【正文】 門的開啟度，調(diào)節(jié)旁路中流體流量的大小，間接控制主路中的流體流量。（1）Q1 :Cp(混)=100/（1002+120++4+1+6）+100/+6/ +4/++120/=+++++= J/(g ℃ )Q1=W*C* △t=(80℃0℃)=103（2）Q2=W/M△Hr△X=103==10 3KJ（3）設(shè)設(shè)備的溫度沒有發(fā)生變化。b. 封頭與釜體的連接方式選擇：，直徑較小，采用法蘭連接這樣便于拆封處理。假設(shè)為湍流操作。 在此我們選擇夾套傳熱裝置： 夾套直徑與內(nèi)釜體直徑的關(guān)系釜體內(nèi)直徑/mm500—600700—18002000—3000夾套直徑/mm D+50 D+100 D+200 ，所以他的內(nèi)經(jīng)在700——1800mm之間。：c. 確定臺數(shù)： 由于此聚合過程中乳化單體及引發(fā)劑溶液須同時(shí)打入聚合釜中，在此需要2臺泵，在溫度控制調(diào)節(jié)裝置中需要一臺泵，所以共需要3臺泵。③ 罐的幾何尺寸的確定計(jì)算混合液的密度： P混=（72+）/(2/)=,罐的體積： VL=管的總體積為： VT= VL/P裝料系數(shù)=查《聚合物合成工藝設(shè)計(jì)》、h封=D/4。5)材質(zhì)選擇：根據(jù)介質(zhì)及工藝選擇。故選用標(biāo)準(zhǔn)化的容器系列設(shè)備 聚合物粒子小，,產(chǎn)物是一種穩(wěn)定的分散液，其膠乳可直接看做產(chǎn)品，而且以水為介質(zhì)。b：液體物料出料管口 出料口大都設(shè)在反應(yīng)器底部，為了保證出料安全，應(yīng)設(shè)置在反應(yīng)器的最低位置。綜合各方面要求，選擇間歇式加壓圓盤過濾機(jī)。7)儲罐的臺數(shù)為一臺。3)腐蝕余量：由于單體中含有甲基丙烯酸,參照有關(guān)酸腐蝕余量來確定。再查P40圖128得：λ=.查P43表12得：閘閥開：ξ=，止回閥全開ξ=2, ξ三通=1*2，900彎頭ξ=5=∑Hf入=（20/+2++2+）(2)=(液柱)∑Hf入=（λl/d+∑ξ）ue2/2gU出=4(3600)=RE=(105)=1060004000 湍流查【化工原理】P37表11，取ε=,則ε/d=.再查P39圖128得：λ=。 單位重量1N的液體流經(jīng)泵后所獲得的有效能量m液柱。=又當(dāng)NRe300.有無擋板時(shí)：165。其中設(shè)計(jì)參數(shù)如下： Z=2—4 d/D=— b/d=— C/d=— Vt=—3m/s 綜合考慮后我們所取數(shù)據(jù)如下：1. Z=2（由于液—液混合且釜體表面積較小）d/D= b/d=1/8 C/d= Vt= 攪拌裝置計(jì)算的過程： Z=2 d= b= C= Vt=3m/s (Z為槳葉數(shù)，d為槳葉直徑 b為槳葉寬度 C為槳葉距離釜底的距離 Vt為槳葉端線速度) ：按裝四塊擋板。 a= VR=Wd*vT/em*24=Wd/ emd em=100/206+100/106+6/206= VR=(9346)= 所以反應(yīng)器的總體積為 VT=VR/216。容易得到產(chǎn)量與單體原料投料量之間的比例關(guān)系，所以采用順流程的計(jì)算順序。 泵的控制 （直接流量調(diào)節(jié)）泵的控制有兩一是直接流量調(diào)節(jié)，二是旁路流量調(diào)節(jié)。而縮聚反應(yīng)反應(yīng)熱效應(yīng)小，由于反應(yīng)溫度較高，所以大多需要供熱，反應(yīng)速率比較平穩(wěn)，傳熱速率也比較平穩(wěn)。保溫一小時(shí)后，將菊和乳液專至調(diào)節(jié)釜13。滴加結(jié)束后，保溫，冷卻降溫，用氨水調(diào)節(jié)pH值，隨后同時(shí)加入防菌劑、穩(wěn)定劑和消泡劑，最后出料，過濾、包裝。 