【正文】 物表形成液體保護(hù)層或碳保護(hù)層，保護(hù)膜在火焰前端形成，并且阻止熱量傳遞到其他高聚物上。鹵系阻燃劑在受熱分的解過(guò)程中，分解出能捕獲傳遞燃燒自由基的X及HX，X及HX能稀釋可燃物表面的氧氣濃度，隔斷可燃物與氧氣的接觸從而達(dá)到阻燃目的。目前我國(guó)有1000多家企業(yè)生產(chǎn)阻燃劑，每年產(chǎn)量近20萬(wàn)噸。前兩者的產(chǎn)量占溴系阻燃劑的50%左右。三（2,4,6三溴苯基）磷酸酯又名三（三溴苯基）磷酸酯、磷酸三（三溴苯基）酯，英文名稱：tris(tribromophenyl)phosphate（簡(jiǎn)寫(xiě)作TTBPP）， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖一； 圖11 三（2,4,6三溴苯基）磷酸酯相對(duì)分子質(zhì)量：，%，%。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在四口瓶上裝上球型冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗，球型冷凝管用于反應(yīng)中揮發(fā)液體的回流，滴液漏斗用于滴加三氯氧磷。苯環(huán)上已有兩個(gè)取代基時(shí)，第三個(gè)取代基進(jìn)入的位置，則由原有另個(gè)取代基來(lái)決定。三氯化鋁可隨三溴苯酚一起加入。最終選定反應(yīng)釜：KF2000，公稱容積2000L，實(shí)際容積2197L，檢查孔。選擇GM0025PQ1MNN隔膜計(jì)量泵,流量25L/h，泵頭材質(zhì)為PVC，符合生產(chǎn)時(shí)的負(fù)壓操作。最終選定反應(yīng)釜：F3000，公稱容積3000L，實(shí)際容積3680L。表35 選擇吸收塔形式時(shí)考慮的因素考慮因素選擇順序考慮因素選擇順序塔徑800mm以下，填料塔污濁液體1大孔徑篩板塔800mm以上1，板式塔2整裝填料塔2穿流板式塔具有腐蝕性的物料1填料塔3噴射板型塔2穿流板式塔4浮閥塔3篩板塔5泡罩塔4 噴射板型塔大液氣比1導(dǎo)向篩板塔操作彈性1填料塔2多降液管篩板塔2浮閥塔3填料塔3泡罩塔4噴射板型塔4篩板塔5S形泡罩塔真空或壓降較低的塔1穿流式篩板塔6浮閥塔2填料塔7篩板塔3浮閥塔8條形泡罩塔4篩板塔存在兩液相的場(chǎng)合1穿流板式塔5圓形泡罩塔2填料塔6其他斜噴射塔四、 鹽酸吸收塔塔直徑確定鹽酸吸收塔塔徑計(jì)算公式為u （~~）uF. 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖法(圖31)計(jì)算泛點(diǎn)氣速 u圖31 吸收塔壓降關(guān)聯(lián)圖有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算塔底混合氣流量 V`S＝吸收液流量 L`＝37℃，水密度37℃時(shí)，水的粘度經(jīng)比較，選 DG25mm 塑料鮑爾環(huán)(米字筋)。（kgs水水水水水水水水水（～）水（流速較高時(shí)）輕有機(jī)物μ＜（四）換熱面積估算和換熱器選型穩(wěn)定傳熱，傳熱系數(shù)K值隨溫度變化不大時(shí),總傳熱速率方程式如下此處按照單殼程，多管程計(jì)算。反應(yīng)釜，水洗蒸餾釜，鹽酸吸收塔等設(shè)備體積較大，需要跨層放置。表41 綠化等級(jí)和綠化率綠化級(jí)別工廠企業(yè)綠化率1制藥廠、膠片廠、感光材料廠、磁帶廠及其他清潔工業(yè)廠30~402原料廠、塑料制品廠、染料廠、涂料廠等20~303石油化工、合成橡膠、合成塑料、農(nóng)藥廠、氯堿廠12~20結(jié)論本設(shè)計(jì)通過(guò)的基礎(chǔ)上，確定反應(yīng)加料和反應(yīng)條件。同時(shí)感謝聯(lián)瑞化工研發(fā)不得各位同事，是他們幫助我完成實(shí)驗(yàn)，并知道我設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，他們是我在工作中的新老師。廠區(qū)東西長(zhǎng)70m，南北寬43m。根據(jù)生產(chǎn)要求，車(chē)間設(shè)計(jì)6個(gè)反應(yīng)釜，2個(gè)蒸餾釜，1個(gè)鹽酸吸收塔，3個(gè)冷凝器和氣液分離器，兩套真空泵裝置，1個(gè)二甲苯儲(chǔ)罐，1個(gè)二甲苯計(jì)量罐，1個(gè)三溴苯酚熔融罐，1個(gè)鹽酸儲(chǔ)罐，1個(gè)副產(chǎn)品臨時(shí)儲(chǔ)罐，1個(gè)產(chǎn)品臨時(shí)儲(chǔ)罐。s，可視為中有機(jī)物。