【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(dāng)鏈端自由基的未配對(duì)電子因某種原因獲得配對(duì)時(shí)，鏈的增長(zhǎng)即告終止。一種典型的情況是兩個(gè)增長(zhǎng)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(zhǎng)中的鏈與其它分子碰撞時(shí)，也有可能奪取電子而配對(duì)。①生產(chǎn)規(guī)模。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中規(guī)定的年產(chǎn)量為6萬(wàn)噸②生產(chǎn)時(shí)間。年工作日：300d/a（24h/d）共7200h③相關(guān)技術(shù)指標(biāo)工藝配方：引發(fā)劑（微量氧或過(guò)氧化物）用量：（106—104）可忽略分子量調(diào)節(jié)劑用量：c=5％=聚合度=400乙烯高壓聚合過(guò)程中單程轉(zhuǎn)化率僅為15％—30％，在此以30%為例進(jìn)行計(jì)算。④化學(xué)變化及物理化學(xué)變化的變化關(guān)系 表33 各物料的相對(duì)分子質(zhì)量化合物名稱(chēng)乙烯PE鏈節(jié)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量符號(hào)相對(duì)分子質(zhì)量282813000 連續(xù)操作過(guò)程，可選擇時(shí)間為計(jì)算基準(zhǔn)，計(jì)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(guān)系，宜采用順流程的計(jì)算順序。 PE熔體流量與乙烯理論投料的關(guān)系為: 該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量為6萬(wàn)噸,年開(kāi)工300d,連續(xù)生產(chǎn),切粒、%,因此PE熔體流量為: 乙烯實(shí)際投料質(zhì)量流量為: 乙烯實(shí)際投料摩爾流量為: 順流程展開(kāi)計(jì)算 R101物料衡算如上圖為R101物料平衡示意圖① ——乙烯進(jìn)料 乙烯: ② —— 高壓分離器回收的乙烯(設(shè)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(jìn)行回收再利用，故其分離率為100%R301回收的乙烯： 分子量調(diào)節(jié)劑： 合計(jì)： 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(diào)節(jié)劑：合計(jì) R101物料平衡驗(yàn)算： 總進(jìn)料量= 總出料量X取30%，所以帶入數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果得總進(jìn)料量=總出料量=總出料量等于總進(jìn)料量，符合物料守恒定律，說(shuō)明整個(gè)聚合工序的物料衡算過(guò)程是正確的 整理計(jì)算結(jié)果 編寫(xiě)物料平衡表。物流代號(hào)R101乙烯）4868X分子量調(diào)節(jié)劑聚合物合計(jì)4868Xc——分子量調(diào)節(jié)劑用量 ——乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量——PE鏈節(jié)的相對(duì)分子質(zhì)量 ——聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量——PE熔體流量 ——乙烯理論投料質(zhì)量流量——乙烯實(shí)際投料質(zhì)量流量 ——乙烯實(shí)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(diào)節(jié)劑進(jìn)入量— —分子量調(diào)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(nèi)容及作用為后續(xù)工藝設(shè)計(jì)提供依據(jù) A,計(jì)算高峰熱負(fù)荷(最大傳熱速率).由于間歇操作過(guò)程為非定態(tài)操作過(guò)程,物料狀態(tài),化學(xué)變化,物理變化速率隨時(shí)間變化而變化,因此必須用高峰熱符合計(jì)算設(shè)備傳熱面積,傳熱介質(zhì)流量,工藝管徑等,以滿(mǎn)足最大操作負(fù)荷時(shí)的工藝要求. B,計(jì)算熱符合變化規(guī)律(傳熱速率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)),為控制方案的選擇停工依據(jù),如何選用何種傳熱介質(zhì),傳熱介質(zhì)的溫度及范圍,流量及范圍等. (2)熱量消耗的計(jì)算及能源的綜合利用 熱量消耗的計(jì)算主要是為經(jīng)濟(jì)核算等提供依據(jù),硬扯需要按單位操作時(shí)間(批),解決能源合理利用的問(wèn)題.(3)為其他專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)提供依據(jù) 提出傳熱戒指的種類(lèi),相態(tài),使用溫度范圍,使用壓力范圍,傳熱介質(zhì)流量及用量,設(shè)備是否需要保溫等設(shè)計(jì)條件,為公用工程,自控儀表等設(shè)計(jì)提供依據(jù). 在化工過(guò)程中,各種熱量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以用熱平衡方程表示:其中: 設(shè)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(kāi)設(shè)備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ. 進(jìn)入設(shè)備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ.而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,熱平衡方程通常寫(xiě)成以下形式便于計(jì)算:其中:設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和(傳入熱量為正,傳出熱量為負(fù)),kJ.由于物料溫度變化,系統(tǒng)與外界交換的熱量(當(dāng)有相變時(shí),應(yīng)分段計(jì)算,升溫為正,降溫為負(fù)),kJ.由于物料發(fā)生各種變化(化學(xué)反應(yīng),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(fù)).kJ.由于設(shè)備溫度改變,系統(tǒng)與外界交換的熱量.(設(shè)備升溫為正,設(shè)備降溫為負(fù)),kJ.設(shè)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(fù)),kJ.(1) 的計(jì)算(顯熱)恒容變化過(guò)程:其中:恒容熱容,kJkg℃。,物料進(jìn),出口溫度,℃。物料質(zhì)量,kg。恒容變化過(guò)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(zhì)量分?jǐn)?shù) 各組分恒壓熱容⑤連續(xù)操作過(guò)程q1=WCV(T2T1)(2) 的計(jì)算(化學(xué)反應(yīng)熱,相變熱,溶解熱,混合熱)①當(dāng)物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí):其中:W反應(yīng)物質(zhì)量,kg。M—反應(yīng)物相對(duì)分子質(zhì)量,kgkmol,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化由于物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),系統(tǒng)與外界交換熱量,kJ.吸熱反應(yīng)為正.②當(dāng)物料發(fā)生其他物理變化時(shí):其中:發(fā)生某種變化的物質(zhì)的量質(zhì)量流量,單位物質(zhì)發(fā)生該變化吸收或放出的熱量,kJ kg變化過(guò)程為吸熱過(guò)程時(shí),＞0. (3) 的計(jì)算(設(shè)備溫度變化)因?yàn)樵摴に嚍檫B續(xù)操作，所以無(wú)熱損失。=0 (4) 的計(jì)算(熱損失)其中:設(shè)備各部分表面積,m178。設(shè)備各部分表面對(duì)環(huán)境的傳熱系數(shù),Wm℃。設(shè)備各部分表面溫度,℃。環(huán)境溫度,℃。t操作時(shí)間,h.為簡(jiǎn)化計(jì)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(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化：Δx=%反應(yīng)溫度：170℃進(jìn)料溫度：125℃冷卻水入口溫度：10℃冷卻水出口溫度：45℃125℃時(shí)CP=（kg℃）=（kgk）170℃時(shí)CP=（kg℃）=（kgk）總出料量由物料衡算得W=進(jìn)料溫度為125℃，采用換熱器在進(jìn)入釜前操作，加熱介質(zhì)選用硅油反應(yīng)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(shè)備負(fù)荷與冷卻水消耗量聚合釜是連續(xù)操作，以kcal/h為計(jì)算基準(zhǔn)，設(shè)備負(fù)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(shè)備工藝計(jì)算化工設(shè)備是化工生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)工程項(xiàng)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(zhì)量等等都將起著重要的作用。因此，對(duì)于設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇首先要考慮的是工藝上的要求；要運(yùn)行可靠，操作安全；便于連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)；要能夠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和無(wú)污染，以及便于購(gòu)置和容易制造等，總之，要全面貫徹先進(jìn)、適用高效、安全、可靠、省材和節(jié)資等原則。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)化工設(shè)備的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有以下五項(xiàng)：?jiǎn)挝簧a(chǎn)能力；消耗系數(shù)；設(shè)備價(jià)格；管理費(fèi)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(shè)備的單位體積、單位重量或單位面積在單位時(shí)間內(nèi)完成的任務(wù)。因此，設(shè)備的生產(chǎn)能力要與流程設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，而且效率要高。通常，設(shè)備的生產(chǎn)能力愈高愈好，但其效率卻與設(shè)備的大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此要分析比較，權(quán)衡利弊，合理選擇。⑵消耗系數(shù)化工設(shè)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(xiàn)有關(guān)，而且也與采用設(shè)備有關(guān)，例如：合成氨廠(chǎng)中，氨產(chǎn)品的煙煤?jiǎn)魏木团c鍋爐設(shè)備的消耗系數(shù)有著密切的關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，消耗系數(shù)越低越好。⑶設(shè)備價(jià)格設(shè)備價(jià)格直接影響建設(shè)工程投資。