【導讀】優(yōu)良的物理性能和良好的加工性能，是天然橡膠的最好代用品之一。前年產(chǎn)量已躍居合成橡膠的第三位，成為世界合成橡膠的重要組成部分。和三元乙丙橡膠兩大類。乙丙橡膠的聚合方法有釩系溶。液法、釩系懸浮法、氣相法等三種方法。圖，并編制了設計說明書和計算書。指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議。其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重。要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。許他人依法合理使用。

　　

【正文】 B=:: （ 6） 乙烯、丙烯、第三單體乙叉降冰片烯（ ENB）的總轉化率分別為： %，%， %。 （ 7） 進料中氫氣和乙烯的比值 : 1:10450。 （ 8） 設定各種設備的熱損失率不得超過 5％ 。 （ 9） 在各股物料中乙烯、丙烯、 ENB、丙烷、己烷、膠料的組分數(shù)（ Xi， Yi），其中下角 標 i 分別為 8 表示。 X， Y 分別表示液相和氣相組分的摩爾百分數(shù)。 （ 10） 安托因方程： ）＋－ Ct( BALogP s ? 表 61 主要原料的安托因因子 安托因因子 A B C 使用溫度范圍 /℃ 乙烯 585 255 153— 91 丙烯 247 112— 32 丙烷 108— 25 己烷 25— 92 氫氣 260— 248 氮氣 219— 183 ENB 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 25 基礎物料計算 m 膠料 hKg / 8 0 57 2 0 0%)11( 2 0 0 0 0 ??－ = ? ?每 小 時 生 產(chǎn) 的 膠 料 量 膠 料 中 該 組 分 的 百 分 含 量某 組 分 進 料 量 該 組 分 總 轉 化 率 該 組 分 的 純 度 hKg /%% % ????乙烯進料量 hKg /%% % ????丙烯進料量 hKgE N B / 0 5%% % 8 0 5 ?? ??進料量 hKg /%)(% ????丙烷進料量 hKg / 0 4 5 4 7 6 ??氫氣進料量 ，計算得到己烷的進料量 表 62 己烷進料表 序號 L11 L12 L2 L31 L32 L33 L34 L35 己烷進料量 kg/h 20xx 5000 20xx0 400 200 200 700 200 各組分物料量 =新鮮進料 量 反應的物料量 乙烯的 物 料量 =％ = 丙烯的物料量 =％ = ?丙烷物料量 ?氫氣物料量 ?氮氣物料量 膠料量 = ENB 的出料量 =新鮮進料量 反應物料量 =179。（ ％） = 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 26 塔 T0201 的物料衡算 膠料量 m 膠料 = T0201 塔中的各種物料的質(zhì)量分數(shù)分別如下： W1=， W2=， W3=， W4=， W5=， W6=，W7=， W8= KgL 1 6 8 3% 8 0 52 ??? 膠料質(zhì)量分數(shù) 膠料量總量 進口物料中各組分的流量 L2??某 組 分 流 量 總 流 量 該 組 分 質(zhì) 量 分 數(shù) 于是，進口中各組分的量及組分數(shù)如下： 乙烯含量 =%== 丙烯含量 =%== ENB 含量 = kg%== 丙烷含量 =%== 己烷含量 =%== 故己烷的總含量為： +2200+20xx0== 氫氣含量 =%=氮氣含量 =%=膠料含量 = 塔釜的溫度為 ～ ℃ ，塔頂出料溫度為 ～ ℃ ，按清晰分割法乙烯、丙烯、丙烷、氫氣、氮氣等組分全部以氣體狀態(tài)從塔頂出料，塔釜流出液中僅包括部分己烷、膠料和 ENB。進入聚合工段的己烷全部從 T0201 流出。 D2和 L3中己烷的分配根據(jù)熱量衡算可以確定出 D2中己烷的質(zhì)量分數(shù)為 ％ 。 