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所以μ=[200×37.88÷（37.88+12.95）+45×12.95÷（37.88+12.95））]×10-3
=160.5×10-3Pa·s 取n=2.5 r/s
Re=ρnd2/μ=1213×2.5×0.6×0.6÷160.5×10-3=6801.9 Re>4000 流动类型属于湍流。
由功率准数Np与雷诺数Re的关系曲线[20]： 得功率准数为Np=6
由搅拌器的功率P=Npρn3d5=6×1213×2.53×0.65=8842.77W=8.84KW
5.1.8反应釜设计图
见图纸
5.2兑稀罐设计 5.2.1兑稀釜容积的计算
V=（V1+V2）/Ф 公式（5-3）
式中，V：兑稀釜容积，m3； V1：每批处理的醇酸树脂量，m3； V2：每批兑入溶剂量，m3； Ф：装料系数，取Ф=0.8。 每批处理的物料，表5-6
表5-6 每批处理的物料量
处理量/t 密度/g/cm3
二甲苯 56.64 0.864
200号溶剂油
15.15 0.852
所以V2=(56.64÷0.864+15.15÷0.852) =83.3 m3； V1=74.15 m3（前面已计算）；
所以，V=（83.3+74.15）÷0.8=196.8m3。
分三台兑稀罐进行兑稀，所以每台兑稀罐的V=196.8÷3=65.6 m3。 设计兑稀罐的规格为Ф5000×3500mm。
5.3冷凝器设计 5.3.1 传热面积的计算
由前已经计算出冷凝器需移走的热量（在酯化过程蒸发出的二甲苯、水，由生产经验可知，
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流出时间约 1 小时）。Q=9.08×106 KJ +1.02×106 KJ =1.01×107 KJ（能量衡算：4.2.1 反应釜需移走的热量）
则，热负荷Q=1.01×107KJ÷3600=2.81×103kW
由工艺测得蒸发出的二甲苯、水出冷凝器的温度为50℃，二甲苯进冷凝器的温度为150℃，冷凝水进口温度为25℃。 △t=（△t1-△t2）ln（△t1/△t2）
=[(150-50）-（50-25）]÷ln[（150-50）÷（50-25）] =104℃
由于循环冷却水易结垢，为便于水垢清理，应使循环水走管程，蒸出物走壳程，选用Ф25×2 的不锈钢管，管内流速取μ=0.5m/s，循环冷却水在25℃下的物性数据为：
μ=8.973×10-4Pa·s；ρ=997.0kg/m3；Cp=4.1785kJ/（kg·℃）；λ=0.60825W/（m·℃） 管程传热系数αi=0.023（λ/d）（Re）0.8（Cpμ/λ）0.3=168.5W/（㎡·℃） 查得：壳程的传热系数α0=290W/（㎡·℃）；
污垢热阻Rsi=0.000344W/（㎡·℃）；Rso=0.000172W/（㎡·℃） 管壁的导热系数λ=45 W/（㎡·℃）
d0=0.021m di=0.025m dm=(d0+di)/2=0.023m b=0.002m 1/K=d0/(αidi)+Rsi(d0/di)+bd0/(λdm)+Rso+1/α0 代入数据解得：K=112 W/（㎡·℃）
所以，冷凝器的传热面积S=Q/(K△T)= 2.81×106/(112×104)=241㎡， 分三台冷凝器冷凝，所以每台冷凝器的传热面积S=80.3㎡
故取公称面积为80㎡的冷凝器。
5.3.2 冷凝器的选型
根据上述计算结果，在查阅相关设备制造商的资料及生产产品类型后，决定采用无锡市政海石化设备有限公司生产的列管式换热器。 选用设备规格如下：
根据生产需要，选用列管式冷凝器，形式为固定管板式，材料选不锈钢管。管子长度选4000mm，尺寸为Ф25×2.5。见下表5-7
表5-7 冷凝器参数表
公称直径/mm
600
管程数 2
管子数 266
换热面积/㎡
85
管程截面积/㎡
0.0418
5.4填料塔的设计
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5.4.1 塔径的计算
D=√[Vs/（π/4*u）] 公式（5-4）[21]式中，D为塔径；
Vs：气体体积流量，m3/s； u：空塔流速，m/s。
Vs=V 水蒸气+V 二甲苯，M为质量流量，水的质量为3.45t，二甲苯质量为3.96t。共沸温度为92℃，此时水蒸气密度为463.6kg/m3，二甲苯密度为360 kg/m3。 所以，Vs=V 水蒸气+V 二甲苯
=3.45×103÷463.6÷24÷3600+3.96×103÷360÷24÷3600 =2.13×10-4 m3/s
选择，三台填料塔，所以，每台填料塔通过的气体流量为7.1×10-5 m3/s。 根据经验值一般取u=0.2~1.0 m/s，取u=0.3 m/s，
