【正文】 由于。Δtm） =155555/（） =已知，選用的反應(yīng)釜的夾套傳熱面積=πDHj =4. 0= m2故該整套夾套攪拌器符合要求。w =1 α0=()[()/103]()=已知聚合釜的壁厚 δ=15mm λ=忽略污垢的熱阻傳熱系數(shù)K公式為: 1/K=1/αi＋1/α0＋δ/λ =1/＋1/＋ = 877 K=w)取181。w)(d/D)(Z/D) =(103)(103)() () () = ｗ/　夾套側(cè)的傳熱系數(shù)的計算夾套內(nèi)水溫由278K升到282K，已知夾套內(nèi)水的物性資料如下 ρ= kg/m3 Cp=4199 J/ λ= ｗ/m..K μ=103 Pa..ｓ已知：流速u=夾套當(dāng)量直徑de=4（水流路截面積）/（流體潤濕的傳熱邊長）　　　　　　　=4（d1d2）/4 =Pr=Cpμ/λ =419910－3/ =傳熱系數(shù)公式[如下： α0=(λ/de)(de uρ/μ)(Cpμ/λ)(181。w =1 則 αi= (ReS) (Pr) (181。 =（2103）/ =103Pr=Cpμ/λ =4260=103 取 181。)=+()/(178。 Pr=Cpμ/λαi——釜側(cè)的給熱系數(shù)D——反應(yīng)釜的內(nèi)徑，mλ——流體的導(dǎo)熱系數(shù)，w/n——攪拌轉(zhuǎn)數(shù)，s－1d——攪拌直徑，mρ——液體密度，kg/m3μ——流體粘度， μw——側(cè)壁上的粘度，Pa .sCp——液體的比熱容，J/Z ——釜中的液位已知反應(yīng)釜物料的物性資料如下 ρ=103kg/181。由于攪拌釜中液體運動的狀況十分復(fù)雜，攪拌功率目前尚不能用理論算出，只能通過實驗獲得它和該系統(tǒng)其它變量之間的經(jīng)驗關(guān)系型，然后再按經(jīng)驗關(guān)系型計算出攪拌功率。　攪拌裝置的設(shè)計（1）攪拌器的結(jié)構(gòu)型式：選定為單層開啟式直葉渦輪槳（2）攪拌器尺寸的計算 知DN=3600mmDJ==3600= mm取攪拌器離底高度h=h=3600= 取攪拌器的寬度b= b== mm 取槳葉數(shù)Z=3（3）攪拌附件的設(shè)置 擋板數(shù)目：4塊寬度：1/10DN=1/103600=360mm方式：緊貼著釜壁且垂直于釜壁。該夾套可用12mm厚的0Cr18Ni9鋼板制造?！A套的設(shè)計（1）夾套直徑和高度的確定 對于筒體的內(nèi)徑Di=3000～4000mm，夾套內(nèi)徑Dj=Di+200 =3400+200 =3600mm 查文獻得：封頭體積VH=，表面積FH= 由下式確定高度： Hj= =()/=圓整，得Hj=4000mm（2）夾套的材料和壁厚選用0Cr18Ni9為夾套材料，設(shè)計溫度為150℃，查得許用應(yīng)力[σ]t=137 MPa MPa，ф= C1= C2=1 mm由公式S=得： S=3600/（2137）=取腐蝕余量C2=，鋼板厚度負偏差C1=，則 Sn=S+C1+C2=++=圓整后取Sn=12mm。因此，本設(shè)計中未做外壓的設(shè)計。復(fù)驗Sn6%=15= mm＞，故能取C1=，該聚合釜體可用15mm厚的16MnR鋼板制造。 VTi= 對液－液相類型選取H/D＝ 估算筒體的內(nèi)徑為： Di= 帶入數(shù)據(jù)可得Di=圓整取筒體內(nèi)徑為3400mm，據(jù)標(biāo)準橢圓，可得h1=3400/4=850mm, 查附表可得Vh= 內(nèi)表面積Fh= 再查附表得每一米高筒體容積V1=,表面積F1＝筒體高度H=(VVh)/V1=()/= 圓整可得H=4800mm 于是H/Di=4800/3400=復(fù)核結(jié)果基本符合給定的范圍。G） HG2152995. 