作用

物料衡算是整個工藝設(shè)計中非常主要步驟,有很主要作用。高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology①為熱量衡算、設(shè)備工藝計算、管道計算、輔助工序及公用工程設(shè)計計算、生產(chǎn)成本核實等提供依據(jù)。②在確定生產(chǎn)裝置由幾條生產(chǎn)先組成以及工藝參數(shù)確實定中起著非常主要作用。③是指導(dǎo)生產(chǎn)過程主要依據(jù)。

類型

按計算范圍分為單元操作(或單個設(shè)備)物料衡算和全流程(包含各個單元操作全套裝置)物料衡算;按操作方式分為連續(xù)操作物料衡算和間歇操作物料衡算;另外,還有帶循環(huán)過程物料衡算。物料衡算過程專家講座第1頁

對于沒有化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)過程來說,質(zhì)量守恒定律:

物料進入量=物料離開量+裝置內(nèi)積累量+過程損失量高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

對于有化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)過程來說,質(zhì)量守恒定律:

物料進入量=物料離開量+反應(yīng)消耗量+裝置內(nèi)積累量+過程損失量。注:對于沒有化學(xué)改變及物理化學(xué)改變密封設(shè)備或工序如泵、換熱器等可不進行物料衡算;

對于只有物料損失設(shè)備或工序如切粒機、打包機等可只做總物料衡算;

對于有化學(xué)改變或物理化學(xué)改變設(shè)備或工序如反應(yīng)器、精餾塔、蒸發(fā)器、結(jié)晶器、干燥裝置等不但要進行總物料衡算還要對各組分及組成份別進行物料衡算。

理論依據(jù)

物料衡算理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。物料衡算過程專家講座第2頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology流量3.1.2物料衡算基本概念單位時間內(nèi)物料流過設(shè)備數(shù)量,如質(zhì)量流量、體積流量產(chǎn)量單位時間內(nèi)生產(chǎn)裝置生產(chǎn)出產(chǎn)品數(shù)量,如年產(chǎn)量、月產(chǎn)量、日產(chǎn)量等消耗量生產(chǎn)單位數(shù)量產(chǎn)品所需原材料數(shù)量損失量生產(chǎn)單位數(shù)量產(chǎn)品損失掉原材料數(shù)量純度物料中含主要成份百分比配料比進入生產(chǎn)裝置各種原料之間百分比關(guān)系,如質(zhì)量比、摩爾比轉(zhuǎn)化率反應(yīng)物參加反應(yīng)百分率單程

收率生產(chǎn)為目標產(chǎn)物反應(yīng)物數(shù)量占反應(yīng)物起始數(shù)量百分比,等于轉(zhuǎn)化率乘以選擇性回收率副產(chǎn)物或未參加反應(yīng)反應(yīng)物經(jīng)處理后能夠重新利用百分比選擇性生成目標產(chǎn)物反應(yīng)物數(shù)量占參加反應(yīng)反應(yīng)物數(shù)量百分比物料衡算過程專家講座第3頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology3.1.3計算基準及單位

在進行物料衡算時,普通不一樣操作方式、不一樣計算目標,對應(yīng)選擇計算基準以及確定計算單位不一樣。

連續(xù)生產(chǎn)過程

整套生產(chǎn)裝置操作狀態(tài)不隨時間改變而改變,屬于定態(tài)操作過程,普通選時間為計算基準,對應(yīng)計算單位為Kg/h、Kmol/h、m3/h等。物料衡算過程專家講座第4頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

間歇生產(chǎn)過程

物料都是一批批加入生產(chǎn)裝置進行加工處理,屬于非定態(tài)操作過程,普通選批為計算基準,對應(yīng)計算單位為Kg/B、Kmol/B、m3/B。

原料消耗計算、成本核實

能夠單位產(chǎn)品數(shù)量作為計算基準。物料衡算過程專家講座第5頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology3.1.4計算步驟

畫出物料平衡關(guān)系示意圖

在了解工藝操作過程基礎(chǔ)上,依據(jù)工藝流程草圖畫出物料平衡關(guān)系示意圖。其中,設(shè)備或工序可用方框表示、無物料改變設(shè)備或工序可省去不畫、圖中應(yīng)表明物流號、名稱及流向。

注明改變過程

明確物料在個設(shè)備或工序中發(fā)生化學(xué)改變及物理化學(xué)改變,寫出主、副反應(yīng)方程式。物料衡算過程專家講座第6頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

