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3.3 搅拌热
搅拌热为聚合热的5%计算
反应8小时，则第一反应釜的搅拌热为: q1=q×5%=11810.26kcal/h
3.4 所需氨的量
m?Hr?Q总
m：氨的质量；Hr：氨的汽化潜热，7℃时为295.7kcal/kg, 5℃时为297.05kcal/kg。则反应8小时，
冷却第一釜所需氨的量：m?367387.74?1391.51kg/h
297.05第一釜的热量平衡表如表2-3-1所示：
表2-3-2 反应时间为8 h时第一釜的热量平衡表
聚合热 釜 kcal/h 冷却显热 kcal/h 搅拌热 kcal/h 总计 kcal/h 第一釜 236205.24 119372.24 11810.26 367387.74 26
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第4章 反应器的选择
4.1 反应釜的选型[7]
按聚合反应的特性及过程控制的重点在于除去聚合热的场合，可选用搅拌釜式反应器（参见《聚合反应工程基础》）。搅拌釜是乳液聚合最常用的反应器，也是应用最广的聚合反应器，釜式聚合反应器是一种形式多变的聚合装置，它广泛应用于低粘度的悬浮聚合过程，乳液聚合过程，也能用于高粘度的本体聚合和溶液聚合过程。从操作方式来看它能进行间歇、半连续、单釜和多釜连续操作，以满足不同聚合过程的要求。为了保证釜中物料的流动、混合与传热，液滴的分散或固体物料的均匀悬浮，釜中设有搅拌装置[19]。
釜式反应器的除热主要采用夹套和各种内冷件，以立式最为常见。
综上所述，初选反应器为搅拌釜式反应器。由设计压力为3×105~5×105帕，热量衡算初选的反应器为φ2800×H5820，可选封头型式为：椭圆形底、盖，可拆盖，高度H=5820mm，公称容积为38m3，筒体内径为2800mm，壁厚为12mm，A3材质，重量为3680Kg，下轴泵为LIGUM—VIJUE（参见《化工容器及设备简明设计手册》）[7]。
反应釜和搅拌桨示意图2
图 2 反应釜和搅拌桨示意图
反应釜的型号见下表2-4-1：
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表2-4-1 反应釜的型号
封头型式 公称容积 计算容积 32m3 筒体直径 2800 mm 筒体高度 5820 mm 壁厚 12 mm 材质 A3 下轴泵型号 LIGUM—VIJUE 椭圆底、盖 38m
3 反应器的体积计算
苯乙烯密度 ρ1=0.912×10kg/m
33
3 3
丁二烯的密度 ρ2=0.6211×10kg/m聚丁苯橡胶的密度 ρ3=0.95×103kg/m3 水的密度 ρ=1.00×103kg/m3
通过质量分数算得 ρm=（72/295）×0.912+（28/295）×0.6211+（195/295）×1= 0.9426×10kg/m
ρm——反应液混合密度，kg·m3
VR=W/ρm=29216.06/0.9426×103=30.995m3 取聚合釜VT=32m，
为提高釜的利用率，装料系数η一般取在0.6～0.85，可取0.85，即η=0.85，则V=32/0.85=37.65 m，所以釜的体积应该取38 m。
3
3
3
3
3
4.2 罐体尺寸确定
4.2.1筒体高径比
因此设计条件为低温、乳聚，可选择高径比为2.4，即：H/Di=2.4
4.2.2初步计算筒体直径
立式搅拌器的容积通常是筒体和下封头容积之和。已知高径比和η值后，仍不能确定筒体直径和高度，因为当Di不知时，封头体积也不知。因此选用粗估法计算，即先忽略封头体积，然后再精确计算。
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V≈（π/4）Di2H=（π/4）Di3(H/Di) ∴Di=34V??(H/Di)34?38?2.722m
3.141?2.4圆整Di=2.8m
当Di=2.8时，封头体积V=3.64m3，直边高度40mm，内表面积10.1㎡ 筒体高度H=
V/??v38/0.85-3.64=?5.813m
(?/4)Di23.141?4?3?3验证：H/Di=5.813/2.8=2.176,在2.08～3.85之间，以上假设成立。
4.2.3聚合釜壁厚的计算
由公式：
PCDiS? t2?????PC式中：Pc—计算压力
取Pc=1MPa；Di=2800mm；?=0.9；设计温度为5℃ 查得1Cr18Ni9Ti在5℃的[σ]t=205MPa
S?1?2800/?2?205?0.9?1??7.6
取腐蚀余量C2=1.1mm，钢板厚度负偏差C2=0.8mm， 则 Sn=S+C1+C2=7.6+0.8+1.1=9.5mm
圆整后取Sn=10mm。复验Sn×6%=12×0.06=0.72 mm＜0.8mm，故不能取C1=0.8，取C1=0.7重新计算：Sn=S+C1+C2=9.58+0.7+1.1=11.38mm，圆整后取Sn=12mm。复验，Sn×6%=12×0.06=0.72 mm＞0.7mm，故最后取C1=0.7 mm。该聚合釜体可用12mm厚的16MnR钢板制造。
因为内压要比外压大，所以按强度计算内筒的壁厚一定能满足外压稳定的要求。因此，本设计中未做外压的设计。
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