【正文】 V0202 物料衡算 F4的流量等于 L4和 H15的混合流， F4又分為 R2和 R3兩股流量， R2:R3=:1；求得 表 39 物料分配 項(xiàng)目 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 氫氣 氮?dú)? R2 R3 6 4 進(jìn)料量 R=R1+R3+R4 乙烯含量 =1 7 1 2 6 . 7 6 2 3 . 7 9 3 9 0 . 6 0 1 7 5 / 6 2 6 . 4 7 /4 1 . 1 5 k g h k m o l h?? ?? 丙烯含量 = 7 8 4 3 1 . 6 9 1 0 6 8 . 1 3 4 3 2 9 . 8 3 8 /3 8 2 9 . 6 5 1 9 9 5 . 9 4 /k g h k m o l h?? ? ? 丙烷含量 = 7 8 3 1 .1 2 1 2 8 .8 3 4 4 2 .2 0 8 4 /0 2 .1 5 1 9 0 .9 6 /k g h k m o l h?? ? ? 己烷含量 =1 3 2 0 7 . 8 8 1 3 8 5 3 . 6 4 1 9 7 2 . 3 7 / 3 3 7 . 6 0 /2 9 0 3 3 . 8 9 k g h k m o l h? ? ? ? 氫氣含量 =1 1 7 .5 4 0 .0 0 2 0 .1 9 5 1 1 /7 .7 4 5 8 .8 7 /k g h k m o l h?? ? ? 氮?dú)夂?= 4 8 3 4 . 4 8 0 . 1 0 4 1 0 . 6 4 4 8 4 / 1 7 3 . 0 4 /5 . 2 2 k g h k m o l h?? ?? 進(jìn)料各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： , 7654321 ??????? Z，Z，Z，Z，Z，ZZ 由程序求得 T=℃， P=586kPa時(shí)，汽液分離系數(shù)Ψ =, 液相摩爾總量 ,汽相摩爾總量＝ 。 （ 2）各物料的平均定壓熱容如下表 38 所示 : 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表 38 T0202 各物料平均定壓熱容表 物質(zhì) 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 Cp/ [KJ/(Kmol T0202 物料和熱量衡算 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 （ 1） T0202進(jìn) 口中各組分的量 乙烯、丙烯、丙烷的進(jìn)料量等于 T0201塔頂?shù)某隽狭?，即? 乙烯含量 = 5 4 2 0 8 .6 6 0 .0 0 8 3 4 4 9 .9 6 / 1 6 .0 7 k m o l /hk g h? ? ? 丙烯含量 = 7 0 0 0 . 1 4 / 1 6 6 . 6 7 /k g h k m o l h? 丙烷含量 = 7 6 4 .2 8 / 1 7 .3 7 /kg h km o l h? 己烷含量 = 2 3 2 2 6 8 . 6 8 1 4 5 . 3 5 4 1 4 . 0 3 /H k m o l h? ? ? ?D 中 己 烷 的 含 量 氫氣含量 = 0. 2 / 0. 1 /kg h km ol h? 氮?dú)夂?=1 0 .9 2 / 0 .3 9 /kg h km o l h? （ 2）進(jìn)料各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： 公式： Zi?進(jìn)料總摩爾量 各組分的（ i=1,2,3?? 7） , 654321 ? ??????Z ，Z，Z，Z，Z，ZZ 由閃蒸程序 (見附錄 )，求得 T=℃， P=586kPa時(shí)，汽液分離系數(shù)Ψ =, 液相摩爾總量＝ ,汽相摩爾總量 =。根據(jù)下式： c11r TT=T ，c22r TT=T ， r221r11T( ) ( ) ( )1 TVVHH? ? ? （ TC表示臨界溫度） 得 2T 時(shí)的摩爾蒸發(fā)焓 2)Δ( VH (kJ/kmol)6036， 7159。塔釜出料帶走的熱量 Q6: 6 7 8 7 . 