丁苯橡膠聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)ppt課件

1、School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 年產(chǎn)量：年產(chǎn)量： 30000+400X 噸噸 (X為學(xué)號(hào)為學(xué)號(hào))w 年工作日：年工作日： 7800小時(shí)小時(shí)w 烴含量烴含量: 92%w 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率: 60%w 單體回收單元損率單體回收單元損率: 0.2%w 后處理單元損率后處理單元損率: 0.6%w 丁二烯的競(jìng)聚率丁二烯的競(jìng)聚率 r1=1.4，瞬間摩爾分率，瞬間摩爾分率 F1=0.84 w 苯乙烯的競(jìng)聚率苯乙烯的競(jìng)聚率 r2=0.44典型配方 School of Chem

2、ical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 原料指標(biāo)丁二烯純度99.3%苯乙烯純度99.6%烴中苯乙烯含量23.5%混合苯乙烯純度94%混合丁二烯純度93%純堿流量/丁二烯流量1/1表1 主要原料指標(biāo)產(chǎn)品指標(biāo)氣提膠乳中結(jié)合苯乙烯含量22.525.4%殘留苯乙烯0.1%最終膠乳20.523.5%尾氣中的丁二烯含量2.0%潷析器中的殘留苯乙烯0.06%門尼粘度4658伸長(zhǎng)率480%表2 產(chǎn)品指標(biāo) School of Chemical and Materials Engineering Jilin Ins

3、titute of Chemical Technology 1. 乳化劑：松香酸鉀皂乳化劑：松香酸鉀皂 4.62 水水 176.0722. 電解質(zhì)：磷酸電解質(zhì)：磷酸 0.231 氫氧化鉀氫氧化鉀 0.396 水水 2.06 乙二胺四乙酸四鈉鹽乙二胺四乙酸四鈉鹽 0.03 間次甲基二萘磺酸鈉間次甲基二萘磺酸鈉 0.13聚合配方聚合配方 （質(zhì)量百分含量，凈含量（質(zhì)量百分含量，凈含量/100份單體）份單體） School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 3. 活化劑：硫酸亞鐵活化

4、劑：硫酸亞鐵 0.01 乙二胺四乙酸四鈉鹽乙二胺四乙酸四鈉鹽 0.025 水水 11.25 甲醛次硫酸鈉甲醛次硫酸鈉 0.044. 保險(xiǎn)粉：水保險(xiǎn)粉：水 0.54 連二亞硫酸鈉連二亞硫酸鈉 0.045. 調(diào)節(jié)劑：叔十二碳硫醇調(diào)節(jié)劑：叔十二碳硫醇 0.1586. 氧化劑：過氧化氫對(duì)烷氧化劑：過氧化氫對(duì)烷 0.86聚合配方聚合配方 （質(zhì)量百分含量，凈含量（質(zhì)量百分含量，凈含量/100份單體）份單體） School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 7. 終止劑：二甲基二硫代氨基甲

5、酸鈉終止劑：二甲基二硫代氨基甲酸鈉 0.11 水水 4.966 亞硝酸鈉亞硝酸鈉 0.036 十二烷基硫酸鈉十二烷基硫酸鈉 (SDS) 0.158. 緩沖劑：稀磷酸緩沖劑：稀磷酸 0.023 水水 0.0359. 聚合溫度：聚合溫度：5-710. 轉(zhuǎn)化率：轉(zhuǎn)化率：60%11. 聚合時(shí)間：聚合時(shí)間：8 h聚合配方聚合配方 （質(zhì)量百分含量，凈含量（質(zhì)量百分含量，凈含量/100份單體）份單體） School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 物料衡算 進(jìn)料進(jìn)料(1) 丁二烯混合進(jìn)料

6、；丁二烯混合進(jìn)料；(2) 苯乙烯混合進(jìn)料；苯乙烯混合進(jìn)料；(3) 乳化劑；乳化劑；(4) 電解質(zhì)；電解質(zhì)；(5) 活活化劑；化劑；(6) 保險(xiǎn)粉；保險(xiǎn)粉；(7) 調(diào)節(jié)劑；調(diào)節(jié)劑；(8) 氧化劑；氧化劑；(9) 終止劑；終止劑；(10) 緩沖劑。緩沖劑。出料出料 (1) 未反應(yīng)丁二烯；未反應(yīng)丁二烯；(2) 未反應(yīng)苯乙烯；未反應(yīng)苯乙烯；(3)聚合膠乳聚合膠乳 ；(4) 廢液。廢液。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)聚合系統(tǒng)(11)(12)(13)(14)School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institut