s水溶液μ＞2mPa六 鹽酸吸收塔壓降的計(jì)算由圖 2(通用壓降關(guān)聯(lián)圖)橫坐標(biāo)值 (前已算出)；將操作氣速 u (＝) 代替縱坐標(biāo)中的 uF查表，DG25mm 塑料鮑爾環(huán)(米字筋)的壓降填料因子φ ＝320m1 代替縱坐標(biāo)中的．則縱標(biāo)值為：用內(nèi)插法得壓降第六節(jié) 冷凝器設(shè)計(jì)一、 一級(jí)冷凝器設(shè)計(jì)（一）定性溫度及定性溫度下的物性定性溫度：對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值?？芍M(jìn)入塔時(shí)xa=0，出塔時(shí)由反應(yīng)釜設(shè)計(jì)過(guò)程知，單個(gè)反應(yīng)釜剩余體積為21971480=717L，約合14336L，產(chǎn)生氯化氫的平均組成為。參考標(biāo)準(zhǔn)為HG5157985。根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)選型，氧磷加料適合使用計(jì)量泵加料。二、單批反應(yīng)物料衡算布置6套反應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)化率以75%計(jì)算，需要的各物料和產(chǎn)出的各產(chǎn)品如下表：表32 單批物料核算　投入　產(chǎn)出三溴苯酚kg主產(chǎn)物kg三氯氧磷kg副產(chǎn)物kg二甲苯kg二甲苯kg三氯化鋁kg氯化氫kg物料在反應(yīng)釜中反應(yīng)時(shí)間為18h,加料時(shí)間2h，確定每批生產(chǎn)時(shí)間為24 h。工藝流程如圖24。（三） 反應(yīng)的電子理論解釋當(dāng)苯環(huán)上有一個(gè)取代基，如果想再引入第二個(gè)取代基，則第二個(gè)取代基上的位置可以有三種，即對(duì)位、鄰位和間位；其中對(duì)位取代只有一種，鄰位和間位各有兩個(gè)位置。設(shè)計(jì)中主反應(yīng)是三溴苯酚與三氯氧磷充分反應(yīng)，生成三溴苯基酯的過(guò)程。這類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)尚未有工業(yè)生產(chǎn)。前者主要包括紅磷阻燃劑，無(wú)機(jī)磷系的聚磷酸銨(app)、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸酯等，有機(jī)磷系的非鹵磷酸酯等。我國(guó)阻燃劑生產(chǎn)廠60余家，能夠生產(chǎn)50余種產(chǎn)品，主要為溴磷系列，其中溴系阻燃劑是最重要的系列，約占我國(guó)有機(jī)阻燃劑的30%。還有部分有機(jī)阻燃劑可以用于紡織織物的阻燃整理，如六溴水散體、十溴－三氧化二銻阻燃體系，具有較好的耐洗滌的阻燃性能。燃燒時(shí)吸收大量的熱量。隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)的空間位阻變大，生成三酯需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，合成材料廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)的各個(gè)部門(mén)和人們的生活中,與此同時(shí), 由于合成高分子材料被引燃而導(dǎo)致的火災(zāi)數(shù)量也在大大增加。實(shí)際中，含有氯和溴的阻燃劑使用的最為廣泛。添加型阻燃劑主要是在可燃物中添加阻燃劑發(fā)揮阻燃劑的作用。環(huán)保型阻燃劑是“潛力股”在防火與環(huán)保之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，是未來(lái)阻燃劑發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)。分子中的溴含量較低，燃燒過(guò)程伴隨較少的發(fā)煙量，有害性的氣體揮發(fā)物較少。三（2，4，6三溴苯基）磷酸酯受熱分解的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生磷酸液態(tài)的保護(hù)膜，其沸點(diǎn)在300℃左右。反應(yīng)溫度是140℃，反應(yīng)中使用的溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)高于140℃。升溫控制條件：滴加氧磷時(shí)溫度為100℃，之后升溫到140℃，保持反應(yīng)溫度，最終的得到產(chǎn)品。另外，二甲苯的儲(chǔ)存和反應(yīng)產(chǎn)物的臨時(shí)儲(chǔ)存都需要與用途相適應(yīng)的型號(hào)的儲(chǔ)存罐。體積為，約合11990/200=60桶。熔融加熱功率設(shè)計(jì)，熱量Q=融化潛熱+升溫吸熱三溴苯酚融化焓變?yōu)槿灞椒悠骄葻釣?