8 0 2 0 3 . 2 5 5 ( 9 4 . 5 0 ) 1 . 0 5 1 5 8 8 8 3 3 2 . 5 8 k J / hQ ? ? ? ? ? （ 3） T0201塔內(nèi)平均溫度 2T =85℃。 K)] 0 ～ ℃(g) 0～ 105℃ (g) 7 0～ 45℃ (l) 5 0～ ℃ (l) 5 b．進(jìn)料及液化帶進(jìn)熱量 （ 1） F3進(jìn)料的條件 T=45℃，壓力 P=；帶進(jìn)的熱量 1 i piQ n c t??? 1Q = ( 1 6 . 0 7 8 4 . 8 5 9 1 6 6 . 6 7 1 0 0 . 2 3 9 1 7 . 3 7 1 0 6 . 3 3 5 4 5 1 . 8 2 1 9 4 . 7 3 5 ) ( 4 5 0 )? ? ? ? ? ? ? ? = 4855622. 62kJ /h 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 （ 2） H2進(jìn)料條件 T=105℃， P=；帶進(jìn)的熱量 2Q : 2 46500 15 3. 92 7 ( 10 5 0) 87 38 93 6. 95 kJ /h86i piQ n c t? ? ? ? ? ?? （ 3）己烷 105℃時(shí)的蒸發(fā)焓 VH??26269kJ/kmol，液化放出的熱量 3Q : 3 ( ) 2 6 2 6 9 2 6 8 . 6 8 7 1 4 5 5 2 7 . 2 1 k J / hVQH ? ? ? ? ? ? ? ?出 料 液 體 量 進(jìn) 料 液 體 量 （ ） （ 4） H13， H31進(jìn)料條件 T=40℃， P=；帶 進(jìn)的熱量 4Q : ? ?4 6 3 . 9 5 1 9 4 . 7 3 5 4 0 0 4 9 8 1 3 2 . 1 3Q K J? ? ? ? ? （ 1） D2出料溫度 T=℃ ,P=；帶出的熱量 5Q ： ? ?? tQ pii5 ( 1 6 . 0 7 4 4 . 8 7 6 1 6 6 . 6 7 6 5 . 9 2 6 1 7 . 3 7 7 6 . 1 7 0 2 7 4 . 5 0 1 4 8 . 0 6 ) 7 5 . 4? ? ? ? ? ? ? ? ? = 4047063. 83kJ /h （ 2） L3 出料條 件 T=℃ ,P=；從塔釜流出的物料中己烷質(zhì)量百分含量達(dá)90％，帶出大部分的熱量。 （ 2） T0201塔釜出口物料中各組分的量 ENB含量 =ENB進(jìn)料量 =1 1 9 .8 5 / 0 .9 8 /kg h km o l h? 己烷含量 3 1 2 3 1 4 6 7 7 5 0 / 7 8 7 .8 0 /L H H H H k g h k m o l h? ? ? ? ? ? 膠料出料量 根據(jù)過程物料衡算 ,進(jìn)入聚合工段的己烷全部從 T0201塔釜流出。 （ 10） 各股物料計(jì)算中乙烯、丙烯、乙叉降冰片烯、丙烷、己烷、氫氣、氮?dú)狻⒛z料組分?jǐn)?shù)下標(biāo)分別為 8。 （ 6） 每小時(shí)生產(chǎn)合格膠料量： 50000000 7 0 1 4 . 6 0 /(1 1 % ) 7 2 0 0G k g h???? （ 7） 主要原料指標(biāo)見下表： 表 31 主要原料一覽表 原料 指標(biāo) 乙烯純度 % 丙烯純度（含丙烷） % （ 8） 乙丙橡膠質(zhì)量組成：乙烯：丙烯： ENB=::。 （ 4） 乙烯、丙烯、 ENB 的單程轉(zhuǎn)化率分別為： ％、 ％、 ％。 （ 2） 年工作日： 300 天 ,7200 小時(shí)。 從聚合釜出來的反應(yīng)物 打入閃蒸塔 T0201， 經(jīng)閃蒸回收，未反應(yīng)的單體 乙烯、丙烯從塔頂出料，再經(jīng)吸收塔 T0202對(duì)單體吸收 循環(huán)使用 ；聚合物和第三單體從 T0201塔釜出料并送至 催化劑失活 與洗滌工段。 用氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，聚合反應(yīng)熱量由丙烯的蒸發(fā)而除去 。通常以正己烷為溶劑。 