【正文】 ? 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(yàn)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。 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(xiàng)之和： G G G G GW W W WC C C39。物料衡算數(shù)據(jù)列下表。 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 。℃ ) 數(shù)據(jù)來源 C4H8 94 1010 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》下 C4H6 94 480 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》下 ⑻順丁橡膠物性數(shù)據(jù)見表 99。 ] — 活性鏈總濃度； mol/L T— 反應(yīng)溫度； K ?— 催化劑利用率 (在 94℃下， ?＝ 27％ ) 為了便于計(jì)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(shí)間 60 min；反應(yīng)溫度 94℃?！?)； ?w— 流體在壁溫條件下的粘度， Pa ??w ?09. 以 1 號釜為例計(jì)算對流傳熱系數(shù) ???11 Re . .. .? ? ? ? ?d n221 71 5960 606 83 5 498 51?? Pr . .. .? ? ? ? ?C p ?? 2 5744 10 3 50 0956 94251 0463 ? ? ? ? ? ? ? ?? 2 113 13 0 2 131 75 0 09561 8 498 51 94251 046 0 9 1 8 1 711 8? ? ? ? ? ? ???? ????. .. . . . . ...? ?89 08 2 0. ( )W m C 同理， 2 號、 3 號、 4 號釜計(jì)算結(jié)果如表 914 所示： 表 914 各釜對流給熱系數(shù)計(jì)算結(jié)果 釜號 Re Pr Nu ?2 1 2 3 4 (3)各釜總傳熱系數(shù) K 的計(jì)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(xué)工程》上冊 P180 式 358 計(jì)算各釜 K 值。 熱量衡算 ⑴計(jì)算基準(zhǔn) 數(shù)量基準(zhǔn)： kJ/h；基準(zhǔn)溫度： 0℃。 T1 ＝ ??T1＝ kJ/h Q1 反。則： ? ? KWP 53 ???????????? ? ? KWPa ???? 同理可求其它各釜的 P 和 Pa。 . . . . .? ? ? ???? ??? ?W m C/ ( )2 0? (2)釜內(nèi)對流傳熱系數(shù) ?2i 的計(jì)算 根據(jù)《化學(xué)工程手冊》第 5 篇《攪拌與混合》 P31 有關(guān)高粘度流體采用雙螺帶式攪拌槽的傳熱公式，即 永田公式： 當(dāng) 1 Re 1000 時(shí)： Nuw? ??? ???4 2 13 13 0 14. Re Pr .?? Re 1000 時(shí)： Nuw? ??? ???0 42 23 13 0 14. Re Pr .?? 考慮葉輪與槽壁間隙大小對傳熱的影響時(shí)： Nu D dD? ??? ??? ???? ??? ?1 75 13 13 0 213. Re Pr .?? ? ?2i DNu? Re? d n2 ?? 攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù) 式中 d — 攪拌葉輪直徑， m； n — 攪拌轉(zhuǎn)數(shù)， r/s； D — 聚合釜內(nèi)徑， m。 各釜對流傳熱系數(shù) ?和傳熱系數(shù) K 的計(jì)算 (1)夾套內(nèi)冷卻鹽水的對流傳熱系數(shù) ?1 計(jì)算 基本方程式： ? ?`1 ? Nl u N u ? ??? ???0 027 0 8 0 330 14. Re Pr. ..?? Re? lu?? Pr ? Cp?? 