罐區(qū)。干燥崗把含水 40~60%的膠粒物質 ，通過擠壓脫水機、膨脹干燥機和干燥箱降到 %以下，并呈海綿狀，直徑為 10mm小膠條送至壓塊崗。 (2)后處理工段 后處理工段包括混膠崗、凝聚崗、洗膠崗、干燥崗、壓塊崗、薄膜崗、紙袋崗。硼引發(fā)劑組分則是由硼計量泵直接送出和稀釋油溶劑 經文氏管進行混合后，在釜底與丁油混合后進入首釜。配制崗的負責主要為聚合反應配制各種引發(fā)劑和終止劑，同時還負責接收從鋁劑車間配制好的三異丁基鋁溶劑。 表 12 成品膠質量指標 項目 優(yōu)級品 一級品 合格品 揮發(fā)份 % ? ? ? 灰分 % ? ? ? 生膠門尼粘度 M100℃ 1+4 45?5 45?5 45?7 混煉膠門尼粘度 M100℃ 1+4 ?68 ?73 ?73 300％定伸應力 MPa 25min ~ ~ ~ 35min ~ ~ ~ 50min ~ ~ ~ 拉伸強度 MPa 35min ? ? ? 伸長率 % 35min ?450 ?430 ?430 生產流程簡述 生產流程簡述及工藝設備選擇 (1)聚合工段 沈陽建筑大學畢業(yè)設計 4 聚合工段流程主要是由罐區(qū)、計量、聚合、配制、粘度五個主要崗位所組成。順式 結構聚合物在產物中占很大部分，使得聚合物大分子的規(guī)整性比較好，且產物分子鏈間無取代基，形成的對稱性好，但重復結構單元之間的距離比較大，故造成順式 1,4 結構聚合物比反式 1,4 結構聚合物更難于結晶。順丁橡膠的分子結構直接影響決定了它的性質。 (5)引發(fā)劑活性中心的形成方式的選擇 ——陳化方式 陳化指為了提高引發(fā)劑活性，充分發(fā)揮各組分的作用，在進行聚合反應前先把引發(fā)劑各組分溶液按一定比例配比，在適當的反應條件下進行的預混合反應。 (2)單體原料路線的確定 經過對乙醇法、丁烯氧化脫氫法、乙炔法、丁烯催化脫氫法、石油高溫裂解回收法等方法的各種優(yōu)點缺點的對比，然后結合實際情況，選擇了丁烯氧化脫氫制丁二烯原料的生產路線。 工藝路線 (1)聚合方法路線的選定 分析產物，從結構要求方面入手。 各釜物料組成及物性據數 ................................................................................................ 41 各釜對流傳熱系數 ?和傳熱系數 K 的計算 .................................................................... 42 夾套內冷卻鹽水的對流傳熱系數 ?1 計算 .................................................................... 42 釜內對流傳熱系數 ?2i 的計算 ....................................................................................... 44 各釜總傳熱系數 K 的計算 ........................................................................................... 45 聚合釜攪拌功率的計算 ................................................................................................ 46 熱量衡算 ............................................................................................................................ 48 第四章 設備計算及選型 ........................................................................................................ 52 聚合釜計算 ........................................................................................................................ 52 基礎數據 ........................................................................................................................ 52 選取膠液貯罐 .................................................................................................................... 52 選取凝聚釜 ........................................................................................................................ 53 攪拌器的確定 .................................................................................................................... 53 各物料進出管管徑確定 ............