【正文】 計算傳熱面積 工藝結構尺寸選用25，取管內流速 m/s管程數(shù)和傳熱管數(shù):根據(jù)傳熱內徑和流速確定單程傳熱管數(shù) 按單程管計算所需的傳熱管長為如果按單程管計算，傳熱管過長宜采用多管程結構，取傳熱管長l=7m，則該換熱器管程數(shù)為 傳熱管總根數(shù)是 N=113=33根殼程數(shù)：取管心距 t= t=25=32mm nc===9(根)殼體內徑：采用多管程結構，取管板利用率=則殼體內徑為D==32=園整可取300mm接管：殼程流體進出口接管：取接管內流體流速u= m/s,接管內徑d==，取管徑為20mm管程流體進出口接管：取接管內循環(huán)水流速u= m/s,接管內徑d==，取標準管徑為400mm結　　論（1） 通過物料衡算，計算得聚合釜的進料組成為苯乙烯：，輔料及戊烷共： kg/批。在他們的指導下，通過具體的設計過程，我學會了許多工藝設計的知識，為我以后的學習和工作提供了寶貴的經(jīng)驗?！?殼程傳熱系數(shù)假設殼程的傳熱系數(shù)為2=290 W/(m2由知k＝4500/3000＝，符合k的取值范圍。生成的EPS粒子經(jīng)水洗，離心脫水一級干燥 ,二級干燥風送、篩分、涂層、計量稱重后,包裝成EPS成品。 (13) 重新計時后90分鐘開汽升溫至96℃閉汽自然升溫。 (11) 沖洗將要投料的釜,并檢查釜底閥是否關緊,另兩臺釜的苯乙烯,工藝水,戊烷進料閥門是否關嚴. (12) 將聚合釜機械密封降溫水進水閥打開,機密封降溫水出口閥打開. 正常操作 1． 生產(chǎn)普通型EPS時正常開車步驟 (1) 投脫鹽水打開將要投料的脫鹽水入釜閥門并確認其它兩釜的脫鹽水入釜閥門已關嚴，按表FQC103的啟動鍵，啟動脫鹽水泵，將脫鹽水打入釜內，當水投至設定值時，調節(jié)閥自動關閉，然后脫鹽泵自動停止，關閉脫鹽水入口閥，確認底閥無泄漏。 (3) 聚合釜是否具備開車條件。1小時40分鐘加戊烷，用30分鐘加完，2小時10分鐘開汽升溫至115121℃恒溫浸漬，升溫過程用1小時30分，7小時10分降溫至40℃以下出料至水洗釜(V201/2/3)中。 (5) 氮氣、儀表空氣自進入界區(qū)開始至進入聚合釜(R201/2/3)入口法蘭處為止。二步法生產(chǎn)工藝由于聚合后就對聚合物顆粒進行分級，再根據(jù)不同粒經(jīng)按不同工藝浸漬，故所得EPS珠粒質量較佳，同時還可避免含發(fā)泡劑粉狀物的產(chǎn)生，不必進一步處理，但二步法工藝生產(chǎn)流程較長，投資費用較高，且生產(chǎn)過程能耗大，產(chǎn)品成本高。苯乙烯懸浮聚合的優(yōu)點是聚合時所放出的反應熱容易擴散開來被介質帶走，總體上克服了反應溫度分布范圍寬的現(xiàn)象，因而生產(chǎn)出的聚苯乙烯樹脂比老式本體聚合法生產(chǎn)出的聚苯乙烯耐熱度高。從工程角度分析，該工藝還有以下缺點：①轉化率過高，后期反應速率很慢，總的停留時間太長，反應器的容積效率大大降低；②物料黏度過大，只能用逐步升溫的方式使之流動，前后溫差太大，造成產(chǎn)物聚合度分布加寬。[1] 工藝路線以羥基磷酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉為分散劑，以有機過氧化物為引發(fā)劑，在攪拌作用下，苯乙烯單體以液滴的形式懸浮于水中，按自由基反應歷程進行聚合反應，聚合到穩(wěn)定時間后加入發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在一定溫度壓力下滲透到珠粒內，同時珠粒進一步聚合，得到EPS粒子，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥、篩分、稱重。廢液洗滌各類設備的洗凈油及廢油,經(jīng)集中回收并入其它裝置的燃料油中外銷。 