第1章多金屬氧酸鹽的發(fā)展背景簡介1.1多金屬氧酸鹽介紹（1）多金屬氧酸鹽(POMs)，或者稱為多酸（鹽），是由過渡金屬離子（如Mo，W，V，Nb，Ta等）的配位作用形成的金屬氧合物[1]。根據(jù)多酸化合物中是否存在雜原子，具有雜原子的雜多酸和不具有雜原子的。（2）同多酸是POMs的基本結(jié)構(gòu)元素主要是八面體{Mo6}和{Mo4}四面體，它們通過共邊，共面或共角形式連接在一起，從而形成具有新結(jié)構(gòu)和功能的多核金屬氧簇化合物[2，3]。多金屬氧酸鹽具有不同組成的研究進展。多鉬酸鹽就是其中之一，是多酸化學發(fā)展的一個重要分支[4，5]。（3）由于鉬的配位方式不同，鉬的幾何形狀也是各種各樣，如四面體，雙三角錐和八面體。在不同的聚鉬酸鹽中，主要有兩種類型:聚鉬酸鹽和雜多鉬酸鹽。六種經(jīng)典多酸結(jié)構(gòu)如下圖所示[6，7]:圖1.11.2多金屬氧酸鹽的特點(1)POMs具有確定的結(jié)構(gòu)且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有利于在分子或原子水平上設(shè)計與合成催化劑[8]。(2)同時具有酸性和氧化性，可作為酸、氧化或雙功能催化劑，在不改變POMs陰離子結(jié)構(gòu)的條件下，通過選擇組成元素(配位原子、中心原子及反荷離子等)，催化性能可系統(tǒng)調(diào)控[9]。(3)一般溶于極性溶劑，通過復合修飾可用于均相和非均相反應體系。(4)具有獨特的反應場。在固相催化反應中，極性分子可直接進入催化劑體相，具有使整個體相成為反應場的“假液相”行為。(5)雜多陰離子的軟性。雜多陰離子屬軟堿，作為金屬離子或有機金屬等的配體，具有獨特的配位能力，可使反應中間產(chǎn)物穩(wěn)定化[10]。第2章晶體生長過程監(jiān)測2.1Mo72V30的制備[11,12]實驗儀器：2個250ml燒杯500ml燒杯pH試紙加熱套玻璃棒漏斗濾紙實驗藥品：偏釩酸鈉鉬酸鈉硫酸硫酸肼氯化鉀實驗步驟：將2.6g鉬酸鈉在室溫下溶解于75ml水中。將偏釩酸鈉溶液添加至鉬酸鈉溶液中。用硫酸將上述混合物酸化至pH=2.0，然后添加0.9g硫酸肼。使溶液變成深紫色，pH值增加到3左右。攪拌3小時后，向混合物中加入氯化鉀溶液（3g氯化鉀溶于20ml水中），攪拌均勻。過濾溶液，使濾液保持室溫結(jié)晶。7天左右得到紫色晶體。2.2晶體的表征與生長過程監(jiān)測[13,14]擬實驗結(jié)果：由紫外可見光譜可知本化合物的最大吸收波長在510nm左右,與參考文獻的實驗結(jié)果基本相。且隨時間的不斷增加該物質(zhì)的吸收峰值在不斷降低,說明了{Mo72V30}是在不斷的合成中。經(jīng)檢測，所得晶體的紅外光譜與所查文獻相符。故可斷定,得到的單晶體即為所要制得的{Mo72V30}晶體。第3章POMs雜化性能及光催化性能研究3.1雜化實驗過程[15]實驗儀器：7個50ml燒杯6個容量管超聲波清洗器紫外可見分光光度計移液槍玻璃棒實驗藥品：鉬酸銨醋酸氯仿氯化鉀實驗過程：配制100ml0.1mg/mlMo72V30溶液，備用。在6個燒杯中分別配制10ml濃度為2mg/ml、7mg/ml、10mg/ml、12mg/ml、16mg/ml、19mg/ml的雙十八烷基二甲基氯化銨（DODA）氯仿溶液。從各個燒杯中移取5ml溶液至6個容量管中，標上號碼。依次移取10mlMo72V300.1mg/ml溶液至各個容量管中。將上述容量管在超聲波清洗器中混合10分鐘，保證其混合均勻。將上述容量管用保鮮膜密封靜置七天左右，之后溶液會分為上下兩層。然后取上層的清液，檢測液體的紫外吸收光譜。3.2擬實驗結(jié)果（在化合物Mo72V30的水溶液中加入有機陽離子長鏈季銨鹽雙十八烷基二甲基氯化銨(DODA)進行包覆，形成SEC-1。）當雙十八烷基二甲基氯化銨的濃度為2mg/mL時，由于此時有機陽離子的濃度不是很大，吸收中沒有出現(xiàn)峰值，此時的SEC-1應全部溶解在氯仿中，當有機陽離子的濃度為7mg/mL時，化合物Mo72V30在520nm附近出現(xiàn)強吸收，證明水相當中有化合物Mo72V30的存在。