丁苯橡胶聚合反应器设计.ppt

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1、School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 年产量：年产量：30000+400X 吨吨(X为学号为学号)w 年工作日：年工作日：7800小时小时w 烃含量烃含量:92%w 转化率转化率:60%w 单体回收单元损率单体回收单元损率:0.2%w 后处理单元损率后处理单元损率:0.6%w 丁二烯的竞聚率丁二烯的竞聚率 r1=1.4，瞬间摩尔分率，瞬间摩尔分率 F1=0.84 w 苯乙烯的竞聚率苯乙烯的竞聚率 r2=0.44典型配方 School of Chemical an

2、d Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 原料指标丁二烯纯度99.3%苯乙烯纯度99.6%烃中苯乙烯含量23.5%混合苯乙烯纯度94%混合丁二烯纯度93%纯碱流量/丁二烯流量1/1表1 主要原料指标产品指标气提胶乳中结合苯乙烯含量22.525.4%残留苯乙烯0.1%最终胶乳20.523.5%尾气中的丁二烯含量2.0%滗析器中的残留苯乙烯0.06%门尼粘度4658伸长率480%表2 产品指标 School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute

3、of Chemical Technology 1.乳化剂：松香酸钾皂乳化剂：松香酸钾皂 4.62 水水 176.0722.电解质：磷酸电解质：磷酸 0.231 氢氧化钾氢氧化钾 0.396 水水 2.06 乙二胺四乙酸四钠盐乙二胺四乙酸四钠盐 0.03 间次甲基二萘磺酸钠间次甲基二萘磺酸钠 0.13聚合配方聚合配方（质量百分含量，净含量（质量百分含量，净含量/100份单体）份单体）School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 3.活化剂：硫酸亚铁活化剂：硫酸亚铁 0.01

4、乙二胺四乙酸四钠盐乙二胺四乙酸四钠盐 0.025 水水 11.25 甲醛次硫酸钠甲醛次硫酸钠 0.044.保险粉：水保险粉：水 0.54 连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠 0.045.调节剂：叔十二碳硫醇调节剂：叔十二碳硫醇 0.1586.氧化剂：过氧化氢对烷氧化剂：过氧化氢对烷 0.86聚合配方聚合配方（质量百分含量，净含量（质量百分含量，净含量/100份单体）份单体）School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 7.终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠

5、0.11 水水 4.966 亚硝酸钠亚硝酸钠 0.036 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠(SDS)0.158.缓冲剂：稀磷酸缓冲剂：稀磷酸 0.023 水水 0.0359.聚合温度：聚合温度：5-710.转化率：转化率：60%11.聚合时间：聚合时间：8 h聚合配方聚合配方（质量百分含量，净含量（质量百分含量，净含量/100份单体）份单体）School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 物料衡算 进料进料(1)丁二烯混合进料；丁二烯混合进料；(2)苯乙烯混合进料；苯乙烯混合进料

6、；(3)乳化剂；乳化剂；(4)电解质；电解质；(5)活活化剂；化剂；(6)保险粉；保险粉；(7)调节剂；调节剂；(8)氧化剂；氧化剂；(9)终止剂；终止剂；(10)缓冲剂。缓冲剂。出料出料(1)未反应丁二烯；未反应丁二烯；(2)未反应苯乙烯；未反应苯乙烯；(3)聚合胶乳聚合胶乳；(4)废液。废液。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)聚合系统(11)(12)(13)(14)School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 每小时产量：每小时产量：w

7、每小时消耗的烃含量：每小时消耗的烃含量：w 丁二烯与苯乙烯的总量丁二烯与苯乙烯的总量w 方程组方程组w w 注：注：C转化率，转化率，f10丁二烯起始组成，丁二烯起始组成，r1、r2、f1、f2丁二烯、丁二烯、苯乙烯的竞聚率、瞬间单体组成，苯乙烯的竞聚率、瞬间单体组成，物料平均组成。物料平均组成。School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 纯丁二烯的进料量纯丁二烯的进料量w 纯苯乙烯的进料量纯苯乙烯的进料量w 丁二烯的混合进料量丁二烯的混合进料量w 苯乙烯的混合进料量

