【正文】 32 頁 工藝流程簡述： 乳液聚合的過程：按工藝配方將乳化劑溶于去離子水中，在強烈攪拌下、加入混合單體，制備穩(wěn)定的單體乳化液。待放熱反應(yīng)逐漸平 穩(wěn)，開始分別滴加剩余的單體預乳化液和引發(fā)劑溶液，滴加速度以保持反應(yīng)溫度在 82～85186。待溫度降至 45 186。最后出料 工藝流程簡圖： 乳化劑 丙烯酸乙酯 水 引發(fā)劑 分子量調(diào)節(jié)劑 乳液聚合 間歇法 乳膠液 凝聚 分離 干燥 丙烯酸酯橡膠 凝聚 劑 水 陜西理工學院課程設(shè)計 第 12 頁共 32 頁 工藝參數(shù)： 工藝配方（質(zhì)量分數(shù)） 表 工藝配方 陜西理工學院課程設(shè)計 第 13 頁共 32 頁 組分 用量 /份 反應(yīng)釜配料 去離子水 過硫酸銨 十二烷基硫醇 氨水 十二萬基硫酸鈉 120 4 1 6 引發(fā)劑溶液 去離子水 過硫酸銨 72 乳化 單體 去離子水 十二烷基硫酸鈉 甲基丙烯酸甲酯 丙烯酸丁酯 48 4 100 100 主要單體參數(shù) 表 主要單體參數(shù) 單體名稱 相對分子質(zhì)量 沸點 /186。連續(xù)操作反應(yīng)溫度控制必須平穩(wěn)，抗外界干擾能力要強。 在乳液聚合間歇操作溫度采用分程控制，可以避免傳熱滯后的現(xiàn)象發(fā)生，有利于實現(xiàn)預定的反應(yīng)溫度控制曲線。 A：直接流量調(diào)節(jié)。 由此可見直接流量調(diào)節(jié)控制方案簡單，易操作。 確定主要原料投料數(shù)量 該 生產(chǎn)裝置 1000t 年開工 330d 每天 24h 生產(chǎn) 6 批 后處理過程中聚合物損失率 2﹪ . 所以每批生產(chǎn)聚合物數(shù)量為 ： 10000 103／ （ 330 6 ） =／ B (1) 引發(fā)劑（ 單體質(zhì)量）全部結(jié)合到聚合物中。所以 Q3=0 （ 4） Q4=∑ si ai(TiT0)—— 在圓管或圓管保溫層外 T w 設(shè)備溫度 T0 室溫 20℃ aT= (TwTo)= (80℃ 20℃ )=℃ Si=19. 釜體表面積計算： 陜西理工學院課程設(shè)計 第 22 頁共 32 頁 ① 封頭表面積： 2 = 2= m2 ② 釜體表面積： ③ 釜體的總表面積為： += ㎡ Q4= ∑ Siai(TiT0) aT= W/㎡ .℃ Si= ㎡ Ti=80℃ T0=20℃ Q4= 60= KJ 綜上所述 QT=Q1+Q2+Q3+Q4= 103KJ+ 103KJ 4 設(shè)備工藝計算 化工設(shè)備是進行化工生產(chǎn)過程的物質(zhì)基礎(chǔ)，他對裝置的生產(chǎn)能力，操作過程穩(wěn)定性和可靠性，產(chǎn)品質(zhì)量等都起著 重要的作用。=綜上所述，選擇反應(yīng)器的體積為 m3的一臺釜。 攪拌裝置的設(shè)計 陜西理工學院課程設(shè)計 第 24 頁共 32 頁 攪拌反應(yīng)器中的攪拌器通常由攪拌槳葉和攪拌軸等組成，通常攪拌器的旋轉(zhuǎn)流體輸入機械能，從而使流體產(chǎn)生流動。 其上端與靜液面平齊，下端與反應(yīng)器直通部分下沿對齊 。查得 Nqd= 從而： N= qd/（ Nqd*d3） =(*)=此時的雷諾數(shù)： Nrw=pN d2/v=*1000** 陜西理工學院課程設(shè)計 第 25 頁共 32 頁 由圖 517 讀出 . Nq0約為 . 所以重新計算轉(zhuǎn)速 N=（ *） =由此 得出雷諾數(shù)： Nrw=pN d2/v=*1000()*由圖讀出， N8 約為 重新計算轉(zhuǎn)速： N=計算雷諾數(shù) Nrw=156 再從圖 517 讀出， Nqd= 重新計算轉(zhuǎn)速： N=計算雷諾數(shù)為 162 再從圖 517 讀出 Nqd=,與上一個設(shè)定值接近故攪拌槳葉轉(zhuǎn)速可確定為 。