圖3.1UV-Vis光譜3.3光催化實驗過程[16]實驗儀器：10ml石英試管XPA-1型光化學反應器300W紫外高壓汞燈實驗藥品：規(guī)格為1mM的甲基紅乙醇溶液規(guī)格為1mM的Mo72V30溶液規(guī)格為1mM的鹽酸溶液注：實驗時需保證Mo72V30溶液pH=3～4，用鹽酸調(diào)節(jié)。表3.1直接光解實驗在10ml石英試管中，加入100uL甲基紅標準溶液和4ml去離子水，然后放置于XPA-1型光化學反應器中，并用300W紫外高壓汞燈照射，間隔相同時間取樣，檢測所取樣品的紫外光譜?？瞻讓嶒炘?0mL石英試管中,加入100uL甲基紅標準溶液和4ml去離子水，然后放置于黑暗處，跟之前相同的間隔時間取樣，且測量樣品的紫外-可見光譜。Mo72V30溶液光催化降解染料實驗將100uL甲基紅標準溶液和4ml去離子水加入10mL石英試管中,再加入一定體積的Mo72V30溶液。將溶液混合均勻后放置于XPA-1光化學反應儀中,用300W紫外高壓汞燈進行照射,跟之前相同的間隔時間取樣，且測量樣品的紫外-可見光譜。圖3.2光化學反應儀結(jié)構(gòu)示意圖3.4擬實驗結(jié)果甲基紅水溶液在510nm左右有最大吸收。隨著輻照時間的增加，甲基紅在510nm處的吸光度逐漸降低。隨著照射時間的延長，甲基紅的濃度不再降低。這表明甲基紅有一定程度的直接光解?？瞻讓嶒炑芯勘砻?當甲基紅的水溶液中加入POM催化劑后長時間置于暗處,并無明顯變化。說明在沒有光照射的情況下,甲基紅的光催化降解反應無法進行。當加入Mo72V30溶液后，紫外可見光譜的峰更加陡，說明Mo72V30溶液作為光催化劑能夠非常有效的降解均相體系中的甲基紅。第4章多金屬氧酸鹽的應用表4.1(1)材料領(lǐng)域的應用多酸化合物是非常優(yōu)良的電致變色和發(fā)光材料，在能源轉(zhuǎn)換、顯示和高科技產(chǎn)業(yè)中具有重要的應用前景[17]。(2)藥物領(lǐng)域的應用目前已發(fā)現(xiàn)50多種具有抗HIV活性的多酸。此外，多酸在抗腫瘤、抗風濕、抗其他病毒等方面的研究也取得了不同程度的進展[18]。(3)催化領(lǐng)域的應用在光的激發(fā)下，多酸能有效地分解水中的有機染料，由于多酸固有的缺點，如功能材料由有機配合物和多堿性酸組成的鹽酸和多酸的水溶性可以顯著降低，有效地解決了催化劑的二次污染問題，實現(xiàn)催化劑的再利用已成為國內(nèi)外研究領(lǐng)域的熱點[19]。(4)其他領(lǐng)域的應用多酸還廣泛應用于分析化學、防腐膜、放射性污水處理、離子交換材料、紙漿漂白、染色、印版、修飾電極、氣體吸收等方面，如馬丁關(guān)于水處理催化劑有效前體的制備報告[20]。第5章聚氯乙烯工藝流程及工藝條件5.1PVC樹脂的聚合工藝氯乙烯懸浮聚合法是當前最主要的生產(chǎn)方法。生產(chǎn)過程易于控制，生產(chǎn)成本低，品種調(diào)整方便，組織規(guī)?；a(chǎn)容易[21]。懸浮聚合法用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂。將懸浮劑，抗氧化劑，水，VCM單體，混合淤漿和VCM單體加入到混合淤漿的水溶性引發(fā)劑中以進行反應過程。反應速率應穩(wěn)定，溫度應在46-72°C之間穩(wěn)定。當使用低分子量或非常低分子量的縮聚方法在43.46°C下生產(chǎn)高分子量PVC樹脂時，會發(fā)生高溫縮聚反應在63-72°C下，且嘗試用Mo72V30做催化劑[22,23]。5.2聚氯乙烯的工藝原理氯氯乙烯聚合屬于自由基聚合。聚合中使用的引發(fā)劑有油溶性偶氮，有機過氧化物和亞硝氧化還原。在釋放大量反應熱的同時快速反應[24,25]。