年產(chǎn)五萬噸聚苯乙烯聚合工段工藝設(shè)計-資料下載頁
2025-06-06 23:23本頁面
【正文】 合釜是懸浮聚合中最常見的反應(yīng)器，可以進(jìn)行均相反應(yīng)，也可進(jìn)行多相反應(yīng)，如液液反應(yīng)、氣液反應(yīng)、液固反應(yīng)。從操作方式上看可進(jìn)行間歇反應(yīng)、半連續(xù)反應(yīng)、連續(xù)聚合等操作以滿足不同的工藝要求。釜內(nèi)可設(shè)攪拌裝置及擋板，并可根據(jù)不同的情況在釜內(nèi)安裝換熱器或在釜外設(shè)置夾套，可滿足不同的換熱需求。初選攪拌釜式反應(yīng)器的體積為120m3，則聚合釜的和的確定可選為： =；其中：－反應(yīng)釜的直徑；－反應(yīng)釜的高度；－反應(yīng)釜的體積；－反應(yīng)釜封頭的體積。（ i取1～3)圖61 聚合釜筒體圖則對估算，取i＝2則有==；經(jīng)過圓整至標(biāo)準(zhǔn)的公稱直徑，?。?400mm當(dāng)＝4400 mm時，取高為8000mm。由知i＝8000/4400＝，符合k的取值范圍。所以聚合釜的直徑＝4400mm；＝8000mm；綜上所述，年產(chǎn)5萬噸發(fā)泡聚苯乙烯反應(yīng)器容積120m公稱直徑（)4400mm、高度()8000mm、高徑比（／）。在釜內(nèi)置有擋板，釜外設(shè)有夾套，以帶走多余熱量。攪拌漿葉的排出流量依據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)物料的物理性質(zhì)，可選攪拌槳為圓盤渦輪式槳葉，槳葉層數(shù)為兩層。～,取D/T= 則D== m，取攪拌等級為9級，總體流速=。則攪拌槳葉的排出流量 m3/min計算攪拌轉(zhuǎn)速假設(shè)為湍流操作，取NRe=110^4由D/T= =圖62排出流量數(shù)與攪拌雷諾數(shù)的關(guān)系圖因而： r/min= r/s此時雷諾準(zhǔn)數(shù)：NRe= ==攪拌功率P綜上知區(qū)域內(nèi)流動狀態(tài)為湍流，湍流區(qū)功率曲線呈一水平直線，此時功率準(zhǔn)數(shù)NP為常數(shù)，所以 P=K1rN3D5設(shè)計槳葉為六葉平直渦輪，（湍流，有擋板）查得：K1=所以P= K1rN3D5=950=以計算輸送苯乙烯的泵為例：（1）采用普通鋼管進(jìn)料。（2），因此苯乙烯的體積流量為： m3/批（3）設(shè)計a、b兩管內(nèi)徑D=80mm，如下圖所示：a管和b管內(nèi)液體的流速 m/sa管和b管內(nèi)液體攪拌雷諾數(shù)： Re=即管內(nèi)流動為湍流形態(tài)查《化工原理》上冊. 取管壁的絕對粗糙度ε=，所以a管和b管相對粗糙度e=ξ/d= ，由攪拌雷諾數(shù)Re==.（1）直管阻力的計算：其中為管線長，大約為20m。H?1=J/kg（2）局部阻力的計算：有7個90176。標(biāo)準(zhǔn)彎頭，（查《化工原理》上冊）得有局部阻力系數(shù)分別是：進(jìn)口突然收縮，90176。標(biāo)準(zhǔn)彎頭 ，H?2=J/kg總的阻力：H?= H?1+ H?2= J/kg確定泵的揚(yáng)程：△Z=6，△P=0，u1=0 H=m泵的有效功率 NH=ρgHQ=(173600)=對于小流量的離心泵：泵軸功率：N=W[10]由輸送溫度為常溫、粘度小、無腐蝕性、無固體顆粒的液體，流量小、揚(yáng)程小故選離心泵，離心泵結(jié)構(gòu)簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝檢修方便。選型號為IS5032160泵兩臺，正常使用一臺，備用一臺。：熱流體入口溫度：220℃，出口溫度：130℃冷流體（空氣）入口溫度：25℃，出口溫度：92℃根據(jù)工藝條件初步選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。應(yīng)該使冷流體走管程，熱流體走殼程。初步選25，管內(nèi)流速 m/s。