年产9000t聚丙烯酸树脂工艺设计-化工原理课程设计[1]

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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15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15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……………………………………………

2、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

3、………………………………………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…………………………………………………………1415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：1.丙烯酸反相悬浮聚合制备高吸水树脂的主要工序，本设计生产方法的选择依据。2.对上述工艺的聚合工序做物料衡算。3.对聚合反应器进行工艺计算、设计

4、和选型。4.绘制丙烯酸反相悬浮聚合间歇操作工艺流程图二、设计要求1.年产2000-8000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。2.每人绘制一张完整的合成工段的工艺流程图，选用A3图纸

5、。三、设计报告书内容1.任务书2.设计说明书：1）目录2）设计说明书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

6、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)引发剂用量0.2%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15二、生产主要工序和工艺流程(1)主要组成工序：原料准备工序，

7、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

8、水溶液。反应大约进行2.5h。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①在V101、V103、V104中是单纯的物料混合配制，无相变与化学变化。②在V102中75%的丙烯酸被中和，中和反应方程式如下：③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：丙烯酸自由基聚合中单体相对分子质量与聚合物结构单元相对分子质量无化学计量上的变化，引发剂