聚氯乙烯（PVC）聚合度n一般在500--20000范圍內(nèi)，其分子結(jié)構(gòu)式如下[26]：圖5.1工藝流程圖第6章工藝計算6.1物料衡算6.1.1聚合釜的物料衡算（1）出料的計算圖6.1聚合釜進出料圖設(shè)生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量：30萬噸；設(shè)一年開工330天，每天分三批生產(chǎn)，聚合物一般進行到轉(zhuǎn)化率為85%～90%（本設(shè)計中取90%）聚合總共所需VCM量：M0=300000t/90%=333333.3t/年每批生產(chǎn)所需的VCM量：M1=333333.3×103kg/(330×3)=336.7×103kg其中去離子水：氯乙烯單體＝1.5：1∴去離子水的質(zhì)量：M2=336.7×103kg×1.5=505.05×103kg又因為助劑質(zhì)量：氯乙烯單體質(zhì)量＝0.05：100∴助劑質(zhì)量：M3=336.7×103kg×5×10-4=168.2kg∴進料的總質(zhì)量：M=M1+M2+M3=336.7×103kg+505.05×103kg+168.2kg=841.92×103kg（2）出料的計算產(chǎn)生的聚合物的質(zhì)量：M1'=M1×88%=336.7×103kg×90%=303.03×103kg未反應的氯乙稀單體損失約為1%（由懸浮液液相吸附，懸浮液故固相吸附，清釜用料）∴損失的單體質(zhì)量：M2'=M1×1%=336.7×103kg×1%=3.367×103kg剩余的氯乙烯單體質(zhì)量：M3'=M1－M1'－M2'=336.7×103kg-303.03×103kg-3.367×103kg=30.303×103kg其中無離子水和助劑的質(zhì)量沒有變化出料的樹脂懸浮液質(zhì)量：M'=M1'+M3'+M2+M3＝303.03×103kg＋30.303×103kg＋505.05×103kg＋168.2kg＝838.55×103kg可得M'+M2'=838.55×103kg+3.367×103kg=841.92×103kg=M（3）聚合釜的物料衡算表表6.1聚合釜的物料衡算表進料質(zhì)量/×kg出料質(zhì)量/kg氯乙烯336.7×103pvc303.03×103水505.05×103氯乙烯30.303×103助劑0.1682×103水505.05×103助劑0.1682×103氯乙烯單體損失3.367×103Σ841.92×103Σ841.92×1036.1.2出料槽的物料衡算pvcpvc氯乙烯水助劑出料槽pvc氯乙烯水助劑氯乙烯回收圖6.2在此過程中進料為樹脂懸浮液，在此過程是除去未反應的9%氯乙烯單體（以總量來計算）將起回收至單體氣柜中?；厥盏穆纫蚁﹩误w的質(zhì)量：M除=336.7×103kg×9%=30.303×103kg剩余聚氯乙稀單體質(zhì)量：M留＝30.303×103kg－30.303×103kg＝0出料為聚氯乙稀溶液，其質(zhì)量：M''=M留+M2+M3+M1'=0＋505.05×103kg＋168.2kg＋303.03×103kg=808.25×103kgM''＋M除＝808.25×103kg＋30.303×103kg=838.55×103kg=M’表6.2出料槽的物料衡算表進料質(zhì)量/×kg出料質(zhì)量/kg氯乙烯30.303×103pvc303.03×103水505.05×103氯乙烯0助劑0.1682×103水505.05×103pvc303.03×103助劑0.1682×103氯乙烯回收30.303×103Σ838.55×103Σ838.55×1036.1.3汽提塔的物料衡算pvcpvc氯乙烯水助劑氣提塔pvc水助劑氯乙烯回收圖6.3此過程中回收剩余的氯乙烯單體，出料為料漿。