搜集數(shù)據(jù)資料

生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)時間、相關(guān)技術(shù)指標(如原料消耗量、各設(shè)備損失量、配料比、循環(huán)比、回流比、轉(zhuǎn)化率、單程收率、回收率等)、質(zhì)量標準(原料、助劑、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品規(guī)格、組成及相關(guān)物理化學(xué)常數(shù))、化學(xué)改變及物理化學(xué)改變改變關(guān)系。

選擇計算基準及計算單位

整個計算過程應(yīng)保持計算基準與計算單位一致,防止犯錯。有時依據(jù)特殊需要局部工序或設(shè)備可另設(shè)計算基準及單位,最終要求進行單位換算建立各工序或各設(shè)備之間正確物料時間平衡關(guān)系。物料衡算過程專家講座第7頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

確定計算次序

對于已經(jīng)有生產(chǎn)裝置進行標定或挖潛改造做物料衡算,可直接采取順流程計算。

對于待建生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計,先將產(chǎn)量換算成單位時間處理原料量,然后采取順流程計算。

對于復(fù)雜生產(chǎn)過程,可先將生產(chǎn)過程分解到工序并對各工序進行物料衡算,然后將各個工序分解到各個設(shè)備并進行物料衡算。

對于簡單生產(chǎn)過程可直接對整套裝置中各個設(shè)備進行物料衡算。物料衡算過程專家講座第8頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

展開計算

依據(jù)所搜集數(shù)據(jù)資料及選擇計算基準和單位,按照確定計算次序利用化學(xué)、化工及物化知識(如質(zhì)量守恒定律、化學(xué)計量、組分數(shù)量分率約束式、設(shè)備約束式(包含進料比、相平衡關(guān)系、化學(xué)平衡關(guān)系、轉(zhuǎn)化率和選擇性等)),逐一工序、逐臺設(shè)備建立物料平衡關(guān)系式,進行物料平衡計算。

整理并校核計算結(jié)果

對每個工序或設(shè)備進行物料衡算后必須馬上依據(jù)約束條件對計算結(jié)果進行校核,確保計算結(jié)果正確無誤。當計算全部結(jié)束后必須及時整理、編寫物料衡算說明書(包含數(shù)據(jù)資料、計算公式、全部計算過程及計算結(jié)果等)物料衡算過程專家講座第9頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

繪制物料流程圖,編寫物料平衡表

物料流程圖及物料平衡表是說明物料衡算結(jié)果一個簡捷而清楚表示方法,它們能夠清楚地表示出各種物料在流程中位置、數(shù)量、組成、流動方向、相互之間關(guān)系等。

物料衡算結(jié)束后，必須利用計算結(jié)果對全流程進行經(jīng)濟分析與評價、考查生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本等是否符合預(yù)期要求，物料消耗是否合理，工藝條件是否適當?shù)?，同時及時發(fā)覺和處理流程設(shè)計中存在問題。物料衡算過程專家講座第10頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology§3.2連續(xù)生產(chǎn)過程物料衡算

對反應(yīng)比較簡單或僅有一個反應(yīng)且只有一個未知數(shù)情況可直接求算；對反應(yīng)比較復(fù)雜，物料衡算應(yīng)依物料流動次序分步進行。

直接求算法

利用結(jié)點進行衡算

在化工生產(chǎn)中常有一些產(chǎn)品組成需要用旁路調(diào)整才能送往下一個工序情況，可采取結(jié)點進行衡算如圖3-1所表示。物料衡算過程專家講座第11頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

生產(chǎn)過程中常有不參加反應(yīng)物料，即惰性物料。因為這種惰性物料數(shù)量在反應(yīng)器進出物料中不改變，所以可利用它與其它物料在組分中百分比關(guān)系求取其它物料數(shù)量，此惰性物料為衡算聯(lián)絡(luò)物。

利用聯(lián)絡(luò)組分進行物料衡算圖3-1結(jié)點物料衡算過程專家講座第12頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology§3.3間歇生產(chǎn)過程物料衡算

必須建立時間平衡關(guān)系，防止造成設(shè)備之間生產(chǎn)能力大小相差懸殊不合理情況。搜集數(shù)據(jù)時要注意整個工作周期操作次序和每項操作時間；把全部操作時間作為時間平衡單獨一項統(tǒng)計，進行時間平衡時需考慮不均衡系數(shù)?？梢罁?jù)生產(chǎn)周期每項操作時間分析影響提升生產(chǎn)效率關(guān)系問題。

在化工生產(chǎn)中，循環(huán)過程比較多見，如部分產(chǎn)品循環(huán)（如回流）、未反應(yīng)原料分離后循環(huán)再利用等。目標是維持操作?？刂飘a(chǎn)品質(zhì)量。降低原料消耗。提升原料利用率等?！?.4循環(huán)過程物料衡算物料衡算過程專家講座第13頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology3.4.1經(jīng)典穩(wěn)定循環(huán)過程

