【正文】 M12=+++= 對 R101 做全物料平衡計算，進行校核。由物料守恒定律應有： M 10 +M 11 =M 12 即： += 說明物料衡算是正確的。 M10 R101 M1222 M11 聚合物合成工藝課程設計 15 V104（引發(fā)劑調(diào)配罐）物料衡算 已知：引發(fā)劑溶液每天配制一批，供 8 批反應使用。 M13（引發(fā)劑）： Bkg / ?? M14（ 2HO）： Bkg / ?? 整理并校核計算結果 圖 總物料平衡示意圖 對聚合工序做全物料平衡計算（圖 35），進行校核。由物料守恒定律有： M1+M2+M 3+M5+M7+M8+M11=M 12 即： ++++++=說明整個聚合工序的物料衡算過程是正確的。 表 3. 丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作物料平衡表 單位： kg/B 物流號 丙烯酸 單體 NaOH 2HO 引發(fā)劑 正庚烷 分散劑 聚合物 合計 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M2 聚合工序 M1 M3 M111 M5 M7 M8 M12 聚合物合成工藝課程設計 16 M9 M10 M1 M12 M13 M14 聚合物合成工藝課程設計 17 (1)反應器的類型：攪拌釜反應器 (2)反應器體積的計算 每批需中和液： M6= 。 在中和液 60℃ 時，測得其密度為 3cmg ， 的中和液的體積為 3m 。 每批反應需分散液： M10=。 分散液密度為 3cm/ ， 的中和液的體積為 3m 。 單體水溶液和分散液的總 體積為： V=+= 3m 按裝料系數(shù) 計算，需 反應 釜的體積為 ： T ?? 3m (3)外形尺寸的計算 查表得標準橢圓封頭的體積為 D 、 4/Dh ?封 。令： h 為釜體直邊高度、 H 為反應釜體的總高度，則： D./DhhhH 5122 ?????? 封 因為所處理的物料為液 固相，其筒體高度于筒體直徑之比 D/H 為 ~1 。若選 ，則有： Dh? 33332 04712620426204 ????????? ?? 得 .1462 33 ??? VDm 用于制造反應器的上下封頭選用標準封頭。因為 D/H 取得較 小 ，所以此處按公稱尺寸選定釜體直徑 。 釜體的直邊高度為： . 2 2 32 ?? ??????? DVV 封 m 釜體實際高度為： 3 3 ??????? 封H m 根據(jù)表取封頭直邊高度 50mm，釜體圓形直筒部分高度： 1 8 8 ??? m 實際長徑比： D/H =聚合物合成工藝課程設計 18 (4)攪拌裝置的設計 該釜為反相懸浮聚合，反應釜的容積、結構、材質(zhì)以及攪拌型式等都影響聚合過程和產(chǎn)品質(zhì)量。為增大聚合反應的傳熱面，可在聚合釜內(nèi)釜壁附近安置若干折流板或插入兩根 D 型擋板，其內(nèi)部可通冷卻水以增加傳熱面積；在釜頂安置回流冷凝器，可將單體蒸汽冷凝回流，以增加傳熱面積；在聚合釜夾套中安裝螺旋型導流板，冷卻水不走短路時，水對釜壁的導熱系數(shù)可提高 8 倍以上。 實際生產(chǎn)中所用的攪拌器必須兼具剪切作用相循環(huán)作用，適當轉(zhuǎn)速，懸浮聚合體系達到一 定的循環(huán)流動和剪切流動，使釜內(nèi)各部分達到溫度均一、濃度均一，并使釜內(nèi)單體均勻分散，懸浮成微小的液滴，加強聚合釜內(nèi)壁的傳熱。 該釜攪拌型式采用推進式攪拌裝置，轉(zhuǎn)速為 250r/min，攪拌電機功率 的標準設備。 聚合物合成工藝課程設計 19 聚丙烯酸鈉是近年來在各個領域廣泛使用的一類功能性高分子材料，高分子量聚丙烯酸鈉在氯堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁冶煉赤泥沉降和味精廢水回收蛋白質(zhì)等行業(yè)越來越受到重視。但是在我國其研究還不深入，生產(chǎn)規(guī)模還小，性能尚不如人意。對其生產(chǎn)過程進行研究，提高產(chǎn)品的應用性能，擴大產(chǎn)品的應 用領域是我們當前的重要任務。本設計的特點在于： (1)根據(jù)國內(nèi)外文獻資料及實際考查，選擇了丙烯酸鈉原料的合成路線。 (2)本設計在聚丙烯酸鈉生產(chǎn)線工藝設計中的特點為：在工業(yè)生產(chǎn)的聚合反應中采用復合引發(fā)劑結合助劑；反應過程中溶液可回收循環(huán)使用；產(chǎn)品為粉狀或粒狀，包裝運輸方便。 (3)論文還對生產(chǎn)工藝過程的物料及能量進行了衡算；詳細說明了生產(chǎn)工藝流程及控制；對主要設備的選型和工藝尺寸的計算；對車間的設備布置，原料的消耗和定額，建設工程進行了簡要說明，對技術經(jīng)濟指標分析。 (4)根據(jù)本設計 建廠能生產(chǎn)出的聚丙烯酸鈉具有分子量高、水溶解性能好、溶解時間短，在使用上具有用量少、沉降速度快的特點。生產(chǎn)線還具有投資少、建設周期短、操作可靠等特點。 聚合物合成工藝課程設計 20 參考文獻 [1]占平珍 .聚丙烯酸鈉絮凝劑的開發(fā)和應用 [J].企業(yè)家天地 ， 2021， (12)： 96. [2]白樺 ， 溫海波 .聚丙烯酸鈉的增稠作用 [J].杭州化工 ， 1986， (2) . [3]段洪東，秦大偉，于耀芹 ， 劉偉 ， 武玉民 .分散劑聚丙烯酸鈉的合成及其應用 [J].中華紙業(yè)， 2021， 23(8)： 54～ 56. [4]黃民生，朱莉 .味精廢水的絮凝 吸附法預處理試 驗研究 [J].水處理技術， 1993，24(2)： 299～ 302. [5]江新民，桂康 .聚丙烯酸鈉在赤泥分離中的應用 [J].輕金屬， 1996(6)： 17～ 20. [6]羅勇 .水溶液法制備聚丙烯酸鹽型高吸水聚合物 [J].合成橡膠工業(yè)， 1998， 21(3)：146～ 149. [7]康正，崔英德，郭建維等 .年產(chǎn) 120噸聚丙烯酸鈉絮凝劑的工藝設計與投產(chǎn) [J].廣州化工， 2021， 18(4)： 151～ 153. [8]戚銀城，劉寶龍 .高分子量聚丙烯酸鈉的合成及應用研究 [J].北京化工學院學報 (自然科學版 )， 1990， 17(1)： 19～ 24. [9]羅曉峰，李綿貴 ， 何培新 .反相懸浮聚合法制取聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂 [J].應用化學， 1993， 10(5)： 105～ 107. [10]韓淑珍 .反相懸浮聚合法新工藝合成聚丙烯酸鈉高分子絮凝劑工業(yè)化開發(fā)研究 [J].精細與專用化學品， 2021， (17)： 15～ 17. [11]陳昀 .聚合物合成工藝設計 [M].北京：化學工業(yè)出版社 ， 2021： 47～ 52， 76