【正文】 或標準)設(shè)備的選擇　　定型設(shè)備的選擇除了要符合上述基本條件外，還要注意以下幾個問題：　?、攀紫雀鶕?jù)設(shè)計項目的規(guī)定生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮設(shè)備的臺數(shù)，如采用單臺或多臺；臺數(shù)確定后，凡是運轉(zhuǎn)設(shè)備要按其負荷和規(guī)定的工藝條件進行選型；靜止設(shè)備則要計算其主要參數(shù)，如傳熱面積、蒸發(fā)面積等，再結(jié)合有關(guān)工藝條件進行選型。⑺運輸方便：化工設(shè)備的尺寸和形狀應注意到運輸方便與否問題，當設(shè)備制造廠與使用廠相距較遠時成為突出?！　、捎貌暮椭圃欤涸谠O(shè)計化工設(shè)備時，要盡是減少材料的用量，特別是一些貴重材料，同時還要考慮制造方便，避免復雜的加工工序，減少加工量，力求降低設(shè)備的制造成本和材料用量。因此在考慮設(shè)備的耐久性時要充分考慮設(shè)備使用的腐蝕條件?！　、悄途眯裕褐冈O(shè)備能使用的年限。有時候化工設(shè)備構(gòu)件的設(shè)計主要取決于剛度，而不是強度。例如：為預防生產(chǎn)中突然超壓，要采用保安部件(如防爆膜等)處理，這就是控制設(shè)備合理強度的實例。　?、艔姸龋夯ぴO(shè)備無論是主體部分還是零部件都要有合理的強度，否則就不能保證生產(chǎn)的正常運行和工人的安全。⑸產(chǎn)品總成本產(chǎn)品總成本是化工企業(yè)效益的綜合反應，一般要求產(chǎn)品的總成本越低越好，實際上，這項指標是上述各項指標的綜合反應。⑷管理費用設(shè)備的管理費用包括勞動工資、維護和栓修費用等。⑶設(shè)備價格設(shè)備價格直接影響建設(shè)工程投資。⑵消耗系數(shù)化工設(shè)備的消耗系數(shù)是指生產(chǎn)單位重量或單位體積的產(chǎn)品消耗的原料和能量，其中包括原材料、燃料、蒸汽、水和電等。因此，設(shè)備的生產(chǎn)能力要與流程設(shè)計的生產(chǎn)能力相適應，而且效率要高。 技術(shù)經(jīng)濟指標化工設(shè)備的主要經(jīng)濟技術(shù)指標有以下五項：單位生產(chǎn)能力；消耗系數(shù)；設(shè)備價格；管理費用和產(chǎn)品總成本。k）冷卻水消耗W=Q/CPΔt=105/1()=103kg/h第五章設(shè)備工藝計算化工設(shè)備是化工生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對工程項目投產(chǎn)后的生產(chǎn)能力、操作穩(wěn)定性、可靠性、以及產(chǎn)品質(zhì)量等等都將起著重要的作用。k）總出料量由物料衡算得W=進料溫度為125℃，采用換熱器在進入釜前操作，加熱介質(zhì)選用硅油反應釜溫度為170℃，采用電加熱。k）170℃時CP=（kg℃1反應物轉(zhuǎn)化率變化：Δx=%反應溫度：170℃進料溫度：125℃冷卻水入口溫度：10℃冷卻水出口溫度：45℃125℃時CP=（kg環(huán)境溫度,℃?！?。設(shè)備各部分表面對環(huán)境的傳熱系數(shù),W kg變化過程為吸熱過程時,＞0. (3) 的計算(設(shè)備溫度變化)因為該工藝為連續(xù)操作，所以無熱損失。M—反應物相對分子質(zhì)量,kg物料質(zhì)量,kg?！