【正文】 des that water molecules first occupy free volume holes then bee bound to works hydrophilic groups which causing swelling, finally, enter the densely crosslinked regions. Moy, Karasz10 and Pethrick11 report the existence the free/bound water types in epoxy resins. However, substantial disagreement still persisted among these models due to their different experimental methods. Recently, following the pioneering work of Fieldsen and Barbari12， 13, the ATRFTIR technique has been quickly developed to provide in situ measurements of both ingress and removal of water from polymer systems. 14～ 16The application of this technique relies on the spectroscopic observation of perate localized within a short distance (–5mm) from the interface between polymer sample and the IRE crystal. It provides not only reliable masstime sorption curves but also rich information of the polymerwater molecular interactions, which in many systems, are the key factor that control the sorption behavior. The generalized twodimensional (2D) IR spectroscopy proposed by Noda1719 has rapidly received great attention in recent years. It emphasizes spectral features not readily observable in conventional onedimensional (1D) spectra and also probes the specific order of certain events taking place with the development of a controlling physical variable. It assists the identification of various inter and intramolecular interactions through the selective correlation of bands20. Aim of the present contribution is to describe in detail the water diffusion behav。 還有這個(gè) 生產(chǎn)工藝流程， 操作和設(shè)備都比較穩(wěn)定 ，收效快，適合 大型 企業(yè)選用。 考慮到化工設(shè)備特點(diǎn)，折舊年 限一般在 8～ 15年。 （ 2）非生產(chǎn)性輔助設(shè)施：包括辦公樓、宿舍、食堂及生活福利設(shè)施。 ： 化學(xué)工業(yè)固體工業(yè)廢棄物屬工業(yè)固體廢棄物的一種，主要指硫酸燒渣、鉻渣、制堿廢渣和磷肥工業(yè)廢渣。h 3%。 另一種強(qiáng)化途徑是 ， 使含油污水中的細(xì)小油滴通過(guò)聚結(jié)床合并為大油滴 ， 則能使脫油效率得到較大的提高 ， 這就是油滴的聚結(jié) 。 ℃ )； t－冷流體的溫度， ℃ 。 ④ 連接 cd，即為提餾段操作線。 t∕℃ 115 120 125 130 ? x 0 y 0 溫度為 20℃進(jìn)料 ① 利用平衡數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)圖上繪出平衡曲線及對(duì)角線，如圖所示。 ③ 先按下法計(jì)算 q 值。 液沫夾帶量由 下 式計(jì)算，即 fa6 ???????? ??? ?TLV H?? f ???? L 故 36 ????????? ???? ??V∕ kg 氣 故本設(shè)計(jì)在液沫夾帶在允許的范圍內(nèi)。 s 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 64 頁(yè) 精餾段的氣、液相體 積流率為 ????? 6 0 0 5 8 4 6 0 0 mmVVS VMV ? 