釜體的設(shè)計半連續(xù)操作　生產(chǎn)周期或生產(chǎn)批數(shù) 3P℃）， ∵A實際﹥A需要∴能滿足要求殼體大于400mm用鋼板卷焊而成，殼體內(nèi)徑D取決于傳熱管數(shù)n，排列方式和管心距式中：t——管心距，t=d0——換熱管外徑nc——橫過管束中心線的管數(shù)，該值與管子排列有關(guān)本設(shè)計采用正三角排列，則 t== 圓整到4500mm參考文獻，為了滿足及時轉(zhuǎn)移反應(yīng)放出的熱，從而保證反應(yīng)溫度不超過最高限額，采用把轉(zhuǎn)化器換熱分為三層，三層同時進行散熱。下蓋內(nèi)自下而上充以瓷環(huán)、活性炭作為填料，支撐列管內(nèi)的催化劑，防止催化劑粉塵進入管道。內(nèi)有列管，[1]用脹管法固定于兩端花板上，管內(nèi)裝催化劑，管間的兩塊隔板將整個圓柱部分隔為三層，每層均有冷卻水進出口用以通冷卻水，帶走反應(yīng)熱。轉(zhuǎn)化器的主要作用是裝載催化劑，進行合成反應(yīng)和移走反應(yīng)放熱，因此要求轉(zhuǎn)化器保證傳熱良好，能及時移走反應(yīng)熱，并且使反應(yīng)氣體分布均勻，以避免局部過熱?！妫┕? 取7臺石墨冷卻器，查文獻，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合，參考查文獻[3]，選用換熱管長度為4000mm，公稱直徑800 mm, 公稱壓力4Mpa,管程為2的A型設(shè)備型號：GHA800105式中,G——列管式 H——換熱設(shè)備 A——換熱管型號公稱面積為105＞故可行. 石墨預(yù)熱器的選型 已知條件：總熱負荷：Q=循環(huán)水流量：進口溫度T1：110℃出口溫度T2：95℃混合氣進口溫度t1：14℃出口溫度t2：75℃ 計算兩流體的平均溫度差℃而：查文獻得℃查文獻，列管式換熱器中的總傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗植設(shè)K=100w/（m2(注：數(shù)據(jù)是參照株化集團資料數(shù)據(jù)) 水CP=℃m=107/(50) =105kg(9)　冷卻水的用量 根據(jù)式: Q= mCPΔT 得 m=Q/ CPΔT冷卻水進口溫度為29℃,出口溫度為26℃。（3）回流冷凝器熱負荷的考慮由于反應(yīng)中嚴格控制反應(yīng)溫度恒定，冷凝器中的回流量極少，所以對冷凝器熱負荷不予考慮。根據(jù)熱量守恒定律，得 QT=Q1＋Q2＋Q3＋Q4 其中 Q1=Q2= W?Hr?x/M Q3=ΣWi CPi ?TmQ4=ΣAiαi (Ti－T0)t 固體和液體熱容可以采用柯普定律[5]計算 C(kJ/kg.℃)=Can/M式中 Ca——基團的比熱容，kJ/(kg.℃)n——分子中同一元素的原子數(shù)M——化合物的分子量， kg/kmol氯乙烯的聚合熱為：查手冊得： 氯乙烯的比熱C1= kJ/(kg.℃) 水的比熱C2= kJ/(kg.℃) 聚氯乙稀的比熱C3= kJ/(kg.℃)（2）混合熱和攪拌熱的考慮 由于溶質(zhì)的量很少，混合熱可忽略不計?！?1同種物質(zhì)的平均比熱容Cp====(kg95℃時，C水蒸氣= kJ(kg℃)1同種物質(zhì)的平均比熱容Cp====(kg95℃時，C水蒸氣= kJ(kg℃)1。(mol(mol(mol℃)1計算：Q1：進料溫度13℃，則Q1=0Q3=0Q4 =Q 乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水(g) = 20852（75＋13）＋（75＋13）＋（75＋13）＋（75＋13）=＋＋＋=Q2: 5%Q2=Q5∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5∴0＋Q2＋0=＋5%Q2∴Q2=5988989kJ Q5= kJ 石墨預(yù)熱器熱量衡算表項目入方/kJ項目出方/kJCH≡CH0CH≡CHHCl0HClO20O2H2O0H2O蒸汽加熱損失ΣΣ 轉(zhuǎn)化器已知表 轉(zhuǎn)化器物料表進料質(zhì)量/kg出料質(zhì)量/kgCH≡CH20852CH2=CHClHClCH≡CH O2HClH2OO2H2O CH3CHCl2ΣΣ根據(jù)：此處熱損失率為：%以298k(25℃)時1h為計算標(biāo)準。℃)1C 氯化氫= kJ(kg[4]則HCl溶于水放出的熱量為：()/= 水液化放出的熱：Q=()=∴Q3=+=∴Q4=Q乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水蒸氣＋Q鹽酸 =20852（1325）＋（1325）＋（1325）＋（1325）＋3214（1325）= = Q2: 5%Q2=Q5∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5∴0＋Q2＋= ＋5%Q2∴Q2= kJ Q5= kJ 石墨冷卻器熱量衡算表項目入方/kJ項目出方/kJCH≡CH0CH≡CHHCl0HClO20O2H2O0H2O冷凝熱鹽酸鹽水吸熱損失ΣΣ已知表進料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CH20852CH≡CH20852HClHClO2O2H2OH2OΣΣ進料溫度：13℃，出料溫度：75℃以13℃計算為基準C 乙炔= kJ(kgkmol1= kJ℃)1C40%鹽酸=3214 kJ(kg℃)1C 水（l）= kJ(kg℃)1C 氯化氫= kJ(kg℃）乙炔2575110HCl2575110水蒸氣2575110O22575110氯乙烯2575110鹽酸（40%）[5]35 計算 石墨冷卻器已知表： 石墨冷卻器物料衡算表進料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CH20852CH≡CH20852HClHClO2O2H2OH2O鹽酸ΣΣ進料溫度：25℃，出料溫度：13℃25℃為計算基準C 乙炔= kJ(kg即，含量少的物質(zhì)對混合體系熱容地方影響可不計。設(shè)是的5%“”表示吸熱，“＋”表示放熱。=103kg90％＝103kg剩余的為聚氯乙稀溶液的質(zhì)量為M溶＝M料－M水39。所以物料平衡。＋ M料＝103kg＋103kg＝103kg＝M39。=103kg2%=103kg料漿的質(zhì)量：M料＝M139。＋M除＝103kg＋103kg=103kg=M’物料平衡進料質(zhì)量/kg出料質(zhì)量/kg氯乙烯103聚氯乙烯103水103氯乙烯103助劑103水103聚氯乙烯103助劑103氯乙烯回收103Σ103Σ103 聚氯乙烯氯乙烯水助劑 氣提塔聚氯乙烯水助劑氯乙烯回收此過程中回收剩余的占總量的2％的氯乙烯單體，出料為料漿。=103kg＋103kg＋＋103kg=103kg因為 M39。39。=103kg+103kg=103kg=M （3） 聚合釜的物料衡算表進料質(zhì)量/kg 出料質(zhì)量/kg 氯乙烯103聚氯乙烯103水103氯乙烯103助劑103水103助劑103氯乙烯單體損失103Σ103Σ103聚氯乙烯氯乙烯水助劑出料槽聚氯乙烯氯乙烯水助劑氯乙烯回收 在此過程中進料為樹脂懸浮液，在此過程是除去未反應(yīng)的9%氯乙烯單體（以總量來計算）將起回收至單體氣柜中。+ M2+ M3＝103kg＋103kg＋103kg＋＝103kg 可得M39。= M139。－M239。= M11%=103kg1%=103kg剩余的氯乙烯單體質(zhì)量：M339。 聚合段的物料計算 設(shè)生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量：30萬噸；設(shè)一年開工300天，每天分三批生產(chǎn)，聚合物一般進行到轉(zhuǎn)化率為85%～90%[2]（本設(shè)計中取88%）氯乙烯水助劑聚合釜聚氯乙烯氯乙烯水助劑氯乙烯單體損失（1）進料計算聚合總共所需單體量： M0=300000t/88%=每批生產(chǎn)所需的單體量：M1=103kg/(3303)=103kg 其中無離子水：氯乙烯單體＝ ：1