异戊橡胶生产车间

第三章 工艺过程的计算 3.1.4 聚异戊二烯系统

聚异戊二烯： 1.69×103×0.85=1.44×103kg/h 挂胶损失： 1.44×103×0.012=17.28kg/h

去终止釜干胶量：1.44×103-17.28=1.42×103kg/h

聚异戊二烯系统物料表

进 料 出 料

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

组 分 戊 二 烯 异戊二烯 溶 剂 油 环烷酸钕 Al(i-bu)2H Al(Et)2cl 进料合计 戊 二 烯 异戊二烯 溶剂油 去终止釜聚异戊二烯 三种引发剂 挂胶损失 出料合计 kg/h 11.00 1690 8400 0.8065 0.1464 0.05237 10100 11.00 250.0 8400 1420 1.005 17.28 10100

t/d 0.4800 48.12 240.7 1.94×102

－

t/a 144.0 14440 72220 5.807 1.054 0.3771 86830 144.0 2167 72220 12120 7.236 147.2 86830

w％ 1.658×103

－

0.1663 0.8317 6.687×105

－

3.5×103

－1.214×105

－

1.3×103

－4.342×106

－

289.4 0.4800 7.224 240.7 40.42 0.02410 0.4908 289.4

1.000 1．658×103 0.02496 0.8317 0.1396 8.333×105

－

1.696×103

－

1.000

3.1.5 终止剂系统

水

终止剂

去凝聚釜

聚合来胶液

图 4.2 终止釜物料衡算

终止剂的摩尔流量=3×引发剂的进料摩尔流量

1.473 ×10 -4 ＋4.419 ×10 4 ＋1.031× 10 3 =1.62× 10 3 kg / h

3 ×1.621 ×10 =4.863×10 kmol / h

-3

3

7

广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计

4.863× 10 -3 ×32 =0.1556kg/h

其中水量占 5％，故应用甲醇量为：

0.1556÷ 0.95 =0.1638kg/h

水的重量为：0.1638 ×0.05 =8.200 ×10-3 kg/h

整理得终止釜物料衡算列总表 4.3 如下。

进

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

组 分 胶液 终 止 剂 水 进料总计 戊二烯 异戊二烯 三种引发剂 溶 剂 油 干胶 终 止 剂 水 出料总计

kg/h 10100 0.1556 8.200×10

－

t/d 242 3．734×10

－

t/a 72720

34

w％ 1.000 1.292×10

－

1.12 0.05904 72721 79.2 1800 7.236 60480 1024×10

2

57

料

3

1．968×10

－6.811×10

－

10100 11.00 250.0 1.005 8400 1420 0.1556 8.2×10

－

242 0.264 6.0 0.02412 201.6 34.08 3.734×10

－

1.000 1.661×10

－

3

2.5×10

－

2

出

料

8.347×10

－

5

0.8331 1.399 1.292×10

－

34

1.120 5.904×10

－

57

3

1.968×10

－

2

6.811×10

－

10100 242 72721 1.000

3.2 凝聚釜物料衡算

3.2.1基础数据

a、终止釜物料衡算表中的出料数据； b、循环水量：取 水/胶液＝7.5(体积)； c、循环水入口温度：取 90℃；

d、0.9(表压)MPa 水蒸汽耗量：5 吨水蒸汽/吨胶； e、凝聚温度：取 95℃； f、凝聚压力：0.02(表压)MPa； g、胶液入釜温度：取 20℃；

h、油水分离内，水在烃类中的饱和溶解度为 100mg/kg；溶剂油在水中的饱 和溶解度为 0.0014(分子％)；

8

