【文章內容簡介】 ＞ R－CH2－CH2R－CH2－CH2 ＋ CH2＝CH2 ——＞ R－CH2－CH2－CH2－CH2……R－（CH2－CH2）n ＋ CH2＝CH2 ——＞ R－（CH2－CH2）（n＋1）……（3）鏈終止當鏈端自由基的未配對電子因某種原因獲得配對時，鏈的增長即告終止。一種典型的情況是兩個增長著的鏈互相碰撞：R－（CH2－CH2）n ＋ （CH2－CH2）m－R ——＞ R－（CH2－CH2）n－（CH2－CH2）m－R此外，增長中的鏈與其它分子碰撞時，也有可能奪取電子而配對。①生產(chǎn)規(guī)模。設計任務書中規(guī)定的年產(chǎn)量為6萬噸②生產(chǎn)時間。年工作日：300d/a（24h/d）共7200h③相關技術指標工藝配方：引發(fā)劑（微量氧或過氧化物）用量：（106—104）可忽略分子量調節(jié)劑用量：c=5％=聚合度=400乙烯高壓聚合過程中單程轉化率僅為15％—30％，在此以30%為例進行計算。④化學變化及物理化學變化的變化關系 表33 各物料的相對分子質量化合物名稱乙烯PE鏈節(jié)聚合物相對分子質量符號相對分子質量282813000 連續(xù)操作過程，可選擇時間為計算基準，計算單位為kg/h。 可得到產(chǎn)品產(chǎn)量與主要原料乙烯投料量之間的比例關系，宜采用順流程的計算順序。 PE熔體流量與乙烯理論投料的關系為: 該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量為6萬噸,年開工300d,連續(xù)生產(chǎn),切粒、%,因此PE熔體流量為: 乙烯實際投料質量流量為: 乙烯實際投料摩爾流量為: 順流程展開計算 R101物料衡算如上圖為R101物料平衡示意圖① ——乙烯進料 乙烯: ② —— 高壓分離器回收的乙烯(設其分離率為X)R201回收的乙烯：③ —— 低壓分離器回收的乙烯由于經(jīng)聚合后剩余的乙烯在低壓分離器要完全進行回收再利用，故其分離率為100%R301回收的乙烯： 分子量調節(jié)劑： 合計： ④ ——聚合產(chǎn)物原料乙烯聚合生成的產(chǎn)物原料乙烯經(jīng)聚合后剩余的乙烯回收的乙烯聚合生成的產(chǎn)物 回收的乙烯經(jīng)聚合后剩余的乙烯 分子量調節(jié)劑：合計 R101物料平衡驗算： 總進料量= 總出料量X取30%，所以帶入數(shù)據(jù)計算結果得總進料量=總出料量=總出料量等于總進料量，符合物料守恒定律，說明整個聚合工序的物料衡算過程是正確的 整理計算結果 編寫物料平衡表。物流代號R101乙烯）4868X分子量調節(jié)劑聚合物合計4868Xc——分子量調節(jié)劑用量 ——乙烯的相對分子質量——PE鏈節(jié)的相對分子質量 ——聚乙烯的相對分子質量——PE熔體流量 ——乙烯理論投料質量流量——乙烯實際投料質量流量 ——乙烯實際投料摩爾流量 ——高壓分離器分離的乙烯量 ——原料乙烯投料量——低壓分離器分離的乙烯量 ——分子量調節(jié)劑進入量— —分子量調節(jié)劑流出量 X——高壓分離器分離率第四章低密度聚乙烯的熱量衡算 熱量恒算概述 熱量恒算的內容及作用為后續(xù)工藝設計提供依據(jù) A,計算高峰熱負荷(最大傳熱速率).由于間歇操作過程為非定態(tài)操作過程,物料狀態(tài),化學變化,物理變化速率隨時間變化而變化,因此必須用高峰熱符合計算設備傳熱面積,傳熱介質流量,工藝管徑等,以滿足最大操作負荷時的工藝要求. B,計算熱符合變化規(guī)律(傳熱速率隨時間變化曲線),為控制方案的選擇停工依據(jù),如何選用何種傳熱介質,傳熱介質的溫度及范圍,流量及范圍等. (2)熱量消耗的計算及能源的綜合利用 熱量消耗的計算主要是為經(jīng)濟核算等提供依據(jù),硬扯需要按單位操作時間(批),解決能源合理利用的問題.(3)為其他專業(yè)的設計提供依據(jù) 提出傳熱戒指的種類,相態(tài),使用溫度范圍,使用壓力范圍,傳熱介質流量及用量,設備是否需要保溫等設計條件,為公用工程,自控儀表等設計提供依據(jù). 在化工過程中,各種熱量之間的轉換關系可以用熱平衡方程表示:其中: 設備或系統(tǒng)與外界環(huán)境交換熱量之和,通常包括熱損失,kJ.