包裝及貯存|：鍍鋅鐵桶或者鋁桶，貯存于陰涼通風(fēng)的專用倉庫，遠(yuǎn)離火種，熱源，避免陽光直射。一般在7590度變動，當(dāng)有可交聯(lián)單體參與共聚時(shí)，一般控制在7580度，接近聚合終點(diǎn)時(shí)溫度可升至9095度。進(jìn)行乳液聚合對水的要求很苛刻，天然水和自來水均不能滿足要求，水中所含的金屬離子，尤其是鈣、鎂、鐵、錢。 不同乳液聚合體系與乳化劑HLB的相關(guān)值乳液聚合體系溫度/186。他們的使用溫度是60~，以過硫酸銨為引發(fā)劑，所得乳液耐水性較好，所以使用最廣泛。聚合物乳液的穩(wěn)定性及產(chǎn)品的質(zhì)量。本項(xiàng)目基本工藝由原材料的配制、聚合、脫單體、后處理和成品包裝等工序。乳液聚合丙烯酸酯共聚溫度一般為混合單體一 水的共沸回流溫度，一般在75～90度變動；當(dāng)有可交聯(lián)單體參與共聚時(shí)一般控制在75～85度接近聚合終點(diǎn)時(shí)溫度可升至90～95度。引發(fā)劑滴加速度原則上應(yīng)與單體滴加速度一致，一般以～20％打底 ～ 20％用于追加引發(fā)?！羧榛瘎? 丙烯酸酯乳液聚合中乳化劑的作用主要表現(xiàn)在聚合前形成增溶膠束，聚合中和聚合后使乳膠粒穩(wěn)定。，高轉(zhuǎn)化率時(shí)，共聚物組成的均勻性必須考慮與控制。聚合溫度一般在50～100℃，可以通過冷凝回流或逐漸添加單體的方式除去聚合熱，以控制聚合速度，減少單位時(shí)間發(fā)熱量。這一點(diǎn)嚴(yán)重的限制了對聚合物分子量的大幅度改變。懸浮聚合的優(yōu)點(diǎn)是聚合熱容易排散，具有溶液聚合的優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)品分子量相當(dāng)高。聚合反應(yīng)由自由基引發(fā)，反應(yīng)溫度一般為50100度，反應(yīng)溫度和引發(fā)劑的濃度對聚合反應(yīng)速率和丙烯酸酯橡膠的分子量分布影響很大。丙烯酸酯橡膠還可用來制造飛機(jī)、摩托車等交通工具上使用的各種橡膠輸油管、另外ACM還不斷應(yīng)用于高壓電力電纜私地下掩埋電纜護(hù)套、電器制件的膠輥、傳動帶和膠管等。ACM正展現(xiàn)出良好發(fā)展前景，成為國內(nèi)倍受關(guān)注和積極發(fā)展的高新材料之一。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù) ：1．2．1主要原料及物理性質(zhì)：根據(jù)自主調(diào)研擬定主要聚合單體 。ACM制品用于生產(chǎn)數(shù)十種汽車配件。國外從70年代起已開始將丙烯酸酯橡膠用于汽車工業(yè)，制造各種骨架封件、油冷器或加熱器墊片．O 型環(huán)、Y型油封及油盤和軸承密封件 同目前汽車工業(yè)中仍使用的丁腈橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠相比，在耐熱及耐油性能方面，丙烯酸酯橡膠優(yōu)于丁腈橡膠、硅橡膠和氯丁橡膠，稍次于氟橡膠；但丙烯酸酯橡膠加工時(shí)不需要二次硫化就可改進(jìn)其使用性能，并能減少混練、硫化加工對橡膠輥筒及模具的腐蝕。鑒于此我們設(shè)計(jì)采用乳液聚合法，年產(chǎn)量1萬噸ACM的生產(chǎn)裝置、要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)乳液聚合法生產(chǎn)ACM的最新國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)及工藝對1萬噸/年丙烯酸酯橡膠乳液聚合車間的工藝設(shè)計(jì)。這些缺點(diǎn)無不與使用溶劑有關(guān)。