設計地區(qū)的自然條件本設計的發(fā)泡聚苯乙烯車間建在吉林市江北區(qū)原吉化有機合成廠舊址。本人愿意按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復制手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務系統(tǒng)，公布設計（論文）的部分或全部內容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）該地區(qū)的自然條件如表11所示：表11 吉林地區(qū)的自然條件土壤最大凍土深度：土壤設計凍土深度：全年主導風向：西南風夏季主導風向：東南風年平均風速：地震裂度：7度年平均降雨量：日最大降雨量：平均氣壓：最高氣溫：℃最低氣溫：38℃平均相對溫度：71%最大降雪量：420毫米水溫：15℃ 車間布置、崗位人員配制 車間布置本設計的設備布置，既滿足了生產(chǎn)實際需要，又考慮了設備的安裝，檢修方便，節(jié)約空地。廢氣主要來自聚合釜及料倉，廢氣中主要成份為苯乙烯和戊烷的混合物，因為間歇排放，絕對量比較少，采取直接排放。把含有發(fā)泡劑的聚苯乙烯珠粒,在發(fā)泡器中預發(fā)泡(用蒸氣加熱),在室溫下熟化后即可供成型使用。 添加少量溶劑的單釜連續(xù)本體聚合技術添加少量溶劑的苯乙烯本體聚合，溶劑量通?？刂圃?%～15%范圍內。實質上，反應溫度分布范圍窄，促使分子量分布范圍變窄，從而使得聚苯乙烯樹脂耐熱度得到提高。一步法雖有缺點，但與二步法比較仍是利多弊少，特別是在經(jīng)濟上占有極大優(yōu)勢， 故目前國外生產(chǎn)EPS較為普遍地應用一步浸漬法。 崗位任務本崗位任務是以合格的苯乙烯單體為主要原料，采用低溫懸浮聚合工藝，生產(chǎn)合格的可發(fā)性聚苯乙烯產(chǎn)品。 開車前的準備工作 (1) 長期停車后,開車前的準備工作 (2) 對檢修后的設備、管線、閥門、管件等進行全面檢查核對，對新更換的管線要進行吹掃。 (4) 安全設置檢查并確認。 (2) 啟動減速機油泵，確認減速機油位足夠后開啟機械密封降溫水閥，然后啟動攪拌，設定頻率為41Hz(62r/min)。 (14) 重新計時后180分鐘，開汽升溫，120℃恒溫，浸漬。第 6 章 物料衡算 計算依據(jù)（1）年產(chǎn)量：（2）年工作時數(shù)：7200小時（3）單體純度：%（4）單體轉化率：98%（5）苯乙烯組分含量92%（6）工藝配比（凈含量/100分單體，質量百分含量）：工藝配比見表61[10]表61 LFEPS發(fā)泡聚苯乙烯工藝配比序號原料名稱規(guī)格LREPS備注1水脫鹽水1242苯乙烯（ST）%100單體3成核劑（SN）4發(fā)泡劑94%5羥基磷酸鈣（HAP）主分散劑6十二烷基本磺酸鈉（SDBS）助分散劑7過氧化苯甲酰（BPO）干基98%低溫引發(fā)劑8過氧化苯甲酸叔丁脂（CPO2）95%高溫引發(fā)劑9六溴環(huán)十二烷阻燃劑10過氧化二異丙苯（DOP）阻燃劑11磷酸氫二鈉）99％無水穩(wěn)定12過硫酸鉀調理1）（注：J代表吉林，F(xiàn)代表普通型） 聚合工段物料衡算 進料階段每年生產(chǎn)：7200/17=424批每批生產(chǎn)：8000000/424=18868kg 苯乙烯進料量=/批輔助物料計算：（1）分散介質水的進料量為：124%= kg/批（2）分散劑主分散劑HAP：%= kg/批%= kg/批助分散劑SDBS：%= kg/批（3）成核劑SN：%= kg/批（4）引發(fā)劑低溫引發(fā)劑BPO：%= kg/批高溫引發(fā)劑CPO2：%= kg/批（5）發(fā)泡劑C50: %= kg/批（6）阻燃劑HBCD：%=DCP：%= kg/批（7）穩(wěn)定劑 DSP：%= kg/批（8）無機氧化劑KPS：%= kg/批（9）進料總量為：++++++++++++= kg/批 