聚合反應(yīng)設(shè)備ppt課件(已修改)
2025-01-27 08:42 本頁面
【正文】 聚合反應(yīng)過程設(shè)備 本章主要內(nèi)容 第一節(jié) 聚合物合成設(shè)備 第二節(jié) 聚合物分離過程及設(shè)備 2 1 3 第三節(jié) 聚合物干燥設(shè)備 第一節(jié) 聚合物合成設(shè)備 、釜式 聚合反應(yīng)器 ? 在反應(yīng)器中，釜式反應(yīng)器 (或稱反應(yīng)釜 )使用最為廣泛。 ?反應(yīng)釜分不帶攪拌的和帶攪拌的反應(yīng)釜，其中帶攪拌的反應(yīng)釜使用更多。 ?釜式聚合反應(yīng)器即為帶攪拌的反應(yīng)釜，由于設(shè)置有攪拌裝置，所以釜式聚合反應(yīng)器也常被稱為攪拌聚合釜。 ?釜式聚合反應(yīng)器的總體結(jié)構(gòu)內(nèi)以下五部分組成。 攪拌聚合釜的結(jié)構(gòu)示意圖 聚合反應(yīng)釜結(jié)構(gòu) 容器部分 換熱裝置 攪拌裝置 聚合反應(yīng) 釜結(jié)構(gòu) 密封裝置 其他結(jié)構(gòu) ?圓筒體，封頭 （橢圓形、錐形和平蓋，橢圓形封頭應(yīng)用最廣）。 ?各種 接管 ，滿足進(jìn)料、出料、排氣等要求。 ?加熱、冷卻裝置 ：設(shè)置外夾套或內(nèi)盤管。 ?上封頭焊有 凸緣法蘭 ，用于攪拌容器與機(jī)架的連接。 ?傳感器 ，測量反應(yīng)物的溫度、壓力、成分及其它參數(shù)。 ?支座 ，小型用懸掛式支座，大型用裙式支座或支承式支座。 ?裝料系數(shù) （對容積而言），通常取 ～ 。 ?有泡沫或呈沸騰狀態(tài) 取 ～ ； ?平穩(wěn) 時(shí)取 ～ 。 容積 直立式攪拌容器 臥式攪拌容器 筒體和下封頭兩部分容積之和 筒體和左右兩封頭容積之和 幾種攪拌設(shè)備筒體的高徑比 種類 罐內(nèi)物料類型 高徑比 一般攪拌罐 液 固相、液－液相 1～ 氣－液相 1～ 2 聚合釜 懸浮液、乳化液 ～ 發(fā)酵罐類 發(fā)酵液 ～ 釜式反應(yīng)器是最常用的反應(yīng)器形式之一 ?聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，生產(chǎn)過程為控制產(chǎn)品平均分子量，要求反應(yīng)體系溫度變化小。 各種單體的聚合熱（千卡 /克分子） 如何有效的排除聚合反應(yīng)熱，保持反應(yīng)溫度 ?釜式聚合反應(yīng)器的排熱方式主要有：①夾套冷卻；②夾套附加內(nèi)冷管冷卻，③內(nèi)冷管冷卻；④反應(yīng)物料釜外循環(huán)冷卻，⑤回流冷凝器冷卻；⑥反應(yīng)物料部分閃蒸，⑦反應(yīng)介質(zhì)預(yù)冷。 ?夾套冷卻； ?夾套附加內(nèi)冷管冷卻， ?內(nèi)冷管冷卻； ?反應(yīng)物料釜外循環(huán)冷卻， ?回流冷凝器冷卻； ?反應(yīng)物料部分閃蒸， ?反應(yīng)介質(zhì)預(yù)冷。 釜式聚合反應(yīng)器的排熱方式主要有： ?優(yōu)先采用夾套，減少容器內(nèi)構(gòu)件， 便于清洗 ，不占有效容積。 ?內(nèi)冷管浸沒在物料中，熱量損失小， 傳熱效果好 ，檢修較困難。 、管式聚合反應(yīng)器 ? 管式聚合反應(yīng)器由單根連續(xù)管或一根以上的管于平行排列構(gòu)成，它是使反應(yīng)流體通過細(xì)長的管子而進(jìn)行反應(yīng)的裝置 ?結(jié)構(gòu)簡單，單位體積所具有的傳熱面較大，適于作高溫、高壓裝置之用。 ?例如高壓聚乙烯的生產(chǎn)和尼龍 66的熔融縮聚的前期就是采用這種型式的反應(yīng)器。 