年产9000t聚丙烯酸树脂工艺设计-化工原理课程设计[1].doc

年产9000t聚丙烯酸树脂工艺设计-化工原理课程设计[1]化工工艺课程设计报告设计题目:年产3000吨聚丙烯酸树脂的工艺设计指导老师:设计者班级:设计者姓名:设计日期:年月日——年月日1目录一、设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3二、生产主要工序和工艺流程„„„„„„„„„„„„„„„„4三、聚合工序物料衡算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4(1)出主副反应方程式„„„„„„„„„„„„„„„„„3(2)集相关数据资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„4(3)选择计算基准与计算单位„„„„„„„„„„„„„„5(4)选择计算顺序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5(5)计算主要原料的投料数量„„„„„„„„„„„„„„5(6)顺流程逐个设备展开计算„„„„„„„„„„„„„„6(7)整理并校核计算结果„„„„„„„„„„„„„„„„8(8)写物料平衡表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8四、聚合反应器的工艺计算、设计、选型„„„„„„„„„„„„10五、聚合反应器设计结果一览表„„„„„„„„„„„„„„„11六、工艺设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12七、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12八、聚合反应器几何外形示意图„„„„„„„„„„„„„„„13九、工艺流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„142设计任务书年产2000-8000吨聚丙烯酸树脂的工艺设计一、设计内容:,本设计生产方法的选择依据。。、设计和选型。、-8000吨,年生产时间为330天。间歇操作,V101,V102,V103,R101每天8批,V104由于引发剂用量很少,所以每天配制一批即可。聚合反应过程中单体完全参加反应,转化率为100%,单体混合物与聚合物之间无化学计量上的变化,但引发剂结合到聚合物分子链上,会使聚合物数量略有增加。原料NaOH水溶液浓度为50%,其他原料均视为纯物质。其他技术指标见附表。,选用A3图纸。三、:1)目录)设计说明书2生产方法简介对中和罐V102,分散介质调配罐V103,引发剂调配罐做相应的物料衡算,并编写各自的物料平衡示意图和总物料平衡示意图。编写物料流程图,编写物料平衡表。对聚合反应器进行工艺计算、设计和选型,包括反应器的体积,釜体外形尺寸的设计(封头选型确定封头与筒体的连接方式,选择长径比,计算并选择釜体内径,直边高度,计算最高液位、最低液位。画出反应器的几何外形示意图。涉及的容器等设备应有相应的设备容积的设计。并列出设计结果一览表。要求对设计中出现的问题列出,并列出解决的办法。3)工艺流程图,用A3图纸绘制。4)参考文献。附表技术指标项目内容技术指标聚合物后处理损失率2%聚合物质量丙烯酸中和度75%(mol)原料NaOH水溶液浓度50%(质量)中和用NaOH水溶液浓度30%(质量)单体水溶液浓度45%(质量)%单体质量引发剂水溶液浓度50%(质量)分散稳定剂用量2%单体质量分散介质(正庚烷)用量与单体质量比为4:1正庚烷循环用量90%正庚烷总用量3二、生产主要工序和工艺流程(1)主要组成工序:原料准备工序,聚合工序,分离工序,聚合物后处理工序。(2)工艺流程简述来自T101中的纯丙烯酸用原料泵P102分批加入V102中。T102中NaOH水溶液的浓度为50%,它在V101中被稀释成浓度为30%的溶液,然后按一定比例缓慢加入V102中与丙烯酸进行中和反应,得到中和度为75%的丙烯酸与丙烯酸钠混合物(简称单体),再加入适量水,得到单体浓度为45%的溶液。正庚烷与一定量的分散稳定剂在V103中进行配制得到分散液,其按比例与单体溶液共同进入反应器R101中,然后加入在V104中配制好的引发剂浓度为50%的水溶液。。反应结束后,聚合物混合液被送至分离工序及后处理工序进行分离、干燥、包装等处理,得到最终产物。正庚烷经蒸馏处理后循环使用。三、聚合工序物料衡算(1)明确物料发生的化学变化,写出主、副反应方程式在V101、V103、V104中是单纯的物料混合配制,无相变与化学变化。??在V102中75%的丙烯酸被中和,中和反应方程式如下:CH2,CH-COOH,NaOH,CH,CH-COONa,HO22?在R101中引发剂引发单体进行自由基聚合,其反应方程式如下:,CH,CH,CH,CH,,,CH,CH,],[,CH,CH,]222n2mCOOHCOONaCOO