【正文】 原理》第 231 頁表 68（管殼式換熱器的 K 值大致范圍）K 為 800W/，則：）（ ℃2? ***************第 16 頁 共 23 頁???換熱器的選型根據(jù)《化工原理》上冊第 300 頁，選用型號為 JB/T471492 固定管板式換熱器，換熱器為的換熱器（管心距 32mm）。因?yàn)槲锪蠝囟葹?220℃，溫度偏高，但仍然可以用水蒸氣做加熱介質(zhì)。同時由于泵的備用率為 100%，所以輸送泵總共 8 臺。 （1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸送介質(zhì)：溶劑油（組成成分：苯乙烯 83% 乙苯 2% 聚苯乙烯 15%）操作溫度：100℃聚合釜液面壓力：流量 60入口 液面至泵中心距離： 出口液面至泵中心距離：吸入管管長：15m（管徑 ф87 止回閥 1 個、90?彎頭 1 個）排出管管長：60m（管徑 ф76 閘閥 1 個、90?彎頭 3 個） ***************第 14 頁 共 23 頁 （2）確定流量與量程流量（考慮 倍的安全系數(shù)）V 以泵中心線為基準(zhǔn)，在第一聚合釜液面與第二聚合釜液面之間例伯努利方程式H=式中①Re=查《化工原理》上冊第 30 頁表 11，取 ε=，則 ε/d=查第 29 頁圖 132 得：摩擦系數(shù)：λ=查第 31 頁表 12 得：止回閥全開：ξ=2， =；90?彎頭：ξ=②/sRe= （湍流）查《化工原理》上冊第 30 頁表 11，取 ε=，則 ε/d=查第 29 頁圖 132 得：摩擦系數(shù)：λ=查第 31 頁表 12 得：閘閥 1/2 開：ξ=， =1；90?彎頭：ξ=3= H=（－）＋ （3）選泵的類型 根據(jù)輸送物料的流量、揚(yáng)程及性質(zhì)，確定選擇 IS 型單級單型離心泵。= ④聚合釜體積：247。 247。 設(shè)備的工藝計算及選型 聚合釜的計算 苯乙烯的本體集合過程采用連續(xù)四釜攪拌，而且四個釜的體積相同，其主要優(yōu)缺點(diǎn)有，結(jié)構(gòu)簡單，返混程度與高/徑比及攪拌有關(guān)，軸向溫差大。*h) rA=kCA=240x10= q2=ΔH rrAVR== KJ/h 610 qT=q2/(110%)= KJ/h 610 q4 =qTx10%= KJ/h 4(2)R202 VR=()=179。共需反應(yīng)24000000KJ。本設(shè)計采用的是熱引發(fā)本體聚合的生產(chǎn)工藝，在確定工藝流程的基礎(chǔ)上對以 ***************第 7 頁 共 23 頁下幾部分進(jìn)行了設(shè)計計算：物料衡算、反應(yīng)釜的設(shè)計、熱量衡算等。表 苯乙烯主要物性參數(shù)表項(xiàng)目 數(shù)值 項(xiàng)目 數(shù)值沸點(diǎn)/℃凝固點(diǎn)/℃密度/(g/ml )聚合熱(△Hp)/(k/g)聚合時體積收縮率/%溶解度（苯乙烯在水中，25℃）溶解度（水在苯乙烯中，25℃）溶解度（氧在苯乙烯中，25℃）折光率(25℃)/nd 溶劑的選擇各種溶劑對反應(yīng)原料，產(chǎn)物及反應(yīng)所用的各種引發(fā)劑的溶解能力不同。粒狀的 PS 輸送到料倉，過濾、脫水、干燥得成品，然后包裝。染料是可用于大多數(shù)溶劑和被染色塑料的有機(jī)化合物、優(yōu)點(diǎn)為密度小、著色力高、透明度好，但其一般分子結(jié)構(gòu)小，著色時易發(fā)生遷移。這些低分子量的聚合物不但是優(yōu)良內(nèi)潤滑劑，而且也是很好的外潤滑劑。結(jié)果表明：引發(fā)劑用于苯乙烯的本體聚合可縮短反應(yīng)停留時間、提高轉(zhuǎn)化率或提高產(chǎn)品的分子量、使分 子量分布變窄，雙官能團(tuán)引發(fā)劑的影響更為明顯。一般工業(yè)級苯乙烯中含有少量乙苯、2－甲基苯乙烯、異丙苯等雜質(zhì)，對聚合及產(chǎn)物性能會產(chǎn)生影響。三烯化合物與苯乙烯發(fā)生氫原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成兩個單體自由基，然后進(jìn)行引發(fā)聚合： 由于苯乙烯分子中的乙烯基與苯環(huán)之間形成共軛體系，電子云在乙烯基上流動性大，使得苯乙烯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，不但能進(jìn)行均聚合，也能與其他單體如丁二烯、丙烯腈等發(fā)生共聚合反應(yīng)。