年產(chǎn)5萬(wàn)噸聚苯乙烯聚合工段工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-29 12:17本頁(yè)面
【正文】 [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(yè)?！?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(jì)算所需的傳熱管長(zhǎng)為：L=如果按單程管計(jì)算，傳熱管過(guò)長(zhǎng)宜采用多管程結(jié)構(gòu)，取傳熱管長(zhǎng)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(yáng),陳利傈:《國(guó)內(nèi)聚苯乙烯生產(chǎn)工藝述評(píng)》[J]. 《合成樹(shù)脂及塑料》2003年第20卷,39頁(yè)?！?W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)=45 W/(m2℃)污垢熱阻：Rsi= m2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應(yīng)該使冷流體走管程，熱流體走殼程。選型號(hào)為IS5032160泵兩臺(tái)，正常使用一臺(tái)，備用一臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)彎頭，（查《化工原理》上冊(cè)）得有局部阻力系數(shù)分別是：進(jìn)口突然收縮，90176。（2），因此苯乙烯的體積流量為： m3/批（3）設(shè)計(jì)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(dòng)為湍流形態(tài)查《化工原理》上冊(cè). 取管壁的絕對(duì)粗糙度ε=，所以a管和b管相對(duì)粗糙度e=ξ/d= ，由攪拌雷諾數(shù)Re==.（1）直管阻力的計(jì)算：其中為管線長(zhǎng)，大約為20m。～,取D/T= 則D== m，取攪拌等級(jí)為9級(jí)，總體流速=。在釜內(nèi)置有擋板，釜外設(shè)有夾套，以帶走多余熱量。由知i＝8000/4400＝，符合k的取值范圍。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。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。進(jìn)料體積主要是由苯乙烯、水和戊烷決定，所以：，其中由公式： m3/批 m3/批 m3/批V總=++= m3/批已知：，則反應(yīng)釜體積為： m3/批因此選用120m3的反應(yīng)釜，共需要3個(gè)本工藝過(guò)程是低溫懸浮聚合，反應(yīng)中放出大量的熱，且體系黏度低，在反應(yīng)過(guò)程中，為了更好的除去熱量，可選用釜式攪拌反應(yīng)器，并配以適當(dāng)?shù)臄嚢铇~及除熱方式來(lái)滿足工藝要求。計(jì)算得：ΔVHT（）=在25℃下，液態(tài)的QST ＝＝ kJ/mol,反應(yīng)前后壓力的變化不大,故可近似的認(rèn)為是恒壓操作。k)＝（mol1顯熱計(jì)算本設(shè)計(jì)?。壕酆想A段聚合釜進(jìn)料溫度20℃，聚合反應(yīng)溫度90℃，△T=70℃ 浸漬階段聚合反應(yīng)溫度120℃，出料溫度40℃，△T=80℃ 1Kcal=由公式Q=qmCp△T計(jì)算得下表表51：△T=80℃（Cp值查表）表51第一階段反應(yīng)熱單體流量（㎏/批）△T(℃)Cp（kJ/Kg.℃）Q(kJ/批)ST90%10%2%7010080水 20HAP 2050SDBS20SN 20C50 20 BPO 70CPO2 20HBCD 20DCP 20 總量23217860聚合熱由ST轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化曲線，可知每釜的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化不大，故可似認(rèn)為每個(gè)釜的聚合熱相等。4 物料衡算（1）年產(chǎn)量：5萬(wàn)噸（2）年工作時(shí)數(shù)：7920小時(shí)（3）單體純度：%（4）單體轉(zhuǎn)化率：98%（5）苯乙烯組分含量92%（6）工藝配比（凈含量/100分單體，質(zhì)量百分含量）：工藝配比見(jiàn)表41 表41 LFEPS發(fā)泡聚苯乙烯工藝配比序號(hào)原料名稱規(guī)格EPS備注1水脫鹽水1242苯乙烯（ST）%100單體3成核劑（SN）4發(fā)泡劑(戊烷)94%5羥基磷酸鈣（HAP）主分散劑6十二烷基本磺酸鈉（SDBS）助分散劑7過(guò)氧化苯甲酰（BPO）干基98%低溫引發(fā)劑8過(guò)氧化苯甲酸叔丁脂（CPO2）95%高溫引發(fā)劑9六溴環(huán)十二烷(HBCD)阻燃劑10過(guò)氧化二異丙苯（DOP）阻燃劑11磷酸氫二鈉（DSP）99％無(wú)水穩(wěn)定12過(guò)硫酸鉀（KPS）調(diào)理每年生產(chǎn)：7920/17=466批每批生產(chǎn)：50000000/466=107296kg 苯乙烯進(jìn)料量=10729691%247。鑒于國(guó)家規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格，考慮到用戶的要求和經(jīng)濟(jì)衡算，其產(chǎn)品指標(biāo)如表31所示：表31產(chǎn)品指標(biāo)一覽表品種及牌號(hào)LR()外觀松散、白色或無(wú)色的小珠粒比重粒子直徑相對(duì)密度550650kg/m3發(fā)汽劑含量，%≥殘留苯乙烯,%≤含水量,%≤相對(duì)粘度顆粒篩析%≥90根據(jù)實(shí)際經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)工廠的實(shí)際生產(chǎn)作如下選擇：操作方式：連續(xù)操作 產(chǎn)品名稱：可發(fā)性聚苯乙烯年生產(chǎn)量：50000噸/年 年工作日：7920小時(shí) 生產(chǎn)量：：330天原材料規(guī)格表32 原料規(guī)格一覽序號(hào)原材料名稱代號(hào)控制項(xiàng)目名稱及指標(biāo)用途1苯乙烯ST外觀:無(wú)色透明液 雜機(jī)械雜質(zhì)無(wú)游離水份純度：≥%聚合物:≤50ppmTBC:≤10ppm反應(yīng)單體2過(guò)氧化苯甲酰BPO外觀:白色結(jié)晶粉沫純度：干基≥98%(m/m)水份: ≤25305活性氧量(干基)% ≥低溫引發(fā)劑3過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯CpO2引發(fā)劑“C”含量：≥95%叔丁基過(guò)氧化氫含量(TBHP)≤1%鐵含量：≤5ppm比重d4 25:折光指數(shù)n25:高溫引發(fā)劑4羥基磷酸鈣HAP分散劑5十二烷基苯磺酸鈉SDBS試劑級(jí)助分散劑6磷酸氫二鈉DSP穩(wěn)定劑7涂層劑外觀:細(xì)白粉未,無(wú)團(tuán)塊粒徑:200目通過(guò)95%以上8戊烷C50C4: ≤4%%C6: ≤2%環(huán)烷烴: ≤%苯:%發(fā)泡劑9過(guò)氧化二異丙苯DCP外觀:無(wú)色或白色結(jié)晶粉末純度：≥96%總揮發(fā)物%≥交聯(lián)劑
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