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 5）確認(rèn)密封油系統(tǒng)已開始運(yùn)轉(zhuǎn)處于可使用狀態(tài)。 （ 3）確認(rèn)安全設(shè)施：泄漏報(bào)警系統(tǒng) 、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及消防系統(tǒng)、電器防爆系統(tǒng)、靜電接地系統(tǒng)等狀況良好，處于可操作和可使用狀態(tài)。 ，落實(shí)有關(guān)事項(xiàng) （ 1）確認(rèn)已完成對(duì)設(shè)備和管線的吹掃和清洗。 （ 4）配備消防器材，并對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行試用檢查。 （ 2）對(duì)各種儀表、儀器、調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)閥進(jìn)行全面檢查、調(diào)校、試用。如果 R0201 的聚合壓力超高，就將不凝氣體 送往火炬系統(tǒng)燒掉以維持聚合壓力的穩(wěn)定。 V0201 的液位 LRC0201 通常設(shè)定在 30％，一旦超高，就啟動(dòng)閥門，加大送往 R0201 的冷凝液體量。 （ 4）反應(yīng)熱的去除 聚合反應(yīng)熱通過循環(huán)氣體和己烷蒸汽的顯熱和潛熱得以去除。 從 T0201 頂部閃蒸出來的未反應(yīng)單體進(jìn)入 T0202（單體吸收塔）頂部，在 T0202 塔的頂部同樣加入了 LPHX，以 FRC0205 控制其流量，對(duì)反應(yīng)得單體進(jìn)行吸收，為了提高 LPHX中吸收的未反應(yīng)單體數(shù)量使用 250t/h流量的 CCW，對(duì)經(jīng)過 T0202 塔上部的閃蒸氣體進(jìn)行冷卻，之后在 T0202塔的下部再用 ABR（流量通過 TRC0223 控制）對(duì)閃蒸氣體冷凝。 來自 E0706 的 HX 經(jīng) PRCA0204控制壓力為 500KPa 后，進(jìn)入 E0204B（己烷加熱器），用 PRC0203 控制 7S 的壓力為 600KPa、 E0204A（己烷蒸發(fā)器）使己烷汽化，通過 TRC0202控制蒸汽流量以使己烷蒸汽的溫度為 105℃（ EPT）和 160℃（ EPR）汽化后的己烷進(jìn)入 T0201底部，作為單體閃蒸的熱源。 （ 3）未反應(yīng)單體的回收 根 據(jù) R0202 的液位 LRC0202 控制進(jìn)入 T0201 中的聚合溶液的量，在 T0201 塔中，未反應(yīng)的單體經(jīng)閃蒸而從塔的頂部進(jìn)入 T0202（單體吸收塔）中，為防止閃蒸氣體中夾帶有聚合物膠粒，在 T0201 塔的頂部以 2t/h流量的 LPHX進(jìn)行噴淋，使夾帶的膠粒重又回到塔底。 R0202 種的地方聚合物溶液由聚合流加料泵 P0202 送到 T0201（單體回收塔）中部，為便于 P0202 泵的輸送，防止聚合物的粘附，通過 FI2020，以 150L/h 的流量用 HPHX 對(duì)P0202 泵進(jìn)行沖洗。 當(dāng) R0201 釜中的聚合物溶液符合控制指標(biāo)時(shí)，將聚合液由溢流管線送入 R0202（溢流釜）中。 當(dāng)生產(chǎn) EPT 時(shí)，根據(jù)二烯烴單體的種類，用 P0111 或 P0112 將之送入 R0201。 氫氣由界區(qū)外由管道送入裝置用 C0201（氫氣壓縮機(jī)）進(jìn) 行壓縮，用 PRC0202控制 C0203的出口壓力為 1200KPa，并用 FRCQ0201 控制流量后送入乙烯氣集管。 工藝流程 本設(shè)計(jì)的主要工藝流程為： （ 1）原料、催化劑和溶劑 乙烯由界區(qū)外通過管道送入裝置，由 PRC0201控制壓力為 1200KPa，用 FRCQ0203 控制流量后送入乙烯氣集管。為了提高催化劑的聚合活性及降低其用量 ， 在催化體系中還可以加入促進(jìn)劑。目前世界上雖然只有美國(guó)聯(lián)碳公司一家企業(yè)采用該方法進(jìn)行生產(chǎn) ， 但從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來看 ， 隨著其技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化 ， 該工藝技術(shù)發(fā)展前景將十分廣闊。 （ 3）氣相聚 合工藝 與溶液聚合法和懸浮聚合法技術(shù)相比 ， 氣相聚合法具有工藝流程短、不需要溶劑或稀釋劑、幾乎無三廢排放 ， 有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù) ， 并且可以大幅度降低裝置總投資和總生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）懸浮聚合工藝 化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 懸浮聚合法生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是生成的聚合物不溶于反應(yīng)介質(zhì)丙烯 ， 體系黏度較低 ， 轉(zhuǎn)化率 比較高， 聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá) 30% ~35%， 因而同樣的設(shè)備生產(chǎn)能力卻是溶液法的 4~5倍 ； 無溶劑回收精制和凝聚等工序 ， 工藝流程簡(jiǎn)化 ， 基建投資少 ；可生產(chǎn) 相對(duì)分子質(zhì)量 較高的產(chǎn)品品種 ， 產(chǎn)品成本比溶液法低。工藝靈活性大，產(chǎn)品牌號(hào)切換靈活，切換廢品量少，產(chǎn)品特性能夠按照用戶要求進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)品牌號(hào)多，門尼 值可在 20~160寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍廣泛，產(chǎn)品中催化劑殘?jiān)康?，灰分含量較少，生產(chǎn)中次品少，質(zhì)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，綜合性能好，產(chǎn)品規(guī)格指標(biāo)變化幅度窄和產(chǎn)品加工性能優(yōu)異。 （ 1）溶液聚合工藝 溶液聚合工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有 :投資低，工藝最佳化。 生產(chǎn)方法及工藝設(shè)計(jì) 生產(chǎn)方法的論證 目前 ， 乙丙橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要有 三種： 溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法。下游的污水處理廠能將工業(yè)污水和生活污水有效的處理，不會(huì)對(duì)松花江造成污染。該區(qū)附近有大量的空地，日后有擴(kuò)建的空間。同時(shí)，緊鄰鐵路和公路，交通運(yùn)輸方便。江北的化工工業(yè)區(qū)地處松花江畔 ，位于松花江的下游，水源充足，而且水質(zhì)優(yōu)良。設(shè)備區(qū)和人行區(qū)等應(yīng)該界區(qū)明確，工藝流程安全通暢。在廠房的四面，一樓 到二樓都應(yīng)該有樓梯和安全通道，車間內(nèi)配有必要的放火防爆設(shè)施，同時(shí)還應(yīng)該配有簡(jiǎn)單急救的設(shè)施。生產(chǎn)裝置界區(qū)，在滿足生產(chǎn)工藝和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上，要盡可能的縮短裝卸物料線。 車間布置 本設(shè)計(jì)車間設(shè)備布置，不但能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，同時(shí)也考慮了設(shè)備的安裝以及檢修方便，設(shè)備布置整齊有序，而且節(jié)約空地。 在巨大的市場(chǎng)缺口以及相應(yīng)的潛在 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下 ， 中國(guó)乙丙橡膠投資熱潮始終