=Np=P 功率 /pn3D5 ∴ Pw=165。 ∴ 夾套直徑為 D+100=+= 各物料進出管口直徑確定 黏度較大的液體流速范圍為 ，且盡量要取低些，取 ,見【化工原理】 P27 表 13 ① 釜底、釜頂進出料管直徑確定（投料、出料時間均為 3/4 小時） 根據(jù)流量、流速 的 公式 qV=qm/ρ 計算而得 qV=(3 934/4)= m3/h, 出 料管徑為 dｉ =[(**3600)]1/2 = 圓整去 80mm,則實際流速為 ② 圓形人孔、手孔以及視鏡 圓形人孔直徑選 500mm,其具體標準見【聚合物合成工藝設(shè)計】 P187 的表。 b. 選擇泵的類型： 根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)，工藝條件及各類化工泵的特性選擇。 d. 確定安裝高度 ： 確定繃得安裝高度原則是是泵在正常操作條件下不發(fā)生“氣蝕”現(xiàn)象。查 P31 表 12得三通 ξ 出 = 2=； 閘閥 1/2 開： ξ = 5=； 止回閥全開 ξ =2, 900彎頭 ξ = 10=， ξ 出 = 陜西理工學院課程設(shè)計 第 28 頁共 32 頁 ∑ Hf 出 =( 60/+2++2++1) (2 )=(液柱 ) H=()++=(液柱 ) 若考慮 的安全系數(shù)，則揚程為 液柱 ③ 選泵 由于介質(zhì)為去離子水，為節(jié)約成本，據(jù)【化工 工藝手冊】上 P2644圖 192 選用離心泵，據(jù)【化工原理】上冊 P293，選 ，轉(zhuǎn)速： 2900 轉(zhuǎn)，流量 15m/s,揚程 127m,效率 28%，軸功率為 ,電機功率 30kw,必須氣蝕余量 ,質(zhì)量（泵 /底座） kg 152/110 （ 1） P293 表八，確定泵的型號為 IS5032160，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表： 表 泵的基本性能 轉(zhuǎn)速 n （ r/min) 流量 （ mh3 ） 揚程 H （ m） 效率η （ %） 軸功率 （ Kw） 電機功率 （ Kw） 質(zhì)量 （㎏） （ NPSH） （ m） 1450 149 38 調(diào)節(jié)釜的設(shè)計 由于此釜的作用是用氨水調(diào)節(jié) PH 值以及加入一些助劑等，同時，由于氨水（適量）、殺菌劑(3)、消泡劑（ 或 ）等助劑，對反應(yīng)的樹脂質(zhì)量幾乎沒什么影響。 令： h 為罐的直邊高度、 H 為罐體總高度，則： H=h+2 h 封 =h+D/2 陜西理工學院課程設(shè)計 第 29 頁共 32 頁 若取 H/D=2,則有： h=3D/2 VT== D2 3D/2+= D= = 為節(jié)約成本，此處按公稱尺寸選定罐的直徑為 . 罐的直邊高度為 ： H=(VT－ 2 V 封 )/ D2 =(－ 2 )/( )= 罐的實際高度為： H=h＋ 2 h 封 =＋ 2 根據(jù) 聚合物合成工藝設(shè)計 P74 表 62 取封頭直邊高度為 50mm,罐體圓形直筒部分高度為 : = 反應(yīng)器的實際體積為 : VT== + = 反應(yīng)器的實際長徑比為 :H/D=最高液位 : hmax= h 封 +( VRV 封 )/( D2 )=+( )/()= 最低液位 : hmax接近于最高液位 .