【正文】 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《基礎化 學工程》上冊 P180 式 358 計算各釜 K 值。 .? ???? ???lR 式中 R— 曲率半徑，設計取 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 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) 定性溫度 ℃ 密度 ? kgm3 比熱容 Cp kJ/(kg℃ ) 數(shù)據(jù)來源 C4H8 94 1010 《化工工藝設計手冊》下 C4H6 94 480 《化工工藝設計手冊》下 ⑻順丁橡膠物性數(shù)據(jù)見表 99?！?) 《化工工藝設計手冊》下 P645 Cp WCpi i?? 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 合計 100 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。 設計中電氣設備一律選用隔爆式電器設備；各設備均有接地線、跨接線等防靜電設施及防雷設施；各崗位設有排風系統(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格膠液進行凝聚，粒送洗崗，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、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)及技術指標 順丁橡膠的物理化學性質(zhì)與其結(jié)構的直接關系。 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％。乙醚絡合物；終止劑：乙醇 ；防老劑： 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。 其生產(chǎn)原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶劑、引發(fā)劑等在連續(xù)釜式反應器中進行配位聚合，制得粘稠 膠 液，再通過水蒸汽凝聚、洗膠、干燥、壓塊等過程獲得最終產(chǎn)品 ——順丁 橡膠。 主要原料：單體 —— 丁二烯；溶劑 —— 溶劑油；引發(fā)劑 —— 環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚絡合物；終止劑