圖3-2為經(jīng)典穩(wěn)定循環(huán)過程。Ⅰ表示將再循環(huán)流包含在內(nèi)整個過程

Ⅱ表示新鮮原料F與循環(huán)物料R混合后物料同進入工藝過程總物料流間物料平衡

Ⅲ表示工藝過程物料平衡（總進料與總產(chǎn)物流間平衡）

Ⅳ表示總產(chǎn)物流與它被分離后所形成凈產(chǎn)品流P和循環(huán)流R間平衡圖3-2經(jīng)典穩(wěn)定循環(huán)過程物料衡算過程專家講座第14頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology3.4.2其它類型循環(huán)過程

凈化循環(huán)過程、旁路流程過程、雙循環(huán)過程、多循環(huán)過程、循環(huán)圈相套過程以及復(fù)雜循環(huán)過程。圖3-3(a)和3-3(b)分別為凈化循環(huán)過程和旁路流程過程。圖3-3其它類型循環(huán)過程物料衡算過程專家講座第15頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology§3.5物料衡算示例例1、PET連續(xù)聚合反應(yīng)過程物料衡算

本聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)連續(xù)操作工藝是采取高純度對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）為原料，直接酯化后經(jīng)縮聚反應(yīng)得到PET。單條生產(chǎn)線每年可生產(chǎn)10萬噸PET,這條生產(chǎn)線主要由漿料配制工序、聚合工序、切粒包裝工序、回收工序四個工序組成。其中,圖3-4為聚合工序工藝流程草圖，圖中沒有全部畫出次要設(shè)備和次要物料管線。

物料衡算過程專家講座第16頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology圖3-4PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作工藝流程草圖物料衡算過程專家講座第17頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

一、畫出物料平衡關(guān)系示意圖

完整PET連續(xù)操作工序物料衡算過程比較復(fù)雜，為了說明問題，只對流經(jīng)反應(yīng)器物流進行物料衡算，流經(jīng)反應(yīng)器物料平衡關(guān)系簡圖,如圖3-5所表示。

圖3-5PTA直接酯化縮聚連續(xù)操作主反應(yīng)器物料平衡關(guān)系示意圖物料衡算過程專家講座第18頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

二、明確物料發(fā)生化學(xué)改變與物理化學(xué)改變，寫出主、副反應(yīng)方程式

①化學(xué)改變。PET合成過程中,每個反應(yīng)器中都發(fā)生酯化反應(yīng)、酯化縮聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng),其反應(yīng)方程式(用官能團表示)以下:

酯化反應(yīng):

物料衡算過程專家講座第19頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology酯化縮聚反應(yīng):

縮聚反應(yīng):

物料衡算過程專家講座第20頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

為了描述各反應(yīng)進行程度特做以下定義:酯化率:縮聚反應(yīng)程度:乙二醇與PTA摩爾比:平均聚合度:物料衡算過程專家講座第21頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology②

物理化學(xué)改變（相改變）。在各酯化釜中，因為反應(yīng)溫度高于水和EG沸點,酯化生成水被蒸出反應(yīng)體系。依據(jù)氣液平衡關(guān)系，反應(yīng)液中仍含有少許水,水蒸出時夾帶出一定百分比EG,蒸出EG經(jīng)分離后全部返回到反應(yīng)器中，所以各酯化反應(yīng)器中原料配比不變,即Mr＝Mr0。

在縮聚反應(yīng)釜中，為了使縮聚反應(yīng)向生成聚合物方向移動，需盡可能降低反應(yīng)液中EG含量，所以,縮聚階段尤其是反應(yīng)后期，需在高真空條件下進行,各縮聚釜中生成EG大部分被蒸出，使Mr<Mr0。物料衡算過程專家講座第22頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology三、搜集數(shù)據(jù)資料②生產(chǎn)時間。年工作日：336d/a（24h/d）①生產(chǎn)規(guī)模。設(shè)計任務(wù)書中要求年產(chǎn)量為10萬噸③相關(guān)技術(shù)指標

工藝配方：

催化劑用量：c=0.05Wt％PTA

消光劑用量：d＝0.5Wt％PTA（配制成20％EG混合漿液）

投料配比：Mr0＝NE0:NT0＝1.12

切粒、包裝工序物料損失率：e=0.5％

④質(zhì)量標準（略）物料衡算過程專家講座第23頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology⑤化學(xué)改變及物理化學(xué)改變改變關(guān)系