第三章 工艺过程的计算 i、溶剂油(以正已烷计)在 95℃时的气化热为 316.522kJkg ；20℃～95℃的 平均比热约为 2.428kJkg C；

j、戊二烯的 95℃时的气化热为 406.029kJkg ；20℃～95℃的平均比热约为 2.352kJ(kg K)；

k、戊二烯（以环戊二烯计)在 95℃时的气化热为 417.206kJkg ；20℃～95 ℃的平均比热约为 1.424kJkg C；

l、低分子量聚异戊二烯（以双环戊二烯计）在 95℃时的气化热为 326.231kJkg ；20℃～95℃的平均比热约为 1.469kJkg C；

m、经振动筛后自由水全部脱除，胶粒内含 60％，含油约为 0.5％； n、干燥脱水装置使胶粒内含水和油(即挥发分)小于 0.75％； o、包装入库成品胶质量指标(见表 9-1)

3.2.2 计算

凝聚釜物料衡算图见图 5.1。

去油水分离 去振动筛

胶液 循环水 分散剂

损失物料 防老剂

水蒸气

凝聚釜物料衡算图 图 5.1 凝聚釜物料衡算图

3.2.3 防老剂用量

取防老剂/异戊二烯＝0.79％，以甲醇为溶剂，溶解度为 20%。

1.69×103 ×0.0079 =13.35kg / h

总溶剂量为：

13.35×100 ÷20 =66.75kg / h 66.75÷792 =0.08M / h

3

随防老剂一起带入的溶剂量：

0.1556 ÷792 =1.965 ×10 -4 M 3 / h 0.08- 1.965× 10 -4 =6.1× 10 2 M 3 /h

66.75- 0.1556 = 66.595kg /h

9

广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计

3.2.4循环热水量

取：水/胶液＝7.5(体积比)

则用水量： (18.164＋ 0.1) ×7.5 =1.370 ×102 M 3 /h 取用水量为 137 M 3/h；即为 137T/h。

3.2.5损失量

异戊二烯机械损失： 1.44× 10 × 0.005 =7.2kg /h 聚戊二烯渣沫损失： 1.44× 10 ×0.005 =7.2kg /h 低分子量产物（以二聚体 C10 烯烃计算）：

1.44 ×10 ×0.02= 28.8kg

损失的防老剂： 13.35× 0.005 =6.67× 10 kg /h

-2

333

3.2.6 去振动筛的聚丁二烯胶粒量

聚异戊二烯：1.42× 10 -7.2- 28.8= 1.38× 10 kg /h 胶粒内含防老剂：13.35- 6.67× 10 =13.28kg /h 胶粒内含油：1.42× 10 × 0.005= 7.1kg /h 胶粒内含水：1.42× 10 × 0.6= 0.85× 10 kg /h

3

3

3

-2

3

3

3.2.7水蒸气冷凝量

溶剂油气化量：0.84×10-7.1= 0.839× 10 kg /h 戊二烯气化量：11.00kg /h

异戊二烯气化量：2.5×10-7.2= 2.43× 10 kg/h 低分子量产物异戊二烯气化量：28.8 kg/h

查《基础化学工程》上册 P338 表 10 得：0.9(表) MPa 水蒸焓值△H 汽＝2781.71kJkg

查《基础化学工程》上册 P337 表 9 得：95℃饱和水焓值△H 水=397.75kJkg 。

2

2

4

4

焓差为： H = 2781.71-397.75= 2383.96kJkg 分几部分估算水蒸汽冷凝量： （1） 用于溶剂油气化

Gwc6=0.839×104×[(316.522+2.428×(95-60)]/2383.96=1.4×103kg /h

（2） 用于戊二烯气化

G = 10×[417.206+1.424×(95-60)]/2383.96=1.959 kg /h

（3） 用于异戊二烯气化

G =2.43×102×[406.029+2.352×(95-60)]/2383.96=49.77 kg /h

（4） 用于循环水从 90℃升温到 95℃

G=1.37×105×4.1868×(95-30) /2383.96 =1.203×103 kg /h

（5） 用于低分子量产物聚异戊二烯气化

G=28.8×[326.231+1.469×(95-60)]/2383.96=4.56 kg

10