塔頂出口物料各組分的含量 乙烯含量 =%== 丙烯含量 =%== 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 27 丙烷含量 =%== 己烷含量 =＝ ＝ 氫氣含量 = = 氮氣含量 = = 塔釜出口物料各組分的流量 ENB 含量 = kg%== 己烷含量 =進入聚合工段的己烷總量 =L1+L2+L3L32=28500Kg= 膠料總量＝ 表 64 T0201 物料平衡表 項目 進料量 塔頂出料量 塔釜出料量 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾量 /kmol 質(zhì)量 /kg 摩爾量 /kmol 質(zhì)量 /kg 摩爾量/kmol 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 28500 氫氣 氮氣 膠料 總量 /kg 合計 /kg 塔 T0202 物料衡算 塔 T0202 的 進料中乙烯，丙 烯 ，丙烷的含量等于 T0201 的塔頂出料含量 乙烯含量 =%== 丙烯含量 =%== 丙烷含量 =%== 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 28 己烷含量 =＝ ＝ 故己烷的總進料量 =新進己烷的含量 +從 T0201 塔頂流出的己烷含量 = +5000=氫氣含量 = = 氮氣含量 = = 故進入的總摩爾量 = 已知進料中各組分的 摩爾分數(shù)： Z1=， Z2=， Z3=0， Z4=， Z5=， Z6=， Z7= 由程序（見附錄）求得 T=℃ ，P=586KPa 時，汽液相分離系數(shù)Ψ = ，液相各組分的摩爾組成 ：X1=， X2=， X3=0， X4=， X5=， X6=， X7=105. 汽相各組分的摩爾組成： Y1=， Y2=， Y3=0， Y4=， Y5=， Y6=105， Y7= （ 1） 汽相中各組分的含量 汽相摩爾總量＝ 179。 =。 乙烯含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =丙烷含量＝ 179。 =己烷含量＝ 179。 =氫氣含量＝ 179。 179。 105=氮氣含量 =179。 =（ 2） 液相中各組分的含量 液相摩爾總量＝ 179。 (1Ψ )=乙烯含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =丙烷含量＝ 179。 =己烷含量 ＝ 179。 =氫氣含量 =179。 =氮氣含量 =179。 179。 105=吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 29 表 65 塔 T0202 物料平衡表 項目 進料量 I 液相出料量 J 汽相出料量 B2 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 膠料 總量 /kg 合計 /kg V0201 物料衡算 （ 1） V0201 的進料由 B1 、 B B3三股物料所組成。 （ 2） V0201 的出料又分為 A1和 C兩部分。 （ 3） J與 L31混合后分為 J1和 B3兩股流量。 J1和 B3的質(zhì)量流率之比為： :1。 表 66 J1和 B3的物料分配表 項目 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB/Kg 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg J1 B3 （ 4） 反應釜 V0201 液相出口的各組分總含量 反應釜出口物料 G的質(zhì)量組成 : W1=， W2=， W3=， W4=， W5=， W6=， W7=， W8= 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 30 出口物料的總量 = ?kg 乙烯含量 =%=丙烯含量 =%=ENB 含量 =%=丙烷含量 =%=己烷含量 =%=氫氣含量 =%=氮氣含量 =%=總摩爾含量 = 液相各 組分的摩爾分數(shù)為： X1=， X2=， X3=，X4=， X5=， X6=， X7= （ 5） 汽相出料的各組分含量 反應溫度為 45℃，反應壓力為 586KPa，該反應條件下的相平衡常數(shù)分別為：K1=， K2=， K3=0， K4=， K5=， K6=128， K7=97 由公式 K=Y/X，得汽相各組分的摩爾分數(shù)： Y1= ， Y2= ， Y3=0， Y4= ，Y5=， Y6=， Y7=。 進料中的乙烯含量 =% % 8 0 5 ??乙烯單程轉化率膠料中乙烯的含量 =汽相乙烯含量 =乙烯總量 反應的乙烯量 液相乙烯出料 =179。 %=汽相出口物料總量 = K m o 2 0 1% ??