除去的氯乙烯單體的質(zhì)量：M除'=0kg料漿的質(zhì)量：M料＝M1'+M2+M3＝303.03×103＋505.05×103＋168.2＝808.25×103kgM除'＋M料＝0＋808.25×103kg＝808.25×103kg＝M''表6.3出料槽的物料衡算表進料質(zhì)量/×kg出料質(zhì)量/kg氯乙烯0pvc303.03×103水505.05×103氯乙烯回收0助劑0.1682×103水505.05×103pvc303.03×103助劑0.1682×103Σ808.25×103Σ808.25×1036.1.4離心機的物料衡算pvc水pvc水助劑離心機pvc水水助劑圖6.4此過程主要是除去中間的90％的無離子水和助劑除去的水的質(zhì)量：M水'=505.05×103kg×90％＝454.55×103kg剩余的為聚氯乙稀溶液的質(zhì)量為M溶＝M料－M水'－M3＝808.25×103kg－454.55×103kg－168.2kg＝185.5×103kg表6.4聚合工段主要物料衡算結(jié)果總表（單位:kg/p）氯乙烯單體聚氯乙稀無離子水助劑注釋聚合釜進料336.7×103505.05×103168.2樹脂懸浮液30.303×103303.03×103505.05×103168.2損失單體3.367×103出料槽出料0303.03×103505.05×103168.2除去單體30.303×103汽提塔出料303.03×103505.05×103168.2除去單體06.2熱量衡算6.2.1設(shè)定QT——設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)物料與外界交換熱量之和(傳入熱量為正，傳出熱量為負），kJ；Q1——由于物料溫度變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量（升溫為正，降溫為負），kJ；Q2——由于物料發(fā)生各種變化，系統(tǒng)與外界的交換的熱量（吸熱為正，放熱為負kJ；Q3——由于設(shè)備溫度改變，系統(tǒng)與外界交換的熱量（設(shè)備升溫為正，設(shè)備降溫為kJ；Q4——設(shè)備向外界環(huán)境散失的熱量（操作溫度高于環(huán)境溫度為正，操作溫度低于環(huán)境溫度為負），KJ。根據(jù)熱量守恒定律，得QT=Q1＋Q2＋Q3＋Q4其中Q1=Q2=W?Hr?x/MQ3=ΣWiCPi?TmQ4=3.6×ΣAiαi(Ti－T0)×t固體和液體熱容可以采用柯普定律計算C(kJ/kg.℃)=4.184×Ca×n/MCa——基團的比熱容，kJ/(kg.℃)n——分子中同一元素的原子數(shù)M——化合物的分子量，kg/kmol氯乙烯的聚合熱為：24.64kJ/kg查手冊得：氯乙烯的比熱C1=1.59kJ/(kg.℃)水的比熱C2=4.18kJ/(kg.℃)聚氯乙稀的比熱C3=0.9675kJ/(kg.℃)6.2.2混合熱和攪拌熱的考慮表6.5（1）物料帶入聚合釜的熱量設(shè)進料溫度為20℃，以0℃的一批物料為基準，則：Q1=(505.05×103kg×4.18+336.7×103kg×1.59)×20=5.2929×107kJ（2）聚合反應放出的熱量以一批物料為基準，則聚合反應放出的熱量為：Q2=24.64kJ/kg×303.03×103kg=7.467×106kJ（3）物料帶出聚合釜的熱量以一批物料0℃為基準，物料流出的溫度為60℃，則物料升溫所需要的熱量為：Q3=（505.05×103×4.18+303.03×103×0.9675+30.303×103×1.59）×（60-0）=14.715×107kJ（4）反應過程需要加入的熱量根據(jù)熱量衡算進入系統(tǒng)的熱量=出系統(tǒng)的熱量，則反應過程所需加入的熱量為（設(shè)熱損失為10%）：?Q=（Q3-Q1）/（1-10%）=（14.715×107-5.2929×107）/90%=10.469×107kJ(5)加熱水的用量根據(jù)式:Q=mCPΔT得m=Q/CPΔT熱水進口溫度為85℃,出口溫度為35℃。(注：數(shù)據(jù)是參照烏?；べY料數(shù)據(jù))水CP=4.22kJ/kg.℃m=10.469×107/(4.22×50)=4.962×105kg(6)冷卻水的用量根據(jù)式:Q=mCPΔT得m=Q/CPΔT冷卻水進口溫度為29℃,出口溫度為26℃。