年產(chǎn)11000噸的順丁橡膠的物料衡算

物料衡算第三組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)鋁/?。?.0001

硼/?。?/p>

0.0002鋁/鎳＝3～8鎳/?。?.00002鋁/硼＞0.25醇/鋁＝6年產(chǎn)量：11000

t年開工時間：8000

h每噸順丁橡膠消耗丁二烯：1.045

t總轉(zhuǎn)化率：85%丁濃：[丁]＝12～15丁油入釜溫度：≤40℃首釜溫度：≯95℃末釜溫度：≯110℃聚合系統(tǒng)壓力：≤0.44計量罐壓力：≤0.1MPa計量泵壓力：≤0.8MPa設(shè)計選用配方：???防老劑/丁二烯＝0.79％（質(zhì)量比）全裝置總收率為95.3％；總損耗4.7％（包括工藝損耗和機(jī)械損耗）。其分配如下（以1.045噸100％丁二烯為基準(zhǔn)計算收率和損耗）：聚合掛膠等損失聚合、凝聚的丁二烯機(jī)械泄漏損失凝聚、振動篩聚丁二烯渣沫損失油水分離器水相丁二烯溶解損失包裝過程中不合格品和落地料損失1％0.5％0.5％2％0.7％丁二烯系統(tǒng)每小時產(chǎn)膠量11000*1000/8000=1375kg/h需100％純度丁二烯量1375*1.045=1436.875kg/h扣除2.5％的損失量應(yīng)有聚丁二烯1436.875*(1-0.025)=1400.953kg/h按85％轉(zhuǎn)化率計算100％純度丁二烯的需求量：1400.953/0.85=1648.180kg/h未反應(yīng)的丁二烯量1648.180-1400.953=247.227kg/h從原料車間來的丁二烯純度為99％，其余按正丁烯計。則需要的原料1648.180/0.99=1664.828kg/h隨原料帶入的丁烯量1664.828-1648.180=16.648kg/h溶劑油系統(tǒng)取[丁]＝13.5g/100ml

則有

[丁]＝135kg/m3每小時進(jìn)入聚合釜的丁油量1664.828/135=12.332m3/h每小時進(jìn)入聚合釜的丁二烯原料量2.686m3每小時進(jìn)入聚合釜的溶劑油量12.332-2.686=9.646m3/h9.646*660=6366.36kg/h引發(fā)劑系統(tǒng)引發(fā)劑用量＝丁二烯進(jìn)料摩爾數(shù)×(引發(fā)劑/丁)×引發(fā)劑分子量M鎳=58.7kg/kmol計算公式a、環(huán)烷酸鎳：1648.180/54*2.0*0.00001*58.7=0.00358kg/h0.0358/58.7=0.00061kmol/h商品中環(huán)烷酸鎳的含量為7.5％，故環(huán)烷酸鎳的量為：0.0358*0.075=0.477kg/hb、三異丁基鋁：1648.18/54*1.0*0.0001*198=0.604kg/h折合成鋁的量：0.604*27/198=0.0824kg/h0.0824/27=0.00305kmol/h三氟化硼乙醚絡(luò)合物1648.18/54*2.0*0.0001*142=0.867kg/h折合成硼的量：0.867*10.811/142=0.066kg/h0.066/10.811=0.0061kmol/h聚丁二烯系統(tǒng)合格聚丁二烯：1648.18*0.85=1400.953kg/h掛膠損失：1436.875*0.01=14.369kg/h去終止釜干膠量：1400.953-14.369=1386.584kg/h驗證配方：Al/Ni=0.00305/0.00061=5Al/B=0.00305/0.0061=0.5

合格終止劑、防老劑系統(tǒng)

計算公式：乙醇用量=100%丁二烯物質(zhì)的量*（鋁/丁二烯）*（醇/鋁）*乙醇摩爾質(zhì)量/乙醇純度/乙醇密度=1648.18*0.0001*6*46/0.95/810/54=0.001095m3/h=0.887kg/h其中水量占5％，其重量為：0.887*0.05=0.0443kg/h100％乙醇用量：0.887-0.0443=0.8427kg/h防老劑用量取防老劑/丁二烯＝0.79％，防老配制濃度為117g/l1648.18*0.0079=13.021kg/h13.021/117=0.111m3/h隨防老劑一起帶入的溶劑量：0.111-0.001095=0.1102m3/h0.1102*660=72.727kg/h凝聚釜物料衡算a、終止釜物料衡算表中的出料數(shù)據(jù)；b、循環(huán)水量：取水/膠液＝7.5(體積)；c、循環(huán)水入口溫度：取90℃；d、0.9(表壓)MPa水蒸汽耗量：5噸水蒸汽/噸膠；e、凝聚溫度：取95℃；f、凝聚壓力：0.02(表壓)MPa；g、膠液入釜溫度：取20℃；h、油水分離內(nèi)，水在烴類中的飽和溶解度為100mg/kg；溶劑油在水中的飽和溶解度為0.0014(分子％)；i、溶劑油(以正已烷計)在95℃時的氣化熱為316.522；20℃～95℃的平均比熱約為

