Нормы технологического режима

Таблица 5.1

Нормы технологического режима

№	Наименование операции	Количество загружаемых компонентов	Температурный режим, С	Дополнительные условия	Длительность операции, ч.
	Суспензионная полимеризация
	Загрузка стирола	3580кг/3950л			1,5
	Загрузка малой навески переки бензоила	3.0-3.3 кг			1,5
	Перемешивание реакционной массы			30-35 об/мин	0,58
	Нагрев рекционной массы		82±2
	Отбор первой пробы		82±2
	Отбор дальнейших проб для определения конверсии и вязкости		Температура полимеризации
	Загрузка обессоленной воды	2350кг
	Слив большой навески ПБ и ТБПБ	199,83-206,5кг
	Отбор проб для определения конверсии и вязкости
	Загрузка ПВС	500-600	60±2
	Перемешивание		60±2		0,75
	Гермитизация полимеризатора			0,45 МПа	0,67
	Обескислороживание аппарата			0,1-0,05 МПа	0,25
	Загрузка ИПФ			0,35-0,5 МПа	0,17-0,25

Продолжение табл. 5.1

	Подъем температуры от 60 до 80°С
	Выдержка при 82 ± 20С				5,5
	Подъем температуры от 82 ± 20С до 105 ± 20С
	Выдержка при 1050 ± 20С				3,5
	Охлаждение		60 С		3,5

6.МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

Материальный баланс стадии полимеризации приведен в таблице 6.1 [12]

Таблица 6.1

Материальный баланс на 1 тонну полистирола

Загружено	Масса, кг	Масс.доли,%	Получено	Масса, кг	Масс.доли,%
Вода обессоленная	1304,90	50,48	Пульпа полимера	2561,68	99,0
Стирол	989,0	38,26	ИПФ, не вошедшая в состав полимера, утечки через неплотности уплотнений реактора, трубопровода.	6,47	0,25
Малая навеска ПБ	1,03	0,04	Агломераты полимера на стенках реактора, мешалке, в т.ч.: твердые отходы от ручной чистки.	13,2	0,51
Раствор инициатора, из них: -стирол для растворения и промывки; -большая навеска ПБ; -ТБПБ.	67,73	2,62	Отходы полимера при передавлива- нии в отделение обезвоживания (слипшийся бисер в поз.127)	6,2	0,27
Раствор ПВС	151,22	5,85
ИПФ	73,67	2,76
ИТОГО	2587,55	100,0	ИТОГО	2587,55

Фонд рабочего времени (z) рассчитываем следующим образом: (6.1)

где П – количество праздничных дней; В – количество выходных дней; Р- количество дней, необходимое для проведения капитальных, текущих и профилактических ремонтов.

, , тогда

Из таблицы норм технологического режима определяем =25 часов.

Определяем количество операций в сутки:

(6.2)

Количество операций в год рассчитываем:

(6.3)

Из задания годовой выпуск продукции N =7000 т.

Рассчитываем количество полистирола, получаемого с одной операции:

кг (6.4)

Теперь в соответствии с рассчитанным количеством составляем материальный баланс стадии полимеризации, пересчитанной на заданную производительность.

Расчет материального баланса ведем исходя из материального баланса на 1 тонну полистирола, пропорционально пересчитывая на заданную производительность.

989 кг стирола - 1000 кг полистирола

Х - 20833 кг полистирола

Х =20603,8 кг/оп полистирола

Затем рассчитываем материальный баланс полимеризации на одну операцию.

Таблица 6.2.

Материальный баланс на одно операцию

Загружено	Масса, кг/оп	Масс.доли,%	Получено	Масса, кг/оп	Масс.доли,%
Вода обессоленная	27184,9	50,48	Пульпа полимера	53367,4	99,0
Стирол	20603,8	38,26	ИПФ, не вошедшая в состав полимера, утечки через неплотности уплотнений реактора, трубопровода.	134,8	0,25
Малая навеска ПБ	21,5	0,04	Агломераты полимера на стенках реактора, мешалке, в т.ч.: твердые отходы от ручной чистки.	275,0	0,51
Раствор инициатора, из них: -стирол для растворения и промывки; -большая навеска ПБ; -ТБПБ.	1411,0	2,62	Отходы полимера при передавлива- нии в отделение обезвоживания (слипшийся бисер в поз.127)	129,2	0,27
Раствор ПВС	1534,8	2,76
ИПФ	3150,4	5,85
ИТОГО	53906,4	100,0	ИТОГО	53906,4

Расчет проводим следующим образом:

m_{полист.}=m_стир.* = кг (6.5)

Далее согласно данным табл. 6.1 вычисляем массуПБ:

989 кг стирола – 1,03 кг ПБ

20603,8 кг стирола – х кг ПБ.

х = 21,5кг

Аналогично проводим расчет остальных компонентов. Результаты расчета сводим в таблицу 6.2.

Рассчитаем число аппаратов. По ГОСТ 13372 – 78 выбираем аппарат вместимостью 12,5 м .

(6.6)

где - операционный объем, м ;

z- запас производительности;

-коэффициент заполнения;

-вместимость аппарата, 12,5 м .

z принимаем равной 0,15; принимаем равным 0,75 (для аппарата с мешалкой).

Предварительно необходимо найти операционный объем, используя данные о плотности [9].

V_опер.=V_ст.+V_в=22,7+27,2=49,9 м³ (6.7)

V_{ст. оп.}= G_ст.оп/p_в= м³ (6.8)

V_в= G_в./p_в= м³ (6.9)

Принимаем к установке 7 аппарата.

Зная число аппаратов, можно рассчитать материальный баланс на 1 реактор вместимостью 12,5 м . Необходимо массу каждого компонента, поступающего в реактор и полученного, разделить на число аппаратов. Для этого рассчитаем материальный баланс на 1 аппарат.

Таблица 6.3

Материальный баланс на 1 аппарат

Загружено	Масса, кг/оп	Масс.доли,%	Получено	Масса, кг/оп	Масс.доли,%
Вода обессоленная	3883,6	50,48	Пульпа полимера	7623,9	99,0
Стирол	2943,4	38,26	ИПФ, не вошедшая в состав полимера, утечки через неплотности уплотнений реактора, трубопровода.	19,3	0,25
Малая навеска ПБ	3,1	0,04	Агломераты полимера на стенках реактора, мешалке, в т.ч.: твердые отходы от ручной чистки.	39,4	0,51
Раствор инициатора, из них: -стирол для растворения и промывки; -большая навеска ПБ; -ТБПБ.	201,6	2,62	Отходы полимера при передавлива- нии в отделение обезвоживания (слипшийся бисер в поз.127)	18,5	0,27
Раствор ПВС	219,3	2,76
ИПФ	450,1	5,85
ИТОГО	7701,1	100,0	ИТОГО	7701,1

ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ

В эмульсионной полимеризации стирола три стадии теплового баланса:

а) стадия нагрева;

б) стадия реакции;

в) стадия охлаждения.