湖南工学院 材料与化学工程系 高分子材料与工程1001班
聚2 合阶温度℃ 压力Mpa 88-91 常压 3-3.5h TR202A.B.C PI201A.B.C TRC201A.B.C TR202A.B.C PI201A.B.C TRC201A.B.C TR202A.B.C TIC203 TIC204 段 时间 浸3 渍阶段 温度℃ 115--121 压力Mpa 时间h(含升温) 0.6-0.8 5 4 出料温度℃≤ 40 5 6 7 8 9 戊烷加入时间min X-201入口温度℃ E-201出口风温 涂层剂用量/千分 包装净重kg 30-45 39±2 ≥90 3-4 25±0.1
第三章 物料衡算
3.1 聚合工段物料衡算 3.1.1计算依据
（1）年产量：0.8万吨 （2）年工作时数：7200小时 （3）单体纯度：99.6% （4）单体转化率：98%
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（5）苯乙烯组分含量92%
（6）工艺配比（净含量/100分单体，质量百分含量）： 工艺配比见表3-1[8]
表3-1 LF-EPS发泡聚苯乙烯工艺配比
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
原料名称 水
苯乙烯（ST） 成核剂（SN） 发泡剂
羟基磷酸钙（HAP） 十二烷基本磺酸钠（SDBS） 过氧化苯甲酰（BPO） 过氧化苯甲酸叔丁脂（CP-O2） 六溴环十二烷
过氧化二异丙苯（DOP） 磷酸氢二钠） 过硫酸钾
规格 脱盐水 99.6% 94% 干基98% 95% 99％无水
LR-EPS 124 100 0.11 8.392 0.177 0.0004 0.196 0.8 0.689 0.0349 0.039 0.0014
备注 单体 主分散剂 助分散剂 低温引发剂 高温引发剂 阻燃剂 阻燃剂 稳定 调理
3.1.2进料阶段
每年生产：7200/17=424批 每批生产：8000000/424=18868kg
每小时产量?产品中该组分的含量某组份进料量?该组分转化率?该组分纯度
100产品中苯乙烯含量=?100%?91%（100+8.392+0.11+0.196+0.08+0.689+0.349）18868?91%?17602.52kg/批 苯乙烯进料量=
98%?99.6%辅助物料计算： （1）分散介质
水的进料量为：17602.52kg/批×124%=21827.12 kg/批 （2）分散剂
主分散剂HAP：17602.52kg/批×0.177%=31.16 kg/批
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17602.52kg/批×0.100%=17.6 kg/批
助分散剂SDBS：17602.52kg/批×0.0004%=0.07 kg/批 （3）成核剂
SN：17602.52kg/批×0.110%=19.36 kg/批 （4）引发剂
低温引发剂BPO：17602.52kg/批×0.196%=34.5 kg/批 高温引发剂CP-O2：17602.52kg/批×0.080%=14.08 kg/批 （5）发泡剂
C50: 17602.52kg/批×8.392%=1477.2 kg/批 （6）阻燃剂
HBCD：17602.52kg/批×0.689%=121.28kg/批 DCP：17602.52kg/批×0.349%=61.43 kg/批 （7）稳定剂
DSP：17602.52kg/批×0.039%=6.87 kg/批
（8）无机氧化剂KPS：17602.52kg/批×0.0014%=0.25 kg/批 （9）进料总量为：
17602.52+21827.12+31.16+17.6+0.07+19.36+34.5+14.08+1477.2+121
.28+61.43+6.87+0.25=41213.44 kg/批
3.1.3 出料阶段
单体进料量：17602.52kg/批， 单体转化率：98%，
则单体ST的反应用量为：17602.52kg/批×98%=17250.47 kg/批 ST未反应的是：17602.52kg/批-17250.47 kg/批=352.05kg/批 EPS产品出料量=进料总量-未反应的单体出料量-水量 =41213.44-352.05-21827.12=19034.27 kg/批 物料平衡见表3-2
物料平衡表3-2
苯乙烯 HAP SDBS
进料（kg/批） 17602.52 31.16 0.07
出料（kg/批） 352.05 -- --
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SN BPO CP-O2 戊烷 DCP DSP KPS 亚硫酸氢钠 EPS产品 水 总量
19.36 34.5 61.43 1477.2 61.43 6.87 0.25 0.057 -- 21827.12 41213.44
-- -- -- -- -- -- -- -- 19034.27 21827.12 41213.44
校验设计任务:
EPS年产量 ：19034.27kg/批×424=8070530kg=0.81万t 其年产量为: 0.81万t
结果稍大于所给设计任务,故设计为合格.
第四章 热量衡算 4.1 聚合工段热量衡算
衡算式：进釜的热量=出釜的热量(冷剂带走的热量)
Q显+Q聚+Q搅+Q损=Q吸
（1）（2）（3）（4）聚合釜（5）
（1）显热；（2）聚合热；（3）聚合釜搅拌热；（4）热量损失； （5）冷剂带走的热量。 1显热计算
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本设计取：聚合阶段聚合釜进料温度20℃，聚合反应温度90℃，△T=70℃ 浸渍阶段聚合反应温度120℃，出料温度40℃，△T=80℃ 1Kcal=4.187KJ 由公式Q=qmCp△T计算得下表 表：△T=80℃（Cp值查表）
表4-1 第一阶段反应热
单体 ST
流量（㎏/批） 17602.52×90% 17602.52×10% 17602.52×2%
水 HAP
21827.12 31.16
△T(℃) 70 100 -80 20 20 -50
SDBS SN BPO CP-O2 C50 HBCD DCP 总量
0.07 19.36 34.5 14.08 1477.2 121.28 61.43
20 20 70 20 20 20 20
1.884 51.92 7.704 1.842 2.219 2.230 1.667 4.18 1.298
Cp（kJ/Kg.℃） 1.712
1898537.4 301355.14 -48216.82 1824747.23 808.91 -2022.28 2.64 20103.42 5315.76 518.71 65558.14 5409.09 2048.08 4074165.42 Q(kJ/批)
2、聚合热
由ST转化率随时间变化曲线，可知每釜的转化率随时间的变化不大，故可近似认为每个釜的聚合热相等。如图4-1所示：
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