妗Ｎ锪鞔朢101乙烯）4868X分子量調(diào)節(jié)劑聚合物合計4868Xc——分子量調(diào)節(jié)劑用量 ——乙烯的相對分子質(zhì)量——PE鏈節(jié)的相對分子質(zhì)量 ——聚乙烯的相對分子質(zhì)量——PE熔體流量 ——乙烯理論投料質(zhì)量流量——乙烯實際投料質(zhì)量流量 ——乙烯實際投料摩爾流量 ——高壓分離器分離的乙烯量 ——原料乙烯投料量——低壓分離器分離的乙烯量 ——分子量調(diào)節(jié)劑進入量— —分子量調(diào)節(jié)劑流出量 X——高壓分離器分離率第四章低密度聚乙烯的熱量衡算 熱量恒算概述 熱量恒算的內(nèi)容及作用為后續(xù)工藝設(shè)計提供依據(jù) A,計算高峰熱負荷(最大傳熱速率).由于間歇操作過程為非定態(tài)操作過程,物料狀態(tài),化學變化,物理變化速率隨時間變化而變化,因此必須用高峰熱符合計算設(shè)備傳熱面積,傳熱介質(zhì)流量,工藝管徑等,以滿足最大操作負荷時的工藝要求. B,計算熱符合變化規(guī)律(傳熱速率隨時間變化曲線),為控制方案的選擇停工依據(jù),如何選用何種傳熱介質(zhì),傳熱介質(zhì)的溫度及范圍,流量及范圍等. (2)熱量消耗的計算及能源的綜合利用 熱量消耗的計算主要是為經(jīng)濟核算等提供依據(jù),硬扯需要按單位操作時間(批),解決能源合理利用的問題.(3)為其他專業(yè)的設(shè)計提供依據(jù) 提出傳熱戒指的種類,相態(tài),使用溫度范圍,使用壓力范圍,傳熱介質(zhì)流量及用量,設(shè)備是否需要保溫等設(shè)計條件,為公用工程,自控儀表等設(shè)計提供依據(jù). 在化工過程中,各種熱量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以用熱平衡方程表示:其中: 設(shè)備或系統(tǒng)與外界環(huán)境交換熱量之和,通常包括熱損失,kJ.離開設(shè)備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ. 進入設(shè)備或系統(tǒng)各股物料的焓之和,kJ.而在實際生產(chǎn)過程中,熱平衡方程通常寫成以下形式便于計算:其中:設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和(傳入熱量為正,傳出熱量為負),kJ.由于物料溫度變化,系統(tǒng)與外界交換的熱量(當有相變時,應分段計算,升溫為正,降溫為負),kJ.由于物料發(fā)生各種變化(化學反應,相變,溶解,混合等),系統(tǒng)與外界交換的熱量(吸熱為正,放熱為負).kJ.由于設(shè)備溫度改變,系統(tǒng)與外界交換的熱量.(設(shè)備升溫為正,設(shè)備降溫為負),kJ.設(shè)備向外界散失的熱量(操作溫度高于環(huán)境溫度為正,低于環(huán)境溫度為負),kJ.(1) 的計算(顯熱)恒容變化過程:其中:恒容熱容,kJ 可得到產(chǎn)品產(chǎn)量與主要原料乙烯投料量之間的比例關(guān)系，宜采用順流程的計算順序。年工作日：300d/a（24h/d）共7200h③相關(guān)技術(shù)指標工藝配方：引發(fā)劑（微量氧或過氧化物）用量：（106—104）可忽略分子量調(diào)節(jié)劑用量：c=5％=聚合度=400乙烯高壓聚合過程中單程轉(zhuǎn)化率僅為15％—30％，在此以30%為例進行計算。①生產(chǎn)規(guī)模。 ＋ ＋ CH2＝CH2 ——＞ R－（CH2－CH2）（n＋1）……（3）鏈終止當鏈端自由基的未配對電子因某種原因獲得配對時，鏈的增長即告終止。 ＋ CH2＝CH2 ——＞ R－CH2－CH2－CH2－CH2 ＋ CH2＝CH2 ——＞ R－CH2－CH2（2）鏈增長自由基所帶的未配對電子不斷打開單體的雙鍵，使單體一個個加上去。