【正文】 陜西理工學(xué)院課程設(shè)計目錄1項目簡介…………………………………………………………………4 項目設(shè)計依據(jù) ……………………………………………………………4 主要原料及物理性質(zhì) ……………………………………………4 生產(chǎn)方法 …………………………………………………………4……………………………………………4 市場前景分析 …………………………………………………41. 5 生產(chǎn)能力…………………………………………………………………5 技術(shù)方案及設(shè)備方案…………………………………………5 ……………………………………………………………5 ……………………………………………………………6…………………………………………6 ………………………………………………………6 ……………………………………………………62生產(chǎn)方法與工藝流程2. 1 生產(chǎn)方法 ……………………………………………………………8 原料選擇 ……………………………………………………………8 聚合機理 ……………………………………………………………8 實施方法 ……………………………………………………………8 操作過程 ……………………………………………………………82. 2 聚合工藝過程……………………………………………………………8 …………………………………………………………8…………………………………………………………9…………………………………………………………9 ……………………………………………………9 ……………………………………………………9 ………………………………………………… 10 所選物料物理性質(zhì)…………………………………………………… …………………………………………………………10 工藝參數(shù)……………………………………………………………12 ……………………………………………………………12 ………………………………………………………12 主要工藝參數(shù)………………………………………………………13 ………………………………………………………13 主要設(shè)備控制方案 …………………………………………………14 反應(yīng)器的溫度控制…………………………………………………14 反應(yīng)器的壓力控制…………………………………………………14 反應(yīng)器的壓力控制…………………………………………………14 泵的控制 …………………………………………………………143物料衡算及熱量衡算…………………………………………………………………15……………………………………………………… 所發(fā)生的聚合反應(yīng)方程式………………………………………… 收集數(shù)據(jù)……………………………………………………………………………………………………………… 順流程設(shè)備進行計算…………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………4 設(shè)備工藝計算 反應(yīng)聚合釜的設(shè)計……………………………………………………… ………………………………………………………… 釜體外形尺寸的設(shè)計………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 單體乳化罐……………………………………………………………… 過濾器.…………………………………………………………… 工藝管口的設(shè)計……………………………………………………5 參考文獻1項目簡介： 項目名稱 ： 1萬噸/年丙烯酸酯橡膠乳液聚合車間的工藝設(shè)計。 項目設(shè)計依據(jù) ：1．2．1主要原料及物理性質(zhì)：根據(jù)自主調(diào)研擬定主要聚合單體 。 1．2．2生產(chǎn)方法： 乳液聚合是生產(chǎn)ACM的主要方法。主要是由于該工藝設(shè)備簡單，易于實施；另一方面，ACM目前主要用于高溫、耐油密封制品，不要求有過高的低溫屈撓性能，如果期望低溫耐油性能，可以通過低溫耐油單體的分子內(nèi)增塑來實現(xiàn)。乳聚法合成ACM體系中，乳化體系和用量將影響聚合過程中的穩(wěn)定性、最終轉(zhuǎn)化率、分子量分布、生膠加工性能甚至硫化膠的物性，因此要加入許多助劑，如乳化劑、引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑和凝聚劑等。丙烯酸酯橡膠簡稱ACM，主要用于汽車工業(yè)而被譽為“高性能汽車膠”。ACM制品用于生產(chǎn)數(shù)十種汽車配件，。這尚不包括國內(nèi)用于出口的密封件制品對ACM的消耗。隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，未來35年內(nèi)將是我國ACM需求的高峰期。ACM正展現(xiàn)出良好發(fā)展前景，成為國內(nèi)倍受關(guān)注和積極發(fā)展的高新材料之一。傳統(tǒng)的汽車制件及密封墊片使用耐油、耐熱的合成橡膠，其典型產(chǎn)品為丁腈橡膠和氯丁橡膠。由于長期使用溫度以120 為限。不適合現(xiàn)代車輛提高遠(yuǎn)行速度后的耐熱要求。丙烯酸酯橡膠目前可以在175℃ 下長期使用，也有在一25℃或一35℃ 下使用的耐寒型或超耐寒型產(chǎn)品。國外從70年代起已開始將丙烯酸酯橡膠用于汽車工業(yè)，制造各種骨架封件、油冷器或加熱器墊片．