出料階段單體進料量：，單體轉化率：98%，則單體ST的反應用量為：98%= kg/批ST未反應的是：EPS產(chǎn)品出料量=進料總量未反應的單體出料量水量== kg/批物料平衡見表62：表62 物料平衡表進料（kg/批）出料（kg/批）苯乙烯HAPSDBSSNBPOCPO2戊烷DCPDSPKPS亞硫酸氫鈉EPS產(chǎn)品水總量校驗設計任務:EPS年產(chǎn)量 ：424=8070530kg=其年產(chǎn)量為: 結果稍大于所給設計任務,故設計為合格.第 7 章 聚合工段熱量衡算衡算式：進釜的熱量=出釜的熱量(冷劑帶走的熱量)Q顯+Q聚+Q攪+Q損=Q吸（1）顯熱；（2）聚合熱；（3）聚合釜攪拌熱；（4）熱量損失；（5）冷劑帶走的熱量。所以聚合釜的直徑＝3000 mm；＝4500 mm；綜上所述，年產(chǎn)1萬噸發(fā)泡聚苯乙烯反應器容積30m公稱直徑（)3000mm、高度()4500mm、高徑比（／）。℃)污垢熱阻：Rsi= m2另外，還要感謝高分子教研室的全體老師和我們的設計小組其他同學，以及為我提供幫助的高分子班的全體同學，感謝他們在我設計過程中的幫助和支持。℃/W管壁的導熱系數(shù)=45 W/(m2 聚合釜攪拌器的設計 攪拌漿葉的排出流量[12]依據(jù)反應釜內物料的物理性質，可選攪拌槳為圓盤渦輪式槳葉，槳葉層數(shù)為兩層。如圖71所示：圖71苯乙烯轉化率隨時間變化曲線計算如下：由公式，查得單體ST的聚合熱QST ＝70 kJ/mol＝ Kcal/mol(25℃,氣態(tài)，無定形)；〔已知1 Kcal＝ KJ〕；MST= kg/mol，Cp= J/(mol降溫至40℃以下，緩慢打開放空閥，泄盡余壓，打開取樣孔，通知后處理崗位出料。 (4) 投苯乙烯。 (6) 所有助劑及原料經(jīng)分析合格，應滿足開車要求。綜合氣密性試驗應在高于操作壓力，小于安全閥起跳壓力下進行。 生產(chǎn)流程①貯存于工藝水槽(V103)中的脫鹽水在表(FQC103)的控制下，用泵(P103)定量打入聚合釜(R201/2/3)中。EPS越來越多的用于食品運輸和包裝（魚、水果和蔬菜），在這方面，力學性能和絕熱性能都起重要的作用。另外，懸浮聚合苯乙烯轉化率不可能達到100%，剩余的單體有一部分被放空，另有50006000mg/kg的單體殘留在樹脂中。溶劑通常只選用苯或乙苯，因為它們能和聚苯乙烯混溶，而且又容易得到。[2] 工藝流程 工藝流程見圖21圖21 工藝流程簡圖 反應原理總反應式：nCH2=CH→CH2CHn 苯乙烯的聚合屬于自由基聚合,主要分為鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三個階段。美化環(huán)境的同時也起到了降低噪聲的作用。本著滿足工藝條件的原則，首先確定關鍵設備的位置，其它設備則盡可能在主要設備的四周，以利于操作，檢修和配管?？砂l(fā)性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib／ft3）的泡沫塑料劑品。 作者簽名: 二〇一〇年九月二十日該處的下游還有污水處理廠，能將工業(yè)、生活污水進行有效的處理。 環(huán)境保護該廠建于吉林市東北部的江北化工區(qū)，該地區(qū)的主導風向為西南、西北風，對市區(qū)居民的生活及附近的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均無影響。第 2 章 工藝論證 工藝原理 實施方案以苯乙烯為單體，水做懸浮介質，采用低溫懸浮聚合一步法生產(chǎn)工藝。這種老式的塔式本體聚合不使用引發(fā)劑，通過熱引發(fā)聚合，預聚合溫度為80～100℃，轉化率控制在32%～35%，連續(xù)操作。通常很少使用分子量調節(jié)劑（如叔十二碳