7、e of Chemical Technology w 每小時(shí)產(chǎn)量：每小時(shí)產(chǎn)量：w 每小時(shí)消耗的烴含量：每小時(shí)消耗的烴含量：w 丁二烯與苯乙烯的總量丁二烯與苯乙烯的總量w 方程組方程組w w 注：注：C轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率，f10丁二烯起始組成，丁二烯起始組成，r1、r2、f1、f2丁二丁二烯、苯乙烯的競(jìng)聚率、瞬間單體組成，烯、苯乙烯的競(jìng)聚率、瞬間單體組成， 物料平均組成。物料平均組成。 12212221211212111fffrfffrfffrF22111111011)1 (MmMmMmFCfCfF1FSchool of Chemical and Materials Engineering Jili

8、n Institute of Chemical Technology w 純丁二烯的進(jìn)料量純丁二烯的進(jìn)料量w 純苯乙烯的進(jìn)料量純苯乙烯的進(jìn)料量w 丁二烯的混合進(jìn)料量丁二烯的混合進(jìn)料量w 苯乙烯的混合進(jìn)料量苯乙烯的混合進(jìn)料量w 新鮮新鮮BD的進(jìn)料量的進(jìn)料量w 已知新鮮已知新鮮BD濃度為濃度為99.3%，回收，回收BD濃度為濃度為90%，混合為，混合為93%w 新鮮新鮮ST的進(jìn)料量的進(jìn)料量w 已知新鮮已知新鮮ST濃度為濃度為99.6%，回收，回收ST濃度為濃度為90%，混合為，混合為94% School of Chemical and Materials Engineering Jilin Ins

9、titute of Chemical Technology w 輔助物料的計(jì)算：輔助物料的計(jì)算：w1. 乳化劑乳化劑 (EM)：松香酸鉀皂，水：松香酸鉀皂，水w2. 電解質(zhì)：磷酸，氫氧化鉀，水，乙二胺四乙酸四鈉鹽，間次甲電解質(zhì)：磷酸，氫氧化鉀，水，乙二胺四乙酸四鈉鹽，間次甲基二萘磺酸鈉基二萘磺酸鈉w3. 活化劑活化劑 (ACT)：硫酸亞鐵，乙二胺四乙酸四鈉鹽，水，甲醛次：硫酸亞鐵，乙二胺四乙酸四鈉鹽，水，甲醛次硫酸鈉硫酸鈉w4. 保險(xiǎn)粉：水，連二亞硫酸鈉保險(xiǎn)粉：水，連二亞硫酸鈉w5. 調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)劑 (MOD)：叔十二碳硫醇：叔十二碳硫醇w6. 氧化劑氧化劑 (OXT)：過氧化氫對(duì)烷：過氧化氫對(duì)

10、烷 w7. 終止劑終止劑 (S.S)：二甲基二硫代氨基甲酸鈉，水，亞硝酸鈉，：二甲基二硫代氨基甲酸鈉，水，亞硝酸鈉，SDSw8. 緩沖劑：稀磷酸，水緩沖劑：稀磷酸，水School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 熱量衡算 (1)(2)(3)(4)(5)聚合系統(tǒng)熱量輸入熱量輸入(1) 冷卻顯熱；冷卻顯熱；(2) 聚合熱；聚合熱；(3) 攪拌熱；攪拌熱；(4) 大氣吸熱。大氣吸熱。熱量輸出熱量輸出(5) 氨冷帶走的熱量。氨冷帶走的熱量。School of Chemical an

11、d Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 項(xiàng)目指標(biāo)第1釜10oC7oC第2釜7oC5oC第3釜至第末釜5oC5oC表3 聚合釜的進(jìn)出口溫度項(xiàng)目密度（kg/m3）溫度（oC）第1反應(yīng)器入口8699.7第2反應(yīng)器入口9285.5平均899表4 物料密度School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 聚合熱：聚合熱：BD 18.7kcal/mol, ST 16.68kcal/mol；w 攪拌熱按

12、聚合熱的攪拌熱按聚合熱的5%計(jì)算；計(jì)算； w 大氣吸熱：總交換熱的大氣吸熱：總交換熱的5%，也就是氨除去熱的，也就是氨除去熱的5%。 物料名稱Cp (7oC)BD0.548ST0.396EM0.977MOD0.2ACT0.995OXT0.2表表5 物料比熱物料比熱School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 由由查得查得 w w Gh：傳熱介質(zhì)的流量：傳熱介質(zhì)的流量 (kg/h)；w H：傳熱介質(zhì)的相變熱：傳熱介質(zhì)的相變熱 (kJ/kg)；w 10時(shí)液氨的時(shí)液氨的1296.8KJ/Kg=309.94 kcal/kg：w Cp：傳熱介質(zhì)的比熱：傳熱介質(zhì)的比熱kJkg； w t：傳熱介質(zhì)的進(jìn)出口溫差：傳熱介質(zhì)的進(jìn)出口溫差，此設(shè)計(jì)中其為，此設(shè)計(jì)中其為0所需氨量的計(jì)算 tCHqGpThSchool of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 反應(yīng)釜的選型攪拌釜式反應(yīng)器 School of Chemical and Materials Engineeri