异戊橡胶生产车间

第四章 聚合釜的能力衡算 夹套的总传热系数按下式计算：

b不b碳111??Rj???R0?kj?j?不?碳?0代入数据可求得

110.0020.011??0.00017197???0.00017197?kj475.616.2852.34396.7K J =189.3W /(m℃)

内冷管的总传热系数按下式计算

2

1b1?Rc??Ri?kc??i

10.0051?0.00017197??0.00017197?kc52.34154.9

Kc=145.3W/(m2.oc) 对 2号釜、3号釜、4号釜而言，取挂胶厚度为 1mm，其它数据同上，各釜 总传热系

数 K 值计算结果如表表 1.10 所示：

釜别 0 Rc Ri J 475.6 Kc K 334.6 1 396.7 0.000172 0.000172 0.000172 145.3 2 276.22 0.000172 0.000172 1512.4 145.3 305.8 296.3 3 276.22 276.22 0.000172 565.5 145.3 145.3 4 0.000172 0.000172 581.7 243.8

4.5 聚合釜搅拌功率的计算

参考《聚合反应工程基础》154页，可知搅拌功率准数跟搅拌功率之间的关 系式结合 ρ=662.7kg / m3 ， N =75r / min ， d =1000mm =1m 代入可求得

考虑到釜内安装温度计、内冷管等附件后所所造成的功率消耗，所需搅拌功率应适当取大一点 同理可求其它各釜的 P

釜号 1 号 2 号 3 号 4 号 P/KW 3 4 4 3 27

广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计

4.6热量衡算

（1）计算基准数量基准：kJ/h；基准温度：0℃。 （2）总热量衡算图如下

（3）各釜热量衡算关系式：

1 号釜 Q1 入＋Q1 反＋Q1 搅＝Q1 出＋Q1 夹2 号釜 Q2 入＋Q2 反＋Q2 搅＝Q2 出＋Q2 夹 3 号釜 Q3 入＋Q3 反＋Q3 搅＝Q3 出＋Q3 夹 4 号釜 Q4 入＋Q4 反＋Q4 搅＝Q4 出＋Q4 夹 （4 ）搅拌热

根据资料介绍，搅拌热与胶液粘度大小有关。粘度大，搅拌热就大。设计中 取 1号釜电机功率的 70％、2釜电机功率的 75％、3号釜电机功率的 80％及 4号釜电机功率的85％用于形成搅拌热 。 （5）各釜热量衡算

1 号釜热量衡算(目的确定进料温度)

Q1=G·Cp·T=110100×2.6076×5=131683.8kJ/h Q1 反＝x·G 异戊二烯·△H反 ＝0.4×1690×430＝918548.8 kJ/h Q1 搅＝3×0.70×3600＝7560 kJ/h Q1 出＝G·Cp·(T2－T1)

＝10100×2.6076×(45－5)＝1053470.4kJ/h

由 1号釜热量平衡关系式知：Q1 夹＝(Q1 反＋Q1 搅＋Q1 入)－Q1 出 Q1 夹＝(918548.8＋7560＋131683.8) －1053470.4

28

第四章 聚合釜的能力衡算 解得：Q1 夹＝4322kJ/h 冷却盐水用量：G盐1?2 号釜热量衡算

Q2入＝Q1 出＝1053470.4 kJ/h Q2反＝1690×15%×430＝109005kJ/h Q2搅＝4×0.75×3600＝10800kJ/h Q2出＝Q2入

则Q2夹＝(Q2反＋Q2 搅＋Q2 入)－Q2 出

＝(109005＋10800＋1053470.4)-1053470.4＝ 119805 kJ/h 冷却盐水用量：G2盐?3号釜热量衡算

Q3入＝Q2 出＝Q3 出＝1053470.4 kJ/h

4322?94.7kg/s

2.85?（13?3）119805?2627.3kg/s 2.85?（13?3）Q3 反＝1690×15%×430＝109005 kJ/h Q3 搅＝4×0.80×3600＝11520 kJ/h Q3 夹＝ (Q3 反＋Q3 搅＋Q3 入) －Q3 出

＝ (109005＋11520＋1053470.4)－1053470.4＝120525 kJ/h 120525冷却盐水用量：G3盐??2643.1kg/s

2.85?（13?3）4 号釜热量衡算

Q4 入＝Q3 出＝Q4 出＝1053470.4kJ/h Q4 反＝1690×15%×430＝109005 kJ/h Q4 搅＝3×0.85×3600＝9180 kJ/h

Q4 夹＝ (Q4 反＋Q4 搅＋Q4 入) －Q3 出

＝ (109005＋9180＋1053470.4)-1053470.4＝118185 kJ/h

118185?2591kg/s 冷却盐水用量：G4盐?2.85?(13?3)

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广东石油化工学院 毕业设计：10KT/a 异戊橡胶生产车间的工艺设计

（6） 1～4 号釜热量衡算总结果列表 1.12。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

项

目

表 4.12 总热量衡算表

1 号釜 2 号釜 3 号釜 12 45 60 40 334.6 22.12 35

131683.8 7560 918548.8 1053470.4 4322 94.7

20 52 60 15 305.8 22.12 35 1053470.4 10800 1053470.4 1053470.4 119805 2627.3

20 58 60 15 296.3 22.12 35 1053470.4 11520 1053470.4 1053470.4 120525 2643

4 号釜 20 65 30 15 243.8 22.12 35 1053470.4 9180 1053470.4 1053470.4 118185 2591

VR( m3 ) T(℃) (min) 纯 x(%) K W (m2 0C) )

A ( m) tm (℃) Q 入 (kJ/h) Q 搅 (kJ/h) Q 反 (kJ/h) Q 出 (kJ/h) Q 夹 (kJ/h) G 盐 (kg/h)

2

30