單批加料時(shí)需要熱量由常溫25℃加熱到100℃，輔助操作時(shí)間一小時(shí)，加熱功率為圓整得P=65kw。吸收時(shí)氯化氫氣體中含有少量三氯氧磷氧磷，三氯氧磷與水反應(yīng)生成鹽酸和磷酸，故吸收產(chǎn)物的鹽酸中含有少量的磷酸。溶質(zhì)氯化氫在水中的擴(kuò)散系數(shù)水的溫度取平均溫度T=（15+60）/2=℃=37℃時(shí)，水的粘度=溶劑分子量Ms=水的締合系數(shù)=HCl在正常沸點(diǎn)下的分子體積VA=+=（二）吸收過(guò)程中傳質(zhì)系數(shù)填料塔傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算公式[1]37℃時(shí)水的密度37℃時(shí)，水的粘度重力加速度水的質(zhì)量流量填料比表面積填料潤(rùn)濕表面積填料工程直徑填料高度用對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法計(jì)算：氯化氫出塔時(shí)，ya=5% 水進(jìn)塔時(shí)xa=0，氯化氫出塔時(shí)yb=95%，水出塔時(shí)xb=%。（四）換熱面積估算和換熱器選型穩(wěn)定傳熱，傳熱系數(shù)K值隨溫度變化不大時(shí),總傳熱速率方程式如下此處按照單殼程，多管程計(jì)算。s輕有機(jī)物μ＜在定性溫度下，分別查取管程和殼程流體(冷卻水和煤油)的有關(guān)物性數(shù)據(jù)，如下：二甲苯在T=90 ℃ p=:密度 定壓比熱容 熱導(dǎo)率 粘度 氣化潛熱查圖得圖32 二甲苯蒸發(fā)潛熱與溫度關(guān)系循環(huán)冷卻水在35℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)[5]密度定壓比熱容 熱導(dǎo)率 粘度（二）熱量衡算蒸餾時(shí)間兩小時(shí),單批蒸餾時(shí)，處理量為m=，熱負(fù)荷需要水的流量（三）流體平均溫差 逆流溫差 由R和P查圖……得溫度校正系數(shù)為，所以校正后的溫度為又因，故可選用單殼程的列管式換熱器。生活區(qū)供員工休息和生活實(shí)用，設(shè)在整個(gè)廠區(qū)的西北方，符合我國(guó)北方多西北風(fēng)的特點(diǎn)，較少工廠對(duì)生活區(qū)的影響。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將工藝流程設(shè)計(jì)為反應(yīng)和蒸餾兩個(gè)過(guò)程，同時(shí)還設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有的鹽酸吸收裝置。生產(chǎn)車(chē)間中工藝流程整體呈U形分布，充分節(jié)約了生產(chǎn)空間；車(chē)間中反應(yīng)釜、蒸餾釜、加料裝置、儲(chǔ)罐等按生產(chǎn)要求高低錯(cuò)落分布，在滿足生產(chǎn)的要求的同時(shí)，優(yōu)化了車(chē)間設(shè)計(jì)。氧磷倉(cāng)庫(kù)一定的危險(xiǎn)性，需要較寬的綠化帶作隔離。在逆流時(shí)：殼程式冷水，s重有機(jī)物μ＞1mPa當(dāng)基本表38 總傳熱系數(shù)范圍殼程（管間）管程總傳熱系數(shù)/[W/（m3由計(jì)算知 （三）鹽酸吸收塔填料高度填料高度計(jì)算公式又知道，G= ，則，帶入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得填料高度為。處理的氯化氫氣體流量也能基本保持恒定。根據(jù)物料體積，選臥式儲(chǔ)罐：公稱容積16m3，實(shí)際容積16m3，筒體直徑2200mm，長(zhǎng)度3400mm。應(yīng)設(shè)計(jì)三氯氧磷臨時(shí)儲(chǔ)罐。帶控制點(diǎn)的工藝流程圖見(jiàn)附圖一。實(shí)際加料的物質(zhì)的量比為1:，過(guò)少時(shí)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，過(guò)多時(shí)反應(yīng)時(shí)間不會(huì)縮短，加入的三氯化鋁的質(zhì)量比應(yīng)為1:。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，用二氯乙烷、四氯乙烷、丙苯、二甲苯為溶劑做反應(yīng)，二甲苯的反應(yīng)效果最佳，最終選擇用二甲苯做溶劑。[8]三（2，4，6三溴苯基）磷酸酯能發(fā)揮溴和磷的協(xié)作阻燃作用。主要產(chǎn)品品種包括二溴辛戊二醇(dbnpg)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及