【導讀】片烯為單體共聚而成。它具有優(yōu)異的耐老化、耐熱、耐寒、耐化學品（非極。性溶劑除外）性能、沖擊彈性、低溫性能、低密度和高填充性以及電絕緣性能，是合成橡膠中重要的一種。乙丙橡膠可分為二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠及各種。本次設計年產(chǎn)萬噸乙丙橡膠裝置聚合工段的工藝設計。制了設計說明書等工作。

　　

【正文】 l 質量 /kg 摩爾 量 /kmol 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 CAT 膠料 總量 總量 總計 （ 1）計算依據(jù) 選擇 溫度為 0℃時各組分的焓值為 0 kJ。 （ 2）各物料的平均定壓熱容如下表 212 所示： 表 212 物料平均定壓熱容表 物質 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 Cp/ [kj/(km0～ ℃ (g) 0～ 42℃ (g) 0～ ℃ (l) 吉林化工學院 課程設計 27 ol K)] 0～ ℃ (l) 0～ 20℃ (l) 0～ 45℃ (l) （ 3）各組分進料帶入的熱量 物料進料溫度 20℃ ， P=，烯、丙稀分別以氣體、液體狀態(tài)進料； 帶入 的熱量 1Q ： kJ / )42 .76(1 ???????? ? tQ pii A11 進料溫度 T=℃ ,P=；帶入的熱量 2Q ： ? ?? tQ pii2 ) 4 7 ( ?????????k J/h ? H11 、 H12 進 料 溫 度 T=40 ℃ ,P= ； 帶 進 的 熱 量 為 3Q ：kJ / h ) 1925550(3 ??????? ? tQ pii （ 3）個組分出料及氣化帶出的熱量 丙烯、丙烷、己烷在 43℃的蒸發(fā)焓分別為 12156,12895,30357kJ/kmol。各物質的蒸發(fā)量等于 R1的出料量與 D1 進料量及放空量之差。 1 k J / h1 2 0 0 4 8 4 9 . 73 0 3 5 73 3 . 3 3 )2 6 1 . 3 6(1 2 8 9 5)(1 2 1 5 6) 8 0 2 .5 83175(4????????????? ? HnQ i B 出料溫度 T=℃， P=；則帶出的熱量 5Q ： k J / )(5???????????? ? tQ pii C 出料溫度 T=45℃ ,P=；則帶出的熱量 6Q ： k J / h 45)(6???????????? ? tQ pii 吉林化工學院 課程設計 28 乙烯、丙烯、 ENB 的聚合熱分別為 kJ/kmol:95， 86， 73 ? ?? vi HnQ7 k J / h 53 1 5 0 7 0 0 9 . 873000120 ??????? 設攪拌槳腳板過 程產(chǎn)生的熱量為聚合熱的 8；則攪拌熱 Q8為： 8 k J2 5 2 0 5 3 1 8 4 .8%3 1 5 0 6 6 4 8 1 08 ???Q 出料熱量與進料熱量之差△ Q： k J / h . 4 63 1 5 6 0 2 9 4 3 2 65487321 ??????? Q ????? ? Q Q ％ Q 能夠滿足作為設計的富裕量。 吉林化工學院 課程設計 29 第 3 章 設備衡算 R0201 反應器 計算依據(jù) 年產(chǎn) 2 萬噸乙丙橡膠的反應器公稱容積 91m公稱直徑 (D)4350mm、高(H)6876mm、高徑 比（ H/D）為 。所以按幾何等比放大原理年產(chǎn)量為 萬噸乙丙橡膠的反應器公稱容積應為 387 m3。 計算反應器的公稱直徑及高度 設公稱直徑為 T, 則 )2( 2 ??? TT 解出 D=6754mm， H=取整則為 T=7000mm， H=11000mm 攪拌功率 （ 1） 聚合釜的容積 387m3，釜直徑 T為 7000mm。 （ 2） 選定攪拌槳葉直徑與釜徑比值 D/T=， D=2500mm， 所以初選 六葉圓盤直葉透平式攪拌槳三層 槳葉 ，槳葉 直徑 D=1500，葉徑與葉寬比為 5，葉寬 米 。 （ 3） 確定聚合釜的攪拌等級為 8級， 攪拌總體流速 _u =（ 4） 攪拌槳葉的排出流量 dq ， )7(3. )4/( 22 ????? ? Tuq d ? min/3m （ 5） 查《聚合反應工程》的排出流量數(shù) Nqd? ,據(jù)3dqd qN ND?,求出 r/ m i 33 ???? DN qqdd 查數(shù)據(jù)手冊的聚合液的黏度為 吉林化工學院 課程設計 30 ? ? ?? ???? ?? NDN m3/min 再次查得 Nqd ? ,重算轉速得： r/ m i 33 ???? DN qqdd ? ? ?? ???? ?? NDN 再查 qdN ? ， N=又因為 ReN ＞ 700 無須對槳葉進行黏度校正 ,所以槳葉取 。 根據(jù) NRe103時為湍流區(qū) ,功率曲線呈一水平直線 .在全擋板釜時液體不形成漏斗狀旋渦 ,看不考慮重力影響 ,此時功率準數(shù)為常數(shù) ,所以 P=K1ρ N3D5= 612 ? ? ? ? 2 ?? kw 故總共率 總P =3 ?? kw 吉林化工學院 課程設計 31 結 論 乙丙橡膠聚合反應采用溶液 聚合工藝，溶劑為己烷。 乙烯、丙稀和二烯烴在齊格勒－納塔型催化劑作用下，按配位聚合機理進行共聚合反應 。 乙烯： t/年，丙稀： t/年， ENB： t/年， 催化劑： t/年 。 （ 1）單體回收塔 T0201：蒸餾篩板式 。 （ 3） 頂部累積器 V0201：立式圓筒型 。 （ 4）頂部累積器 V0203：立式圓筒型 。 （ 5） 反應器 R0201：立式圓筒型 ， 反應器公稱容積應為 387 m3， 高 7000mm，半徑 11000mm。 吉林化工學院 課程設計 32 參考文獻 [1] 欣然 .近兩年來我國合成橡膠產(chǎn)量 .中國橡膠 [J],2021,20(10)： 5～ 8 [2] 楊清芝 .現(xiàn)代橡膠工藝學 .中國石化出版社 .1997， 11(4)： 11～ 32 [3] 梁星宇 ， 周木英 .橡膠工業(yè)手冊 (第三分冊 ):配方與基 社 .1992， 11(1):26～ 129 [4] 賈秀峰 ,鄭梅梅等 .塑料加工應用 .化學工業(yè)出版社 . 1996， 18(2)： 52～ 56 [5] 欣然 .近兩年來我國合成橡膠產(chǎn)量 .中國橡膠 [J].2021,20(10)： 5～ 8 [6] 杜穎 .三元乙丙橡膠的生產(chǎn)技術 現(xiàn)狀及發(fā)展前景 .石化技術 [J].2021,9(2)：111～ 114 [7] 梁誠 .新型乙丙橡膠的生產(chǎn)與應用進展 [J].化工新型材料 .2021,33(2)： 1～ 4 [8] 劉良炎 .高分子材料性能與分析 .高分子材料科學與工程 .1991,11(6)： 17 [9] 包林康 .乙丙橡膠的基本性能和應用 [J].中國橡膠 .2021,21(3)： 24～ 27 [10] 孫玉琴 .三元乙丙橡膠技術新進展 [J].石化技術 .1999,6(1)： 50～ 53 [11] 呂玉相 .國外乙丙橡膠合成新技術進展 [J].彈性體 .2021,5(2)： 30～ 40 [12] 君軒 .噴霜 .世界橡膠工業(yè) .2021,31(1)： 58～ 60 [13] 黃文樞 .婁誠玉等 .合成橡膠工業(yè) .1981,30(6)： 45～ 52 [14] Sanechez .I C1Polymer Blends 1New York . ， 11~71 [15] Swapan A KB1Morphology and me2chanical properties of silicone2EPDM blends 1Plastics Rub2ber and Composites Processing and Applications. 1993,19(2)： 1171 [16] Swapan KB1Study of in2situ patibilizedblend of silicone and EPDM rubber 1Rubber Chemistryand Technology .1994,67 (1)： 11～ 91 [17] 江學良 .路國紅 .蔣濤等 .彈性體 .中國輕工業(yè)出版社 .2021,10(4)： 31～ 34 吉林化工學院 課程設計 33 附 錄 附錄 1 程序：本程序使用 VBA 語言編程，用來計算閃蒸塔 T0202 的容積。 程序流程圖如下： 注：1( 1)() 1 1)n ii iKf K? ???? ?? ＋ （ （ 1）； 1 ( 1)iiizX K?? ?? （ 2）； 1 ( 1)iiiiKzY K? ?? ??（ 3） 開始 輸入 F， z， p， T 估計初值 x,y 計算 Ki=Ki(T， p， x， y) 由式（ 1）迭代ψ 由式（ 2）和（ 3）計算 Xi,Yi 比較 X 和 Y 的估計值和計算值 重新估計 X， Y 不收 斂 收斂，輸出 吉林化工學院 課程設計 34 附錄 2 計算機程序： 附錄 3 Sub T0202 閃蒸 () a = Array(, , , , , , ) b = Array(585, , , , , , ) c = Array(255, 247, , , , , ) Dim k(7), p(7) t = Range(d63) Q = Range(d64) For i = 0 To 6 Step 1 p(i) = 10 ^ (a(i) b(i) / (c(i) + t)) k(i) = p(i) / Q Next i For i = 0 To 6 Step 1 Z = Range(d62:j62).Cells(1, i + 1) s1 = s1 + Z * k(i) s2 = s2 + Z / k(i) Next i If s1 1 And s2 1 Then Else: End If w1 = Do fw1 = 0: dfw1 = 0 For i = 0 To 6 Step 1 Z = Range(d62:j62).Cells(1, i + 1) fw1 = fw1 + (k(i) 1) * Z / (1 + w1 * (k(i) 1)) dfw1 = dfw1 + (k(i) 1) ^ 2 * Z / (1 + w1 * (k(i) 1)) ^ 2 吉林化工學院 課程設計 35 Next i w1, W2 = w1 w1 = w1 + fw1 / dfw1 Loop While Abs(w1 W2) / W2 w2=, W2 For i = 0 To 6 Step 1 Z = Range(d62:j62).Cells(1, i + 1) X = Z / (1 + W2 * (k(i) 1)) y = k(i) * X Range(d65:j65).Cells(1, i + 1) = X Range(d66:j66).Cells(1, i + 1) = y Range(d67) = W2 x(i)=, X。 y(i)=。 y Next i End Sub 吉林化工學院 課程設計 36 主要符號說明 表附錄 1符號說明表 符號 意義 單位 Ki 平衡分離常數(shù) W/(m2. ℃ ) Ψ 平衡的汽液比 Q 熱量 kJ/h ? H 聚合熱 cal/kg 質量熱容 J/