因各反應(yīng)器中發(fā)生主要化學(xué)反應(yīng)相同,反應(yīng)進行程度(x、p)不一樣,所以,各反應(yīng)器中物料組成改變計量關(guān)系是相同。各反應(yīng)器反應(yīng)液中聚合物數(shù)量為:各反應(yīng)器反應(yīng)液中乙二醇數(shù)量為:酯化反應(yīng)生成水數(shù)量為:物料衡算過程專家講座第24頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology各酯化釜中水、EG汽化量和反應(yīng)液中殘留量參考表3-1計算各縮聚釜蒸出EG數(shù)量為:四、選擇計算基準與計算單位

連續(xù)操作過程，可選擇時間為計算基準，計算單位為kg/h表3-1各酯化釜中水、EG汽化量和反應(yīng)液中殘留量物料衡算過程專家講座第25頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology六、計算主要原料(PTA)投料流量五、確定計算次序

可得到產(chǎn)品產(chǎn)量與主要原料（PTA）投料量之間百分比關(guān)系，宜采取順流程計算次序。PET熔體流量與PTA理論投料WT′關(guān)系為:物料衡算過程專家講座第26頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量為10萬噸,年開工336d,連續(xù)生產(chǎn),切粒、包裝工序物料損失率為0.5%,所以PET熔體流量為:PTA實際投料質(zhì)量流量為:PTA實際投料摩爾流量為:物料衡算過程專家講座第27頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology七、順流程逐一設(shè)備展開計算①R101物料衡算

圖3-6為R101物料平衡示意圖。101.0物料衡算過程專家講座第28頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology101.2101.3101.1物料衡算過程專家講座第29頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology物料衡算過程專家講座第30頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology②R102物料衡算

圖3-7為R102物料平衡示意圖。102.2102.30.9物料衡算過程專家講座第31頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology102.1物料衡算過程專家講座第32頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology③R201物料衡算

圖3-8為R201物料平衡示意圖。

在R201中加入消光劑EG溶液(003.1)。因為抽真空會有少許聚合物被夾帶出使201.1中NT0降低為NT0′,同時夾帶出極少許消光劑和催化劑。003.1(20%消光劑-EG混合漿液)物料衡算過程專家講座第33頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology201.1物料衡算過程專家講座第34頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology201.2物料衡算過程專家講座第35頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology202.1④R202物料衡算

圖3-9為R202物料平衡示意圖。

在R202中因為抽真空會有少許聚合物被夾帶出使201.1中NT0′降低為NT0″,同時夾帶出極少許消光劑和催化劑。物料衡算過程專家講座第36頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology202.2物料衡算過程專家講座第37頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology⑤R203物料衡算

圖3-10為R203物料平衡示意圖。203.1203.2物料衡算過程專家講座第38頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

計算出203.1數(shù)量與開始時求出PET熔體流量相同,說明物料衡算整個過程是正確。

八、繪制物料流程圖,編寫物料平衡表(見圖3-11,表3-2)物料衡算過程專家講座第39頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology圖3-11物料流程圖物料衡算過程專家講座第40頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology表3-2物料平衡表物料衡算過程專家講座第41頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology例2、丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作過程物料衡算

丙烯酸反相懸浮聚合制備高吸水樹脂生產(chǎn)過程主要由原料準備工序、聚合工序、分離工序、聚合物后處理工序組成。本例中只對聚合工序做物料衡算，其工藝流程草圖見圖3-12。圖3-12丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作工藝流程草圖物料衡算過程專家講座第42頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

一、畫出物料平衡關(guān)系示意圖

對于物料數(shù)量和組成都沒有發(fā)生改變設(shè)備可不做物料衡算,所以示意圖中可不畫出T101、T102、P101、P102、P103等設(shè)備,如圖3-13所表示。

圖3-13丙烯酸反相懸浮聚合間歇操作物料平衡關(guān)系示意圖物料衡算過程專家講座第43頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology二、明確物料發(fā)生化學(xué)改變與物理化學(xué)改變,寫出主、副反應(yīng)方程式①V101、V103、V104中是單純物料混合，無相變與化學(xué)改變。

②V102中75%丙烯酸被中和,中和反應(yīng)方程式以下:③R101中引發(fā)劑引發(fā)單體進行聚合反應(yīng),其反應(yīng)方程式以下:物料衡算過程專家講座第44頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology三、搜集數(shù)據(jù)資料②生產(chǎn)時間。年工作日：330d/a（24h/d）;間歇操作,V101、V102、V103、R101天天8批,V104天天1批。①生產(chǎn)規(guī)模。設(shè)計任務(wù)書中要求年產(chǎn)量為4000噸③

