年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(23)
Cp=4.18 kJ/（mol•k）
=802569.046 kg/批
第五章 设备计算与选型
5.1聚合釜的设计
5.1.1聚合基本数据
根据之前流程所需要的聚合釜设计如下：
温度设计依据：
高温聚合阶段：设计釜内温度为120℃；
压力设计依据:
低温聚合阶段：常压
高温聚合阶段为：0.6-0.8Mpa；
聚合釜设计材料：材质为1Cr18Ni9Ti；
其他数据同前
5.1.2聚合釜容积确定
在进料的过程中，添加了单体苯乙烯，发泡剂戊烷，分散介质水、主分散剂、助分散剂、阻燃剂、高温引发剂、低温引发剂等。但是聚合过程中体积主要是由单体苯乙烯、分散介质水和发泡剂戊烷决定，所以：
已知公式：
V总=V苯乙烯+V水+V戊烷 (5.1)
(5.2)
已知条件：
苯乙烯密度：905.9 kg/ m3 苯乙烯的进料量：400531.587 kg/批
水的密度：1000 kg/ m3 水的进料量：496659.17 kg/批
戊烷密度：630 kg/ m3 戊烷的进料量：33612.61 kg/批
将知道条件代入体积公式(5.2)中：
V苯乙烯 =400531.587/905.9＝442.14 m3/批
V水 = 496659.17/1000 ＝496.66 m3/批
V戊烷 = 33612.61/630＝53.35 m3/批
将V苯乙烯、V水、V戊烷 代入V总公式中：
V总＝442.14 + 496.66 + 53.35＝992.15m3/批
因为通常装料系数在60%～85%之间，如果在反应时产生泡沫或呈沸腾状态，系数应取低值，约为60%～70%，如果搅拌状态平稳，系数可取80%～85%(物料粘度大时，可取最大值),由于本设计为可发性聚苯乙烯，反应时会产生泡沫，所以装料系数为70%。故加料系数为0.7。
已知公式：V釜=V总/加料系数 (5.3)
已知：加料系数：0.7，
V总：992.15 m3/批
将已知条件代入公式(5.3)：
V釜=V总/加料系数 = 992.15/ 0.7 =1417.36m3/批
根据V釜：1417.36 m3/批，因此选用240m3的反应釜，共需要6个。
5.1.3聚合釜的选型原则
常用反应设备主要有固定反应器、流化床反应器和搅拌反应器。
固定床反应器多用于气相反应时。当均相反应时，固定床反应器实际就是空的管子，也称管式反应器。当非均相反应时，这类反应器可以是一个圆柱壳体内装催化剂，或圆柱壳体内安装许多平行的管子。
流化床反应器多用于固相和气体参与的反应。这类反应器的缺点是固体颗粒因磨损而造成损失，排除气体中存在粉尘。
搅拌反应器多用于均相（多为液体）反应器、液——液相反应、液——气相反应及液——固相反应。这类反应器的主要特征是搅拌可以使参加反应的物料混合均匀，使气体在液相中很好的分散，使固体粒子在液相中均匀悬浮，使液——液相保持悬浮或乳化，强化相同的传热和传质。另外它对操作条件的可控范围较广，内部清洗和文修较方便。
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