年产50000吨聚醋酸乙烯酯的工艺设计报告(编辑修改稿)

年产50000吨聚醋酸乙烯酯的工艺设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

料平衡关系示意图 M1软水； M2聚乙烯醇； M3聚乙烯醇溶液； M4过滤后的聚乙烯醇溶液 M5单体醋酸乙烯酯； M6增 塑剂 DOP； M7PH 调节剂碳酸氢钠； M8引发剂过硫酸钾； M9乳化剂 OP10； M10聚合物； M11过滤后的聚合物； M12实际还需加的水 （ 2） 明确物料发生的化学变化，写出主、副反应方程式 ① 在 V101， V103 中，只是物料的混合和过滤，没有发生相变化和化学反应 ② 在聚合釜 R101 中，引发剂引发单体发生自由基聚合其反应方程式如下： 分子量 220xx，吸水性 2%～ 3%（ 25℃， 24h)。 7 H 2 CHCO O C C H 3 n * CH 2C HO O C C H 3* n过 硫 酸 钾 ， D O P ， O P 1 0聚 乙 烯 醇 ， 碳 酸 氢 钠 （ 3）收集数据资料 ① 生产规模。 设计任务书中规定的年产量（生产能力）： 50000t/a ② 生产时间。 年工作日： 300d/a 间歇操作，聚合釜 R101 每天 2 批，其它原料配制每天 1批。 ③相关技术指标（表 1） 表 1 技术指标 项目内容 技术指标 项目内容 技术指标 碳酸氢钠溶液浓度 8%（质量） 过硫酸钾溶液浓度 20%（质量） 引发剂效率 f 聚乙烯醇溶液浓度 25% ④质量标准。 原料均视为纯净物。 各组分 份额表 ： ⑤化学变化参数。 醋酸乙烯酯在引发剂引发下发生自由基聚合反应，各组分相对 分子质量如下： (4)选择计算基准和计算单位因为是间歇操作过程，所以基准为“批”，单位为 B d1。 聚合釜 R101 的操作周期是 2B d1，而其他原料配制的操作周期是 1B d1。 但引发剂向 R101 进料周期仍与聚合釜的操作周期相同，所以在物料衡算时，物组分 相对分子质量 单体 醋酸乙烯酯 86 介质 蒸馏水（总量） 18 8 料 M8 的数量仍以 2 B d1计算。 在做设备工艺计算时，引发剂计量槽 W105 的体积大小应按 1B d1计算。 （ 5）确定计算顺序 由于产物与原料之间的化学计量关系比较简单，且 整个工艺过程比较简单，容易得到产量与单体原料投料之间的比例关系，所以采用顺流程的计算顺序。 （ 6）计算主要原料（醋酸乙烯酯）投料数量 用顺流程的计算顺序进行物料衡算必须先求出主要原料（醋酸乙烯酯）每批投料量。 该生产装置年产量 50000t，年开工 300d，每天生产两批，单体损耗 %，其他损耗不计，聚合转化率 80%。 Bkg / *300 10*50000每批生产聚合物的数量 3  ①引发剂（ %单体质量） 85%结合到聚合物中； ②单体 80%转化成聚合物，且单体相对分子质量与聚合物结 构单元相对分子质量相同； BkgM / 1 0 6 6 0 5 . 2 7%85*%%)(*%80 8 1 6 6 6 . 6 7)醋酸乙烯酯的投料量(1  （ 7）顺流程逐个设备展开计算 ① V101（溶解釜）物料衡算 W 10 1M1V 10 1 M3M2 BM /kg %)251/(%25 150*)软水(1  BM /kg 1 2 21 5 * 0 6 6 0 5)聚乙烯醇(2  BkgM /)聚乙烯醇溶液(3  ② R101（聚合釜）物料衡算 9 BkgMMMMMMMMBkgMBkgOPMBkgMBkgMBMBkgMBkgMBMBkgMBkgMBM/ 7 2 2 81 8 1 7 . 7 2%80%)(1 0 6 6 0 5 . 2 71 6 4 8 8 . 2 8%80%)()聚合物(/5 4 3 6 8 . 6 150100 6 6 0 51)还要加的水(/1501 0 4 4 7 3 . 1 6)10乳化剂(/1 0 6 6 . 0 58 5 2 . 8 42 1 3 . 2 1)过硫酸钾溶液(/8 5 2 . 8 4%20%2012 0 8 . 9 5)水(/2 1 3 . 2 1 k g1501 0 4 4 7 3 . 1 6)引发剂过硫酸钾(/ 2 6 9 . 3 42 8 4 . 2 9)碳酸氢钠溶液(/3 2 6 9 . 3 4%8%812 7 8 . 6)水(/2 8 4 . 2 9 k g1501 0 6 6 0 5 . 2 7)碳酸氢钠(/7 8 1 7 . 7 2150111 0 6 6 0 5 . 2 7)邻苯二甲酸二丁酯(/1 0 6 6 0 5 . 2 7)单体醋酸乙烯酯(/ 6 4 8 8)过滤后的聚乙烯醇溶液(1298765410129888777654（ 8）整理并校核计算结果 对聚合工序做全物料平衡计算，进行校核。 由物料守恒定律应有： 10 BkgMMMMMMMMM/ 7 2 2 81 3 6 0 6 4 8 27 8 1 7 . 7 2%80%)(1 0 6 6 0 5 . 2 71 6 4 8 8 . 2 8%80%)( 10129876521 说明整个聚合工序的物料衡算过程是正确的。 图 2 总物料平衡示意图 （ 9）绘制物料流程图，编写物料平衡表 图 3 聚醋酸乙烯酯乳液聚合间歇操作物料流程示意图 W101— 软水计量槽； W102— 单体贮罐； W103— 增塑剂贮罐； W104— pH 调节剂贮罐； W105— 引发剂贮罐； W106— 蒸馏水贮罐； V101— 溶解槽； V10 V103— 过滤器； R101— 聚合釜； P101— 隔膜泵； T104— 乳液储罐； H101— 回流冷凝器 表 2 醋酸乙烯酯乳液聚合间歇操作物料平衡表 单位： kg B1 11 四、热量衡算 ①全面了解物料在各个设备中发生的化学变化及物理变化，凡是与外界有热量交换的设备均需进行热量衡算。 由聚合工艺流程可知， V10 R101 需进行热量衡算。 ②因为是单台设备间歇操作，计算目的。