熱流量：Q=qmCP△t=(220130)=平均傳熱溫差：△ tm=℃冷卻水用量：㎏/h管程雷諾數(shù)：Re= W/(m2℃)殼程傳熱系數(shù):假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)為2=290 W/(m2℃)污垢熱阻：Rsi= m2℃/W Rs2= m2℃/W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)=45 W/(m2℃)所以總傳熱系數(shù) = W/(m2℃)S=㎡選用25，取管內(nèi)流速 m/s管程數(shù)和傳熱管數(shù):根據(jù)傳熱內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)：根 按單程管計算所需的傳熱管長為：L=如果按單程管計算，傳熱管過長宜采用多管程結(jié)構(gòu)，取傳熱管長l=7m，則該換熱器管程數(shù)為 Np=傳熱管總根數(shù)是 N=613=78根殼程數(shù)：取管心距 t= t=25=32mm nc===11(根)殼體內(nèi)徑：采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率=則殼體內(nèi)徑為D==32=圓整可取400mm參考文獻(xiàn)[1] 陳朝陽,陳利傈:《國內(nèi)聚苯乙烯生產(chǎn)工藝述評》[J]. 《合成樹脂及塑料》2003年第20卷,39頁。[2]陳學(xué)江:《可發(fā)性聚苯乙烯珠粒(EPS)的生產(chǎn)工藝》[J]. 《塑料科技》2000年第2 期，16頁。[3]周建，羅學(xué)剛:《可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)懸浮聚合研究進(jìn)展》[J]. 《廣東化工》2004年第9﹑10期,34頁。[4]張欽文:《聚苯乙烯聚合機(jī)理》[J].《廣東化工》2008年第12期,71頁[5] 宋忠銀:《聚苯乙烯工藝》[J]. 《石比譯文》1997第四期,35頁[6]張瑋:《一步法生產(chǎn)發(fā)泡聚苯乙烯》[J]. 《現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用》1999第四期，14頁[7]謝爾斯,普里迪:《現(xiàn)代苯乙烯系聚合物》[M].《化學(xué)工業(yè)出版社》,2004版78頁[8]賀匡國:《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》[M] . 《化學(xué)工業(yè)出版社》2002版1000頁[9]潘祖仁:《高分子化學(xué)》[M]. 《化學(xué)工業(yè)出版社》1986年3665頁[10]石安富，龔云表:《工程塑料》[M].《上?？茖W(xué)技術(shù)出版社》1986年附 錄 附錄1設(shè)備一覽表表1 釜類 序號位號名稱介質(zhì)溫度℃壓力Mpa1R201A/B/C聚合釜水 苯乙烯 戊烷0150 表2 容器類序號位號名稱介質(zhì)溫度℃壓力Mpa1V102苯乙烯罐ST常溫常壓2V103戊烷罐C5常溫3V104工藝水槽H2O常溫常壓4V201A/B放料緩沖槽水 EPS常溫常壓5V202穩(wěn)壓罐水 EPS040常壓6V301儲槽EPS常溫常壓7V302儲槽EPS常溫常壓8V401儲槽EPS常溫常壓9V501儲槽EPS常溫常壓 表3 機(jī)泵類序號位號名稱介質(zhì)溫度℃壓力Mpa1P101苯乙烯泵ST常溫常壓2P102戊烷泵C5常溫常壓3P103工業(yè)水泵H2O常溫常壓4P102放料泵EPS常溫常壓5M201A/B離心脫水機(jī)EPS水常溫常壓6M202干燥送料螺旋EPS水常溫常壓7M301A/B振動篩EPS常溫常壓8E201干燥空氣加熱器 附錄2：聚苯乙烯聚合工段帶控制點(diǎn)的CAD工藝流程圖謝 辭本設(shè)計是以聚合工段為工藝設(shè)計的主要對象，進(jìn)行了年產(chǎn)5萬t/a發(fā)泡聚苯乙烯聚合工段裝置工藝設(shè)計。在掌握發(fā)泡聚苯乙烯合成的原料、聚合原理、聚合方法、工藝流程的基礎(chǔ)對聚合工段進(jìn)行了物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型計算，繪制了帶控制點(diǎn)的工藝流程圖并撰寫了設(shè)計說明書。大學(xué)最后一次的設(shè)計接近尾聲了。看似漫長的一段路。很快，時間一過，也就畢業(yè)了。雖然之前也是有做過課程設(shè)計，但每次都是做不同類型的。而且數(shù)據(jù)實(shí)在不容易找。在設(shè)計過程中，我進(jìn)行了查閱文獻(xiàn)、計算數(shù)據(jù)、繪圖等多項(xiàng)工作，最后形成了自己的設(shè)計。這之中當(dāng)然是需要很多人幫助了。首先得感謝我的指導(dǎo)老師周麗老師，還有王淑波老師，在面對畢業(yè)設(shè)計非常迷茫時，給予的幫助。當(dāng)然還有一幫同學(xué)的互相指導(dǎo)。才能找到解決問題的辦法。由于能力以及實(shí)踐還有很多的不足，所以整個過程中，難免有些忽略之處。望老師能夠批評指正。謝謝老師們這一次的悉心教導(dǎo)。
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