武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书
对聚合工序做全物料平衡计算（图4.5），进行校核。由物料守恒定律有：
M1+M2+M3+M5+M7+M8+M11=M12 (3-8)
1969.96?1915.25?638.42?790.39?9565.24?47.83?9.56?14936.65kg/B
说明整个聚合工序的物料衡算过程是正确的。
表4-9 丙烯酸反相聚合间歇操作物料平衡表（单位：Kg/B）
物流号 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14
丙烯酸 1969.96
单体
NaOH 766.10 766.10
H2O 1149.15 638.42 1787.57 790.39 2922.71 4.78 2927.49
38.24
引发剂
4,78 38.24
正庚烷 9565.24
9565.24 9565.24
9565.24
分散剂
5314.02
47.83 47.83 47.83 47.83
聚合物 2396.09
合计 1969.96 638.42 2553.67 790.39 10628.04 9565.24 47.83 9613.07 14927.09 9.56 14936.65 38.24 38.24
2391.31 2922.71
1272.97
4.3反应器设计
4.3.1反应器的类型
本次课程设计采用的反应器类型为搅拌釜反应器
4.3.2反应釜体积的计算
每批中和液：M6=5314.02kg/B在中和液60℃时，测得其密度为1.36g/cm3
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由前已知 间歇操作周期：τT=1h+1h+1h=3h 中和液体积：VRi=wd?τΤρm×24=5314.02?8?31360?24=3.91m3
每批分散液：M10=14927.09Kg/B 分散液密度为1.0g/cm3
=14.93m3 中和液体积：VRⅱ=wd?8?τΤρm×24=14927.09?8?31000?24
单体水溶液和分散液的总体积：V=3.91+14.93=18.84m3 按装料系数0.75算 反应釜体积VT=18.840.75=25.12m3
4.3.3 外形尺寸计算
查表得， 椭圆封头体积0.131D3 h封=釜体的总高度，则H=h+2?h封=h+D2=1.5DD4令：h为釜体直边高度、H为反应
HD为1~1.5，若选
因为所处理的物料为液-固相，其筒体高度于筒体直径之比1.5，则有h=D
V=π4?D?h+0.262D=23π4?D+0.262?D=1.047D333
得D=3VT1.047=325.121.047=2.884m
HD用于制作反应器的上下封头选用标准封头。因为公称尺寸选定釜体直径2.8m
釜体直边高度：h=V-2?V封0.785?D2取得较小，所以此处按
=25.12-2?0.131?2.80.785?2.82.8423=3.147m
釜体实际高度：H=h+2?h封=3.147+2?=4.547m
查表得，直边高度50mm，釜体直筒高度：3.147-2?0.05=3.047m 实际长径比：
HD=4.5472.8=1.62
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4.3.4搅拌装置的设计
该釜为反相悬浮聚合，反应釜的容积、结构、材质以及搅拌形式等都影响聚合过程和产品质量。为增大聚合反应的传热面，可在聚合釜内釜壁附近安置若干折流板或插入两根D型挡板，其内部可通冷却水以增加传热面积；在釜顶安置回流冷凝器，可将单体蒸汽冷凝回流，以增加传热面积；在聚合釜夹套中安装螺旋型导流板，冷却水不走短路时，水对釜壁的导热系数可提高8倍以上。
实际生产中所用的搅拌器必须兼具剪切作用相循环作用，适当转速，悬浮聚合体系达到一定的循环流动和剪切流动，使釜内各部分达到温度均一、浓度均一，并使釜内单体均匀分散，悬浮成微小的液滴，加强聚合釜内壁的传热。
该釜搅拌型式采用推进式搅拌装置，转速为250的标准设备。
rmin，搅拌电机功率7.5kw
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第五章 车间设备布置设计
5.1 车间设备布置的原则
5.1.1 车间设备布置的原则
1、从经济和压降观点出发，设备布置应顺从工艺流程，但若与安全、维修2、根据地形、主导风向等条件进行设备布置，有效的利用车间建筑面积（包3、明火设备必须布置在处理可燃液体或气体设备的全年最小频率风向的下4、控制室和配电室应布置在生产区域的中心部位，并在危险区外。 5、充分考虑本装置（车间）与其他部门在总平面布置图上的位置，力求紧6、留有发展的余地
7、所采取的劳动保护、防火要求、防腐蚀措施要符合有关标准、规范的要8、有毒、有腐蚀性介质的设备应分别集中布置，并设围堰，以便集中处理。 9、设备安全通道、人流、物流方向应错开。 10、设备布置应整齐，尽量使主要管道走向一致。
和施工有矛盾时，允许有所调整。
括空间）和土地（尽量采用露天布置及建筑物能合并者尽量合并）。 侧，并集中布置在装置（车间）边缘。
凑、联系方便，缩短输送管线，达到节省管材费用及运行费用的目的。
求。
5.1.2 车间设备平面布置的原则
车间平面布置首先必须适合全厂总平面布置的要求，应尽可能使个车间的
平面布置在总体上达到协调、整齐、紧凑、美观，相互融合，浑成一体。其次，必须从生产需要出发，最大限度的满足生产包括设备维修的要求。即要符合流程、满足生产、便于管理、便于运输、利于设备安装和维修。第三，生产要安全。即要全面妥善的解决防火、防爆、防毒、防腐、卫生等方面的问题，符合国家的各项有关规定。第四，要考虑将来扩建及增建的余地，为今后生产发展、品种改革、技术改造提供方便。但这些一定要最有效的利用车间的建筑面积（包括空间）和土地（设备装置能露天布置的尽量露天布置，建筑物能合并的应尽量合并）。
5.1.3 车间设立面布置的原则
厂房的立面形式有单层、多层和单层与多层相结合的形式。多层厂房占地
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少但造价高，而单层厂房占地多但造价低。采用单层还是多层主要应根据工艺生产的需要。例如制碱车间的碳化塔，根据工艺要求须放在厂房内，但塔有比较高，且操作岗位安排在塔的中部以便观察塔内情况，这样就需要设计多层厂房；另一种情况是：设备大部分露天布置，厂房内只需要安置泵或风机，这种情况可设计成单层厂房。
对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于生产过程中对工艺流程和设备需要不断改进和完善，一般都设计一个较高的单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢制操作平台代替钢筋混凝土操作台，以适应工艺流程和设备变化的需要。
5.2 车间设备布置
5.2.1车间设备平面布置
车间平面布置按其外形一般分为长方形、L形、T形和Ⅱ形等。长方形便于
总平面图的布置，节约用地，有利于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面；但有时由于厂房总长度较长，在总图布置有困难时，为了适应地形的要求或者生产的需要，也有采用L形、T形和Ⅱ形的，此时应充分考虑采光、通风和立面等各方面的因素。
5.2.2车间设备立面布置
化工厂厂房可根据工艺流程的需要设计成单层、多层或单层与多层相结合的
形式。一般来说单层厂房建设费用较低，因此除了由于工艺流程的需要必须设计成多层外，工程设计中一般多采用单层。有时因受建设场地的限制或者为了节约用地，也有设计成多层的。对于为新产品工业化生产而设计的厂房，由于在生产过程中对于工艺路线还需不断改进和完善，所以一般都设计成一个高单层厂房，利用便于移动、拆装、改建的钢操作台代替钢筋混凝土操作台或多层厂房的楼板，以适应工艺流程改变的需要。
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