相關(guān)技術(shù)指標(見表3-3)表3-3相關(guān)技術(shù)指標物料衡算過程專家講座第45頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology⑤化學(xué)改變參數(shù)。加入NaOH能夠與丙烯酸完全反應(yīng)，生成丙烯酸鈉。各組分相對分子質(zhì)量以下：④質(zhì)量標準。原料NaOH溶液濃度為50％，其它原料均視為純物質(zhì)。其中：75%中和丙烯酸單體混合物平均相對分子質(zhì)量為：

72×0.25＋94×0.75=88.50

聚合反應(yīng)過程中單體完全參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率可視為100%，單體混合物與聚合物之間無化學(xué)計量上改變，但引發(fā)劑結(jié)合到聚合物分子鏈上，會使聚合物數(shù)量略有增加。物料衡算過程專家講座第46頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology四、選擇物料衡算基準及計算單位

因為產(chǎn)物與原料之間化學(xué)計量關(guān)系比較簡單，且整個工藝過程比較簡單，輕易得到產(chǎn)量與單體原料投料量之間百分比關(guān)系，所以采取順流程計算次序。

間歇操作過程，基準為“批”，單位為B/d。大部分設(shè)備操作周期為8B/d，只有V104操作周期為1B/d。引發(fā)劑向R101進料周期為8B/d，所以在做物料衡算時，物料M11數(shù)量仍以8B/d計算。在做設(shè)備工藝計算時，V104體積大小應(yīng)按1B/d處理量進行計算。五、確定計算次序物料衡算過程專家講座第47頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology六、計算主要原料(丙烯酸)投料數(shù)量

該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量4000t，年開工330d，天天生產(chǎn)8批，后處理中聚合物損失率2%。①引發(fā)劑(0.2%單體質(zhì)量)全部結(jié)合到聚合物中②單體100%轉(zhuǎn)化成聚合物,且單體相對分子質(zhì)量與聚合物結(jié)構(gòu)單元相對分子質(zhì)量相同③丙烯酸相對分子質(zhì)量:單體平均相對分子質(zhì)量=72:88.5物料衡算過程專家講座第48頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology七、順流程逐一設(shè)備展開計算①V102物料衡算

圖3-14為V102物料平衡示意圖。M1(原料丙烯酸)丙烯酸M4(30%NaOH溶液)物料衡算過程專家講座第49頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnologyM6(45%單體溶液)M5(無離子水B)物料衡算過程專家講座第50頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology②V101物料衡算

圖3-15為V101物料平衡示意圖。M4(30%NaOH溶液)=1743.49Kg﹒B%1M2(50%NaOH溶液)M3(無離子水A)=1220.44-523.05=697.39Kg﹒B-1物料衡算過程專家講座第51頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology③V103物料衡算

圖3-16為V103物料平衡示意圖。

已知正庚烷與單體配比為4:1,分散劑用量為2%單體質(zhì)量。M7M8M9物料衡算過程專家講座第52頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology④R101物料衡算

圖3-17為R101物料平衡示意圖。M10(待聚合液)=M4+M9M11(引發(fā)劑水溶液)物料衡算過程專家講座第53頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnologyM12(聚合物混合液)⑤V104(引發(fā)劑調(diào)配罐)物料衡算M13引發(fā)劑=M14H2O=物料衡算過程專家講座第54頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology八、整理并校核計算結(jié)果

對如圖3-18所表示聚合工序全方面物料平衡計算,利用物料守恒定律進行校核。九、繪制物料流程圖,編寫物料平衡表(見圖3-19,表3-4)物料衡算過程專家講座第55頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology圖3-19物料流程圖物料衡算過程專家講座第56頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology表3-4物料平衡表物料衡算過程專家講座第57頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

作業(yè)：１.試對年產(chǎn)量３萬噸聚丁二烯橡膠連續(xù)聚合生產(chǎn)過程進行物料衡算,圖１為聚丁二烯生產(chǎn)工藝流程草圖。

物料衡算過程專家講座第58頁高分子工程設(shè)計DesignofPolymerEngineering,ShaanxiUniversityofTechnology

生產(chǎn)工藝流程草圖簡述：純度符合要求丁二烯和溶劑混合后，經(jīng)預(yù)熱器H201從釜底進入聚合釜F201，同時將配制好催化劑也從釜底加入，發(fā)生聚合反應(yīng)生成高順式聚丁二烯橡膠，膠液由第一聚合釜頂部出來依次經(jīng)過串聯(lián)聚合釜再入終止釜F202，終止劑和防老劑按定量打入終止釜內(nèi)。膠液經(jīng)終