【正文】 Pr Nu ?2 1 2 3 4 (3)各釜總傳熱系數(shù) K 的計算 聚合釜壁剖面圖如圖 99 所示，由于DD外內(nèi)? ?102 2. ，所以按《基礎(chǔ)化學工程》上冊 P180 式 358 計算各釜 K 值。 .? ???? ???lR 式中 R— 曲率半徑，設(shè)計取 916mm。℃ )； ?w— 流體在壁溫條件下的粘度， Pa 表 912 各釜的物料組成 物 第一釜 第二釜 第三釜 第四釜 料 kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) kg/h W(%) 溶劑油 丁 烯 丁二烯 聚丁二 烯 4 2 各釜物 性數(shù)據(jù)計算結(jié)果如表 913 表 913 各釜物性數(shù)據(jù)計算結(jié)果 釜號 溫度 ℃ 組分 密度 ? kgm3 比熱容 Cp kJ/(kg ] — 活性鏈總濃度； mol/L T— 反應溫度； K ?— 催化劑利用率 (在 94℃下， ?＝ 27％ ) 為了便于計算，按等溫等容處理，取總轉(zhuǎn)化率 85%； 4 釜串聯(lián)；平均停留時間 60 min；反應溫度 94℃。 表 910 冷凍鹽水物 性數(shù)據(jù) 定性溫 密度 ? 比熱容 Cp 熱導率 ? 數(shù)據(jù)來源 度 ℃ kgm3 kJ/(kg℃ ) 數(shù)據(jù)來源 C4H8 94 1010 《化工工藝設(shè) 計手冊》下 C4H6 94 480 《化工工藝設(shè)計手冊》下 ⑻順丁橡膠物性數(shù)據(jù)見表 99?！?) 《化工工藝設(shè) 計手冊》下Cp WCpi i?? P645 熱導率 ? W/(m Ⅰ D1 Ⅱ D2 D3 F1’ 脫 提 回 水 濃 收 F F1 塔 F2 塔 F3 塔 W2 W3 W1 圖 97 溶劑回收部分物料衡算圖 對于Ⅰ衡算范圍，控制脫水塔底丁二烯餾出量為 。 18 ＝ kg/h （ 2）油相系統(tǒng) 丁二烯： － ＝ kg/h 丁 烯： kg/h 溶劑油： － ＝ kg/h 油相中的飽和水量： (＋ ＋ ) ＝ kg/h 油水分離器物料衡算列下表。物料衡算數(shù)據(jù)列下表。 類別 序號 組分 kg/h t/d t/d W% 進 1 膠液 2 循 環(huán) 水 93000 2232 744000 料 3 水 蒸 汽 6875 165 55000 4 進料合計 100 5 聚丁二烯 去 6 防 老 劑 振 7 溶 劑 油 出 動 8 引 發(fā) 劑 篩 9 終 止 劑 10 水 11 去 1號篩合計 去 12 丁烯 油 13 丁 二 烯 水 14 溶 劑 油 分 15 水 蒸 氣 離 16 去分離罐合計 料 損 17 損失丁二烯 失 18 損失干膠 物 19 損失防老劑 料 20 損失合計 21 出料合計 100 振動篩及熱水罐物料衡算 物料衡算圖見圖 94。 焓差為： ? H kJ kg? ? ?2 7 8 1 71 397 75 2 3 8 3 96. . . 分幾部分估算水蒸汽冷凝量： ①用于溶劑油氣化 ? ?? ?G kgWC 66432 044 316 522 2 428 95 202383 96 1345 307? ?? ? ? ?. . .. ./h ②用于丁烯氣化 ? ?? ?G kgWC 416 648 254 139 2 679 95 202383 96 3 178? ?? ? ? ? ?. . .. ./h ③用于丁二烯氣化 ? ?? ?G kgWC 4238 986 131 884 2 554 95 202383 96 32 423?? ?? ? ? ?. . .. ./h ④用于循環(huán)水從 90℃升溫到 95℃ ? ?G kgW ? ? ? ? ?93000 4 1868 95 202383 96 816 65. . ./h 四項之和： G G G G GW W W WC C C39。 