Повышение эффективности процесса полимеризации латекса СКМС30-АРК в цехе Е-1-9-10 ОАО «Омский каучук», с изменением инициирующей системы

 

5. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА.

5.1.1. Расчет эффективного времени  работы оборудования:

 

Тэф= 8000*3600=28800000 с;

 

где 8000 – кол-во часов  непрерывной работы оборудования в  году.

 

5.1.2. Расчёт секундной производительности  по каучуку:

 

                                    N * 1000                      90000 * 1000

                        П =                              ;    П =                         = 3,12500 кг/с

                                      Тэф                                28800000

 

• расчет количества сополимера бутадиена в каучуке:

G_{СОПОЛ. БУТ} = П * 0,72 ;

где П – производительность по каучуку;

0,72 – доля сополимера  бутадиена в каучуке;

 

G_{СОПОЛ. БУТ} = 3,12500 * 0,72 = 2,25000 кг/с.

 

• расчет количества сополимера метилстирола каучуке:

G_{СОПОЛ. МС} = П * 0,28 ;

где П – производительность по каучуку;

0,28 – доля сополимера  бутадиена в каучуке;

 

G_{СОПОЛ. МС} = 3,12500 * 0,28 = 0,87500 кг/с

 

5.1.3. Расчет количества мономеров,  которое необходимо подать на  полимеризацию с учетом их  конверсии, без учета потерь:

           П  *100

G^* _МОНОМ.=                  ;

            К

где П – производительность по каучуку;

К – общая конверсия  мономеров;

 

                                                   3,12500 * 100

G^* _МОНОМ.=                             = 4,62963 кг/с.

                                                           67,5

 

5.1.4. Расчёт подачи бутадиена  без учёта потерь:

 

G_Б^* = G^* _МОНОМ · c_Б ;

 

где G^*_МОНОМ - общее количество мономеров;

c_Б – доля бутадиена от количества абсолютных углеводородов в шихте (из рецепта полимеризации);

 

G_Б^*= 4,62963 * 0,72 = 3,33333 кг/с.

 

5.1.5. Расчёт  подачи a-метилстирола без учёта потерь:

 

G_МС^* = G^* _МОНОМ · c_МС ;

      

где   G^* _МОНОМ – общее количество мономеров;

c_МС – доля a-метилстирола от количества абсолютных углеводородов в шихте;

 

G_МС^* = 4,62963 * 0,28 = 1,29630 кг/с.

5.1.6. Расчёт подачи бутадиена  с учётом потерь.

 

                                                 

                                                         G_Б^*

                                             G_Б=                 + G_Б^* ;

                                                       Р*100

 

    где G_Б^* - подача бутадиена без учёта потерь;

           Р – потери.

 

                                    3,33333

                           G_Б =                 +  3,33333  = 3,36666 кг/с.

                                     1*100

 

7. Расчёт подачи a-метилстирола с учётом потерь.

 

                                              G_МС^*

                                 G_МС=                 + G_МС^* ;

                                            Р*100

 

    где G_МС^* - подача a-метилстирола без учёта потерь

           Р  – потери.

 

                                     1,29630

                          G_МС =                 + 1,29630 = 1,30926 кг/с.

                                      1*100

 

5.1.8. Расчёт потерь бутадиена.

 

                                        Р_Б = G_Б - G_Б^*

 

                    Р_Б = 3,36666 – 3,33333 = 0,03333 кг/с.

 

5.1.9. Расчёт потерь a-метилстирола.

 

                                     Р_МС = G_МС – G_МС^* ;

 

                    Р_МС = 1,30926 – 1,29630 = 0,01296 кг/с.

 

5.1.10. Расчет количества  незаполимеризованного бутадиена.

 

G^НЗ_Б. = G_Б - G_{СОПОЛ. БУТ};

 

G^НЗ_Б. = 3,36666 – 2,25000 = 1,11666 кг/с.

 

5.1.11. Расчет количества  незаполимеризованного метилстирола.

 

G^НЗ_МС. = G_МС - G_{СОПОЛ. МС};

 

G^НЗ_МС. = 1,30926 – 0,87500 = 0,43426 кг/с.

 

5.1.12. Расчет количества мономеров, которое необходимо подать на полимеризацию с учетом их конверсии и с  учетом потерь:

 

G_У.В. = G_Б + G_МС ;

 

G_У.В. = 3,36666 + 1,30926 = 4,67592 кг/с.

 

2. Таблицы материального баланса.

5.2.1. Количество и состав бутадиена,  поступающего в отделение приготовления  и отмывки углеводородной шихты:

  Таблица 4.1

Наименование	% масс.	кг/с	примечание
Бутадиен	98,0	3,36666
Примеси	2,0	0,06871
Итого	100,0	3,43537

 

Расчёт таблицы 4.1.

Расчёт количества примесей, поступающих  с бутадиеном:

 

                                                              G_Б * 2

                                                  М_{ПР 1}=               ;

                                                                  98

 

                                                         3,36666 * 2

                                               М_{ПР 1}=                  = 0,06871 кг/с.