表示這些由引發(fā)劑產(chǎn)生的自由基，“就是帶一個未配對單電子的“苯基自由基”。常用的引發(fā)劑以過氧化苯甲酰為例，產(chǎn)生自由基的過程如下：C6H5－COO－OOC－C6H5 ——＞ 2C6H5（1）鏈引發(fā)利用引發(fā)劑產(chǎn)生帶未配對單電子的原子團，也稱為自由基。完整LDPE連續(xù)操作工序的物料衡算過程比較復雜，為了說明問題，只對流經(jīng)反應器和分離器的物流進行物料衡算，流經(jīng)反應器和分離器物料平衡關(guān)系簡圖,如圖所示 。第 三 章 LDPE的物料衡算用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。為了安全生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，聚合轉(zhuǎn)化率不能超過30%。C以上時不穩(wěn)定，將發(fā)生爆炸性分解。如果聚合熱不能及時排出，溫度將迅速升高。C~13176。C~300176。這時因為乙烯的聚合熱△H=95KJ/mol，高于一般的烯類單體的聚合熱。乙烯高壓氣相自由基本體聚合過程中轉(zhuǎn)化率僅為15%~30%，大量的乙烯需要循環(huán)使用。乙烯常溫、常壓下為氣體，即使在100MPa~250MPa甚至300MPa的壓力下仍為氣體，接近液態(tài)烴的密度，近似不能被壓縮的液體，稱為氣密相狀態(tài)。C~280176。C一下是穩(wěn)定的，更高的溫度則分解為 C 、H2和CH4。這時因為乙烯的結(jié)構(gòu)對稱，沒有任何取代基，偶極矩為0，反應活性很低。C~280176。乙烯于高壓條件下進行自由基聚合時，產(chǎn)品密度較低的原因是由于聚合反應中發(fā)生本分子鏈轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生支鏈所致。值得提出的是，聚乙烯與其他品種的塑料不同，經(jīng)過二次造粒，其目的是增加聚乙烯塑料的透明性，并且減少塑料中的凝膠微粒。同時將防老劑等添加劑，根據(jù)生產(chǎn)牌號的要求注入低壓分離器，與熔融的聚乙烯樹脂充分混合后進行造粒。C，管內(nèi)溫度差較大反應器冷卻帶走的熱量10%30%平均停留時間10~120s之內(nèi)與反應管的尺寸有關(guān)。表6 釜式法與管式法比較項目釜式法管式法壓力大約110~253MPa，可保持穩(wěn)定大約達333MPa，管內(nèi)產(chǎn)生壓力降溫度可以控制在130~280176。攪拌釜式反應器對各種反應體系適應性強，操作彈性大，更換品種方便，適應市場需求能力強，因此，攪拌釜式反應器在聚合物合成中廣泛使用。這類反應器通常設(shè)有攪拌裝置，所以又稱為攪拌釜式反應器。第二段為冷卻段，但溫度不應低于130℃，以防止聚乙烯凝固。直徑與長度之比為1/2501/40000，目前最長的管式反應器長1500m或以上。其特點是，物料在管內(nèi)呈柱塞狀流動，沒有什么返混現(xiàn)象；反應溫度沿反應管的長度而有變化，因此反應溫度有最高峰，所以所得聚乙烯的分子量分布較寬。當反應壓力提高時，聚合反應速度加大，但聚乙烯的分子量降低，而且支鏈較多，所以其密度稍有降低。較短的聚合停留時間（15s2min）取決于反應器的類型。因此在乙烯高壓聚合過程中應防止局部過熱，防止聚合反應器內(nèi)產(chǎn)生過熱點。此時乙烯分子間的距離顯著縮短，從而增加了自由基與乙烯分子的碰撞幾率，故易于發(fā)生聚合反應。乙烯高壓聚合引發(fā)劑，應配制成白油溶液或直接用計量泵注入聚合釜的乙烯進料管中，或注入聚合釜中，在釜式聚合反應器造作中依靠引發(fā)劑的注入量控制反應溫度。