離開設備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ. 進入設備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ.而在實際生產(chǎn)過程中,熱平衡方程通常寫成以下形式便于計算:其中:設備或系統(tǒng)內物料與外界交換熱量之和(傳入熱量為正,傳出熱量為負),kJ.由于物料溫度變化,系統(tǒng)與外界交換的熱量(當有相變時,應分段計算,升溫為正,降溫為負),kJ.由于物料發(fā)生各種變化(化學反應,相變,溶解,混合等),系統(tǒng)與外界交換的熱量(吸熱為正,放熱為負).kJ.由于設備溫度改變,系統(tǒng)與外界交換的熱量.(設備升溫為正,設備降溫為負),kJ.設備向外界散失的熱量(操作溫度高于環(huán)境溫度為正,低于環(huán)境溫度為負),kJ.(1) 的計算(顯熱)恒容變化過程:其中:恒容熱容,kJkg℃。,物料進,出口溫度,℃。物料質量,kg。恒容變化過程中,系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱量,kJ.③液體或固體: ④混合物物料體系:其中:各組分質量分數(shù) 各組分恒壓熱容⑤連續(xù)操作過程q1=WCV(T2T1)(2) 的計算(化學反應熱,相變熱,溶解熱,混合熱)①當物料發(fā)生化學反應時:其中:W反應物質量,kg。M—反應物相對分子質量,kgkmol,反應物轉化率的變化由于物料發(fā)生化學反應,系統(tǒng)與外界交換熱量,kJ.吸熱反應為正.②當物料發(fā)生其他物理變化時:其中:發(fā)生某種變化的物質的量質量流量,單位物質發(fā)生該變化吸收或放出的熱量,kJ kg變化過程為吸熱過程時,＞0. (3) 的計算(設備溫度變化)因為該工藝為連續(xù)操作，所以無熱損失。=0 (4) 的計算(熱損失)其中:設備各部分表面積,m178。設備各部分表面對環(huán)境的傳熱系數(shù),Wm℃。設備各部分表面溫度,℃。環(huán)境溫度,℃。t操作時間,h.為簡化計算，常取熱損失速率為總傳熱速率的10%聚乙烯比熱容：℃1反應物轉化率變化：Δx=%反應溫度：170℃進料溫度：125℃冷卻水入口溫度：10℃冷卻水出口溫度：45℃125℃時CP=（kg℃）=（kgk）170℃時CP=（kg℃）=（kgk）總出料量由物料衡算得W=進料溫度為125℃，采用換熱器在進入釜前操作，加熱介質選用硅油反應釜溫度為170℃，采用電加熱。 Q1=125=105kcal/hQ3=810=105kcal/hQ4=170=105kcal/h4) 攪拌熱H=P總=3600kcal/h=105kcal/h5)制冷劑帶出的熱量Q2=Q1+Q3+HQ4=(++)105=105kcal/h6) 設備負荷與冷卻水消耗量聚合釜是連續(xù)操作，以kcal/h為計算基準，設備負荷等于Q2冷卻水t入口=10℃，t出口=45℃，CP=（kgk）冷卻水消耗W=Q/CPΔt=105/1()=103kg/h第五章設備工藝計算化工設備是化工生產(chǎn)的重要物質基礎，對工程項目投產(chǎn)后的生產(chǎn)能力、操作穩(wěn)定性、可靠性、以及產(chǎn)品質量等等都將起著重要的作用。因此，對于設備的設計和選擇首先要考慮的是工藝上的要求；要運行可靠，操作安全；便于連續(xù)化和自動化生產(chǎn)；要能夠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和無污染，以及便于購置和容易制造等，總之，要全面貫徹先進、適用高效、安全、可靠、省材和節(jié)資等原則。 技術經(jīng)濟指標化工設備的主要經(jīng)濟技術指標有以下五項：單位生產(chǎn)能力；消耗系數(shù)；設備價格；管理費用和產(chǎn)品總成本?，F(xiàn)分述如下：⑴單位生產(chǎn)能力單位生產(chǎn)能力是指設備的單位體積、單位重量或單位面積在單位時間內完成的任務。因此，設備的生產(chǎn)能力要與流程設計的生產(chǎn)能力相適應，而且效率要高。