2.428；j、丁二烯的95℃時的氣化熱為131.884；20℃～95℃的平均比熱約為2.554；k、丁烯(以正丁烯計)在95℃時的氣化熱為254.139；20℃～95℃的平均比熱約為2.679；m、經(jīng)振動篩后自由水全部脫除，膠粒內(nèi)含60％，含油約為0.5％；n、干燥脫水裝置使膠粒內(nèi)含水和油(即揮發(fā)分)小于0.75％；循環(huán)熱水量水/膠液＝7.5(體積比)?。簞t用水量/h(12.332+0.111)*7.5=93.33m3取用水量為93m3/h；即為93T/h。其中12.332為進(jìn)入聚合釜的丁油量0.111為防老劑用量損失量丁二烯機(jī)械損失：

1648.18*0.005=8.241kg/h

聚丁二烯渣沫損失：

1648.18*0.005=8.241kg/h損失的防老劑：13.021*0.005=0.0651kg/h去振動篩的聚丁二烯膠粒量聚丁二烯：1386.584-8.241=1378.343kg/h膠粒內(nèi)含防老劑：13.021-0.0651=12.956kg/h膠粒內(nèi)含油：1386.584*0.005=6.933kg/h膠粒內(nèi)含水：1386.584*0.6=831.951kg/h水蒸氣冷凝量溶劑油氣化量：6439.087-6.933=6432.044kg/h丁烯氣化量：16.648kg/h

丁二烯氣化量：247.227-8.241=238.986kg/h

（5）進(jìn)入凝聚釜的蒸汽總量：1.375*5000=6875kg

/h

其中去油水分離器的水蒸氣量：6875-2197.558=4677.442kg/h振動篩及熱水罐物料衡算96598.535

kg/h20m3

/h,即20000

kg/h93000

kg/h20000

kg/h1378.343

kg/h12.956

kg/h6.933

kg/h831.951

kg/h進(jìn)料系統(tǒng)：（1）自凝聚來膠粒和水總量：（2）取洗膠熱水量：出料系統(tǒng)：（1）循環(huán)熱水去凝聚熱水罐：（2）洗膠熱水支洗滌熱水罐：（3）去干燥脫水：聚丁二烯：防老劑：溶劑油：水：（4）去污水池(設(shè)引發(fā)劑與終止劑全部洗掉,不循環(huán))引發(fā)劑：終止劑：水：1.948

kg/h0.8427

kg/h(95197.512＋20000)－(93000＋20000)－831.951＝1365.561

kg/h干燥脫水物料衡算

按指標(biāo)膠內(nèi)揮發(fā)分(水、油)＜0.75％，設(shè)計取0.74％，其中水0.64％，油0.1％。則膠內(nèi)含水：

1378.343×0.0064＝8.821

kg/h831.951－8.821＝823.13

kg/h1378.343×0.001＝1.378

kg/h6.933－1.378＝5.555

kg/h1378.343

kg/h12.955

kg/h8.821

kg/h1.378

kg/h脫水量：膠內(nèi)含油：脫油量：去包裝部分聚丁二烯：防老劑：水：溶劑油：脫出揮發(fā)分組成：水：溶劑油：823.129

kg/h5.555

kg/h包裝物料衡算1648.180×0.007＝11.537

kg/h11.537×0.01＝0.115

kg/h11.537×0.001＝0.012

kg/h11.537×0.0064＝0.074

kg/h1378.343－11.537＝1366.806不合格產(chǎn)品損失部分損失聚丁二烯：損失防老劑：損失溶劑油：損失水量：成品膠部分

聚丁二烯：

kg/h防老劑：揮發(fā)分：12.956－0.115＝12.841

kg/h10.199－0.085＝10.114

kg/h油水分離器物料衡算1）水相系統(tǒng)水：

4677.442－0.662＝4676.78

kg/h

丁二烯溶水損失：

1648.180×0.02＝32.964kg/h238.986－32.964＝206.022