水CP=4.22kJ/kg.KM＝7.467×106kJ/(4.22×3)=5.898×105kg表6.6整套裝置的熱量衡算表傳入熱量（×105kJ）傳出熱量（×105kJ）物料帶入聚合釜的熱量Q1529.29——聚合反應放出的熱量Q274.67——物料帶出的熱量Q3——1471.5反應過程需要加入的熱量Q41046.9——損失熱量Q5——179.36Σ1650.861650.56加熱水用量冷卻水用量4.962×105kg5.898×105kg6.3設(shè)備選型生產(chǎn)周期或生產(chǎn)批數(shù)3P·d-1根據(jù)年產(chǎn)量確定每批進料量W=505.05×103kg/P選擇反應器裝料系數(shù)φ=VR/VT[7]（φ取0.9）VR——反應液體積，m3VT——反應器實際體積，m36.3.1計算反應器體積氯乙烯密度ρ1=0.831×103kg/m3水密度ρ4=1.00×103kg/m3助劑的體積忽略不計V1=(336.7×103)/(0.831×103)=405.17m3V2=(505.05×103)/(1.00×103)=505.05m3VR=V1+V2=405.17m3+505.05m3=910.22m3VT=VR/φ=910.22/0.9=1011.36m3據(jù)株化的資料，反應器的體積可取45m3或48m3此設(shè)計中取48m3nT＝VT/VTinT——反應器臺數(shù),個。VTi=1011.36/48=21.07取整22個帶入數(shù)據(jù)可得Di=3.34m圓整取筒體內(nèi)徑為3400mm，據(jù)標準橢圓，可得h1=3400/4=850mm,查表可得Vh=6.62mm3內(nèi)表面積Fh=14.64mm2再查表得每一米高筒體容積V1=8.605m3表面積F1＝12.56m2筒體高度H=(V-Vh)/V1=(48-6.62)/8.605=4.79m圓整可得H=4800mm對液－液相類型選取H/D＝1.48估算筒體的內(nèi)徑為：D=于是H/Di=4800/3400=1.41復核結(jié)果基本符合給定的范圍。釜體實際高度H1=H+2×D/4=4.8+2×3.4/4=6.5m6.3.2聚合釜壁厚的計算由公式S=：Pc—計算壓力取Pc=1.1MPaDi=3400mmф=0.9設(shè)計溫度為150℃查得16MnR在150℃的[σ]t=170MPaS=1.1×3400/（2×170×0.9-1.1）=12.27mm取腐蝕余量C2=1.1mm，鋼板厚度負偏差C1=0.8mm，則Sn=S+C1+C2=12.27+0.8+1.1=14.17mm圓整后取Sn=15mm。復驗Sn×6%=15×0.06=0.9mm＞0.8mm，故能取C1=0.8，該聚合釜體可用15mm厚的16MnR鋼板制造。6.3.3夾套的設(shè)計（1）夾套高度和直徑的確定對于筒體的內(nèi)徑Di=3000～4000mm，夾套內(nèi)徑Dj=Di+200=3400+200=3600mm查文獻得：封頭體積VH=3.82m3，表面積FH=10.1m2高度：Hj==(0.85×48-6.622)/8.605=3.97m圓整，得Hj=4000mm（2）夾套的材料和壁厚選用0Cr18Ni9為夾套材料，設(shè)計溫度為150℃，查得許用應力[σ]t=137MPa設(shè)計壓力為0.44MPa，ф=0.6C1=0.6mmC2=1mm由公式S=得：S=0.44×3600/（2×137×0.6-0.44）=10.20mm取腐蝕余量C2=1.0mm，鋼板厚度負偏差C1=0.25mm，則Sn=S+C1+C2=10.20+0.6+1.0=11.80mm圓整后取Sn=12mm，復驗；Sn×6%=12×0.06=0.72mm＞0.25mm，所以取C1=0.6。該夾套可用12mm厚的0Cr18Ni9鋼板制造。6.3.4攪拌裝置的設(shè)計表6.6（1）攪拌器的結(jié)構(gòu)型式選定為單層開啟式直葉渦輪槳（2）攪拌器尺寸的計算取渦輪式攪拌器的直徑DJ與釜內(nèi)徑DN比為0.25知DN=3600mmDJ=0.25DN=0.25×3600=900.00mm取攪拌器離底高度h=0.25DNh=0.25×3600=900.00mm取攪拌器的寬度b=0.2DJb=0.2×900.00=180.00mm取槳葉數(shù)Z=3（3）攪拌附件的設(shè)置擋板數(shù)目：4塊寬度：1/10DN=1/10×3600=360mm方式：緊貼著釜壁且垂直于釜壁。