管式聚合反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 環(huán)管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 丙烯於漿聚合實(shí)例 環(huán)管式反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn) ?單位體積的 傳熱面較大 ，只要用冷卻水夾套即可滿足傳熱要求，故 能耗較低 。 ?單位體積生產(chǎn)能力高。如一臺 66m3雙環(huán)管反應(yīng)器年生產(chǎn)能力可達(dá) ，高于釜式反應(yīng)器的生產(chǎn)能力。 ?反廢物料在高速循環(huán)泵的推動下，物料流動線速度可達(dá) 8m／ s，可有效地防止聚合物在管壁的 沉積 ，進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，并降低聚合物凝膠含量。 ?反應(yīng) 單程轉(zhuǎn)化率高 ，可達(dá) 95％以上，從而減少了單體的循環(huán)量。 ?物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間短，有利于不同牌號聚合物的生產(chǎn)切換。 、塔式聚合反應(yīng)器 ?塔式聚合反應(yīng)器構(gòu)造簡單，型式也較少，是一種長徑比較大的垂直圓筒結(jié)構(gòu)，可以是擋板式或固體填充式，也可以是簡單的空塔。 ?根據(jù)塔內(nèi)結(jié)構(gòu)的不同而具有不同的特點(diǎn)。在塔式反應(yīng)器中，物料的流動接近平推流，返混較小。同時(shí)，根據(jù)加料速度的快慢，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間可有較大變化，塔內(nèi)物料溫度可沿塔高分段控制。 ?塔式裝置多用于連續(xù)生產(chǎn)且對物料的停留時(shí)間有一定要求的情況。常用于一些縮聚反應(yīng)，對于本體聚合和溶液聚合也有應(yīng)用。在合成纖維工業(yè)中，塔式聚合反應(yīng)器所占的比例有 30％左右。 苯乙烯塔式反應(yīng)器 110 ~ 130 OC 130 ~ 180 OC 180 ~ 225 OC 塔式反應(yīng)器 原料 聚苯乙烯 冷卻、切粒、包裝 80 OC 80 OC 預(yù)聚釜 ? 流化床聚合反應(yīng)器是一種垂直圓筒形或圓錐形容器，內(nèi)裝催化劑或參與反應(yīng)的細(xì)小固體顆粒，反應(yīng)流體從反應(yīng)器底部進(jìn)入，而反應(yīng)產(chǎn)物則從頂部引出。 ?流體在器內(nèi)的流速要控制到固體顆粒在流動中浮動而不致從系統(tǒng)中帶出，在此狀態(tài)下，顆粒床層有如液體沸騰一樣。 ?這種反應(yīng)器傳熱好，溫度均勻且容易控制，但催化劑的磨損大，床內(nèi)物料返混大，對要求高轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)不利。 ?由于具有流程簡單的優(yōu)勢，使用日益普遍。 結(jié)構(gòu)及實(shí)例 ?聚合反應(yīng)器的操作特性 ?聚合反應(yīng)及聚合過程的特性 ?聚合反應(yīng)器操作特性對聚合物結(jié)構(gòu) 和性能的影響 ?經(jīng)濟(jì)效益 機(jī)械攪拌反應(yīng)器 (攪拌釜式反應(yīng)器 ) ?適用于 各種物性 （如粘度、密度）和 各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過程 ?應(yīng)用于合成塑料、合成纖維、合成
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1