【正文】 排 管 數(shù) ： 194根 排列 方式：正方形旋轉(zhuǎn)管中 心距 ： 32 mm 擋板 間距：300 mm管程能道面積：305 材 質(zhì)：1Cr18Ni9Ti校核K值：管程由于Re2100，所以需按《基礎(chǔ)化學(xué)工程》P177表38強(qiáng)制對(duì)流情況進(jìn)行計(jì)算。確定丁油走殼程，冷卻鹽水走管程。180。℃)動(dòng)力粘度m： Pas 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》得定性溫度下冷卻鹽水的物料性數(shù)據(jù)如下：比熱容Cp： kJ/(kg℃)密度r614648672657630651熱導(dǎo)率lW/(m②預(yù)冷器取丁油進(jìn)口溫度35℃，出口溫度0℃，則定性溫度為：℃冷卻鹽水進(jìn)口溫度12℃，出口溫度8℃，則定性溫度為：℃查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè)P633圖1963；P645圖1973；P658圖1981；P680圖19100得定性溫度下丁油的物料性數(shù)據(jù)如表919。：25 mm管子總數(shù)N：13 管程數(shù)：1殼程數(shù)：1 管程通道截面積：按傳熱面確定需要設(shè)備臺(tái)數(shù)： 臺(tái)考慮20％的備用系數(shù)，則圓整取4臺(tái)換熱器進(jìn)行串聯(lián)使用。＝333 kg/h根據(jù)工藝條件，選用固定管板式換熱器，丁油走管程，蒸汽走殼程；平均溫差： 根據(jù)管程動(dòng)力粘度查《化工原理課程設(shè)計(jì)》P16表11，取傳熱系數(shù)K為600，則：根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)P119表39和表310，選用G159I253固定管板式換熱器，其基本參數(shù)如下： 外殼直徑D：159mm 公稱壓強(qiáng)： Pa180?！?動(dòng)力粘度mPa表918　定性溫度（℃）下丁油物性數(shù)據(jù)物性nC5H12nC6H14nC7H16溶劑油C4H6丁油Mi728610054Wi(%)7921Xi(%)比熱容CpkJ/(kg取進(jìn)口溫度35℃、出口溫度70℃，定性溫度：℃。s；汽液焓差： kJ/h。硼劑計(jì)量罐選用φ802000；V＝。鎳劑計(jì)量罐選用φ50020006；V＝。⑥終止劑、防老劑貯罐選φ1800180012；V＝。④溶劑貯罐選φ1800180012；V＝。裝料系數(shù)按80％。⑷貯罐確定①三異丁基鋁貯罐選φ140018008；V＝。⑶終止劑、防老劑配制釜確定選φ1800220012；V＝7釜1臺(tái)。⑵稀環(huán)烷酸鎳配制釜取φ1800180012；V＝。取φ140016008；V＝。φ400012000。熱水停留時(shí)間26min。 　　　　　 2400 　　　　400油層 　　　　800水層　　　　 1200 　　　　　　　5200　　　 800 　　　　　 圖916 油水分離器水相停留時(shí)間87min；。⒋油水分離器幾何尺寸如圖916所示。φ28006500釜1個(gè)；V=50。⑥人孔、熱電偶孔、采樣孔等直徑的確定參照有關(guān)資料分別確定為：人孔：350500mm熱電偶孔：25mm采樣孔：25mm放空孔：40mm溫包孔：25mm⒉終止釜的設(shè)計(jì)按停留時(shí)間1小時(shí)考慮，選用與聚合釜相同結(jié)構(gòu)、相同尺寸的釜1臺(tái)。④終止劑入口直徑確定取25mm ，材質(zhì)1Cr18Ni9Ti。②沖冷油入口直徑取50mm ，材質(zhì)1Cr18Ni9Ti。則： 圓整取150mm，材質(zhì) 1Cr18Ni9Ti。型號(hào)：XLD5511，傳動(dòng)比1:17配套電機(jī)：X11YB280M6；功率：55KW；；轉(zhuǎn)速：980rPm；F級(jí)絕緣；750Kg。＝113＝考慮軸上開(kāi)有若干鍵槽等，應(yīng)增加25％，則：d＝（1＋)＝取170mm。＝113mm，再查表59知，～，則：軸徑：d39。⑻聚合釜質(zhì)量估算m釜筒體＝716＝ kgm釜封＝2479＝958 kgm釜法蘭＝ kgm夾筒體＝558＝ kgm夾封＝397 kg總質(zhì)量 kg⑼攪拌器的確定①攪拌器形式采用雙螺帶式攪拌器，依據(jù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)熱量衡算部分。