確定攪拌轉(zhuǎn)速:n=120r/min計算攪拌功率:攪拌功率關(guān)系式如下：Ps=Npρn3d5Ps——攪拌功率Np——功率數(shù)ρ——被攪拌介質(zhì)的密度d——攪拌器的直徑n——攪拌器的轉(zhuǎn)速開啟式直葉渦輪式攪拌器有折流擋板得Np=6.4已知ρ=0.9393×103Kg/m3n=120/mind=650mmPs=Npρn3d5=6.4×0.9393×103×(120/60)3×0.655=5.58kW可選用功率為6kW的電動機6.3.5傳熱裝置的校核Q=KiAi(t0-ti)Q——傳熱速率Ki——總傳熱系數(shù)Ai——傳熱內(nèi)壁（過程一側(cè)）表面積t0——載熱體的溫度（外側(cè)）ti——過程加工流體的溫度（內(nèi)側(cè)）不考慮污垢層，則1/K=1/αi+1/α0+∑δ/λK——總傳熱系數(shù)αi、α0——釜壁內(nèi)側(cè)、外側(cè)對流傳熱系數(shù)∑δ/λ——釜壁固體部分（包括結(jié)垢部分）的總熱阻δ——各固體部分的厚度λ——相應的熱導率傳熱系數(shù)的計算:釜側(cè)的給熱系數(shù)式中αiD/λ=0.85(ReS)0.66(Pr)0.33(μ/μw)0.14(d/D)0.13(Z/T)-0.13ReS=ρnd2/μPr=Cpμ/λαi——釜側(cè)的給熱系數(shù)D——反應釜的內(nèi)徑，mλ——流體的導熱系數(shù)，w/m.Kn——攪拌轉(zhuǎn)數(shù)，s－1d——攪拌直徑，mρ——液體密度，kg/m3μ——流體粘度，Pa.sμw——側(cè)壁上的粘度，Pa.sCp——液體的比熱容，J/kg.KZ——釜中的液位已知反應釜物料的物性資料如下ρ=0.9393×103kg·m-3Cp=4.26×103J/kg.Kλ=0.46ｗ/m.Kμ=0.57Pa.ｓD=3.60md=0.90mN=120/60=2r/sV封=2.4m3Z=h封+(VRi—V封)/(0.785×D2)=0.66+(26.67-2.4)/(0.785×3.602)=3.04mReS=ρnd2/μ=（0.902×2×0.9393×103）/0.57=2.67×103Pr=Cpμ/λ=4260×0.57/0.46=5.28×103取μ/μw=1則αi=0.85(ReS)0.66(Pr)0.33(μ/μw)0.14(d/D)0.13(Z/D)-0.13λ/D=0.85×(2.67×103)0.66(5.28×103)0.33(0.9/3.6)0.14(3.04/3.6)-0.13(0.46/3.6)=280.77ｗ/m2.K6.3.6夾套側(cè)的傳熱系數(shù)的計算夾套內(nèi)水溫由278K升到282K，已知夾套內(nèi)水的物性資料如下:ρ=999.8kg/m3Cp=4199J/kg.Kλ=0.563ｗ/m..Kμ=1.55×10-3Pa..ｓ已知：流速u=0.5m/s夾套當量直徑de=4×（d1-d2）/4=0.198mPr=Cpμ/λ=4199×1.55×10－3/0.563=11.55傳熱系數(shù)公式[如下：α0=0.027(λ/de)(deuρ/μ)0.8(Cpμ/λ)0.33(μ/μw)0.14取μ/μw=1α0=0.027(0.563/0.198)[(0.198×0.5×999.8)/1.55×10-3]0.8(11.56)0.33=1202.68W/m2.K已知聚合釜的壁厚δ=15mmλ=62.9ｗ/m.K忽略污垢的熱阻傳熱系數(shù)K公式為:1/K=1/αi＋1/α0＋δ/λ=1/280.77＋1/1202.68＋0.015/62.9=0.00524877K=215.88ｗ/m·KΔtm的計算已知：釜內(nèi)溫度T=60℃，夾套內(nèi)冷水:t1=0℃;t2=4℃Δtm=[(t1－T)-(t2－T)]/ln[(t1－T)/(t2－T)]=[（60-0）-（60-4）]/ln[（60-0）/（60-4）]=57.98℃面積的計算:由能量衡算知，每批物料冷卻操作需要放熱4.88×106kJ，降溫時間為8h，則單位時間內(nèi)通過傳熱面的熱量為Q=4.88×106kJ/（8×3600）=155.555kJ/s又Q=KAΔtm其中A——傳熱面積，m2A=Q/（K·Δtm）=155555/（215.88×57.98）=12.43m2已知，選用的反應釜的夾套傳熱面積=πDHj=3.14×3.60×4.0=45.22m2故該整套夾套攪拌器符合要求。