《苯乙烯聚合反应过程及设备.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苯乙烯聚合反应过程及设备.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、聚合反应及设备 苯乙烯聚合设备设计,班级：高化1111 姓名：王金益 学号：2011318124 组别：第三组,聚合反应及设备 苯乙烯聚合设备设计,不同型式聚苯乙烯釜式反应器体积比较,一、反应器体积比较 经前面的任务设计,比较反应器体积随反应器型式或操作方式的变化,任务六、苯乙烯聚合过程搅拌器选型,一、搅拌器分类1、描述搅拌釜的主体结构搅拌反应釜主要由筒体、传热装置、传动装置、轴封装置和各种接管组成。1一电动机；2一减速器；3一机架；4一人孔；5一密封装置；6一进料口；7一上封头；8一筒体；9一联轴器；10一搅拌轴；11一夹套；12一载热介质出口；13一挡板；14一螺旋导流板；15一轴向流搅拌
2、器；16一径向流搅拌器；17一气体分布器；18一下封头；19一出料口；20一载热 介质进口；21一气体进口,2、搅拌器形式主要有推进器式、透平式、桨式、锚式、螺带式、框式等等。,一些桨叶实物图,3、搅拌釜内液体的流动状况,流动状况,宏观状况流动,微观状况流动,流动状况（流况）：在整个搅拌容器中流体速度向量的方向,(a)轴向流(b)径向流(c)切线流 打漩现象,液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。,循环流动,宏观状况流动,微观流动,剪切流动,为主,循环流动,剪切流动,循环型桨叶,剪切式桨叶,框式、螺带式、锚式、桨式、推进式,径向涡轮式、锯齿圆盘式,二、搅拌器的选
3、型针对苯乙烯聚合反应采取多级连续反应，每一级选用适当的搅拌器，提出选择依据。主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行。按物料粘度选型 对于低粘度液体，应选用小直径、高转速搅拌器，如推进式、涡轮式；对于高粘度液体，就选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。,按搅拌目的选型 对低粘度均相液体混合，主要考虑循环流量，各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序排列：推进式、涡轮式、桨式；对于非均相液-液分散过程，首先考虑剪切作用，同时要求有较大的循环流量，各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列：涡轮式、推进式、桨式。按生产对搅拌器的不同要求选型 技术特征 经济角度,搅拌器型式适用条件表,
4、三、思考题,分别画出平桨叶和斜桨叶搅拌器、推进式搅拌器、涡轮式搅拌器、锚式搅拌器、双螺带搅拌器的流况图：,桨式搅拌器,推进式搅拌器,涡轮式搅拌器,锚式搅拌器,任务七、苯乙烯聚合过程搅拌器工艺设计,一、写出描述搅拌器特性的准数1、搅拌雷诺数（NRe）,具有不同形式叶轮的搅拌器的Np-NRe的关系,2、功率准数（Np),3、排出流量数（Nqd）,4、混合时间数（NQM),二、搅拌器功率是由哪几部分构成及计算功率的目的,搅拌器功率构成：搅拌所需轴功率；搅拌轴封所需能量；机械传动所需能量。计算搅拌功率目的：用于设计或核对搅拌器和搅拌轴的强度的强度和刚度；用于选择电机和减速机等传动装置。,三、影响搅拌轴
5、功率的物理变量,搅拌器的几何尺寸及转速搅拌器的结构搅拌介质的特性重力加速度,四、搅拌功率的计算,例：在一直径为1.2m，液深为1.2m，内装有4块挡板(BW/T=0.10)的反应釜内，反应液的密度为1300kg/m3，粘度为13103Pas，今用一三叶推进式搅拌器(D=0.4m,S/D=1)以300转分的转速进行搅拌，计算：（1）搅拌轴功率消耗（2）若改用同样直径的六叶平直圆盘涡轮，转速不变，搅拌功率是多少？（3）若釜内不设挡板，仍采用六叶平直圆盘涡轮时，其搅拌功率是多少？,（1）解：因为 已知：,13103pa s,1300Kg/m,1.2m,300/60转/秒,所以,所以可以判定该流型为湍
6、流。,根据书P170图5-10可查得Re=8104时，K=0.32,P=0.321300（0.4）553=532.48W533W,根据书P170图5-10可查得Re=8104时，,另一种方法：,（2）若改用同样直径的六叶平直圆盘涡轮，转速不变，搅拌功率是多少？,解：根据书P170图5-10可查得Re=8104时，K1=6.3,另一种方法：,根据书P170图5-10可查得Re=8104时，K=6.3,（3）若釜内不设挡板，仍采用六叶平直圆盘涡轮时，其搅拌功率是多少？,五、功率计算步骤,（1）计算雷诺系数，判断流型。（2）查阅功率函数Np-NRe线图。（3）计算功率。（4）考虑挡板因素。,任务八、
7、苯乙烯聚合过程搅拌机械设计,一、搅拌器循环特性（1）定义：搅拌器桨叶排出流量或泵送能力泵送能力：单位时间内桨叶排出的流量，用Q表示。,（2)搅拌转速确要考虑的因素体系对搅拌效果的要求搅拌目的搅拌的尺度与难度经济问题,二、不同搅拌级别的搅拌效果,三、混合及搅拌类型搅拌转速设计步骤,(1)根据生产任务确定搅拌釜容积和釜径T；(2)根据所需搅拌成都确定搅拌等级和总体流速；(3)计算搅拌桨叶的排出流量qd；(4）选定桨叶直径与釜径比值D/T，初步求出桨叶直径D；（5）运用雷诺准数NRe和排出流量Nqd关系图，求算搅拌桨叶转速N；（6）对搅拌桨叶直径进行粘度校正，校正因数CF见表5-6。De=D/CF,
8、四、搅拌转速的计算,例：一个容积为40m3贮槽，容纳几台分批反应器的产物，产物密度为1.05，最大波动为0.05。粘度为0.49Pas。各批产品间粘度无明显变化，产品在贮槽中至少存放两天。槽径3.5m直边高3.65m，碟形底。试设计搅拌装置。解：各批物料的密度差别小，粘度无明显变化，对均匀程度没有提出特别要求，存放时间又长，搅拌强度可选用一级。,由表55查得：,则排出的流量为：,若选用推进式桨叶，取D/T=0.25:,首先假设为湍流操作，利用图517：,此时对雷诺数进行验证：,由图517得，Nqd约为0.71，因此根据这次所查的Nqd要重新计算转速。,此时再次验证雷诺数：,从图517读出，此时的Nqd=0.73，重算转速得：,此时第三次验证雷诺数：,再从图517读出，此时的Nqd=0.73，可确定搅拌桨转速N35.3r/min,谢谢！,
