【正文】 a2??為釜壁黏釜 。 1/K1/a1+∑ a1?a2 修改 式中 : K??分別為釜內(nèi)和外給熱系數(shù) ,W/(??K)。當(dāng)傳熱系數(shù)在 233 W/(??K)以下時(shí) ,則認(rèn)為傳熱不能好應(yīng)該強(qiáng)化。注意加內(nèi)冷管后對(duì)攪拌和黏釜都有一定影響 ,因此 ,能不加還是不加 ,或盡量少加。 為此 ,當(dāng)聚合釜的容積增大以后 ,但熱面積不夠時(shí)可采用釜內(nèi)加冷管或 D型擋板或釜頂冷凝器等來增加傳熱面積。一般用單位體積的傳熱面積 ,即比傳熱面積 A/V(m2/m3)表示。我國(guó)的觀點(diǎn)與日立公司 的觀點(diǎn)基本相同 ,一般 L/D 在 ~4 左右。當(dāng)釜的容積大于 30?時(shí) ,攪拌器是主要矛盾 ,因此 L/D 應(yīng)小些。高徑比的大小不僅影響釜的傳熱面積 ,還影響攪拌器的安裝。高徑比越大 (瘦長(zhǎng)型 ),則釜的傳熱面積越大 。 ①傳熱面積 影響聚合釜傳熱面積的因素有聚合釜的高徑和容積。二是提高傳熱系 數(shù) 。 A??傳熱面積 /?。 (2)聚合釜的傳熱 聚合的傳熱能力在相當(dāng)程度上意味著釜的生產(chǎn)能力。 聚合釜的趨勢(shì)是大型化 ,國(guó)內(nèi)普遍采用的是 33m3 復(fù)合鋼板釜。 關(guān)鍵設(shè)備選擇 釜的計(jì)算 對(duì)于連續(xù)反應(yīng)釜 [6] 31 式中 : Vh??每小時(shí)處理的物料量 τ ??反應(yīng)所需的時(shí)間 n??設(shè)備備用系數(shù) ??裝料系數(shù) (1)聚合釜的主要參數(shù) 氯乙烯懸浮聚合采用的是釜式聚合 反應(yīng)器。 在 設(shè)備選型時(shí)應(yīng)盡量采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備 ,這樣不僅可以節(jié)約外匯 ,而且可以促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展。設(shè)計(jì)中所選用的設(shè)備不但技術(shù)性能要可靠 ,設(shè)備材質(zhì)也要可靠。 設(shè)備選擇時(shí) ,要能完全滿足上述方面的條件是相當(dāng)困難的 ,但一定要參照上述幾個(gè)方面對(duì)擬采用個(gè)設(shè)備進(jìn)行詳盡地比較 ,并拿出最佳的方案來。能降低原材料及相應(yīng)的公用工程 (水 ,電 ,氣 )的單耗 。能適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求 ,并確保產(chǎn)品的質(zhì)量 。熱量衡算和物料衡算相結(jié)合 ,通過工藝計(jì)算 ,可以確定設(shè)備的工藝尺寸 ,如設(shè)備的臺(tái)數(shù) ,容積 ,傳熱面積等參數(shù)。生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的化學(xué)熱效應(yīng)與物理變化熱效應(yīng)會(huì)使物料溫度上升或下降 ,為了保證生產(chǎn)過程在一定溫度條件下進(jìn)行則需要環(huán)境對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)有熱量的加入或放出 ,對(duì)于新車間設(shè)計(jì) ,熱量衡算是在物料衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。生產(chǎn)中一般無軸功或軸功相對(duì)較小 ,可以忽略 不計(jì)。 表 25 堿中和釜出料量 NaOH 溶液 千克 /小時(shí) 溶劑水 40 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 103 千克 /小時(shí) 雜質(zhì) 23 千克 /小時(shí) NaOH 溶液 千克 /小時(shí) 熱量衡算 熱量衡算的意義和作用 精細(xì)化工生產(chǎn)一般在規(guī)定的壓力 ,溫度和時(shí)間等溫度等工藝條件下進(jìn)行 ,生產(chǎn)過程中包括有化學(xué)過程和物理過程 ,往往伴隨著能量變化。 表 23 聚合釜出料量 名稱 質(zhì)量 (千克 /小時(shí) ) 去離子水 : 103 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 氯乙烯 : 50 千克 /小時(shí) 引發(fā)劑 : 千克 /小時(shí) 懸浮劑 千克 /小時(shí) 緩沖劑 千克 /小時(shí) 消泡劑 千克 /小時(shí) 2 堿中和釜物料衡算 NaOH 溶液濃度 : 36% NaOH 溶液 :聚氯乙烯 :100 溶劑水 :40 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 轉(zhuǎn)化率為 % (1)進(jìn)料 NaOH 溶液 :64 千克 /小時(shí) 溶劑水 :40 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 雜質(zhì) : 千克 /小時(shí) (2)出料 NaOH 溶液 : 千克 /小時(shí) 溶劑水 :40 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 雜質(zhì) : 23 千克 /小時(shí) 堿中和進(jìn)料量見表 24。 