顯然，一般要選擇價(jià)格便宜，制造容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用材不多的設(shè)備，但要注意設(shè)備質(zhì)量和生產(chǎn)效率。⑷管理費(fèi)用設(shè)備的管理費(fèi)用包括勞動(dòng)工資、維護(hù)和栓修費(fèi)用等。要盡量選用管理費(fèi)用低的設(shè)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(yīng)，一般要求產(chǎn)品的總成本越低越好，實(shí)際上，這項(xiàng)指標(biāo)是上述各項(xiàng)指標(biāo)的綜合反應(yīng)?！　』ぴO(shè)備除了要滿(mǎn)足上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，還要滿(mǎn)足下述各項(xiàng)結(jié)構(gòu)要求?！　、艔?qiáng)度：化工設(shè)備無(wú)論是主體部分還是零部件都要有合理的強(qiáng)度，否則就不能保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行和工人的安全。所謂強(qiáng)度要求是指合理的或符合化工設(shè)備規(guī)范的要求。例如：為預(yù)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(shè)備合理強(qiáng)度的實(shí)例?！　、苿偠龋褐冈O(shè)備及其構(gòu)件在外壓作用下能保持原狀的能力。有時(shí)候化工設(shè)備構(gòu)件的設(shè)計(jì)主要取決于剛度，而不是強(qiáng)度。例如，塔設(shè)備的塔盤(pán)板，其厚度常常由材料的剛度來(lái)決定?！　、悄途眯裕褐冈O(shè)備能使用的年限。一般化工設(shè)備的使用年限為十至十二年，而高壓設(shè)備則為二十至二十五年，但在實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)備的使用年限則于設(shè)備的被腐蝕情況。因此在考慮設(shè)備的耐久性時(shí)要充分考慮設(shè)備使用的腐蝕條件。　?、让芊庑裕夯ぴO(shè)備的密封性是一個(gè)很重要的問(wèn)題，特別是在處理易燃、易爆、有毒介質(zhì)時(shí)成為重要，在設(shè)備中應(yīng)根據(jù)有毒物質(zhì)在車(chē)間內(nèi)的允許濃度來(lái)確定設(shè)備的密封性。　?、捎貌暮椭圃欤涸谠O(shè)計(jì)化工設(shè)備時(shí)，要盡是減少材料的用量，特別是一些貴重材料，同時(shí)還要考慮制造方便，避免復(fù)雜的加工工序，減少加工量，力求降低設(shè)備的制造成本和材料用量?！　、什僮骱蜋z修：化工設(shè)備的構(gòu)件還要顧及操作、安裝、日常維修的方便，例如人孔太小就會(huì)影響日常的檢修，延長(zhǎng)檢修時(shí)間，從而減少化工生產(chǎn)的有效時(shí)間，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。⑺運(yùn)輸方便：化工設(shè)備的尺寸和形狀應(yīng)注意到運(yùn)輸方便與否問(wèn)題，當(dāng)設(shè)備制造廠(chǎng)與使用廠(chǎng)相距較遠(yuǎn)時(shí)成為突出。采用水運(yùn)時(shí)，尺寸限制不嚴(yán)，采用陸運(yùn)時(shí)，則設(shè)備的直徑、長(zhǎng)度和重量要符合公路、鐵路的運(yùn)輸規(guī)定。(或標(biāo)準(zhǔn))設(shè)備的選擇　　定型設(shè)備的選擇除了要符合上述基本條件外，還要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：　?、攀紫雀鶕?jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的規(guī)定生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮設(shè)備的臺(tái)數(shù)，如采用單臺(tái)或多臺(tái)；臺(tái)數(shù)確定后，凡是運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備要按其負(fù)荷和規(guī)定的工藝條件進(jìn)行選型；靜止設(shè)備則要計(jì)算其主要參數(shù)，如傳熱面積、蒸發(fā)面積等，再結(jié)合有關(guān)工藝條件進(jìn)行選型。設(shè)備的選型可參考國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)圖集或有關(guān)手冊(cè)和生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品目錄、說(shuō)明書(shū)等?！　、圃谶x擇定型設(shè)備時(shí)要注意其備品備件的供應(yīng)情況，以避免在使用中因缺少備品備件而耽誤修理時(shí)間，影響生產(chǎn)?！　、菍?duì)定型設(shè)備選型時(shí)，考慮設(shè)備生產(chǎn)能力時(shí)還應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是如果不能選到與生產(chǎn)能力對(duì)口的定型設(shè)備則可按生產(chǎn)能力偏高的選用；二是如果工廠(chǎng)近期內(nèi)要發(fā)展，可按工廠(chǎng)的發(fā)展要求選配，以免使用不久又要更換或增加設(shè)備。⑷設(shè)備工藝條件的考慮。有些設(shè)備也應(yīng)從偏高一個(gè)等級(jí)選用，例如：工藝上要求使用10公斤/厘米2壓力的蒸氣，則應(yīng)選用工作壓力為16公斤/厘米2的鍋爐比較適宜。非定型設(shè)備需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造，由于化工產(chǎn)品門(mén)類(lèi)多，品種雜，因此非定型設(shè)備應(yīng)用也非常廣泛。聚合物的生產(chǎn)中聚合反應(yīng)中關(guān)鍵工序，聚合物合成的設(shè)備則是關(guān)鍵設(shè)