經(jīng)計算，且參考《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》，可選擇25000L的聚合反應釜。由于聚合反應的需要，反應釜要加攪拌裝置和夾套。選擇封閉式的搪玻璃反應釜(HG2372-92)。6.3.7底座的選擇因反應釜外有保溫層，可選用型號為JB/T4725—92耳座BN7材料：Q235—A·F的懸掛式支座。6.3.8聚合釜技術(shù)參數(shù)表6.7聚合釜的技術(shù)參數(shù)公稱直徑DN，mm3400容積系數(shù)VN/VJ0.85夾套傳熱面積，m246.35介質(zhì)溫度及容器質(zhì)0~70Q-235A/B攪拌器型號開啟式直葉渦輪式攪拌軸公稱直徑dN，mm650攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min120電動機功率，KW6支座型式懸掛式支座規(guī)格及數(shù)量JB/T4725—92耳座BN7軸密封機械密封參考質(zhì)量，Kg3562006.3.9其他附屬設(shè)備設(shè)計表6.8（1）旋風干燥床（器）選用直徑為3100mm，高度為9200mm型.（2）汽提塔由《pvc生產(chǎn)與操作》，查文獻可得，選用2000×12861型汽提塔，共36層。（3）單體貯槽由物料衡算可得M總=378.79×103kg氯乙烯密度ρ=0.831×103kg/m3V總=405.17m3V1=V總/22=18.4168m3設(shè)H取3m,由《化工設(shè)計手冊》得H/D=1～2，R=1.3982m；D=2.8302m；H/D=1.06符合《化工設(shè)計手冊》要求。H=3m,D=2.8302m,圓整為H=3m,D=2.84m表6.9主要設(shè)備選型一覽表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號及規(guī)格數(shù)量1單體貯槽2840×3000222汽提塔2000×12861型53旋風干燥器（床）3100×920054聚合釜JB/T4725—9222結(jié)論本論文主要通過進行Mo72V30晶體的制備，并且討論了產(chǎn)物的雜化性以及光解性。在雜多酸（鹽）催化劑的催化應用中，將均相體系的液相催化反應發(fā)展為多相催化體系的多相催化體系。固體酸催化劑，柱狀催化劑及其它負載型催化劑。水溶性多酸及其它極性溶劑，酸度比較強，通常為含氧酸。同時，多酸具有較強的氧化能力。它們易氧化與其它物質(zhì)反應，結(jié)構(gòu)基本處于內(nèi)窗狀態(tài)。此外，多酸根離子還可與金屬離子或有機金屬配合，在催化反應中起協(xié)同作用。在同相和異相系統(tǒng)中，復合多催化活性高，選擇性好，不揮發(fā)，熱穩(wěn)定性好，反應條件溫和，設(shè)備無毒，無腐蝕性。多酸化合物是一種優(yōu)良的電致變色發(fā)光材料，在能量轉(zhuǎn)換，顯示和高科技工業(yè)中具有重要的應用前景。并且對PVC生產(chǎn)工藝進行研究，進行了物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型及計算通過工藝計算，完成了聚合釜、混料槽、汽提塔等方面的分析，對PVC生產(chǎn)工藝有了進一步的了解，繼而為相關(guān)生產(chǎn)的進行提供一定的依據(jù)。參考文獻王恩波，胡長文，許林.多酸化學導論[M].北京:化學工業(yè)出版社，1997.Pope

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