因為由配方知 ,膨脹系數(shù)小 單體預乳化罐 ① 計算參數(shù) 乳化罐中各物質(zhì)的數(shù)量及一些物性參數(shù)如下 : 單體種類 配比 (質(zhì)量份 ) 相對密度 d(25) 丙烯酸乙 酯 100 甲基丙烯酸甲酯 100 十二烷基硫酸鈉 去離子水 48 ② 一些設(shè)計參數(shù)的確定依據(jù)以及確定結(jié)果 1)設(shè)計壓力 ： 由工藝確定 ,本課設(shè)中為長壓。儲罐的操作載荷是儲罐在正常操作條件下 ,儲罐內(nèi)氣相空間的正壓和負壓造成的載荷 。 6)儲存形式 .根據(jù)介質(zhì)、工藝條件及容積確定。其尺寸參數(shù)為公稱容積為 10 m3,公稱直徑 2020mm,高度 H=3000mm. ⑤ 驗算 選擇 1200標準錐封頭封頭 ,用法蘭連接封頭和筒體 . 初選長經(jīng)比為 H/D=2 查《聚合物合成工藝設(shè)計》 1200標準錐封頭的體積為 、 h 封 =。不管怎樣，均要求其固體分含量高且對雜質(zhì)應(yīng)有較大的過濾要求。 a :液體物料進料管口 液體物料一般從扶梯上部加入，為了防止液體物料濺到釜壁上，可將出口斷向攪拌軸方向做成 45176。 d：人孔 為了便于攪拌器，攪拌附件，內(nèi)置傳熱裝置等的安裝 ,清洗維修等操作，我們在釜蓋上設(shè)計人孔，其形狀為圓形，公稱直徑為 . 五．參考文獻 : 【 1】 《化工工藝設(shè)計手冊》第二版 上冊 化學工業(yè)出版社 【 2】 《中國化工產(chǎn)品大全》上卷 化學工業(yè)出 版社 【 3】 大森英三著，朱傳啟譯．丙烯酸酯及其化合物，一Ⅱ ．北京：化學工業(yè)出版社， 1985： 411— 420 【 4】 林宜超等．共聚丙烯酸彈性體低溫屈撓性能的研究．合成橡膠工業(yè)， 1984， (1)： 41— 45 【 5】 鮑愛華．世界合成橡膠工業(yè)進展．現(xiàn)代 【 化工， 1990， (4)： 17— 7． 2 【 6】 李超英．日本瑞翁公司合成橡膠的發(fā)展現(xiàn)代化工． 1991， (1)： 44— 48 【 7】 焦書科．丙烯酸酯橡膠生產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展．合成橡膠工業(yè)， 1991， (5)： 313317 【 8】 胡金生等．乳液聚合，北京：化學工業(yè)出版社 ， l987 【 9】 J． A．布楨德森著，王夢蚊等譯．橡膠化學．北京：化學工業(yè)出版社， 1985， 344— 353 【 10】黎文部、王洛禮、于潔《丙烯酸酯共聚物乳液聚合的影響因素》 e馬 , 陪 F?l m 嫄 W壙獑 ??N€?)? 0?q??3 拞屓 ?p勌 m:b5a漬 璺 1疆 l v~0瘩艌 v€ ??`2屘 b瘌 〆妋 4U~K 袢 , 疀薤 ` , A6玭 $? $ 徤 ?| ッ ?罪 =T ?G駁 op1尚懇袹戦疈 u圻 ?賡 O?a?*{p懡 0L ) w懱 拽 ?E???/扢 ] ?9镃 / 潺 hRＱ烞 b蔔 Ye嚁劑 Bb?捚 ?慳曥 T?UF U Z !醋 M[ M蘇 g 壺鰷伸 ?? ?qfg%厧 139。 t?€ 戯憤焿驆罳騙 ^萡 P ? 躀 cP縮蒕 \ ?nP砫 }?C?Z豸值 ?箾殶竛吐 K?M轂 ?藑琶 qv栃 ?? 譇 橒 忋喏曚 NI 耔 nENB?%? *H?棐鑉濤 3 峽 {Z乙 v徻 3?珄 餖 朮 爟 \♀ ?W 圐葴 ^逑 \ 辢鈁 e? ?籋 鰫 .僂 ? p~蟇 7硏楓 {pg裋 .1瑡 2陹 ?泝 Z祘 ?$賕 ?諑矽 ?| D 蚈 /盰 , vDl E 嵮禋 T羈 8? p~蟇 7硏楓 {pg裋 .1瑡 2陹 ?泝 Z祘 ?$ 賕 ?諑矽 ?| D 蚈 /盰 , vDl E 嵮禋 T? 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