式中 ?1— 夾套對流傳熱系數(shù)， W m C/ ( )2 0? ； Nu— 努塞爾準(zhǔn)數(shù)； Re— 雷諾準(zhǔn)數(shù)； l — 傳熱面的特征尺寸， m； ?— 流體的熱導(dǎo)率， W m C/ ( )2 0? ； u— 流體的流速， m/s； ?— 流體的密度， kgm/ 3 ； ?— 流體的粘度， Pa℃ ) 數(shù)據(jù)來源 CaCl2 10 1245 《化工手冊》 P2070 各聚合釜反應(yīng)轉(zhuǎn)化率確定 根據(jù)《合成橡膠工業(yè)》第七卷 (1984)P67“丁二烯溶液聚合的工程分析”知：丁二烯聚合屬于一級反應(yīng)，并且，鎳催化體系油溶劑丁二烯的表觀動力學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)聯(lián)式如下： ? ? ? ?k P k Cp? ? ? ? 0 ? ?k Tp ? ? ?3 637 10 44558. exp / 另根據(jù)《基本有機(jī)化工工廠裝備》知，對于一級反應(yīng)，連續(xù)槽式反應(yīng)器的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)速度常數(shù)之間的關(guān)系如下： ? ?C CkAN A N? ? 01 ? x CCN ANA? ?1 0 ? ?? ? ? ?x kN N1 11 ? 式中 CAN — 第 N 臺釜內(nèi)反應(yīng)物的濃度； mol/L CA0 — 反應(yīng)物初始濃度； mol/L xN — 第 N 臺釜內(nèi)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率； k — 聚合反應(yīng)表觀速度常數(shù)； min?1 ? — 平均停留時(shí)間； min N— 連續(xù)槽式反應(yīng)器的臺數(shù)； [C0] — 主催化劑的濃度； mol/L kp— 鏈增長速度常數(shù)； L/(mol 表 98 丁烯、丁二烯物性數(shù)據(jù) 定性溫度 ℃ 密度 ? kgm3 比熱容 Cp kJ/(kg則溶劑回收進(jìn)料組成如下表所示。 序號 組分 kg/h t/d t/a W％ 進(jìn) 1 膠 粒 和 水 2 洗 膠 水 20200 480 160000 料 3 進(jìn) 料 合 計(jì) 100 4 去凝聚循環(huán)熱水罐的水 93000 2232 744000 5 去洗滌熱水罐的水 20200 480 160000 出 去 6 聚 丁 二 烯 干 7 防 老 劑 燥 8 溶 劑 油 脫 9 水 水 10 6 9 項(xiàng)合計(jì) 去 11 引 發(fā) 劑 污 12 終 止 劑 料 水 13 水 池 14 1113項(xiàng)合計(jì) 15 出料總合計(jì) 100 干燥脫水物料衡算 含水膠粒 干燥 . 脫水 去包裝 水 .溶劑油去污水池 圖 95 干燥 .脫水物料衡算圖 按指標(biāo)膠內(nèi)揮發(fā)分 (水、油 )＜ ％，設(shè)計(jì)取 ％，其中水 ％，油 ％。 （ 2）損失量 丁二烯機(jī)械損失： 1 6 4 8 18 0 005 8 241. . .? ? kg/h 聚丁二烯渣沫損失： 1 6 4 8 18 0 005 8 241. . .? ? kg/h 損失的防老劑： 13 021 0 005 0 0 6 5 1. . .? ? kg/h （ 3）去 振動篩的聚丁二烯膠粒量 聚丁二烯： 1386 584 8 241 1378 343. . .? ? kg/h 膠粒內(nèi)含防老劑： 13 0 2 1 0 0 6 5 1 12 9 5 6. . .? ? kg/h 膠粒內(nèi)含油： 1 3 8 6 5 8 4 0 0 0 5 6 9 3 3. . .? ? kg/h 膠粒內(nèi)含水： 1 3 8 6 5 8 4 0 6 8 3 1 9 5 1. . .? ? kg/h （ 4）水蒸氣冷凝量 溶劑油氣化量： 6439 087 6 933 6432 044. . .? ? kg/h 丁烯氣化量： 16648. kg /h 丁二烯氣化量： 247 227 8 241 238 986. . .? ? kg/h 注：未扣除膠液罐中回收的丁二烯量。 去終止釜 溶劑油 聚 聚 聚 聚 丁二烯 合 合 合 合 鎳組分 釜 釜 釜 釜 鋁組分 硼組分 掛膠損失 圖 91 聚合釜物料衡算圖 丁二烯系統(tǒng)： 每小時(shí)產(chǎn)膠量： 1