乙烯的摩爾分數(shù) 乙烯的含量 丙烯的含量 =% =ENB 含量 =0 丙烷的含量 =% =己烷的含量 =% =氫氣的含量 =% =吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 31 氮氣的含量 =% =表 67 反應釜 R0201 汽液出料一覽表 項目 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB/kg 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg B1 G 各組 分的進料量 表 68 V0201 進料表 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg B1 B2 B3 各組分的進料量 B =B1+B2+B3 乙烯含量 =++==丙稀含量 =++=ENB 含量 =0kg/h=0kmol/h 丙烷含量 =++= kg/h=己烷含量 =++=氫氣含量 =++=氮氣含量 =++=進料總摩爾總量 =， 于是，進料 各組分的摩爾分數(shù)： Z1=， Z2=， Z3=0， Z4=， Z5=， Z6=， Z7=，由程序（見附錄 2）可以求得 T=℃ ，P=586KPa 條件下，汽液分離系數(shù)Ψ = ， 液相各組分的摩爾組成：X1=， X2=， X3=0， X4=， X5=， X6=， X7=， 汽 相各組分的摩爾組成： Y1=， Y2=， Y3=0， Y4=， Y5=， Y6=， Y7=， 3. V0201 汽液 各組分的出料含量 （ 1）汽相各組分的含量 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 32 汽相摩爾總量＝ 179。 =， 乙烯含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =丙烷含量＝ 179。 =己烷含量＝ 179。 =氫氣含量＝ 179。 =氮氣含量＝ 179。 =(2) 液相各組分的含量 液相摩爾總量＝ 179。 =， 乙烯含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =丙烷含量＝ 179。 =己烷含量＝ 179。 =氫氣含量＝ 179。 =氮氣含量＝ 179。 =4. V0201 物料平衡表 表 69 V0201 物料平衡 項目 總進料量 液相出料量 C 汽相出料量 A1 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾 質(zhì)量 /kg 摩爾 質(zhì)量 /kg 摩爾 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 合計 /kg 反應器 R0201 物料衡算 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 33 （ 1） 反應釜的進料量 =反應釜的液相出料量 +反應釜的汽相出料量 （ 2） 進料總量＝ A1＋ C＋ J1+L35+L34+新鮮進料 乙烯含量 =+++== 丙烯含量 =+++== ENB 的含量 == 丙烷的含量 =+++== 己烷 =+++700+200== 氫氣的含量 =+++== 氮氣的含量 =+++= = 表 610 反應器 R0201 物料平衡表 項目 進料總量 液相出料 G 汽相出料 B1 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 乙烯 丙烯 ENB 0 0 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 膠料 總量 合計 吉林化工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 34 第 7 章 熱量衡算 計算依據(jù) 查有關書籍得到相關數(shù)據(jù)和計算依據(jù)如下： （ 1） 選擇溫度為 0℃時各組分的焓值為 0kJ，作為計算的基準。 （ 2） 反應釜 R0201 的操作壓力是 ～ ，操作溫度是 35～ 55℃，平均溫度是 45℃。乙烯，丙稀， ENB 的聚合反應熱分別是 95， 86， 73（ kJ/mol） 。 （ 4）計算熱量公式： （ 3） 各物質(zhì) 0— t℃的平均定壓熱容如下 : 表 71 各組分的平 均定壓熱容 物質(zhì) 乙烯 丙烯 丙烷 己烷 Cp/KJ/()] 0～ ℃ (g) 0～ 105℃ (g) 0～ 45℃ (l) 0～ ℃ (l) 0～ 70． 2℃ (g) 75． 611 147． 014 0～ 40℃ (l) 84． 383 99． 894 105． 976 193． 954 0～ 70． 2℃ (l) 87． 356 102． 038 108． 212 198． 894