臨界壓力是指在臨界溫度時使氣體液化所需要的最小壓力。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有機(jī)溶劑。最后進(jìn)行分離及聚合物后處理，自后聚合釜流出的物料送入脫揮器，脫除單體和低聚物，然后從擠出機(jī)中呈細(xì)條狀擠出，經(jīng)牽引、流水冷卻后，用切粒機(jī)造粒。經(jīng)牽引、流水冷卻后，用切粒機(jī)造粒。 ***************第 5 頁 共 23 頁預(yù)聚合過程中要采用隋性氣體保護(hù)：反應(yīng)系統(tǒng)中采用 N2 保護(hù)，尤其是脫氧 N2 保護(hù)，可抑制聚苯乙烯熱氧化而變黃。帶有球形蓋及底的鋁質(zhì)或不銹鋼的圓筒形設(shè)備，內(nèi)部有傳熱盤管，外壁有鋼質(zhì)夾套，并裝有不銹鋼的錨式或框式攪拌器。 聚合工藝由于本體聚合體系的黏度大，聚合熱不容易導(dǎo)出，易引起局部過熱，輕者會使產(chǎn)品變形，影響產(chǎn)品質(zhì)量，重者會引起爆聚，使聚合失敗。在高轉(zhuǎn)化率和高粘度的情況下，活性鏈與反應(yīng)器金屬表面碰撞發(fā)生金屬自由電子結(jié)合，“粘壁”終止，或被高粘度聚合物包裹而終止。如此的鏈增長是相當(dāng)迅速的。因鏈增長的活化能低，苯乙烯的活化能為，其在 秒～幾秒之內(nèi)可能聚合成千上萬、而鏈增長中，聚苯乙烯的聚合熱為 kJ/mol，如何處理好聚合熱是聚苯乙烯聚合反應(yīng)的關(guān)鍵。 鏈增長活性種在運(yùn)動過程中，將會彼此相遇而結(jié)合成多分子的聚合物，而且這些分子仍帶有活性（多余的一個電子呈負(fù)極性），苯乙烯的活性種結(jié)合有三種方式，頭尾、頭頭、尾尾相接。而當(dāng)苯乙烯形成苯乙烯自由基時，自由基的獨(dú)立電子也可與苯環(huán)共軛而穩(wěn)定，故苯乙烯的自由基就不活潑。 22 ***************第 4 頁 共 23 頁6 致謝 18 選擇攪拌槳葉形式 18 攪拌裝置的設(shè)計 15 儲罐的選擇 13 換熱器的設(shè)計 114 反應(yīng)器的設(shè)計 10 熱量衡算 8 化學(xué)變化及物理化學(xué)變化 8 生產(chǎn)規(guī)模 6 工藝流程及工藝參數(shù) 6 工藝路線 62 聚苯乙烯工藝流程設(shè)計 5 引發(fā)劑 5 分離及聚合物后處理 4 聚合工藝 4 鏈終止 4 鏈引發(fā) 4 1 PS 的聚合機(jī)理 2設(shè)計指導(dǎo)書 1目 錄 本設(shè)計采用本體法連續(xù)聚合生產(chǎn)聚苯乙烯。受歐洲債務(wù)危機(jī)加深等因素的影響，世界經(jīng)濟(jì)的不確定性也隨之增加。 (e)電學(xué)性能 PS 的電絕緣性優(yōu)良，且不受溫度和濕度的影響，介電損耗角正切值小，可耐適當(dāng)?shù)碾姇灧烹?，耐電弧性好，適于做高頻絕緣材料。PS 的力學(xué)性能隨溫度的影響比較大。PS 的折射率為 ～，但因苯環(huán)的存在，其雙折射較大，不能用于高檔光學(xué)儀器。但同時，苯基的存在又賦予其較高的耐輻射性能，在 106Gy 輻射劑量下，性能變化很小。主要生產(chǎn)廠家有:臺灣奇美惠州工廠(GPPS300kt/a)、揚(yáng)子石化公司(GPPS 和 HIPS120kt/a)、汕頭海洋公司 PS 廠(GPPS80kt/a)、湛江中美化學(xué)公司 (GPPS80kt/a)、高橋石化公司 (GPPS 和 HIPS50kt/a)、廣州石化總廠 (GPPS 和 HIPS50kt/a)、無錫華騰化工塑料公司 (GPPS 和 ) 、 上海石化總廠(EPS30kt/a) 、 齊魯石 化 公司 (GPPS36kt/a) 、 大 慶石 化總廠(GPPS 和 HIPS25kt/a)、吉化公司有機(jī)合成廠 (GPPSl0kt/a)、金陵石化公司塑料廠 (EPSl0kt/a)、汕頭合成樹脂廠(GPPS 和 HIPSl0kt/a)、上海塑料制品七廠 (EPS3kt/a)、盤錦乙烯公司(HIPS2kt/a)以及北京燕山石化二分廠、常州化工廠、大連氯酸鉀廠及哈爾濱化工四廠等。SPS 為間同 PS，詳見本節(jié)改性品種中介紹。 ***************12 萬噸/年 PS 本體聚合車間的工藝設(shè)計院 系： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)老師： 姓名學(xué)號： *** ********** *** ********** *** *****