齐鲁工业大学2013.届本科毕业设计（论文）
质量流量：M2=GN2/100=11373.93×30/100=3412.20kg/h， 100%进料体积流量：V2= M2/ρ=3412.18/910= 3.75m3/h， 混合单体体积流量：V22= V1/0.94=3.75/0.94=3.99 m3/h
折算成纯度为99.6%的苯乙烯量为V222=3.99/0.996=4.01 m3/h； 未反应物料量：M22= M2×（1-Cv）=3412.18×0.4=1364.87kg/h， 3.调节剂（叔十二烷基硫醇）：
质量流量：M3=GN3/100=11373.93×0.2/100=22.75kg/h 100%进料体积流量：V3= M3/ρ=22.75/868=0.026m3/h， 4.介质（水）：
质量流量：M4=GN4/100 =11373.93×200/(100×1.000)=22747.86 kg/h 100%进料体积流量：V4= M4/ρ=22747.86/1000=22.75m3/h， 5.乳化剂： a.歧化松香酸钾皂
质量流量：M5a=GN5a/100=11373.93×4.5/100=511.83kg/h b.十六烷基苯磺酸钠
质量流量：M5b=GN5b/100=11373.93×0.15/100=17.06 kg/h 6.引发体系： a.过氧化氢对孟烷：
质量流量：M6a=GN6a/100 =11373.93×0.08/（100×0.922）=9.10kg/h， 100%进料体积流量：V6a= M6a/ρ=9.10 /922=0.01m3/h b.硫酸亚铁：
质量流量：M6b=GN6b/100=45496.20×0.05/100= 22.75kg/h c.雕白粉：
质量流量：M6c=GN6c/100=11373.93×0.15/100=17.06kg/h d.EDTA：
质量流量：M6d=GN6d/100=11373.93×0.07/100=7.96 kg/h 7.电解质（磷酸钠）：
质量流量：M7=GN7/100=11373.93×0.80/100= 9.100kg/h 单位时间加入的聚合物总量 M=M1＋M2＋M3＋M4＋M5＋M6
=7961.75+3412.18+22.75+22747.86+511.83+17.06+9.10=34682.53kg/h，
Ga=13.80+4.01+0.026+22.75+.01=40.60m3/h
由反应釜计算得，本设计采用1条生产线连续生产，生产进料各物料进料量如下表4.1所示：
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表4.1各物料进料量
名称
原料及辅助原料 丁二烯 苯乙烯 去离子水 叔十二烷基硫醇 歧化松香酸钠 十六烷基苯磺酸钠 过氧化氢对孟烷 雕白粉
配方 70 30 200 0. 2 4.5 0.15 0.08 0.15 0.07 0.08 0.2 1.5
总进料（kg/h）
7961.86 3412.20 22748.17
22.75 511.83 17.06 9.10 17.06 7.96 9.10 22.75 170.61
总进料（m3/h）
13.80 4.01 22.75 0.026 0.01
单体 介质 调节剂
乳化剂
过氧化物
活化剂 EDTA 磷酸钠
终止剂 防老剂
二硫代氨基甲酸钠 芳基化对苯二胺
4.1.4非聚合釜的物料衡算
（1）丁苯橡胶每日产量：
F=50000t/280d=178.57t/d （2）单体的质量流量：
G =1000FHc×100×100/[24×Cv×（100- L1）×（100- L2）]
=（1000×178.57×0.9117×100×100）/[24×0.60×（100-0.05）×（100-0.55）]=11373.93 kg/h
（3）总厂物料进料量：
终止剂：（二硫代氨基甲酸钠）
质量流量：M8=GN6a/100 =11373.93×0.2/100=90.99 kg/h， 防老剂：（芳基化对苯二胺）
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质量流量：M9=GN6a/100 =11373.93×1.5/100＝682.44 kg/h （4）每条生产线物料进料量
终止剂：（二硫代氨基甲酸钠） 质量流量：M=22.75 kg/h 防老剂：（芳基化对苯二胺） 质量流量：M9= 170.61 kg/h
