【正文】 見表 916 表 916 各釜的 P 和 Pa 釜號(hào) Re Np P/KW Pa/KW 1 號(hào) 2 號(hào) 3 號(hào) 4 號(hào) 取其中最大的電機(jī)功率，同時(shí)考慮 的備用系數(shù) ，則實(shí)際電機(jī)功率為 55KW。 s； Cp— 流體的比熱容， J/(kg℃ ) 熱導(dǎo)率 ? W/(m則： 膠內(nèi)含水： ＝ kg/h 脫 水 量： － ＝ kg/h 膠內(nèi)含油： ＝ kg/h 脫 油 量： － ＝ kg/h 去包裝部分 聚丁二烯： kg/h 防 老 劑： kg/h 水： kg/h 溶 劑 油： kg/h 脫出揮發(fā)分組成： 水： kg/h 溶 劑 油： kg/h 干燥、脫水物料衡算圖見圖 95。則需要的原料量： 1648 180 0 99 1664 828. . .? ? kg/h 隨原料帶入的丁烯量： 1 6 6 4 828 1 6 4 8 180 16 648. . .? ? kg/h 整理上述計(jì)算結(jié)果列下表。管線動(dòng)火可燃物含量要小于 ％，容器動(dòng)火可燃物含量小于 ％。根據(jù)這些原料的性質(zhì)查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》《化工生產(chǎn)安全與防護(hù)》等確定全車間火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為甲級(jí)；爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所分區(qū)為 2區(qū)；車間建筑物屬一類工業(yè)建筑。 壓塊崗負(fù)責(zé)稱量壓塊。 罐區(qū)崗位負(fù)責(zé)貯存、收送丁二烯和溶劑油。利用環(huán)烷酸鎳－三異丁基鋁－三氟化硼乙醚絡(luò)合物引發(fā)體系使丁二烯聚合后的產(chǎn)物中含 96％～ 98％的順式 結(jié)構(gòu)，含 1％～ 2％反式 結(jié)構(gòu)和 1％～ 2％的 結(jié)構(gòu)加成物。其中罐區(qū)、凝聚采用露天布置，其它全部采用廠房?jī)?nèi)布置。 ⑸引發(fā)劑活性中心的形成方式 — 陳化方式 陳化是指為了提高引發(fā)劑活性，充分發(fā)揮各組分的作用，在聚合前事先把引發(fā)劑各組分安一定配比，在一定的條件下進(jìn)行的預(yù)混合反應(yīng)。 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(yīng)器中進(jìn)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。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％。乙醚絡(luò)合物；終止劑：乙醇 ；防老劑： 4甲基苯酚 (簡(jiǎn)稱)。故此，前者是高彈性體，后者無彈性。 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(jìn)行混合，再進(jìn)入丁油預(yù)熱器 (預(yù)冷器 )進(jìn)行換熱，控制一定入釜溫度。 合格膠液被噴到凝聚釜內(nèi)，在熱水、機(jī)械攪拌和蒸汽 加熱的作用下，進(jìn)行充分凝聚形成顆粒，并蒸出溶劑油溶劑和少量丁二烯。三異丁基鋁著火時(shí)不得用水和泡沫滅火器，應(yīng)選用干粉及四氯化碳。 膠液罐與凝 聚釜在清理前要切斷外連管線，切斷電機(jī)，有氮?dú)庵脫Q，并分析可燃物濃度氧含量等，合格后方可入內(nèi)。 計(jì)算： 凝聚釜物料衡算圖見圖 93。 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。 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 .? ???? ???lR 式中 R— 曲率半徑，設(shè)計(jì)取 916mm。 ⑸各釜熱量衡算 1 號(hào)釜熱量衡算 (目的確定進(jìn)料溫度 ) Q1 入 ＝ G 1 1221 943 0 010 1396 0 01617 445 11395 6 189 081K ? ? ? ? ?... . . . . . . ( ) /? ?0 089 2 0m C W ? ? ?K W m C1 2 011 24. ( ) 對(duì) 2 號(hào)釜、 3 號(hào)釜、 4 號(hào)釜而言，取掛膠厚度為 1mm，其它數(shù)據(jù)同上，各釜 K 值計(jì)算結(jié)果如表 915 所示： 表 915 各釜 K 值計(jì)算結(jié)果 釜?jiǎng)e ?1 ?1 ?1 ?2 ?2 ?d ?2 K 1 2 3 圖 99 4 聚合釜攪拌功率的計(jì)算 攪拌器型式的確定，丁二烯溶液聚合生產(chǎn)順丁橡膠中，隨著單體轉(zhuǎn)化率的提高，體系的動(dòng)力粘度逐漸增加，一般從幾十厘泊增加到幾萬厘泊， 為此要從適合高粘度液體的錨式、框式、螺桿式及雙螺帶式等攪拌器中進(jìn)行選擇。 根據(jù)第八章第四節(jié)計(jì)算實(shí)例 2，取 [C0]＝ 192 105. ? ? mol/L，將計(jì)算結(jié)果整理得表 911。 . . . 表 94 脫水塔物料平衡 序號(hào) 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h W（％） kg/h W（％） kg/h W（％） 1 C4H6 0 0 2 H2O 0 0 3 nC6H14 4 nC8H18 0 0 5 合計(jì) 100 100 100 以回收塔為物料衡算范圍，對(duì)溶劑油進(jìn)行物料衡算： 6395 7836395 783 0 998 0 99999 0 023 33 3.. . . .? ?? ? ? ? ?D W D W 解得： W kg hD kg h3312 9886382 795?? . . 表 95 回收塔物料平衡 序號(hào) 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h W（％） kg/h W（％） kg/h W（％） 1 nC6H14 100 2 nC8H18 0 0 3 合計(jì) 100 100 100 (二 )熱量衡算 主要對(duì)聚合釜進(jìn)行熱量衡算 ⒈基礎(chǔ)數(shù)據(jù) (1)聚合釜物料衡算表； (2)聚合時(shí)間： 3～ 5h(設(shè)計(jì)取 4h)； (3)實(shí)用聚合釜臺(tái)數(shù)： 4 臺(tái)（確定方法見設(shè)備設(shè)計(jì)）； (4)聚合溫度： 94℃ (5)冷卻鹽水：入口溫度 12℃，出口溫度 8℃。 . . . . .? ? ? ? ?1 3 4 5 3 0 7 3 1 7 8 32 4 2 3 8 1 6 65 2 1 9 7 5 5 8/h 這些冷凝水有 ，全部冷凝水與循環(huán)水一起支振動(dòng)篩。 膠庫禁止吸煙，使用明火，非崗位人員禁止入內(nèi)，庫內(nèi)要經(jīng)常保持衛(wèi)生。 設(shè)備開車前必須用氮?dú)庵脫Q，聚合系統(tǒng)及丁二烯貯罐要置換到氧含量小于 ％以下，其它設(shè)備置換到氧含量小于 1％方可投料。壓好的膠塊用薄膜包好裝入紙袋封好入庫。 ⒉后處理工段 后處理工段包括混膠崗、凝聚崗、洗膠崗、干燥崗、壓塊崗、薄膜崗、紙袋崗。上述這些可以用表格列出數(shù)據(jù)對(duì)常見橡膠膠進(jìn)行比較顯示。 ⒍終止劑 純度： 95％；含水： 5％；恒沸點(diǎn)： ℃；密度： 810Kgm3 。 （二）車間組成 該車間主要由聚合工段和后處理工段組成。 ⑵單體原料路線的確定 通過比較乙炔法、乙醇法、丁烷一步脫氫法、丁烯氧化脫氫法、丁烯催化脫氫法、石油高溫裂解回收法等生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，因地制宜地選擇合適的丁烯氧化脫氫制丁二烯原料路線。操作方式為連續(xù)操作。 設(shè)計(jì)原則中還要考慮主要設(shè)備的選型。 ⒌三氟化硼乙醚絡(luò)合物 BF3含量： ?46％；沸點(diǎn)： ～ 126℃。二看硫化后的硫化膠性能 (抗張強(qiáng)度、 300％定拉伸強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、硬度、回彈性、生成熱、永久變形、磨耗量等 )，影響硫化膠的因素有門 尼粘度、凝膠含量、加工用的配合劑 (種類、用量、配方 )加工方法等。 反應(yīng)中換熱用的冷溶劑油視情況從不同釜的項(xiàng)部加入。 干燥合格后的膠條經(jīng)提升機(jī)送入自動(dòng)稱量秤進(jìn)行稱量壓塊 (25kg)。 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)禁止存放大量易燃易爆物品。 