計算： 凝聚釜物料衡算圖見圖 93。 組分 質(zhì)量分數(shù) w kgh t/d t/a Mh3 丁烯 1 丁二烯 99 0 合計 100 8 注：丁烯的密度： 596kgM3 丁二烯密度： 628kgM3 溶劑油密度： 660kgM3 溶劑油系統(tǒng)： 取 [丁 ]＝ ml/100 則有： [丁 ]＝ 135kgm/ 3 每小時進入聚合釜的丁油量： 1664 828 135 12 332 3. .? ? m 每小時進入聚合釜的丁二烯原料量： 26863. m 每小時進入聚合釜的溶劑油量： 12 332 2 686 9 6469 646 660 6366 363. . .. .? ?? ? Mkg 引發(fā)劑系統(tǒng)： 計算公式： 引發(fā)劑用量＝丁二烯進料摩爾數(shù) (引發(fā)劑 /丁 )引發(fā)劑分子量 a、環(huán)烷酸鎳： M 鎳 = 1648 180 54 2 0 10 58 7 0 03585. . . .? ? ? ? ?? kg/h 0 0 3 5 8 58 7 0 0 0 0 6 1. . .? ? km o l/h 商品中環(huán)烷酸鎳的含 量為 ％，故環(huán)烷酸鎳的量為： 0 0358 0 075 0 477. . .? ? kg/h b、三異丁基鋁 ? ?? ?Al i C H? 4 9 3： ? ?M Al i C H? ?4 9 3 198 MAl ?27 1 6 4 8 18 54 1 0 10 1 9 8 0 6 0 44. . .? ? ? ? ?? kg/h 折合成鋁的量： 0 6 0 4 27 1 9 8 0 0 8 2 4. .? ? ? kg/h 0 0824 27 0 00305. .? ? km ol/h C、三氟化硼乙醚絡(luò)合物 ? ?BF C H O3 2 5 2( ) ? ?M BF C H O3 2 5 2 142? MB?10 811. 1 6 4 8 18 54 2 0 10 1 4 2 0 8 6 74. . .? ? ? ? ?? kg/h 折合成硼的量： 0 867 10 811 142 0 066. . .? ? ? kg/h 0 066 10 811 0 0 0 6 1. . .? ? km o l/h 聚丁二烯系統(tǒng)： 聚丁二烯： 1 6 4 8 18 0 85 1 4 0 0 9 5 3. . .? ? kg/h 掛膠損失： 1 4 3 6 8 7 5 0 01 14 3 6 9. . .? ? kg/h 去終止釜干膠量： 1 4 0 0 953 14 369 1 3 8 6 584. . .? ? kg/h 驗證配方： AlNi ? ?0 03 050 00 06 1 5.. 合格 AlB ? ?0 003050 0061 0 5.. . 合格 聚合釜物料衡算列總表如下 。其分配如下（以 噸 100％丁二烯為基準計算收率和損耗）： 聚合掛膠等損失 1％ 聚合、凝聚的丁二烯機械泄漏損失 ％ 凝聚、振動篩聚丁二烯渣沫損失 ％ 油水分離器水相丁二烯溶解損失 2％ 包裝過程中不合格品和落地料損失 ％ ⒉計 算基準 連續(xù)反應操作過程以 kgh 作為基準。 干燥崗因有油氣逸出和滑石粉能引起呼吸道系統(tǒng)發(fā)炎，因此，要加強通風，排風。 膠液罐與凝聚釜在清理前要切斷外連管線，切斷電機，有氮氣置 換，并分析可燃物濃度氧含量等，合格后方可入內(nèi)。 聚合釜清膠要用蒸汽蒸煮 24小時以上，分析釜內(nèi)可燃物小于 ％，氧含量大于 18％方可入釜治理清理。常壓罐保壓不超過,受壓罐保壓 。 在生產(chǎn)裝置檢修敲打設(shè)備時，必須使用銅制工具或在鐵制工具上涂上黃干油，以免引起火花。三異丁基鋁著火時不得用水和泡沫滅火器，應選用干粉及四氯化碳。 設(shè)計中電氣設(shè)備一律選用隔爆式電器設(shè)備；各設(shè)備均有接地線、跨接線等防靜電設(shè)施及防雷設(shè)施；各崗位設(shè)有排風系統(tǒng)。 