物料衡算 生產(chǎn)任務(wù) : 年產(chǎn) 20 萬噸噸丙酮氰醇 生產(chǎn)時(shí)間 : 330 天 /年 每天生產(chǎn)量 : (202000 噸 1000)/330 天 105 千克 /天 每小時(shí)生產(chǎn)量 : 105/ 103 千克 /小時(shí) 1 聚合釜物料衡算 去離子水純度 100% 氯乙烯純度 99% 懸浮劑 (聚乙烯醇 )97% 引發(fā)劑 (過氧化二碳酸二異丙醇 )97% 緩沖劑 (磷酸氫二鈉 ) 99% 消泡劑 (鄰苯二甲酸二丁酯 ) 99% 轉(zhuǎn)化率 :93% (1)進(jìn)料 去離子水 : 103 千克 /小時(shí) 氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 引發(fā)劑 : 千克 /小時(shí) 懸浮劑 千克 /小時(shí) 緩沖劑 千克 /小時(shí) 消泡劑 千克 /小時(shí) (2)出料 去離子水 : 103 千克 /小時(shí) 聚氯乙烯 : 103 千克 /小時(shí) 氯乙烯 : 50 千克 /小時(shí) 引發(fā)劑 : 千克 /小時(shí) 懸浮劑 千克 /小時(shí) 緩沖劑 千克 /小時(shí) 消泡劑 千克 /小時(shí) 雜質(zhì) : 千克 /小時(shí) 聚合釜進(jìn)料量見表 22。 輸出物料平衡表 此表用來描述和識(shí)別所有進(jìn)入體系和離開體系的物料。倘若年產(chǎn)量在數(shù)值上太大 ,計(jì)算起來不方便 ,則可先按 100 千克或 100 摩爾原料 (也可按任何別的方便的數(shù)量 )出發(fā)進(jìn)行計(jì)算。 若作為計(jì)算基準(zhǔn)的數(shù)量在流程中是已知的 ,如已知單位時(shí)間內(nèi)原料投放量 ,則以此數(shù)據(jù)為基準(zhǔn) ,采用“順?biāo)惴ā?,就能方便的計(jì)算出單位時(shí)間的產(chǎn)品 ,中間產(chǎn)品以及三 廢的各股物料量。為了便于計(jì)算 ,常采用劃定衡算范圍的方法。因此 ,這種圖要畫得相當(dāng)詳盡 ,不但所有已知數(shù)據(jù)要標(biāo)明在圖上 ,那些待求的未知數(shù)據(jù) (以恰當(dāng)?shù)姆?hào)表示 )也應(yīng)一并標(biāo)明在圖上 ,還應(yīng)畫出 所有物料線 ,并包括每股物料的名稱 ,數(shù)量 ,組成及流向 ,以及與計(jì)算有關(guān)的工藝條件 (如溫度 ,壓力 ,流量 ,配比等 )。 物料衡算的方法與步驟 (1)原料 ,輔料 ,中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的規(guī)格 (2)過程中單位時(shí)間內(nèi)的物流量 (3)有關(guān)消耗定額 (4)有關(guān)轉(zhuǎn)化率 ,選擇性 ,單程收率 (5)有關(guān)物理化學(xué)常數(shù) 根據(jù)計(jì)算任務(wù)畫物料流程圖或物料衡算方框圖。或者在已知原材料投放的情況下算出產(chǎn)品 ,副產(chǎn)品及廢物量。物料衡算是通過每一道工序的物料變化情況進(jìn)行平衡計(jì)算 ,從而得到在正常生產(chǎn)情況下各種物料的量。在工廠設(shè)計(jì)中 ,物料衡算是 在工藝流程及工藝參數(shù)確定后即開始的一項(xiàng)化工計(jì)算工作。在化學(xué)工程中 ,為了導(dǎo)出某一過程的基本方程式和建立數(shù)學(xué)模型 ,設(shè)計(jì)或改造工藝流程和設(shè)備 ,了解和控制生產(chǎn)操作過程 ,核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益等都要進(jìn)行物料衡算。再經(jīng)篩分、包裝后入庫(kù) [8]。經(jīng)脫水后的樹脂具有一定含水量 ,經(jīng)螺旋輸送器送入氣流干燥管 ,以 140~150℃熱風(fēng)為載體進(jìn)行第一段干燥 ,出口樹脂含水量小于 4%。利用這種旋風(fēng)分離干燥器干燥的高度疏松聚氯乙烯樹脂 ,干燥前含水量為 30%,干燥后的含苞欲放水量下降到 %以下。用這樣的方法使樹脂充滿每一個(gè)干燥室。返回錐形擋板的中心開口時(shí) ,旋轉(zhuǎn)的粉粒受離心力作用和固體粒子受室壁壓力散開 ,在這里它們停止運(yùn)動(dòng) ,返回錐形擋板的中心開口 ,這樣進(jìn)入下一個(gè)室。粉粒在室 A 中旋轉(zhuǎn)流動(dòng)中通過擋板的中心開口流入上層 B 室。干燥器為一個(gè)垂直的圓柱形塔 ,其中用環(huán)形擋板分成若干個(gè)干燥室。這里的第二 段干燥過程由于物料停留時(shí)間長(zhǎng) ,投資較大 ,熱效率較差 ,費(fèi)用較高 ,因此 ,國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)改進(jìn)較大 ,如赫司特公司采用的 MST 旋風(fēng)干燥器 ,具有停留時(shí)間適用、熱效率利用好的特點(diǎn)。 堿處理的目的 : 破壞殘存的引發(fā)劑、分散劑、低聚物和揮發(fā)性物質(zhì) ,使其變成能溶于熱水的物質(zhì) ,便于水洗清除。被氯乙烯氣體帶出的少量樹脂在泡沫捕集器捕集下來 ,流至沉降池中 ,作為次品處理。因?yàn)榫勐纫蚁┝５氖杷沙潭扰c泄壓膨脹的壓力有關(guān) ,所以要根據(jù)不同要求控制泄壓壓力。