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材料合成工艺学课程设计 学 院生物与化学工程学院 专业班级 AAAAAAAAAAAAAAAAAA 学生姓名 AA AA 学 号 指导教师 AAAAAA 日 期 2011年7月4日 目 录 TOC \o 1-5 \h \z HYPERLINK 10 9 M6 （邻苯二甲酸二丁酯）=3387.81x —= 615.45檢 60 M7 （碳酸氢钠溶液） 0 3 碳酸氢钠：3387.81 x二= 16.94檢?歹| 60 水：16.94x9= 152.46^-B1 合计：M7= 16.94 + 152.46 = 169.4kg M8 （引发剂过硫酸钾溶液） 0 3 过硫酸钾：3387.81 x二 = 16.94檢?歹| 60水：16.94x4 = 67.76^-B1 合计:M8= 16.94 + 67.76 = 84.70^ 5-* M9 （乳化剂 OP-10） = 3387.81x3= 62」2kg-B~ 60 M12 （实 际 还 需 加 的 水 ） 3387.81x^-711.44-152.46-67.76 = 10361.04畑?B~[ M10 （聚合物）二M4+M5+M6+M7+M8+M9+M12= 15676.53畑VI03 （过滤器）物料衡算 已知V103过滤损失率为2% M10 （聚合物）二 15676.54kg ? B Mil （过滤后的聚合物）二 15676.54x（1 —0.02） = 15363.01 焰 （8）整理并校核计算结果 对聚合工序做全物料平衡计算（图2）,进行校核。由物料守恒定律应有: 15676.53（1-0.0201+ M2）+ M5 + M6 + M7 + M8 + M9 + M12 二 M10 15676.53 （1-0.02）（711.44 4- 304.90）+ 3387.81 + 615.45 +169.4 + 84.70 + 62」2 + 10361.04 说明整个聚介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—增册剂贮罐；W104—pH调节剂贮罐; W105—引发剂贮罐；W106—蒸憎水贮罐；V101—溶解槽；VI02、VI03—过滤器； R101—聚合釜；P101—隔膜泵；T104—乳液储罐；H101—冋流冷凝器 物流号 醋酸乙 烯酯单 体 聚乙烯 醇 h2o OP-1 0 邻苯二 屮酸二 丁酯 碳酸 氢钠 软水 合计 Ml 711.44 711.44 M2 304.90 304.90 M3 304.90 711.44 1016.34 M4 996.02 M5 3387.81 3387.81 M6 615.45 615.45 M7 152.46 16.94 169.4 M8 67.76 16.94 84.70 M9 62.12 62.12 M12 10361.04 10361.04 M10 3387.81 298.80 10581.26 62.12 615.45 16.94 16.94 697.21 15676.53 表2醋酸乙烯酯乳液聚合间歇操作物料平衡表 单位：kg ? B 四、热量衡算 全瓯了解物料在各个设备屮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。由聚合工艺流稈可知，V101、R101需进行热量衡算。 因为是单台设备间歇操作，计算目的是进行能量消耗及成本核算，所以按式 Qt二Q1+Q2+Q3+Q-对传热进行平衡计算，计算单位为kJ - B~{ 0 收集数据 丁艺参数 V101：升温至80摄氏度,搅拌4?6小时。 R101：将釜屮物料升温至60摄氏度 向夹套通入冷却水进行换热，控制温度， 稳定在60摄氏度进行反应，反应时间I0hr 反应完全后，向聚合釜(R10I)夹套通入 冷却水冷却至50摄氏度。 物料衡算的结果 表3.聚合釜R101物料衡算结果表 组成 R101 进料Kg?B1 出料Kg?B1 酩酸乙烯酯 3387.81 0 聚乙烯醉 298.80 298.80 水 11278.47 11278.47 DOP 615.45 615.45 OP—10 62.12 62.12 过硫酸钾 16.94 3.39 碳酸氢钠 16.94 16.94 聚醋酸乙烯酯 0 3401.36 总计 15676.53 15676.53 温度/°c 25 50 各种物性数据 表4.各种物性数据表 物质 密度(Kg/m3) 热容(kJ?kg?°C“) 反应热kJ mol1 聚乙烯醇 1310 2.5 水 1000 4.2 聚乙烯醇水溶液 1428 醋酸乙烯酯 931.7 3.0 87.9 OP—