膠液泵： 壓力 ?。 通過擠壓機擠壓將膠粒含水量降到 8～ 15％，然后，切成條 狀進入膨脹干燥 機加熱、加壓，達到膨脹和內(nèi)蒸的目的，除去膠粒中的絕大部分水分，再送入水平紅外干燥箱干燥，使膠的含水量達到 ％以下。 合格膠液被噴到凝聚釜內(nèi)，在熱水、機械攪拌和蒸汽加熱的作用下，進行充分凝聚形成顆粒，并蒸出溶劑 油溶劑和少量丁二烯。 薄膜崗負責薄膜包裝。 凝聚崗負責將終止后進入膠液罐混合的門尼粘度合格的膠液進行凝聚，膠粒送洗膠崗，溶劑油送回收工段。 首釜膠液自釜項出口出來，由第二釜釜底進入第二釜繼續(xù)進行反應；再由第二釜的釜項出口出來，由第三釜釜底進入第三釜繼續(xù)進行反應；由第三釜的釜項出口出來，進入第四釜繼續(xù)進行反應；當達到一定粘度和轉(zhuǎn)化率后，在第四釜的出口管線 (終止釜的入口管線 )與終止劑一起由終止釜釜 底進入終止釜進行終止處 理；最后，膠液由終止釜項出口出來，經(jīng)膠液過濾器和壓力控制閥入成品工段凝聚崗的膠液罐。 由乙腈來的丁二烯經(jīng)流量控制閥控制合適流量，入文氏管與溶劑油溶劑進行混合，再進入丁油預熱器 (預冷器 )進行換熱，控制一定入釜溫度。聚合崗開車，罐區(qū)連續(xù)給聚合送溶劑油；單體丁二烯由后乙腈直接送聚合，聚合停產(chǎn)時，丁二烯直接送罐區(qū)。 ⒋生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標 生產(chǎn)中成品膠質(zhì)量指標如表 91 所示。 順丁橡膠的性能一看生膠的性能 (可塑性、加工性、外觀、顏色等 )好壞，影響它因素有聚合方法、引發(fā)劑系統(tǒng)、生膠的分子結(jié)構(gòu)、門尼粘度、平均分子量、分子量分布、凝膠含量、灰分、揮發(fā)份等。故此，前者是高彈性體，后者無彈性。這種以順式 結(jié)構(gòu)為主 的聚合物具有分子鏈長，自然狀態(tài)下 為無規(guī)線團狀；分子內(nèi)存在獨立雙鍵使大分子鏈的柔性大，同時易于硫化處理的特點。 （二）生成物 順丁橡膠的物理化學性質(zhì)及技術(shù)指標 順丁橡膠的物理化學性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)的直接關(guān)系。 ⒊環(huán)烷酸鎳 鎳含量： ?7～ 8％；水份： ?％；不皂化物： 無 ⒋三異丁基鋁 外觀淺黃透明；無懸浮物；活性鋁含量： ?50％。乙醚絡(luò)合物；終止劑：醇防老 基 4甲基苯酚 (簡稱 )。 （三）生產(chǎn)制度 考慮裝置的大修，采用年開工時間為 8000h。后處理主要由 混膠、凝聚、干燥、壓塊、薄膜、紙袋等崗位組成。 ⑥雜質(zhì) 體系中的雜質(zhì)主要有乙腈、水分、炔烴和空氣中的氧等，這些雜質(zhì)主要對引發(fā)劑的活性、誘導期的長短、體系的穩(wěn)定性、聚合速度產(chǎn)生影響，因此，要嚴格控制在一定指標以下。從傳熱、攪拌、物料輸送等方面綜合考慮單體濃度 (丁濃 )控制范圍為 10～ 15％。國內(nèi)對上述引發(fā)體系曾采用過三種陳化方式，即三元陳化、雙 二元陳化、稀硼單加。從溶解度參數(shù)、體系粘度、工程上傳熱與攪拌、生產(chǎn)能力提高、回收難易、毒性大小、來源、輸送等幾方面對苯、甲苯、甲苯 庚烷、溶劑油等，進行綜合比較，確定選擇溶劑油。該工藝路線包括了如反應活性中心的形成過程；特殊引發(fā)劑組分的安全防護；由于溶劑的存在必然要 考慮的回收、循環(huán)利用；反應的終止方式；產(chǎn)品防老化處理等特點。 ⒉車間概況 該車間設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 11000t 順丁橡膠。 對于畢業(yè)設(shè)計而言，學生的設(shè)計依據(jù)就是專業(yè)教師下達的設(shè)計任務(wù)書。