                                                                  98

5.2.2. Количество и состав a-метилстирола, поступающего в отделение приготовления и отмывки углеводородной шихты.

  Таблица 4.2

Наименование	% масс.	кг/с	примечание
a-метилстирол	99,7	1,30926
Примеси	0,3	0,00394
Итого	100,0	1,31320

 

Расчёт таблицы 4.2.

Расчёт количества примесей, поступающих с a-метилстиролом:

 

                                                            G_МС * 0,3

                                                  М_{ПР 2}=                ;

                                                                  99,7

 

                                             1,30926 * 0,3

                                    М_ПР=                      = 0,00394 кг/с.

                                                    99,7

 

5.2.3. Количество и состав раствора ДДК.

Таблица 4.3

Наименование	% масс	кг/с	Примечание
ДДК	1,0	0,00281
Ум. вода	99,0	0,27819
Итого	100	0,28100

 

Расчет таблицы 4.3.

Расчет количества ДДК:

 

            G_УВ * дозировка ДДК

G_ДДК=                                         ;

                           100

 

            4,67592 * 0,06

G_ДДК=                           = 0,00281 кг/с.

                     100

 

Расчет количества воды на разбавление:

            G_ДДК * 99,0

G_Воды =                       ;

         1,0

            0,00281 * 99,0

G_Воды =                       = 0,27819 кг/с.

         1,0

 

5.2.4. Количество и состав  раствора ДЭГА.

Таблица 4.4

Наименование	% масс	кг/с	Примечание
ДЭГА	1,0	0,00234
Ум. вода	99,0	0,23166
Итого	100	0,23400

 

Расчет таблицы 4.4.

Расчет количества ДЭГА:

 

            G_УВ * дозировка ДЭГА

G_ДЭГА=                                         ;

                           100

 

            4,67592 * 0,05

G_ДЭГА=                           = 0,00234 кг/с.

                     100

 

Расчет количества воды на разбавление:

            G_ДЭГА * 99,0

G_Воды =                       ;

         1,0

            0,00234 * 99,0

G_Воды =                       = 0,23166 кг/с.

         1,0

 

5.2.5. Количество и состав  мыла канифоли.

Таблица 4.5

Наименование	% масс	кг/с	Примечание
Мыло канифоли	23,0	0,21509
Ум. вода	77,0	0,72008
Итого	100	0,93517

 

Расчет таблицы 4.5.

Расход общего мыла канифоли:

G_{КАНИФ. МЫЛА}  = G_{К.М, ДЛЯ В.Ф.}  + G_{К.М, ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ} + G_{К.М, ДЛЯ ЭМ. РЕГ.} 

 

                          G_УВ * дозировка каниф. мыла

G_{КАНИФ. МЫЛА}  =                                                     ;

                                                 100

 

                          4,67592 * 4,6

G_{КАНИФ. МЫЛА}=                           = 0,21509 кг/с,

                                    100

 

- на приготовление  водной фазы:

                          G_УВ * дозировка каниф. мыла в водную фазу

G_{К.М, ДЛЯ В.Ф.}  =                                                                                 ;

                                                                100

 

                          4,67592 * 4,0

G_{К.М. ДЛЯ В.Ф.}=                            = 0,18704 кг/с – абсолютного мыла.

                                    100

расход 23%-го раствора каниф. мыла на приготовление водной фазы:

 

G_{К.М.23% ДЛЯ В.Ф.}= G_{К.М. ДЛЯ В.Ф.} + G_Воды.;

 

            G_{К. М. ДЛЯ В.Ф.} * 77,0

G_Воды =                                    ;

                23,0

 

            0,18704 * 77,0

G_Воды =                       = 0,62618 кг/с,

         23,0

 

G_{К.М.23% ДЛЯ В.Ф.}= 0,18704_. + 0,62618 = 0,81322 кг/с

 

- на приготовление эмульсии  инициатора:

                              G_УВ * дозировка каниф. мыла для приг. эм. иниц.

G_{К.М, ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ.}  =                                                                                   ;

                                                                100

 

                                  4,67592 * 0,3

G_{К.М. ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ.}=                            = 0,01403 кг/с – абсолютного мыла.

                                          100

 

расход 23%-го раствора каниф. мыла на приготовление  эмульсии инициатора:

 

G_{К.М.23% ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ..}= G_{К.М. ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ.} + G_Воды.;

 

            G_{К. М. ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ,} * 77,0

G_Воды =                                         ;

                 23,0

 

            0,01403 * 77,0

G_Воды =                       = 0,04697 кг/с,

         23,0

 

G_{К.М.23% ДЛЯ ЭМ. ИНИЦ.}= 0,01403_. + 0,04697 = 0,06100 кг/с

 

- на приготовление  эмульсии регулятора:

                              G_УВ * дозировка каниф. мыла для приг. эм. рег.

G_{К.М, ДЛЯ ЭМ. РЕГ.}  =                                                                                   ;

                                                                100

 

                             4,67592 * 0,3

G_{К.М. ДЛЯ ЭМ.РЕГ..}=                            = 0,01403 кг/с – абсолютного мыла.

                                    100

 

расход 23%-го раствора каниф. мыла на приготовление  эмульсии регулятора: