【正文】 乙烯，丙稀， ENB 的聚合反應(yīng)熱分別是 95， 86， 73（ kJ/mol） 。 =4. V0201 物料平衡表 表 69 V0201 物料平衡 項目 總進(jìn)料量 液相出料量 C 汽相出料量 A1 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾 質(zhì)量 /kg 摩爾 質(zhì)量 /kg 摩爾 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 合計 /kg 反應(yīng)器 R0201 物料衡算 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 33 （ 1） 反應(yīng)釜的進(jìn)料量 =反應(yīng)釜的液相出料量 +反應(yīng)釜的汽相出料量 （ 2） 進(jìn)料總量＝ A1＋ C＋ J1+L35+L34+新鮮進(jìn)料 乙烯含量 =+++== 丙烯含量 =+++== ENB 的含量 == 丙烷的含量 =+++== 己烷 =+++700+200== 氫氣的含量 =+++== 氮氣的含量 =+++= = 表 610 反應(yīng)器 R0201 物料平衡表 項目 進(jìn)料總量 液相出料 G 汽相出料 B1 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 乙烯 丙烯 ENB 0 0 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 膠料 總量 合計 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 34 第 7 章 熱量衡算 計算依據(jù) 查有關(guān)書籍得到相關(guān)數(shù)據(jù)和計算依據(jù)如下： （ 1） 選擇溫度為 0℃時各組分的焓值為 0kJ，作為計算的基準(zhǔn)。 =氫氣含量＝ 179。 =丙烷含量＝ 179。 =， 乙烯含量＝ 179。 =氮氣含量＝ 179。 =己烷含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 %=汽相出口物料總量 = K m o 2 0 1% ??乙烯的摩爾分?jǐn)?shù) 乙烯的含量 丙烯的含量 =% =ENB 含量 =0 丙烷的含量 =% =己烷的含量 =% =氫氣的含量 =% =吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 氮氣的含量 =% =表 67 反應(yīng)釜 R0201 汽液出料一覽表 項目 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB/kg 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg B1 G 各組 分的進(jìn)料量 表 68 V0201 進(jìn)料表 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg B1 B2 B3 各組分的進(jìn)料量 B =B1+B2+B3 乙烯含量 =++==丙稀含量 =++=ENB 含量 =0kg/h=0kmol/h 丙烷含量 =++= kg/h=己烷含量 =++=氫氣含量 =++=氮氣含量 =++=進(jìn)料總摩爾總量 =， 于是，進(jìn)料 各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： Z1=， Z2=， Z3=0， Z4=， Z5=， Z6=， Z7=，由程序（見附錄 2）可以求得 T=℃ ，P=586KPa 條件下，汽液分離系數(shù)Ψ = ， 液相各組分的摩爾組成：X1=， X2=， X3=0， X4=， X5=， X6=， X7=， 汽 相各組分的摩爾組成： Y1=， Y2=， Y3=0， Y4=， Y5=， Y6=， Y7=， 3. V0201 汽液 各組分的出料含量 （ 1）汽相各組分的含量 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 汽相摩爾總量＝ 179。 表 66 J1和 B3的物料分配表 項目 乙烯 /kg 丙烯 /kg ENB/Kg 丙烷 /kg 己烷 /kg 氫氣 /kg 氮氣 /kg J1 B3 （ 4） 反應(yīng)釜 V0201 液相出口的各組分總含量 反應(yīng)釜出口物料 G的質(zhì)量組成 : W1=， W2=， W3=， W4=， W5=， W6=， W7=， W8= 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 30 出口物料的總量 = ?kg 乙烯含量 =%=丙烯含量 =%=ENB 含量 =%=丙烷含量 =%=己烷含量 =%=氫氣含量 =%=氮氣含量 =%=總摩爾含量 = 液相各 組分的摩爾分?jǐn)?shù)為： X1=， X2=， X3=，X4=， X5=， X6=， X7= （ 5） 汽相出料的各組分含量 反應(yīng)溫度為 45℃，反應(yīng)壓力為 586KPa，該反應(yīng)條件下的相平衡常數(shù)分別為：K1=， K2=， K3=0， K4=， K5=， K6=128， K7=97 由公式 K=Y/X，得汽相各組分的摩爾分?jǐn)?shù)： Y1= ， Y2= ， Y3=0， Y4= ，Y5=， Y6=， Y7=。 （ 3） J與 L31混合后分為 J1和 B3兩股流量。 105=吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 表 65 塔 T0202 物料平衡表 項目 進(jìn)料量 I 液相出料量 J 汽相出料量 B2 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 質(zhì)量 /kg 摩爾數(shù) 乙烯 丙烯 ENB 丙烷 己烷 氫氣 氮氣 膠料 總量 /kg 合計 /kg V0201 物料衡算 （ 1） V0201 的進(jìn)料由 B1 、 B B3三股物料所組成。 =氮氣含量 =179。 =己烷含量 ＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =（ 2） 液相中各組分的含量 液相摩爾總量＝ 179。 179。 =己烷含量＝ 179。 =丙稀含量＝ 179。 =。 D2和 L3中己烷的分配根據(jù)熱量衡算可以確定出 D2中己烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ％ 。（ ％） = 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 塔 T0201 的物料衡算 膠料量 m 膠料 = T0201 塔中的各種物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別如下： W1=， W2=， W3=， W4=， W5=， W6=，W7=， W8= KgL 1 6 8 3% 8 0 52 ??? 膠料質(zhì)量分?jǐn)?shù) 膠料量總量 進(jìn)口物料中各組分的流量 L2??某 組 分 流 量 總 流 量 該 組 分 質(zhì) 量 分 數(shù) 于是，進(jìn)口中各組分的量及組分?jǐn)?shù)如下： 乙烯含量 =%== 丙烯含量 =%== ENB 含量 = kg%== 丙烷含量 =%== 己烷含量 =%== 故己烷的總含量為： +2200+20xx0== 氫氣含量 =%=氮氣含量 =%=膠料含量 = 塔釜的溫度為 ～ ℃ ，塔頂出料溫度為 ～ ℃ ，按清晰分割法乙烯、丙烯、丙烷、氫氣、氮氣等組分全部以氣體狀態(tài)從塔頂出料，塔釜流出液中僅包括部分己烷、膠料和 ENB。 X， Y 分別表示液相和氣相組分的摩爾百分?jǐn)?shù)。 （ 8） 設(shè)定各種設(shè)備的熱損失率不得超過 5％ 。 （ 3） 每小時生產(chǎn)合格膠料量 = hKg / 8 0 57 2 0 0%)11( 2 0 0 0 0 ??－ （ 4） 乙烯、丙烯、第三單體乙叉降冰片烯（ ENB）的單程轉(zhuǎn)化率分別為： %、%、 % （ 5） 乙丙橡膠質(zhì)量組成：乙烯 :丙烯 :ENB=:: （ 6） 乙烯、丙烯、第三單體乙叉降冰片烯（ ENB）的總轉(zhuǎn)化率分別為： %，%， %。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 第 6 章 物料衡算 計算依據(jù) （ 1） 年產(chǎn)量 2 萬噸，年生產(chǎn)時間 7200 小時約 300 天。采用正己烷為溶劑， VAl 催化劑體系， 用氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑 ， 新鮮的單體和溶劑與回收的乙烯、丙烯及溶劑混合后經(jīng)預(yù)冷后，與催化劑一起進(jìn)入帶攪拌的聚合反應(yīng)釜 R0201。故可以認(rèn)為， 2 萬噸 的乙丙橡膠工程抗風(fēng)險能力相當(dāng)強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益良好。說明該項目經(jīng)營風(fēng)險小，經(jīng)營的安全率相當(dāng)高。 =7480 萬元 /年 ： = 萬元 /年 ： 44000/（ +179。 10%= 萬元 /年 ： 總費用 +車間費用 +工人工資 +水電費 =++200+ = 萬元 /年 盈虧平衡 盈虧計算如下所示： ： 20xx0179。 10%= 萬元 /年 : 20xx0179。 1000=8000 萬元 /年 其他費用： 20xx0179。 8000/1000=1760 萬元 /年 催化劑： 10179。 5000/1000=3900 萬元 /年 ENB： 275179。 4200/1000= 萬元 /年 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 丙烯： 975179。 則： 萬噸乙丙橡膠裝置的設(shè)備投資為 ? ? 0 0 4 0429 0 0 0 01 2 0 3 7 6 4545 ??????????????????? CCII 所以 萬噸乙丙橡膠裝置的建設(shè)總投資為 90000+= 萬元 原料消耗定額 查有關(guān)資料得到各原料消耗定額見表 41： 表 41 原料消耗定額 序號 物質(zhì)名稱 消耗定額 （ t/a） 價格價格 （元 /t） 原料費用 (萬元 ) 1 C2H4 7200 2 C3H6 19404 8500 3 ENB 11000 4 VCAT 200 300000 6000 5 填充油 3600 7900 2844 生產(chǎn)成本 乙烯： 1330179。 溫度 1~22℃ Fe2++Fe3+ mg/l Cl 13 mg/l 氧耗量 4 mg/l 溶解氧 ≥ 5 mg/l 可溶固體 100 mg/l 可溶 SiO2 12 mg/l 總硬度（ CaCO3） 1 mgN /l 總堿度（ CaCO3） mgN /l 濁度 3 度 PH ~ 工藝控制條件 乙丙橡膠 4045 牌號 的標(biāo)準(zhǔn)操作條件如表 318： 表 318 4045 牌號的標(biāo)準(zhǔn)操作條件一覽表 項 目 操作 條件 項 目 操作 條件 聚合 ML 控制范圍ML1+4100OC 4755 乙烯、丙烯進(jìn)料比（ wt%） 56 產(chǎn)品 ML 控制范圍ML1+4100OC 45+5 H2/C” 2 乙烯含量（ +） wt% 56 C” 3/C” 2 碘值（ +2） 22 乙烯濃度（％） 18 充油量（ PHR） － 丙烯濃度（％） 54 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 揮發(fā)份（ wt%） 氫氣濃度（％） 續(xù)表 318： 項 目 操作 條件 項 目 操作 條件 釩含量（ ppm） 乙烯容量（ T） 主催化劑 VCat 丙烯容量（ T） 助催化劑 AMCat AQCat 氫氣容量（ Nm3） 二烯烴 ENB CH3OH 進(jìn)了量（ t/h） HASTB 混合率 20 沖洗水進(jìn)料量（ t/h） AESTB 混合率 10 T601 回流 /甲醇量比率 AHSTB 混合率 10 T702 回流 /進(jìn)料比率 .3 AMSTB 混合率 ― D401 溫度（ OC） 170 聚合負(fù)荷（ kg/h） 3480 工藝蒸汽（ t/h） 產(chǎn)品負(fù)荷（ kg/h） 3450 聚合液量（ m3/h） 40 聚合溫度（ OC） 45 E402 蒸汽壓（ KPa） 1200 聚合壓力（ KPa） 600 樹脂溫度（ OC） ≤ 300 主催化劑生產(chǎn)率 340 篩孔數(shù) 150 Al/V 比率 產(chǎn)品形式 25kg/塊 AM/AQ 比率 包裝系統(tǒng) 壓塊 二烯烴轉(zhuǎn)化率（％） 105 PTW 溫度（ OC） 60 T0201 頂（ t/h） 空氣溫度（ OC） － T0201 底（ t/h） TK502 空氣進(jìn)料量（ m3/h） － T0202 頂（ t/h） Z5301受壓壓力（ MPa） 10 D0201 聚合物濃度（ g/Ls） 87 壓塊溫度（ OC） 6065 C0201 循環(huán)氣（ m3/h） 4000 Z5301受壓時間（秒） 6 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 乙丙橡膠車間聚合工段設(shè)備型號選擇如表 319： 表 319 備一覽表 序號 工藝位號 設(shè)備名稱 型 式 材 質(zhì) 1 R0201 反應(yīng)器 立式圓筒型 SA51670+SB162 襯 AG0201 R0201 攪拌器 透平式PTEM34 葉輪： SUS304 軸： SUS316 2 V0201 頂部累積器 立式圓筒型 A51660+A240316 3 V0202 溢流罐 立式圓筒型 A51660+A240316 4 E0201 頂部冷凝器 BEM（ 臥 式