Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Мая 2013 в 11:48, курсовая работа
Были опробованы различные условия процесса синтеза полимера и большое число различных катализаторов и инициаторов, которые могли бы способствовать увеличению скорости процесса полимеризации и повышению молекулярной массы полимера. В частности, проводили синтез при повышенном (насколько позволяли технические средства того времени) давлении. Однако при давлении до 10 МПа удалось получить лишь жидкие полимеры с молекулярной массой в пределах 100-500, которые находили применение в технике в качестве синтетических смазочных масел. Эти масла производились во время второй мировой войны в Германии в промышленном масштабе. Только с развитием техники высоких давлений, т. е. при разработке и создании устройств для подъема давления и аппаратуры для проведения процесса полимеризации при высоком давлении, удалось получить высокомолекулярный полиэтилен.
Введение………………………………………………………………………...…5
1 Литературный обзор…………………………………………………………….6
1.1 Технология производства полиэтилена высокого давления………….…..10
1.1.1 Технологическая схема…………………………………………………....11
1.1.2 Особенности отдельных стадий технологического процесса……….….13
1.1.2.1Компримирование……………………………..…………………………13
1.1.2.2 Дозирование инициаторов……………………………………………....14
1.1.2.3 Полимеризация этилена в трубчатом реакторе………………….…….15
1.1.2.4 Разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена……….…..18
1.1.2.5 Первичная грануляция………………….……………………………….19
1.1.2.6 Очистка и охлаждение возвратного этилена……………………….….20
1.1.2.7 Дозирование модификаторов………………………….………………..20
1.2 Физико-химические свойства исходных веществ и реакционных смесей.....................................................................................................................21
1.2.1 Краткие сведения об исходных продуктах………………………………21
1.2.1.1 Этилен…………………………….……………………………………....21
1.2.1.2 Модификаторы- агенты передачи цепи ………………………….…….22
1.2.1.3Инициаторы………………………………….……………………….......23
1.3Механизм и кинетика полимеризации………………………………..…….23
1.3.1 Инициирование…………………………………….………………………24
1.3.2 Рост цепи……………………………………………….…………………..25
1.3.3 Обрыв цепи……………………………………………….………………..26
1.3.4 Передача цепи…………………………………………….………………..26
1.3.5 Побочные реакции при полимеризации этилена………………………...26
2 Технологическая часть………………………………………………………...27
2.1 Материальный баланс……………………………………………………….27
2.2 Тепловой баланс……………………………………………………………..29
3 Механические расчеты………………………………………………………...34
3.1 Расчет толщины кожуха……………………………………………………..34
3.2 Расчет толщины днища……………………………………………………...34
3.3 Расчет фланцевых соединений……………………………………………...35
3.4 Выбор конструкции опор аппарата………………………………………....36
3.5 Расчет трубных решеток…………………………………………………….36
Заключение……………………………………………………………………….38
Список использованной литературы………………………………...……
где К = 0,45;
D = Dп – средний диаметр цилиндрической обечайки кожуха аппарата:
р = 0,392 МПа – рабочее давление;
σи.д = 140 МН/м2 – допускаемое напряжение на изгиб материала решетки;
Ск = 0,001 м;
φ0 – коэффициент ослаблений решетки отверстиями:
φ0 = (Dп – zр∙ dн) / Dп = (0,805 -10 ∙ 0,02) / 0,805= 0,75,
где zр – число труб на диаметре решетки;
dн – наружный диаметр труб.
h = 0,45 ∙ 0,805 ∙ √0,392 / (0,75 ∙ 140) + 0,001 = 0,023 м = 23 мм.
Высоту решетки снаружи определяют по формуле:
h1 = K1 ∙ Dп √ p / σи.д + Ск + Сокр,
h1 = 0,36 ∙ 0,805 ∙ √0,392 / 140 + 0,001 = 0,016 м = 16 мм.
где K1= 0,36; Dп = 0,805 м; р = 0,392 МПа.
Минимальный шаг между трубами t рекомендуется принимать соответственно диаметру труб: dн = 25 мм, t = 1,3 ∙ dн
t = 1,3 ∙ 25 = 32,5 мм.
Высоту трубной решетки принимаем 32 мм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте я произвел подбор и расчет теплообменной установки, предназначенной для производства полиэтилена высокого давления. Мной был произведен технологический, а также элементы механического расчета. Исходя из полученных данных был подобран по каталогу нормализованный теплообменник «труба в трубе». Кроме того была подробна рассмотрена технологическая схема теплообмена.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Энциклопедия полимеров. Кабанов В.А., М.С. Акутин, Бакеев Н.Ф. Москва. 1977.
2 Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза. Поляков А.В., Дунтов Ф.И. Л.: Химия,1988. 200с.
3 Нелсон У.Е. Технология пластмасс. Пер. с англ./ Под ред. А. 1979.-256с.
4 Платэ Н.А. Основы химии и технологии мономеров. Учеб. пособие /Н.А. Платэ, Е.В. Сливинский.- М.: Наука. 2002.-696с.
5 Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Л., 1970
6 Кобяков В.М., Кондратьев Ю.Н., Кикоть В.В. и др. //Пласт.массы, 1984, №3. С.9
7 Этилен. Физико- химические свойства/ Под ред. С.А. Миллера. Пер. с анг. М.: Химия, 1977. 168с.
8 Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Технологические расчеты установок переработки нефти.- М.: Химия, 1987
9 Кристаллические полиолефины /Под ред. РАФа Р.А. и Дакка К.В. Пер. с анг. Т1. М.: Химия, 1970, 360с.
10 Ehrlich P., Montimer G.A. //Adv. Polymer Sci. 1970. V. 7. P. 386-448.
11 Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа.- М.: Химия, 1973
12 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Л.: Химия, 1983.