乳液聚合與懸浮聚合的差別是：乳液聚合中，聚合反應(yīng)粒子的粒徑小，~1μm，~2mm；乳液聚合中用水溶性引發(fā)劑，而懸浮聚合中則用油溶性引發(fā)劑；乳液聚合的產(chǎn)物是一種穩(wěn)定的分散液，懸浮聚合得到的產(chǎn)物則可快速從液相中析出?！? 該法是目前生產(chǎn)ACM主要方法，主要由于該工藝設(shè)備簡單，易于實(shí)施；另外一方面ACM目前主要用于高溫耐油密封制品，不要求有過高的低溫屈撓性能，如果期望低溫耐油性能，可以通過低溫耐油單體的分子內(nèi)增塑來實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目主要生產(chǎn)設(shè)備為聚合釜、過濾器、釜等大型設(shè)備以及各類機(jī)泵、各種儀表等。其中黏性單體貢獻(xiàn)黏附性和柔軟性，常見的有丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸2一乙基己酯等?！粢l(fā)劑 丙烯酸酯類乳液聚合體系中的引發(fā)劑多為過硫酸銨、過硫酸鉀及過硫酸鈉等水溶性過硫酸鹽，一 般用單體總量的0．2％～o．8％。B：其他因素的影響◆反應(yīng)溫度引發(fā)劑濃度一定時(shí)，溫度升高，聚合速率增大，聚合物平均分子量降低。間歇加料法由于單體濃度大，易產(chǎn)生自動加速效應(yīng)而發(fā)生沖料現(xiàn)象，聚合穩(wěn)定性差；半連續(xù)加料法和預(yù)乳液滴加法因聚合速度易控制，反應(yīng)平穩(wěn)，且聚合物組成均勻易控。 聚合工藝條件：丙烯酸乙酯——賦予乳液聚合物以耐水性、粘附性、柔韌性、透明性及抗污染性。乳液聚合所采用的大多是水溶性引發(fā)劑。 乳化劑的分類根據(jù)離子類型分類根據(jù)親水基種類的分類根據(jù)離子類型分類根據(jù)親水基種類分類陰離子乳化劑羧酸鹽 RCOOM硫酸鹽 ROSO3M磺酸鹽 RSO3M磷酸鹽 RO PO(OM)2兩性乳化劑氨基酸型丙胺鹽型 陽離子乳化劑胺鹽非離子型乳化劑聚乙二醇型 多元醇型選擇合理的乳化劑，優(yōu)化其用量，并確定適宜加入方式，是獲得優(yōu)質(zhì)乳液的前提條件之一。 十二烷基硫酸鈉的HLB=40. 綜合考慮我們選擇十二烷基硫酸鈉作為乳化劑。在此選擇十二烷基硫醇作為分子量調(diào)節(jié)劑，%。2. 甲基丙烯酸甲酯：CH2=C(CH3)COOCH3 物化性質(zhì)：無色液體，易燃易揮發(fā)，℃，沸點(diǎn)100℃101℃.℃ ,溶于乙醇，乙醚，丙酮等有機(jī)溶劑中，微溶于乙醇和水，在光熱電離輻射和催化劑存在下易聚合。存貯：避免接觸潮濕空氣。待放熱反應(yīng)逐漸平穩(wěn)，開始分別滴加剩余的單體預(yù)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。最后出料工藝流程簡圖：：（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）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120416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484100100單體名稱相對分子質(zhì)量沸點(diǎn)/186。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(shí)現(xiàn)預(yù)定的反應(yīng)溫度控制曲線。由此可見直接流量調(diào)節(jié)控制方案簡單，易操作。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(jì)算：① 封頭表面積：2=2= m2② 釜體表面積：③ 釜體的總表面積為：+=㎡Q4=∑Siai(TiT0)aT= W/㎡.℃Si=㎡Ti=80℃ T0=20