工業(yè)上常用的過氧化物引發(fā)劑為：過氧化二叔丁基，過氧化十二烷酰，過氧化苯甲酸叔丁酯，過氧化3，5,5三甲基乙酰等。而且氧的反應活性受溫度的影響很大。其缺點是氧的引發(fā)溫度在230℃以上，而低于200℃時反而阻聚，因此反應溫度必須高于200℃。其優(yōu)點在于價格低，可直接加于乙烯進料中?？寡鮿?甲基2,6二叔丁基苯酚潤滑劑油酸酰胺或硬脂酸銨、油酸銨、亞麻仁油酸銨或者三者的混合物開口劑高分散性的硅膠（SiO2）、鋁膠（AL2O3）或其兩者混合物抗靜電劑用含有氨基或羥基等極性幾團而又可溶于乙烯中，不會發(fā)的聚合物為抗靜電劑以上添加劑的種類和用量根據(jù)生產(chǎn)的聚乙烯牌號和用途加于聚乙烯樹脂低壓分離器中，為了便于計量和易與聚乙烯充分混合起見，通常是將添加劑配制成濃度約為10%左右的白油（脂肪族烷烴）溶液或分散液，用泵計量送入低壓分離器或者于二次選粒時加入。為了防止表面積累靜電，有時需要添加防靜電劑。為了防止聚乙烯在成型過程中受熱時被氧化，防止使用過程中老化，所以聚乙烯樹脂中應添加防老劑（抗氧劑）、防紫外線劑等，此外為了防止成型過程中粘結(jié)模具而需要加入潤滑劑。（3）添加劑聚乙烯樹脂在隔絕氧的條件下受熱時是穩(wěn)定的，但在空氣中受熱則易被氧化。C鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)分子量調(diào)節(jié)劑溫度鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)丙烯130150氫130160丙烷13027丙酮130165乙烷1306丙醛1303300調(diào)節(jié)劑的種類和用量根據(jù)乙烯牌號的不同而不同，一般是乙烯體積的1%%折合為質(zhì)量百分數(shù)時，應根據(jù)調(diào)節(jié)劑的分子量進行計算。而以丙烯、丙烷乙烷等最常應用。多次循環(huán)使用時，惰性雜質(zhì)的含量可能積累，此時應采取一部分氣體放空或送回乙烯精制車間精制。新鮮乙烯的雜質(zhì)含量應低于下列數(shù)值：甲烷、乙烷＜500X106(體積)CO2＜5x106(體積)C3以上重餾分＜10x106(體積)H2＜5x106(體積)乙炔＜5x106(體積)S(按H2S計)＜1x106(體積)氧＜1x106(體積)H2O＜1x106(體積)CO＜5x106(體積)乙烯常壓下為氣體，；℃；%%，純乙烯在350℃以下穩(wěn)定，更高的溫度則分解為C、CHH2。因此所用原料以西一部分是新鮮乙烯，一部分是循環(huán)回收的乙烯。也是工業(yè)上采用自由基型氣相本體聚合的最典型方法，海事工業(yè)上生產(chǎn)聚乙烯的第一種方法，至今仍然是生產(chǎn)低密度聚乙烯的主要生產(chǎn)方法。然后再次進行擠出、切粒、離心干燥，得到二次成品。乙烯循環(huán)使用。未反應的乙烯和聚乙烯分離并冷卻脫去蠟狀低聚物后，回到二次壓縮機的入口經(jīng)加壓后循環(huán)使用。管式反應器要求最高壓力達300MPa或者更高些經(jīng)二次壓縮達到反應壓力的乙烯冷卻后進入聚合反應器：釜式和管式反應器，引發(fā)劑則用高壓泵送入乙烯進料口，或直接注入聚合設(shè)備。來自低壓分離器的循環(huán)乙烯，壓力＜，與分子量調(diào)節(jié)劑混合后進入二次壓縮機。工業(yè)上為了簡化測定聚乙烯分子量的方法，而采用熔融指數(shù)(MI)來相對地表示相應的分子量（見表1）及流動性。第 二 章 LDPE生產(chǎn)的工藝流程（LDPE），工業(yè)生產(chǎn)中應當用最經(jīng)濟的反應條件獲得適當性能的產(chǎn)品。未來五年,我國LDPE產(chǎn)能將快速增長,市場缺口逐漸縮小,但相對高端