所以，D=√[Vs/（π/4*u）]=0.017m。
5.4.2 填料层高度的计算
根据经验，D<0.5m时，填料塔高度H=2D=0.034m
5.5泵的设计
5.5.1离心泵体积流量的计算
用离心泵抽取清水供给冷凝器。
位置最高的冷凝器位于4 层，高度约25m，故应选用扬程大于20m 的离心泵 （1） 反应釜冷凝器的流量：W(Kg)=Q/(C×△T)
= 1.01×107÷[4.183×(30-25)]=4.83×105 kg（见4.4.1反应釜需移走的热量） 所以最大质量流量Qm1/5=4.83×105÷5=9.66×104kg/h，
体积流量Qv1=Qm1/ρ=96.6 m3/h (由生产工艺知醇解时间约5h）。 （2）兑稀釜冷凝器的流量：W(Kg)=Q÷(C×△T)
= 1.52×107 ÷[4.183×(30-25)]=7.27×105kg（见4.2.2 兑稀釜需移走的热量）， 所以最大质量流量Qm2=7.27×105÷3=2.42×105kg/h，
体积流量Qv2=Qm2/ρ=242 m3/h(由生产工艺知冷却时间约3h）， 故清水泵应满足最大体积流量需求：Qv= Qv1+Qv2=338.6m3/h，
分三台离心泵进行抽取清水，所以每台离心泵需满足的体积流量Qv=112.9 m3/h。
根据上述计算结果，在查阅相关设备制造商的资料及生产产品类型后，决定
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采用上海上一泵业制造有限公司生产的S型单级双吸清水离心泵。表5-8所选S型单级双吸清水离心泵性能参数。
表5-8 s型单级双吸清水离心泵性能参数
型号 150S-50B
流量m/h 133
3
扬长m 36
必需汽蚀余量m 4.5
转速r/min 2950
电动机功率
kw 22
5.5.2输送丙三醇的泵
该泵主要输送丙三醇溶液，输送温度t = 25℃ 。
密度ρ=1260kg/m3 ，黏度 = 1499mpas，无腐蚀性。正常流量VS = 12.95×103÷1260=10.28 m3/h。泵工作的环境温度为25℃。
选泵时流量定为10.28×1.2=12.34 m3/h。 所以根据化工工艺手册选泵：
屏蔽泵 B 流量 0.1—400 m3/h 扬程10—240 m 温度 -70—380
5.5.3输送醇酸树脂涂料的成品泵
反应液黏度定为0.26pa.s ，密度ρ=1290Kg/m3
体积流量VS =75.75×103÷1290=58.72m3/h
屏蔽泵 B 流量 0.1—400 m3/h 扬程10—240 m 温度 -70—380
5.6工艺设备一览表
图5-9 工艺设备一览表
编号
设备名称 合成反应釜
体积 32m3 DN 600mm
3
旋风分离器
型号 WF-2 设计温度 350℃
设计压力 1．01MPa 公称压力 1.6MPa
流量 1.5~3.0
规格
搅拌器形式 螺带式
1
材质 0Cr18Ni9
轴功率 8.84kW 列管长度 4000mm 设计压力 1.6MPa
2 冷凝器
换热面积 列管管径 85m2
25×2.5mm
设计温度 60℃
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VN 100m3 0.25m3 4m3 0.025m3 1.0m3 0.4m3 型号 IS50-32-125 IS50-32-125 2X-70
D 3000mm 400mm
H0(L) 4750mm 1962mm
H 4000mm 500mm
4
原料贮罐 催化剂贮罐 原料计量罐 催化剂计量罐 真空缓冲罐 生成水计量罐 原料泵 催化剂泵 真空泵
5
6 1000mm 1800mm 2000mm
7 100mm 590mm 350mm
8 1000mm 1600mm 1000mm
9 700mm
扬程 20m 5m —
1350mm 介质 丙三醇 氢氧化锂 空气
850mm 工作温度 25℃ 25℃ 25℃
10
11 12
第六章 醇酸树脂生产中常出现的问题
6.1 常见问题及对策
（1）问题：醇解液没有随乙醇的增加而变浑，反应变清[21]
分析：醇解过程已完成，醇解液浑浊是由于多元醇过量。 对策：检查配方加入量是否正确。 （2）问题：树脂乳化
分析：可能原因是冷凝器漏水，没有及时分水，水就进入了反应釜。 对策：将树脂中的水脱去。采用二甲苯回流将水带出。 （3）问题：酯化时涨釜
分析：①加料时，由于加料过快，温度过高，或原料含水过多，使得反应
水和其他水分蒸发不及时，造成涨釜；
② 加料后升温过急，酯化温度过高，反应剧烈，短时间即生成大量水，不易消散蒸发；
③ 油水分离器内水位过高，造成回流溶剂夹带大量水溢回。[22]
对策： ①加料时如发现涨釜，应立即停止加料，封闭釜口，进行降温，减
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