筒體壁厚計(jì)算公式查《化工機(jī)械基礎(chǔ)》P360表232得＝173MPa；查P362表236，取C1＝；C2＝2mm；查表235，取φ＝。壁厚計(jì)算結(jié)果取與筒體相同的壁厚，即16mm。查表235，取φ＝。⑸聚合釜筒體壁厚確定 根據(jù)Di＝1800mm，P＝，P夾＝，γ＝《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè)P181表254知，壁厚應(yīng)在16～18mm之間，本設(shè)計(jì)取壁厚S＝16mm。③夾套內(nèi)螺旋導(dǎo)流板確定根據(jù)《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》P142和《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè)P180中的內(nèi)容進(jìn)行選擇。39。如圖914和圖915所示，選用乙型平焊法蘭，其基本尺寸可由《標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》第四卷P358查得， kg。＝；*G1米夾39。＝397kg(S=8mm)*V1米夾39。＝；V封39。＝40mm；h1封39。根據(jù)筒體直徑查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè)P230及《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》第四卷P10得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：h1＝450mm；h0＝40mm；A內(nèi)表＝； V封＝；G封＝479kg(S=16mm)③筒體高度確定由Di＝1800mm查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》附表11得：V1米＝；A1米＝；當(dāng)S＝16mm時(shí)，G1米＝716 kg。如圖912所示，高徑比 ①聚合釜筒體直徑確定設(shè)計(jì)中初選V封＝1，按下式估算聚合釜的筒體直徑：式中Di — 聚合釜直徑，m；V — 聚合釜容積，；V封— 聚合釜封頭容積，；π— 圓周率；γ— 高徑比； m。⑶聚合釜筒體直徑與筒體高度確定 圖912因反應(yīng)體系的粘度較大，所以解決好傳熱問(wèn)題非常重要。表917 總熱量衡算表序號(hào)項(xiàng) 目1號(hào)釜2號(hào)釜3號(hào)釜4號(hào)釜1VR 121212122T ℃949494943 min606060604純x(%)5沖油前 W%6沖油后 W%7K 8A 272727279 ℃10410410410410Q入 kJ/h11Q攪 kJ/h13860014850015840016830012Q反 kJ/h13Q出 kJ/h14Q沖出 kJ/h0015Q夾 kJ/h016G沖 kg/h0017G鹽 kg/h0(三)設(shè)備計(jì)算及選型⒈聚合釜計(jì)算⑴基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)溫度：釜內(nèi)120℃，釜外(夾套)12℃；設(shè)計(jì)壓力：，釜外(夾套)；工藝要求容積：12操作形式：滿釜連續(xù)操作；材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti其它數(shù)據(jù)同前。因此，要重新確定夾套的傳熱負(fù)荷與冷卻鹽水的用量。104180。3600＝168300 kJ/h Q4夾＝180。＝ kJ/h Q4攪＝55180。＝ kJ/h Q3沖入＝0(T3沖＝0)由熱量平衡關(guān)系式知： Q3沖出＝Q3反＋Q3攪－Q3夾 Q3沖出＝＋158400－＝ kJ/h冷抽余油用量： 冷卻鹽水用量： 4號(hào)釜熱量衡算 Q4入＝Q3出＋Q3沖出＝Q4出＝ kJ/h Q4反＝180。27180。180。180。104180。Dt1＝T－t進(jìn)＝94－(－12)＝106℃Dt2＝T－t出＝94－(－8)＝102℃℃K2＝ 取A2＝27則： Q2夾＝180。A2180。