設(shè)備動(dòng)火要有動(dòng)火票，并有專人監(jiān)護(hù)，切斷電源，嚴(yán)禁啟動(dòng)。 ? ? ? ?? ? ?6 4 4? G kg39。 對(duì)丁二烯作物料衡算： F D WFX D XF D? ??2 12 2 6622 8526622 852 0 0336 0 982 12.. . .? ?? ? ?D W D 解得： D kg hW kg h21227 0696395 783?? .. 在Ⅱ衡算范圍對(duì)丁二烯作物料衡算， F D WF X D X W XF D W2 2 22 2 22 2 2? ?? ? F WF W2 22 2227 0690 4 227 069 0 98 0 002? ?? ? ? ? ?.. . . . 解得： W kg hF kg h22330 905557 974?? .. 表 93提濃塔物料平衡 序號(hào) 組分 進(jìn)料 塔頂 塔底 kg/h W（％） kg/h W（％） kg/h W（％） 1 C4H6 98 2 nC6H14 2 3 H2O 0 0 4 合計(jì) 100 100 100 F F F kg h1 1 6622 852 330 905 6953 757? ? ? ? ?39。將上式進(jìn)一步整理得： 給定一個(gè)主催化劑濃度，分別求出 x1 、 x2 、 x3 、 x4 ，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 1 1 11112233 2K ? ? ? ? ???? ?? ?? ? 以 1 號(hào)釜為例 已知： ? 1 2 0366 946? ?. ( )W m C ? 2 2 089 08? ?. ( )W m C 掛膠厚度 ? 1 10 0 01? ?mm m.， ?1 00 1396? ?. ( )W m C； 釜壁厚度 ? 2 16 0 016? ?mm m.， ?2 017 445? ?. ( )W m C； 取水垢厚度 ?3 0 5 0 0005? ?. .mm m，查《基礎(chǔ)化學(xué)工程》上冊(cè) P180 表 39 得 25％ CaCl2鹽水的垢層系數(shù) ? d W m C? ?1395 6 2 0. ( )。 Cp ? 1 197 629 1 1 77 0 063670 916 221 94339?！?) 熱導(dǎo)率 ? W/(m 序號(hào) 組 分 kg/h t/d t/a W% 出料 1 丁烯 ,丁二烯 ,溶劑油 ,水 100 2 溶劑油 去 3 丁二烯 出 回 4 丁烯 收 5 水 6 去回收合計(jì) 去 7 水 料 污 8 溶劑油 水 9 丁二烯 池 10 去污水池合計(jì) 11 出料合計(jì) 100 1溶劑回收部分物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 為簡(jiǎn)化處理，溶劑油的組成按 nC6H14 計(jì)算；烯烴按 C4H6 計(jì)；所含重組分以 nC8H18計(jì)，含量取溶劑油總進(jìn)料量的 ％。 溶劑油、丁二烯、水蒸氣 去油水分離器 熱水 凝 機(jī)械損失 聚 渣沫損失 膠液 釜 熱水、膠粒去振動(dòng)篩 水蒸氣 圖 93 凝聚釜物料衡算圖 （ 1）循環(huán)熱水量 ?。? 水 /膠液＝ (體積比 ) 則用水量： ( . . ) . .12 332 0 111 7 5 93 33 3? ? ? M/h 取用水量為 93M3 /h；即為 93T/h。 后處理的電器、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備多，生產(chǎn)人員上崗必須穿好工作服帶好安全帽。 生產(chǎn)人員地生產(chǎn)過程中要及時(shí)檢查，消除漏點(diǎn)。釜項(xiàng)被蒸發(fā)的氣體有水蒸汽、部分丁二 烯和絕大部分溶劑油溶劑，氣體經(jīng)過兩個(gè)并聯(lián)的循環(huán)水冷凝冷卻器，冷凝物進(jìn)入油水分離器進(jìn)行油水分離，溶劑油用油泵送往溶劑回收罐區(qū)，水經(jīng)油水分離罐底部由液面調(diào)節(jié)閥控制排出，經(jīng)二次凈化分離罐排入地溝。 鎳組分和鋁組分分別由鎳計(jì)量泵和鋁計(jì)量泵送出，經(jīng)鋁－鎳文氏管混合后，與出丁油預(yù)熱器 (預(yù)冷器 )的丁油溶液混合。 ⒉順丁橡膠的性能 通過與天然橡 膠相比，順丁橡膠具有彈性高、耐低溫性好、耐磨性佳、滯后損失和生