悬浮法生产聚氯乙烯流程设计(3)

Q3——由于设备温度改变，系统与外界交换的热量（设备升温为正，设备降温为负），KJ；

Q4——设备向外界环境散失的热量（操作温度高于环境温度为正，操作温度低于环境温度为负），KJ。

根据热量守恒定律，得 QT=Q1＋Q2＋Q3＋Q4 其中 Q1=W CdT

T1T2

Q2= W Hr x/M

Q3=ΣWi CPi Tm

Q4=3.6×ΣAiαi (Ti－T0)×t

固体和液体热容可以采用柯普定律[5]计算 C(KJ/Kg.℃)=4.184×Ca×n/M 式中 Ca——基团的比热容，KJ/(Kg.℃) n——分子中同一元素的原子数 M——化合物的分子量， Kg/Kmol

单体的热容可以采用Missenard法基团贡献值[6]计算

表4-1 Missenard法基团贡献值

基团 贡献J/mol·K

—CH3 9.55

—— 5.7

—O— 7.0

—O 13.8

—10.2

则IPP的比热为：

C1=4.184×（9.55×4+5.7×2+7.0+13.8×2+10.2×2）/206.19=2.12 KJ/(Kg.℃) 经查有关资料知：

氯乙烯的比热为：C3=1.59KJ/(Kg.℃) 水的比热为：C4=4.18 KJ/(Kg.℃) 聚乙烯醇比热为：C5=1.67 KJ/(Kg.℃) 聚氯乙烯的比热为：C6=0.9675 KJ/(Kg.℃)

表4-2 物料比热表（KJ/(Kg.℃)）

物料种类 IPP 氯乙烯 水 聚乙烯醇 聚氯乙烯

比热KJ/(Kg.℃)

2.12 1.59 4.18 1.67 0.9675

氯乙烯的聚合热为：95.88KJ/mol=1534KJ/kg

4.1.2 混合热和搅拌热的考虑

由于溶质的量很少，混合热可忽略不计。

搅拌设备中的物料为低黏度流体，搅拌热也可忽略不计。

4.2 回流冷凝器热负荷的考虑

由于反应中严格控制反应温度恒定，冷凝器中的回流量极少，所以对冷凝器热负荷不予考虑。

4.3 物料带入聚合釜的热量

以0℃的一批物料为基准，设进料温度为20℃，则物料带入聚合釜的热量为：