3m ∕ s VVLLLSCLML????????????m a x3mm sm0 0 1 6 0 03 6 0 0由 式中 C由式計(jì)算，其中的 20C 由 課本 查取，圖的橫坐標(biāo)為 21hh 0 23 6 0 00 0 3 6 0 00 0 1 ）（???VLVL ?? = 取板間距 ?TH ，板上液層高度 hL =，則 TH hL == 查圖得 20C = )20( ????????? LCC ? sm1 9 a x ???VVLC ? ??? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U= ?maxU =∕ s D= ???? ??? SV m 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑園整后為 D= 塔截面積為 22 ???? ?? DAT 實(shí)際空塔氣速為 ??? 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 64 頁(yè) 2. 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 精精 1 （ 101） = 提餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 提提 1 （ 151） = 在進(jìn)料板上方開(kāi)一人孔，其高度為 故精餾塔的有效高度為 Z= ??? ZZ ++=10m 1. 溢流裝置計(jì)算 因塔徑為 D=，可選單溢流弓形降液管，采用 凹形受液盤。 2= mN∕ m 6. 液體平均粘度計(jì)算 液體平均粘度依下式計(jì)算，即 Lg iim lgx ?? ??L 塔頂液相平均粘度的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查 物性 手冊(cè)得 ?A? 采用作圖法求最 小回流比。 GA— 參與化學(xué)反應(yīng)的 A物質(zhì)質(zhì)量， Kg。 ci— 組分 i 在 0— T℃ 時(shí)的平均比熱容， KJ/(Kg*℃) 或 KJ/(Kmol 表 苯乙烯 精餾塔 的物料衡算表 輸 入 輸出 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量 Kg 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量 Kg 1 苯乙烯 14460 塔頂 苯乙烯 14460 2 焦油 11 3 阻聚劑 4 塔底 焦油 11 5 阻聚劑 總計(jì) 總計(jì) （ 6）苯∕甲苯的物料衡算 將乙苯塔塔頂?shù)奈锪纤偷奖建M甲苯塔中，進(jìn)行分離。 質(zhì)量守恒定律是“進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部物料量，必須等于離開(kāi)這個(gè)系統(tǒng)的全部物料量，再加上過(guò)程中損失量和在系統(tǒng)中累計(jì)量”。開(kāi)工因子 =生產(chǎn)裝置開(kāi)工時(shí)間 /年自然時(shí)間。由于 苯乙烯用量很大，需連續(xù)化大生產(chǎn) 。 （ 5）催化劑的選取 1） 催化劑以三氧化二鐵為主，加上氧化鉻、氧化銅、氧化鉀等助催化劑涂于氧化鐵或碳酸鉀等載體上， 使反應(yīng)更好的發(fā)生 ，有利于 苯乙烯 的生成。 （ 1）反應(yīng)歷程 催化劑 C2H5 CH=CH2 ＋ H2 500～ 600℃ 熱量??? OHOH222 21 除脫氫反應(yīng)外，同時(shí)發(fā)生一系列副反應(yīng)，副產(chǎn)物甲苯、甲烷、乙烷、焦油等； 42665256 HCHCHCHC ?? 425625256 CHCHHCHHCHC ??? 626625256 HCHCHHCHC ??? 25256 58 HCHCHC ?? 2225256 21816 HCOOHHCHC ??? 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 64 頁(yè) 為了減少在催化劑上的結(jié)炭 ，需要在反應(yīng)器進(jìn)料中加入高溫水蒸氣，從而發(fā)生下述反應(yīng) ： 222 2 HCOOHC ??? 脫氫 反應(yīng)式 1mol 乙苯生成 2mol 產(chǎn)品（苯乙烯和氫氣），因此加入蒸氣也可使苯乙烯在系統(tǒng)中的分壓降低，有利于提高乙苯的轉(zhuǎn)化率。環(huán)氧化反應(yīng)液經(jīng)蒸餾得環(huán)氧丙烷。 目前采用 “ SMART” 工藝 SM 裝置有 3套在運(yùn)行。 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 64 頁(yè) 二、設(shè)計(jì)部分 （一）生產(chǎn)工藝的選擇 （ 1） 環(huán)球化學(xué)∕魯姆斯法 以 乙苯 為原料，采用 脫氫反應(yīng)器，由開(kāi)始的單級(jí)軸向反應(yīng)器，中間經(jīng)歷開(kāi)發(fā)了雙級(jí)軸向反應(yīng)器到雙徑向反應(yīng)器再到雙級(jí)徑向反應(yīng)器的各種組合優(yōu)化的多種反應(yīng)器；反應(yīng)器的操作壓力有開(kāi)始的正壓發(fā)展到今天的負(fù)壓；汽油比有開(kāi)始的:1 發(fā)展到今天 ： 1；蒸汽消耗由開(kāi)始的 10kg∕ kgSM 發(fā)展到今天 的 4kg∕kgSM。