8、苯乙烯的混合进料量w 新鲜新鲜BD的进料量的进料量 已知新鲜已知新鲜BD浓度为浓度为99.3%，回收，回收BD浓度为浓度为90%，混合为，混合为93%w 新鲜新鲜ST的进料量的进料量 已知新鲜已知新鲜ST浓度为浓度为99.6%，回收，回收ST浓度为浓度为90%，混合为，混合为94%School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 辅助物料的计算：辅助物料的计算：1.乳化剂乳化剂(EM)：松香酸钾皂，水：松香酸钾皂，水2.电解质：磷酸，氢氧化钾，水，乙二胺四乙酸四钠盐，间次甲

9、基电解质：磷酸，氢氧化钾，水，乙二胺四乙酸四钠盐，间次甲基二萘磺酸钠二萘磺酸钠3.活化剂活化剂(ACT)：硫酸亚铁，乙二胺四乙酸四钠盐，水，甲醛次硫：硫酸亚铁，乙二胺四乙酸四钠盐，水，甲醛次硫酸钠酸钠4.保险粉：水，连二亚硫酸钠保险粉：水，连二亚硫酸钠5.调节剂调节剂(MOD)：叔十二碳硫醇：叔十二碳硫醇6.氧化剂氧化剂(OXT)：过氧化氢对烷：过氧化氢对烷 7.终止剂终止剂(S.S)：二甲基二硫代氨基甲酸钠，水，亚硝酸钠，：二甲基二硫代氨基甲酸钠，水，亚硝酸钠，SDS8.缓冲剂：稀磷酸，水缓冲剂：稀磷酸，水School of Chemical and Materials Engineerin

10、g Jilin Institute of Chemical Technology 热量衡算 (1)(2)(3)(4)(5)聚合系统热量输入热量输入(1)冷却显热；冷却显热；(2)聚合热；聚合热；(3)搅拌热；搅拌热；(4)大气吸热。大气吸热。热量输出热量输出(5)氨冷带走的热量。氨冷带走的热量。School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 项目指标第1釜10oC7oC第2釜7oC5oC第3釜至第末釜5oC5oC表3 聚合釜的进出口温度项目密度（kg/m3）温度（oC）第1反

11、应器入口8699.7第2反应器入口9285.5平均899表4 物料密度School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 聚合热：聚合热：BD 18.7kcal/mol,ST 16.68kcal/mol；w 搅拌热按聚合热的搅拌热按聚合热的5%计算；计算；w 大气吸热：总交换热的大气吸热：总交换热的5%，也就是氨除去热的，也就是氨除去热的5%。物料名称Cp(7oC)BD0.548ST0.396EM0.977MOD0.2ACT0.995OXT0.2表表5 物料比热物料比热Sch

12、ool of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology w 由由聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计查得查得 w w Gh：传热介质的流量：传热介质的流量(kg/h)；w H：传热介质的相变热：传热介质的相变热(kJ/kg)；w 10时液氨的时液氨的1296.8KJ/Kg=309.94 kcal/kg：w Cp：传热介质的比热：传热介质的比热kJkg；w t：传热介质的进出口温差：传热介质的进出口温差，此设计中其为，此设计中其为0所需氨量的计算 School of Chemical and

13、 Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 反应釜的选型搅拌釜式反应器 School of Chemical and Materials Engineering Jilin Institute of Chemical Technology 封头型式公称容积计算容积筒体直径直边高度封头高度筒体高度高度壁厚重量椭圆底、盖40m338.35m33200mm40mm800mm3800mm6200mm18mm8623Kg表10-1 反应釜的型号 w 反应器的体积为反应器的体积为50 m2；w 聚合釜直径和高度；聚合釜直径和高度；w 聚合釜搅拌装置。聚合釜搅拌装置。