O 型環(huán)、Y型油封及油盤和軸承密封件 同目前汽車工業(yè)中仍使用的丁腈橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠相比，在耐熱及耐油性能方面，丙烯酸酯橡膠優(yōu)于丁腈橡膠、硅橡膠和氯丁橡膠，稍次于氟橡膠；但丙烯酸酯橡膠加工時不需要二次硫化就可改進其使用性能，并能減少混練、硫化加工對橡膠輥筒及模具的腐蝕。因此在其加工工藝性能、物理力學(xué)性能和價格方面優(yōu)于氟橡膠。使用實踐表明，丙烯酸酯橡膠制品在汽車上的應(yīng)用，可明顯改善汽車的運行狀況，能有效地減少汽車故障的發(fā)生，同時也可減輕污染、保護環(huán)境和延長汽車壽命。丙烯酸酯橡膠還可用來制造飛機、摩托車等交通工具上使用的各種橡膠輸油管、另外ACM還不斷應(yīng)用于高壓電力電纜私地下掩埋電纜護套、電器制件的膠輥、傳動帶和膠管等。 ：在先進工業(yè)國家，ACM 已廣泛作為耐熱耐油的材料。隨著進口汽車大量涌入國門， 以及國內(nèi)高速汽車的發(fā)展，汽車(含摩托車)密封件的問題就逐漸暴露出來，普通的丁腈橡膠不能滿足這些汽車(含摩托車)部件的要求．特別是耐高溫性能和耐臭氧性，只能采用ACM橡膠部件。目前ACM橡膠部件的主要用途如下：(1)各種密封墊、0型環(huán)等密封材科；(2)散熱器、加熱器等各種軟管；(3)點火線和一般電工用墊及導(dǎo)線護套：(4)火花塞蓋；(5)各種牯合劑、密封劑；（6)輥簡類；（7)汽車的防污染部件(成型品)； （8)傳輸帶和油罐襯里等。目前國內(nèi)有數(shù)家企業(yè)生產(chǎn)ACM，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場需求，主要依賴進口滿足國內(nèi)需求，更值得注意的是由于ACM的配合和加工的特殊性，不同廠家生產(chǎn)的ACM具有不同的配合和加工要求，而國內(nèi)ACM制品生產(chǎn)企業(yè)對加工和配合研究重視不夠，影響了我國ACM的推廣應(yīng)用，因此加快對ACM配合加工中助劑應(yīng)用問題顯得比ACM合成與生產(chǎn)更為重要和迫切。鑒于此我們設(shè)計采用乳液聚合法，年產(chǎn)量1萬噸ACM的生產(chǎn)裝置、要求設(shè)計人員根據(jù)乳液聚合法生產(chǎn)ACM的最新國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)及工藝對1萬噸/年丙烯酸酯橡膠乳液聚合車間的工藝設(shè)計。：ACM產(chǎn)量為1萬噸／年；考慮裝置的大修，開工時間：330d／a,24h／d。：：丙烯酸酯橡膠可以采用溶液聚合、懸浮聚合或乳液聚合三種基本工藝生產(chǎn)。聚合反應(yīng)由自由基引發(fā)，反應(yīng)溫度一般為50100度，反應(yīng)溫度和引發(fā)劑的濃度對聚合反應(yīng)速率和丙烯酸酯橡膠的分子量分布影響很大。溶液聚合：溶液聚合是把單體溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M行聚合反應(yīng)，這時聚合熱可借助溶劑的蒸發(fā)而排放，容積則可以從冷凝器回收，且溶劑起了稀釋劑的作用，所以溶液聚合體系的黏度較低，物料混合和傳熱都比較容易，凝膠現(xiàn)象不易出現(xiàn)，溫度容易控制。減小了局部過熱現(xiàn)象聚合物分子量也比較均一，而且可以利用不同溶劑來控制分子量。有時可以直接利用聚合物的溶液作為涂料來使用，這些都是溶液聚合的優(yōu)點。缺點：由于單體濃度低，反應(yīng)速度慢，設(shè)備生產(chǎn)能力和利用率較低；易向溶劑發(fā)生連轉(zhuǎn)移反應(yīng)，聚合物分子量較低；聚合物中夾帶的微量溶劑，應(yīng)響產(chǎn)品質(zhì)量；溶劑損失大，溶劑價格高且溶劑分離回收費用高，使生產(chǎn)成本增加，而且許多溶劑易燃、易爆、有毒，必須注意安全和勞動保護。這些缺點無不與使用溶劑有關(guān)。懸浮聚合： 懸浮聚合是使單體小液滴分散在介質(zhì)（通常是水）中進行的聚合反應(yīng)，這就容易解決散熱問題，因為大多數(shù)單體不溶于水，所以需要借助機械攪拌作用，將水中的單體打成小液滴，另加懸浮分散劑，防止液滴重新聚合。在懸浮聚合時，通常使用能溶于單體而不溶于水的引發(fā)劑（油溶性引發(fā)劑）把引發(fā)劑預(yù)先溶在單體內(nèi)，聚合時就是在單體微珠內(nèi)進行聚合反應(yīng)，多以懸浮聚合就是在單體微珠內(nèi)進行的本體聚合。懸浮聚合的優(yōu)點是聚合熱容易排散，具有溶液聚合的優(yōu)點，而且產(chǎn)品分子量相當(dāng)高。此外，體系黏度低，便于操作，生產(chǎn)的微珠可以直接應(yīng)用。它的缺點是產(chǎn)品純度不高。乳液聚合：單體被乳化劑以乳液狀態(tài)分散在水介質(zhì)中的聚合反應(yīng)稱為乳液聚合。乳液聚合反應(yīng)體系的主要組成是單體、水、引發(fā)劑和乳化劑。乳液聚合與懸浮聚合的差別是：乳液聚合中，聚合反應(yīng)粒子的粒徑小，~1μm，~2mm；乳液聚合中用水溶性引發(fā)劑，而懸浮聚合中則用油溶性引發(fā)劑；乳液聚合的產(chǎn)物是一種穩(wěn)定的分散液，懸浮聚合得到的產(chǎn)物則可快速從液相中析出。正是這些差別導(dǎo)致了乳液聚合具有與懸浮聚合不同的聚合機理。 對溶液、懸浮聚合，聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量之間存在