【正文】
and selected other supporting equipment. Workshop layout and elevation layout of production equipment. And pleted a major equipment assembly drawings, process flow diagrams, workshop floor plan, equipment elevations.The characteristics of this design is that the pretreatment of the reactants, and the product of the emulsification machine. The cyclical nature of the pretreatment time and reaction time to save the total production time, save under a lot of time try to save the equipment.Key words: white latex, reaction kettle, tube, jacket, head diameter, height, height to diameter ratio, wall thickness, internal pressure, external pressure, mixing, power, motors, bearings, pipe.聚醋酸乙烯乳液即白乳膠,為單一組份的化合物。聚醋酸乙烯乳液是以水為分散介質(zhì),不使用易污染的溶劑,具有生產(chǎn)方便、價(jià)格低、粘合強(qiáng)度高、無毒無腐蝕性、無火災(zāi)危險(xiǎn)和耐候性好等特點(diǎn),可制成高濃度的產(chǎn)品。由于白乳膠的應(yīng)用很廣泛,而且在世界范圍內(nèi)的需求量迅速增大,發(fā)展前景可觀,所以白乳膠的生產(chǎn)工藝流程很重要。現(xiàn)在國內(nèi)對(duì)于白乳膠的應(yīng)用主要還是在膠黏劑方向,而水性漆方向是國內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì),所以針對(duì)不同特性的改性白乳膠需要尋求更好的生產(chǎn)工藝。聚醋酸乙烯的最大用戶是粘合劑,其次是乳膠漆。西歐的聚醋酸乙烯主要用于涂料和建筑,其次用于粘合劑和纖維。日本將聚醋酸乙烯主要用于粘合劑。國外的用途分別為:粘合劑占37%,涂料和建筑占35%,紙張和織物加工占10%以上。聚醋酸乙烯乳液在建筑上可與其他的材料配合使用。與填料等配合可用于地面、墻面施工等。還可用于制造紙管、耐水瓦機(jī)紙板、鋁箔等。在我國,應(yīng)拓展聚醋酸乙烯在涂料、建筑、造紙和織物加工等方面的應(yīng)用。美國聚醋酸乙烯的年用量為64萬噸。國內(nèi)的年用量為24萬噸。由于白乳膠的消耗量巨大,并且發(fā)展前景尤為可觀所以本次設(shè)計(jì)選擇了白乳膠生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)這個(gè)題目。相同的配方,不一樣的工藝就會(huì)生產(chǎn)出不同等級(jí)的產(chǎn)品,尤其是高分子合成,引發(fā)劑的加入時(shí)間,引發(fā)劑的加入頻率,加入的量的多少都決定了高分子聚合的進(jìn)度,為了避免引起爆聚,要很注重引發(fā)劑的加入。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的反復(fù)試驗(yàn)確定了使用SDS和OP10,SDS是應(yīng)用很廣泛,而且價(jià)格比較合適的表面活性劑,OP10的乳化效果很好,而且是液體乳化劑,兩者按照配方中的比例復(fù)配,達(dá)到了不錯(cuò)的乳化效果。為設(shè)備計(jì)算、選型和熱量衡算提供依據(jù)。單位為kg/釜。則聚合釜有效體積為6m3 聚合釜投料量根據(jù)參考配方按比例計(jì)算。表22 聚合釜投料量表名稱質(zhì)量(kg)醋酸乙烯2800蒸餾水2600聚乙烯醇150鄰苯二甲酸二丁酯260過硫酸鉀60碳酸氫鈉適量 設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 白乳膠5000噸,設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間為每年7500小時(shí),生產(chǎn)周期為24小時(shí),每釜生產(chǎn)能力為6000kg。24=1875000Kg=1875噸 則聚合釜個(gè)數(shù)為: n=5000247。 (1) 將聚乙烯醇和蒸餾水加入反應(yīng)鍋中,緩緩加熱升溫至80攝氏度,充分?jǐn)嚢杈鶆颍?jīng)過4~6個(gè)小時(shí)充分溶解。(3) 反應(yīng)時(shí)會(huì)放出熱量溫度回升高,在溫度達(dá)到80攝氏度左右時(shí),按照配方用量分別加入醋酸乙烯,每次10%,在6~8個(gè)小時(shí)內(nèi)添加完畢。(5) 保溫30分鐘,冷卻到50攝氏度,加入鄰苯二甲酸二丁酯,攪拌均勻,用碳酸氫鈉調(diào)劑PH,然后冷卻,成品包裝。 設(shè)計(jì)依據(jù)1 設(shè)計(jì)壓力 聚合釜 Pa(外壓) 夾套 Pa2 設(shè)計(jì)溫度 聚合釜 150℃ 夾套 150℃3 聚合釜體積 聚合釜幾何尺寸的確定初步選取公稱直徑為Dg1600的筒體,封頭選取Dg1600的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。= m = 長(zhǎng)徑比 H/D=3400247。釜的實(shí)際體積為:V實(shí)際 = HV1+V封 = + = 釜的實(shí)際裝料系數(shù)為:η實(shí)際=V物/V實(shí)際=6247。 夾套幾何尺寸的確定取公稱直徑為Dg1700的夾套,夾套封頭也采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,并取與夾套筒體相同的直徑。=液面高度H液=H物+h1+h2=2850+50+450=3120mm夾套包圍的筒體高度H包=H物+△=+=夾套筒體的高度H夾=H包+50=2800+25=2825mm聚合釜內(nèi)傳熱面積 A=H包F1+Fh=+= 聚合釜壁厚的計(jì)算 聚合釜采用0Cr18Ni9與16MnR不銹鋼復(fù)合鋼板制造。初步選取鋼板名義厚度δn=16mm,則鋼板有效厚度δe=δn C ,其中C = C1+C2 C1為鋼板負(fù)偏差,,C2為腐蝕裕度,取1mm, 則壁厚附加量C=,δe=D0/δe=(Di +2δn)/δe 其中D0為聚合釜外徑,Di為聚合釜內(nèi)徑。則L=3400+50+1/3400=3583mm L/D0=3583/1632=查《外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖》(見設(shè)計(jì)參考圖),得到系數(shù)A=然后查圖《外壓圓筒和球殼厚度計(jì)算圖(16MnR鋼)》(見設(shè)計(jì)參考圖)得到B=75MPa則計(jì)算許用外壓力[P][P]=B/(D0/δe)=75/115= M Pa設(shè)計(jì)外壓P= ,小于[P]且比較相近。即筒體厚度δn=16mm封頭厚度取與筒體相同的厚度16mm。夾套計(jì)算厚度為: δ= PcDi/(2φ[σ]tPc)式中 Pc為計(jì)算壓力,Di為夾套內(nèi)徑,1700mm,φ為焊縫系數(shù),(雙面對(duì)接焊,局部無損探傷)[σ]t為材料許用應(yīng)力,查表得113MPa則δ=1700/(2)=鋼板名義厚度δn=δ+C+△ 其中C = C1+C2 C1為鋼板負(fù)偏差,,C2腐蝕裕度取2mm,。 水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核水壓試驗(yàn)壓力PT ===水壓試驗(yàn)時(shí)的薄膜應(yīng)力為 σT =PT(Di+δe)/2δe 考慮到液柱壓力,代入計(jì)算時(shí)PT σT =(1600+)/2= 查表得16MnR的屈服極限σs=345MPa故 = 345= Pa > =σT 則筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。水壓試驗(yàn)的順序是先做聚合釜水壓試驗(yàn),試驗(yàn)合格后再焊上夾套。夾套水壓試驗(yàn)壓力時(shí)。 直徑為1700mm,厚度為