年產(chǎn)50000噸聚醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-12 08:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料平衡關(guān)系示意圖 M1軟水； M2聚乙烯醇； M3聚乙烯醇溶液； M4過(guò)濾后的聚乙烯醇溶液 M5單體醋酸乙烯酯； M6增 塑劑 DOP； M7PH 調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉； M8引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀； M9乳化劑 OP10； M10聚合物； M11過(guò)濾后的聚合物； M12實(shí)際還需加的水 （ 2） 明確物料發(fā)生的化學(xué)變化，寫(xiě)出主、副反應(yīng)方程式 ① 在 V101， V103 中，只是物料的混合和過(guò)濾，沒(méi)有發(fā)生相變化和化學(xué)反應(yīng) ② 在聚合釜 R101 中，引發(fā)劑引發(fā)單體發(fā)生自由基聚合其反應(yīng)方程式如下： 分子量 220xx，吸水性 2%～ 3%（ 25℃， 24h)。 7 H 2 CHCO O C C H 3 n * CH 2C HO O C C H 3* n過(guò) 硫 酸 鉀 ， D O P ， O P 1 0聚 乙 烯 醇 ， 碳 酸 氫 鈉 （ 3）收集數(shù)據(jù)資料 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（生產(chǎn)能力）： 50000t/a ② 生產(chǎn)時(shí)間。年工作日： 300d/a 間歇操作，聚合釜 R101 每天 2 批，其它原料配制每天 1批。 ③相關(guān)技術(shù)指標(biāo)（表 1） 表 1 技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 技術(shù)指標(biāo) 碳酸氫鈉溶液濃度 8%（質(zhì)量） 過(guò)硫酸鉀溶液濃度 20%（質(zhì)量） 引發(fā)劑效率 f 聚乙烯醇溶液濃度 25% ④質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。原料均視為純凈物。 各組分 份額表 ： ⑤化學(xué)變化參數(shù)。醋酸乙烯酯在引發(fā)劑引發(fā)下發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，各組分相對(duì) 分子質(zhì)量如下： (4)選擇計(jì)算基準(zhǔn)和計(jì)算單位因?yàn)槭情g歇操作過(guò)程，所以基準(zhǔn)為“批”，單位為 B d1。聚合釜 R101 的操作周期是 2B d1，而其他原料配制的操作周期是 1B d1。但引發(fā)劑向 R101 進(jìn)料周期仍與聚合釜的操作周期相同，所以在物料衡算時(shí)，物組分 相對(duì)分子質(zhì)量 單體 醋酸乙烯酯 86 介質(zhì) 蒸餾水（總量） 18 8 料 M8 的數(shù)量仍以 2 B d1計(jì)算。在做設(shè)備工藝計(jì)算時(shí)，引發(fā)劑計(jì)量槽 W105 的體積大小應(yīng)按 1B d1計(jì)算。 （ 5）確定計(jì)算順序 由于產(chǎn)物與原料之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系比較簡(jiǎn)單，且 整個(gè)工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)單，容易得到產(chǎn)量與單體原料投料之間的比例關(guān)系，所以采用順流程的計(jì)算順序。 （ 6）計(jì)算主要原料（醋酸乙烯酯）投料數(shù)量 用順流程的計(jì)算順序進(jìn)行物料衡算必須先求出主要原料（醋酸乙烯酯）每批投料量。該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量 50000t，年開(kāi)工 300d，每天生產(chǎn)兩批，單體損耗 %，其他損耗不計(jì)，聚合轉(zhuǎn)化率 80%。 Bkg / *300 10*50000每批生產(chǎn)聚合物的數(shù)量 3 ?? ①引發(fā)劑（ %單體質(zhì)量） 85%結(jié)合到聚合物中； ②單體 80%轉(zhuǎn)化成聚合物，且單體相對(duì)分子質(zhì)量與聚合物結(jié) 構(gòu)單元相對(duì)分子質(zhì)量相同； BkgM / 1 0 6 6 0 5 . 2 7%85*%%)(*%80 8 1 6 6 6 . 6 7)醋酸乙烯酯的投料量(1 ???? （ 7）順流程逐個(gè)設(shè)備展開(kāi)計(jì)算 ① V101（溶解釜）物料衡算 W 10 1M1V 10 1 M3M2 BM /kg %)251/(%25 150*)軟水(1 ??? BM /kg 1 2 21 5 * 0 6 6 0 5)聚乙烯醇(2 ?? BkgM /)聚乙烯醇溶液(3 ??? ② R101（聚合釜）物料衡算 9 BkgMMMMMMMMBkgMBkgOPMBkgMBkgMBMBkgMBkgMBMBkgMBkgMBM/ 7 2 2 81 8 1 7 . 7 2%80%)(1 0 6 6 0 5 . 2 71 6 4 8 8 . 2 8%80%)()聚合物(/5 4 3 6 8 . 6 150100 6 6 0 51)還要加的水(/1501 0 4 4 7 3 . 1 6)10乳化劑(/1 0 6 6 . 0 58 5 2 . 8 42 1 3 . 2 1)過(guò)硫酸鉀溶液(/8 5 2 . 8 4%20%2012 0 8 . 9 5)水(/2 1 3 . 2 1 k g1501 0 4 4 7 3 . 1 6)引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀(/ 2 6 9 . 3 42 8 4 . 2 9)碳酸氫鈉溶液(/3 2 6 9 . 3 4%8%812 7 8 . 6)水(/2 8 4 . 2 9 k g1501 0 6 6 0 5 . 2 7)碳酸氫鈉(/7 8 1 7 . 7 2150111 0 6 6 0 5 . 2 7)鄰苯二甲酸二丁酯(/1 0 6 6 0 5 . 2 7)單體醋酸乙烯酯(/ 6 4 8 8)過(guò)濾后的聚乙烯醇溶液(1298765410129888777654???????????????????????????????????????????????????????（ 8）整理并校核計(jì)算結(jié)果 對(duì)聚合工序做全物料平衡計(jì)算，進(jìn)行校核。由物料守恒定律應(yīng)有： 10 BkgMMMMMMMMM/ 7 2 2 81 3 6 0 6 4 8 27 8 1 7 . 7 2%80%)(1 0 6 6 0 5 . 2 71 6 4 8 8 . 2 8%80%)( 10129876521?????????????????????? 說(shuō)明整個(gè)聚合工序的物料衡算過(guò)程是正確的。 圖 2 總物料平衡示意圖 （ 9）繪制物料流程圖，編寫(xiě)物料平衡表 圖 3 聚醋酸乙烯酯乳液聚合間歇操作物料流程示意圖 W101— 軟水計(jì)量槽； W102— 單體貯罐； W103— 增塑劑貯罐； W104— pH 調(diào)節(jié)劑貯罐； W105— 引發(fā)劑貯罐； W106— 蒸餾水貯罐； V101— 溶解槽； V10 V103— 過(guò)濾器； R101— 聚合釜； P101— 隔膜泵； T104— 乳液儲(chǔ)罐； H101— 回流冷凝器 表 2 醋酸乙烯酯乳液聚合間歇操作物料平衡表 單位： kg B1 11 四、熱量衡算 ①全面了解物料在各個(gè)設(shè)備中發(fā)生的化學(xué)變化及物理變化，凡是與外界有熱量交換的設(shè)備均需進(jìn)行熱量衡算。由聚合工藝流程可知， V10 R101 需進(jìn)行熱量衡算。 ②因?yàn)槭菃闻_(tái)設(shè)備間歇操作，計(jì)算目的
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