180。180。Cp180。180。G丁二烯180。Cp設(shè)計(jì)中取1號(hào)釜電機(jī)功率的70％、2釜電機(jī)功率的75％、3號(hào)釜電機(jī)功率的80％及4號(hào)釜電機(jī)功率的85％用于形成攪拌熱。⑵總熱量衡算圖如下： Q1出Q1沖出 Q2出Q2沖出 Q3出Q3沖出 Q3出Q3沖出 Q1沖入 Q2沖入 Q3沖入 Q4沖入 Q1反 Q2反 Q3反 Q4反 Q1夾 Q2夾 Q3夾 Q4夾 Q1攪 Q2攪 Q3攪 Q4攪 Q1入 Q2入 Q3入 Q4入 圖911 熱量衡算總圖⑶各釜熱量衡算關(guān)系式：1號(hào)釜 Q1入＋Q1反＋Q1攪＋Q1沖入＝Q1出＋Q1沖出＋Q1夾2號(hào)釜 Q2入＋Q2反＋Q2攪＋Q2沖入＝Q2出＋Q2沖出＋Q2夾3號(hào)釜 Q3入＋Q3反＋Q3攪＋Q3沖入＝Q3出＋Q3沖出＋Q3夾4號(hào)釜 Q4入＋Q4反＋Q4攪＋Q4沖入＝Q4出＋Q4沖出＋Q4夾⑷攪拌熱根據(jù)資料介紹，攪拌熱與膠液粘度大小有關(guān)。見(jiàn)表916表916 各釜的P和Pa釜號(hào)ReNpP/KWPa/KW1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào) 取其中最大的電機(jī)功率，則實(shí)際電機(jī)功率為55KW。查《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》P161知，電機(jī)功率為： 采用機(jī)械密封時(shí)： ～15%)式中H— 聚合釜筒體高度，m；D— 聚合釜筒體內(nèi)徑，m；h — 攪拌器攪拌葉總高度，m； di— 攪拌葉外徑，m；s — 攪拌葉螺距，m； b — 攪拌葉寬度，m；Re— 攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)；Np— 攪拌功率準(zhǔn)數(shù)；P — 攪拌功率，KW；r — 液體密度，； n — 攪拌轉(zhuǎn)速，r/s；g — 重力加速度，；Pa— 電機(jī)功率，KW； Pm— 軸密封系統(tǒng)摩擦損失功率，KW；h— 機(jī)械傳動(dòng)效率，KW；(一般h＝～)P填— 填料密封系統(tǒng)摩擦損失功率，KW；以1號(hào)釜為例進(jìn)行計(jì)算：設(shè)計(jì)中??； P填＝；Pm＝；h＝。目前，國(guó)內(nèi)有的生產(chǎn)廠家主要采用首釜為框式，其余為雙螺帶式，設(shè)計(jì)中根據(jù)1998年第1期《合成橡膠工業(yè)》“順丁橡膠技術(shù)開(kāi)發(fā)中的幾個(gè)工程放大問(wèn)題”中所分析的框式攪拌器，在使用中存在因湍流 圖910程度不夠而造成釜內(nèi)溫度上下不均及混合分散程度差的缺點(diǎn)，決定全部采用雙螺帶式攪拌器，攪拌轉(zhuǎn)速為59 r/min，其它幾何參數(shù)如下圖910所示。以1號(hào)釜為例已知：掛膠厚度，；釜壁厚度，；取水垢厚度，查《基礎(chǔ)化學(xué)工程》上冊(cè)P180表39得25％CaCl2鹽水的垢層系數(shù)。設(shè)計(jì)中?。篋＝；d＝＝；n＝59r/min。查《基礎(chǔ)化學(xué)工程》上冊(cè)P172修正公式為：式中R— 曲率半徑，設(shè)計(jì)取916mm。s查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)P301表414， m/s；根據(jù)《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》P142和《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè)P180有關(guān)內(nèi)容，取聚合釜夾套內(nèi)螺旋導(dǎo)流板的幾何尺寸如圖98所示。s；Cp— 流體的比熱容，J/(kg℃)熱導(dǎo)率lW/(m．℃)門尼粘度動(dòng)力粘度mPa．s一94膠液50二94膠液50三94膠液45四94膠液45注：根據(jù)各釜門尼粘度和膠液濃度查《高聚物合成工藝學(xué)》確定各釜?jiǎng)恿φ扯取１?11 各釜純轉(zhuǎn)化率與累積轉(zhuǎn)化率第一釜第二釜第三釜第四釜純X(％)累積X(％)純X(％)累積X(％)純X(％)累積X(％)純X(％)累積X