通常，設備的生產(chǎn)能力愈高愈好，但其效率卻與設備的大小和結構有關，因此要分析比較，權衡利弊，合理選擇。⑵消耗系數(shù)化工設備的消耗系數(shù)是指生產(chǎn)單位重量或單位體積的產(chǎn)品消耗的原料和能量，其中包括原材料、燃料、蒸汽、水和電等。化工產(chǎn)品的單耗不但與采用的工藝路線有關，而且也與采用設備有關，例如：合成氨廠中，氨產(chǎn)品的煙煤單耗就與鍋爐設備的消耗系數(shù)有著密切的關系，一般說來，消耗系數(shù)越低越好。⑶設備價格設備價格直接影響建設工程投資。顯然，一般要選擇價格便宜，制造容易，結構簡單，用材不多的設備，但要注意設備質量和生產(chǎn)效率。⑷管理費用設備的管理費用包括勞動工資、維護和栓修費用等。要盡量選用管理費用低的設備，以降低產(chǎn)品的成本。⑸產(chǎn)品總成本產(chǎn)品總成本是化工企業(yè)效益的綜合反應，一般要求產(chǎn)品的總成本越低越好，實際上，這項指標是上述各項指標的綜合反應?！　』ぴO備除了要滿足上述技術經(jīng)濟指標外，還要滿足下述各項結構要求?！　、艔姸龋夯ぴO備無論是主體部分還是零部件都要有合理的強度，否則就不能保證生產(chǎn)的正常運行和工人的安全。所謂強度要求是指合理的或符合化工設備規(guī)范的要求。例如：為預防生產(chǎn)中突然超壓，要采用保安部件(如防爆膜等)處理，這就是控制設備合理強度的實例?！　、苿偠龋褐冈O備及其構件在外壓作用下能保持原狀的能力。有時候化工設備構件的設計主要取決于剛度，而不是強度。例如，塔設備的塔盤板，其厚度常常由材料的剛度來決定?！　、悄途眯裕褐冈O備能使用的年限。一般化工設備的使用年限為十至十二年，而高壓設備則為二十至二十五年，但在實際生產(chǎn)中設備的使用年限則于設備的被腐蝕情況。因此在考慮設備的耐久性時要充分考慮設備使用的腐蝕條件?！　、让芊庑裕夯ぴO備的密封性是一個很重要的問題，特別是在處理易燃、易爆、有毒介質時成為重要，在設備中應根據(jù)有毒物質在車間內的允許濃度來確定設備的密封性?！　、捎貌暮椭圃欤涸谠O計化工設備時，要盡是減少材料的用量，特別是一些貴重材料，同時還要考慮制造方便，避免復雜的加工工序，減少加工量，力求降低設備的制造成本和材料用量?！　、什僮骱蜋z修：化工設備的構件還要顧及操作、安裝、日常維修的方便，例如人孔太小就會影響日常的檢修，延長檢修時間，從而減少化工生產(chǎn)的有效時間，影響設備能力的發(fā)揮。⑺運輸方便：化工設備的尺寸和形狀應注意到運輸方便與否問題，當設備制造廠與使用廠相距較遠時成為突出。采用水運時，尺寸限制不嚴，采用陸運時，則設備的直徑、長度和重量要符合公路、鐵路的運輸規(guī)定。(或標準)設備的選擇　　定型設備的選擇除了要符合上述基本條件外，還要注意以下幾個問題：　?、攀紫雀鶕?jù)設計項目的規(guī)定生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮設備的臺數(shù)，如采用單臺或多臺；臺數(shù)確定后，凡是運轉設備要按其負荷和規(guī)定的工藝條件進行選型；靜止設備則要計算其主要參數(shù)，如傳熱面積、蒸發(fā)面積等，再結合有關工藝條件進行選型。設備的選型可參考國家的標準圖集或有關手冊和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄、說明書等?！　、圃谶x擇定型設備時要注意其備品備件的供應情況，以避免在使用中因缺少備品備件而耽誤修理時間，影響生產(chǎn)?！　、菍Χㄐ驮O備選型時，考慮設備生產(chǎn)能力時還應注意兩點：一是如果不能選到與生產(chǎn)能力對口的定型設備則可按生產(chǎn)能力偏高的選用；二是如果工廠近期內要發(fā)展，可按工廠的發(fā)展要求選配，以免使用不久又要更換或增加設備。⑷設備工藝條件的考慮。有些設備也應從偏高一個等級選用，例如：工藝上要求使用10公斤/厘米2壓力的蒸氣，則應選用工作壓力為16公斤/厘米2的鍋爐比較適宜。非定型設備需要專門設計和制造，由于化工產(chǎn)品門類多，品種雜，因此非定型設備應用也非常廣泛。聚合物的生產(chǎn)中聚合反應中關鍵工序，聚合物合成的設備則是關鍵設