4.2各釜进出料计算 4.2.1基础数据
反应转化率60%;
聚合釜操作压力为0.4～0.5Mp，温度T=5℃，PH=4～5； 聚合带有搅拌器，并用液氨作为冷冻介质。
4.2.2计算
由于各反应釜的体积容量，反应温度、压力等各种条件均一样，故各釜反应速率常数K也相同。因而有每个反应釜转化率相同。
设第一个反应釜初始量为A，转化率为X，总转化率为60%。 得到：
A?X＋ A?（1-X）?X＋ A?（1-X）2?X ＋ …＋ A?（1-X）9?X =0.6A (4.3) 解方程得；X=8.76%
表4.2 各釜纯转化率与累计转化率
第一釜 纯X(%) 8.76
累积X（%） 8.76
第二釜 纯X(%) 7.99
累积X（%） 16.75
第三釜 纯X 7.29
累积X（%） 24.04
第四釜 纯X(%) 6.65
累积X （%） 30.69
续表4.2 各釜纯转化率与累计转化率
第五釜 纯X(%) 6.07
累积X（%） 36.76
第六釜 纯X(%) 5.54
累积X（%） 42.30
第七釜 纯X 5.05
累积X（%） 47.35
第八釜 纯X(%) 4.61
累积X （%） 51.96
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续表4.2 各釜纯转化率与累计转化率
第九釜 纯X(%) 4.21
累积X（%） 56.17
第十釜 纯X (%) 3.83
累积X（%） 60
根据转化率计算各釜的物料组成。
以第一釜作为示例计算：
水相：因反应中没有消耗，所以流量不变，为22748.17kg/h 100%苯乙烯：进料：3412.20 kg/h
出料：3412.20×（1-8.76%）= 3113.29kg/h 100%丁二烯：进料：7961.86 kg/h
出料：7961.86×（1-8.76%）=7264.40 kg/h 聚合物：
3412.20 ＋7961.86 -（3113.29＋7264.40）=996.37kg/h 百分比： 水相：
苯乙烯：
3113.29?9.12%
22748.17?3113.29?7264.40?996.37丁二烯：
7264.40?21.28%
22748.17?3113.29?7264.40?996.37聚合物：
996.37?2.92%
22748.17?3113.29?7264.40?996.37以下计算中，上一釜的厨料理即为下一釜的进料量。计算汇总如表。
4.2.3各反应釜出口物料组成
计算汇总如下表4.3 。
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表4.3 各反应釜出口物料组成
第一釜
第二釜
W(%) 66.68 9.12 21.28 2.92
kg/h 22748.17 2864.36 6683.54 1826.16
W(%) 66.68 8.39 19.58 5.35
kg/h 22748.17 2655.55 6196.31 2522.20
第三釜
W(%) 66.68 7.78 18.16 7.38
物料
kg/h
水相 苯乙烯 丁二烯 聚合物
22748.17 3113.29 7264.40 996.37
续表4.3 各反应釜出口物料组成
第四釜
物料
kg/h
水相 苯乙烯 丁二烯 聚合物
22748.17 2478.96 5784.25 3110.85
W(%) 66.68 7.26 16.95 9.11
kg/h 22748.17 2328.48 5433.15 3612.43
续表4.3 各反应釜出口物料组成 第七釜
物料
kg/h
水相 苯乙烯 丁二烯 聚合物
22748.17 2088.41 4872.97 4412.68
W(%) 66.68 6.12 14.28 12.96
kg/h 22748.17 1992.13 4648.33 4733.60
W(%) 66.68 5.84 13.62 13.86
第八釜
W(%) 66.68 6.82 15.92 10.58
kg/h 22748.17 2199.49 5132.15 4042.42
W(%) 66.68 6.44 15.04 11.84
第五釜
第六釜
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