1893 年 E Bonastre 蒸餾一種天然香脂 蘇合香時(shí)才發(fā)現(xiàn)的。除傳統(tǒng)的苯和乙烯烷基化生產(chǎn)乙苯進(jìn)而脫氫的方法外，出現(xiàn)里 Halcon 乙苯共氧化聯(lián)產(chǎn)苯乙烯和環(huán)氧丙烷工藝， 其中環(huán)球化學(xué)∕魯姆斯法的 UOP∕ Lummus 的“ SMART” SM 工藝是最先進(jìn)的， 通過(guò)提高乙苯轉(zhuǎn)化率 ， 減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯 的生成需要?dú)?，移除氫后減少了副反應(yīng)的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應(yīng)物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動(dòng)力費(fèi)用，因而經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。 該技術(shù)可用于原生產(chǎn)裝置改造 ， 改造容易且費(fèi)用較低 。環(huán)氧化溫度為 110℃、壓力為 。 通過(guò)比較上述 六 種方法，可以看出方案（ 1）工藝流程簡(jiǎn) 單，工藝條件合理，生產(chǎn)成本低，最適合工業(yè)化生產(chǎn)，并且具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，所以最終確定按照方案（ 1）進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。 （ 4） 多塔分離過(guò)程 油水分離的有機(jī)相進(jìn)入粗餾塔，并加入阻聚劑防止苯乙烯聚合，還要進(jìn)入乙苯塔、苯乙烯精餾塔、苯∕甲苯塔，將依次它們分離出來(lái)，把分離出來(lái)的乙苯送回脫氫反應(yīng)器，使其循環(huán)。半連續(xù)操作與連續(xù)操作相比設(shè)備費(fèi)用較少，操作較簡(jiǎn)單，改變生產(chǎn)品種較容易，但產(chǎn)品質(zhì)量不如連續(xù)操作穩(wěn)定，與間歇操作相比，生產(chǎn)規(guī)模更大，勞動(dòng)生產(chǎn)率也更高，用與較大規(guī)模的品種生產(chǎn)，一般為 1～ 2 萬(wàn)噸 /年。 （ 2） 原料 乙苯 分子量 ： 沸點(diǎn) ： ℃ 折光指數(shù)： （ 25℃） 密度： （二）物料衡算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)， 苯乙烯 的年生產(chǎn)能力為 10 萬(wàn) 噸 /年。以此作為物料衡算的標(biāo)準(zhǔn)。 表 乙苯塔的物料衡算表 輸入 輸出 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量 Kg 序號(hào) 物料名稱 質(zhì)量 Kg 1 乙苯 塔頂 甲苯 2 甲苯 苯 3 苯 4 塔底 乙苯 總計(jì) 總計(jì) 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 64 頁(yè) （ 5）苯乙烯精餾塔的物料 衡 算 將粗餾塔塔底的物料加到苯乙烯的精餾塔中進(jìn)行分離，進(jìn)一步濃縮苯乙烯的濃度。熱量衡算式中各項(xiàng)計(jì)算 從 （ 1— 1）式中可得： Q2 =Q 4+Q5+Q6Q1Q3 (1— 2) 式中各項(xiàng)可用以下計(jì)算方法 （ 1） Q1和 Q4的計(jì)算 Q1和 Q4均可以用下式計(jì)算： Q=∑m iciT1(T2) 式中： mi— 反應(yīng)物體系中組分 I的質(zhì)量， Kg。(可忽略不計(jì) ) Qr可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱 qr0計(jì)算： Qr=(1000GA/MA)q r0 式中 qr0— 標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)反應(yīng)熱， KJ/mol。 ①由 物性 手冊(cè)查得苯 — 甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出 x— y 圖 ，見(jiàn) 下圖 圖 圖解法求理論板層數(shù) ②求最小回流比及操作回流比。 2= kg∕ m3 5. 液體平均表面張力計(jì)算 液體平均表面張力依下式計(jì)算，即 ?? iim x ??L 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查手冊(cè)得 南華大學(xué)化 學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 64 頁(yè) ?A?