【正文】 323 (35) ? ?? ? ? ??? ?? H KaKaSOHHSO 21323 (36) 第 3 章 干法腈綸聚合反應控制分析 28 在一定 pH 值下，計算出 [H2SO3]、 [HSO3]、 [SO32]的摩爾分數(shù)如表 32 表示。在反應未開始時，需 第 3 章 干法腈綸聚合反應控制分析 29 提供熱量，使物料升溫，達到 53℃開始反應，正常生產(chǎn)時，應保持 60177。聚合釜溫度控制如圖31 所示。4:HS4212。8:FI4229。12:s。16:TE 4209AB。20:TE4210。 24: TV 421 0B。鏈引 發(fā)形成的含硫基團是由催化劑（ K2S2O8）及活化劑（ NaHSO3）提供的。如表 33 表示。同時，分子量增加，特性粘度（ η）增大，反之亦然。干法腈綸 Mn 較低，假定其 Mn 接近臨界相對分子量，則生產(chǎn)中必須嚴控 Mn，以免低于臨界相對分子量，導致 Tg 大 幅度下降而產(chǎn)生疵點 [10]。這說明低相對分子量的增多， Mn 的下降導致 Tg 明顯下降，驗證提高聚合物相對分子量控制合理性。下表是撫順腈綸廠 20xx 年 3 月到 8 月連續(xù) 6 個月生產(chǎn)調(diào)整月平均數(shù)據(jù)采集。折葉渦輪介于推進式和渦輪式中間一種葉輪，依葉片傾角 ? 變化，有不同流型。在葉輪尖端附 近和正對葉輪釜壁間，流線密度很大，表明葉輪附近液流速度很高，湍流混合與剪切力很大，形成攪拌釜內(nèi)強攪拌區(qū)。 第 4 章 聚合釜內(nèi)部液體運行狀態(tài)分析 37 擋板葉渦輪墻壁液面 圖 41 帶擋板釜內(nèi)流體和流動狀況 聚合釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型 [27] α物料注入口(1)物料溢出口攪拌軸圖4 3聚 合釜物料進、出口相對位置俯視圖物料進口物料出口折流板圖4 2聚 合釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視圖軸轉(zhuǎn)向 第 4 章 聚合釜內(nèi)部液體運行狀態(tài)分析 38 聚合釜殼體是由 26mm厚的 %的鋁制成。 （ 2）用鋁包覆的攪拌軸，在上面有三組，每組四片平板攪拌漿葉，它是由電動機通過液體傳動機構(gòu)和齒輪減速箱驅(qū)動的。物料自釜中心（攪拌軸處）進入，經(jīng)上、中二層攪拌的軸向推力作用，向下運動，然后經(jīng)由下層攪拌漿葉作用，沿釜壁折流板方向螺旋向上運動，經(jīng)溢流口流出。 20xx 年 79 月，聚合釜反應轉(zhuǎn)化率隨攪拌轉(zhuǎn)速變化測定結(jié)果如表 42 表示。聚合反應轉(zhuǎn)化率影響因素由表 42 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可見攪拌轉(zhuǎn)速需要控制 ；由表 44 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可見提高反應轉(zhuǎn)化率，分子量分布寬度變窄，利于分子量分布控制。 2. 聚合釜攪拌轉(zhuǎn)速高，造成物料反應轉(zhuǎn)化率低。 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 43 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 聚合釜進料位置改變方案制定（一） 基于對聚合反應轉(zhuǎn)化率影響因素的理 論分析，結(jié)合實際生產(chǎn)，于 20xx年 10 月 9 日，利用聚合釜停車檢修時間，改變聚合釜內(nèi)物料進入位置，與物料溢出口間夾角由原來 900 增至 1800。 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 44 e f 圖 52 聚合物分子量分布 表 51 聚合物樣品采集數(shù)據(jù) 時間 9： 00 9： 00 9： 00 9： 00 平均 攪拌轉(zhuǎn)數(shù) rpm 138142 138142 138142 138142 138142 特性粘度 η 轉(zhuǎn)化率 % 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 45 聚合釜進料位置改變前后數(shù)據(jù)對比 表 52 聚合釜進料位置改變前后樣品數(shù)據(jù)對比 內(nèi)容 特性粘度 η 轉(zhuǎn)化率 % 分子量分布寬度 D 產(chǎn)品疵點mg/h 改造前 方案（一） 上表可見：聚合釜進料位置改變后 ，相應聚合反應轉(zhuǎn)化率提高 個百分點，聚合物分子量分布寬度變窄，產(chǎn)品疵點降低，從數(shù)據(jù)分析上，證實聚合物質(zhì)量得到一定優(yōu)化，證明方案（一）實施成功。 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 46 α2物料注入口（2）物料注入口（3）物料溢出口攪拌軸圖53聚合釜物料進、出口相對位置俯視圖軸轉(zhuǎn)向α3 聚合釜進料位置改變后數(shù)據(jù)測定 聚合物樣品采集分析同方案（一），測試結(jié)果如表 53 表示： g h 圖 54 聚合物分子量分布 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 47 表 53 聚合物樣品采集數(shù)據(jù) 時間 9： 00 9： 00 9： 00 9： 00 平均 攪拌轉(zhuǎn)數(shù) Rpm 138142 138142 138142 138142 138142 特性粘度 η 轉(zhuǎn)化率 % 分子量分布寬度 D _ _ 產(chǎn)品疵點 mg/h 聚合釜進料位置改變前后數(shù)據(jù)對比 表 54 聚合釜進料位置改變前后樣品數(shù)據(jù)對比 內(nèi)容 特性粘度 轉(zhuǎn)化率 % 分子量分布寬 度 產(chǎn)品疵點 mg/h 改造前 方案（一） 方案（二） 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 48 上表可見：聚合釜進料位置實施方案（二）改造后，樣品采集數(shù)據(jù)匯總，結(jié)果均比方案（一）好，尤其聚合反應轉(zhuǎn)化率又提高近一個百分點，其它分析指標明顯改善，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，達到預期目的。是整個聚合反應控制核心。 聚合釜進料位置改造后，提高了聚合反應轉(zhuǎn)化率，聚合物相對分子量分布寬度明顯變窄，纖維產(chǎn)品中疵點得到降低，產(chǎn)品優(yōu)級品率提高 20%，目前達到 95%以上。 符號表 50 符 號 表 Dg 聚合物聚合度 K 聚合單體共聚速率常數(shù) r 聚合單體竟聚率 Tg 共聚物玻璃化溫度 Y 聚合反應轉(zhuǎn)化率 % Mn 聚合物平均分子量 EGT 聚合物端基滴定度 Rpm 聚合釜攪 拌轉(zhuǎn)數(shù) η 聚合物特性粘度 D 聚合物分子量分布寬度 R0 自由基 M 聚合單體 S 岐化終止鏈轉(zhuǎn)移劑 Nn 聚合物分子鏈總數(shù)量 Kp 聚合物鏈增長速率常數(shù) Kt 聚合物鏈終止速率常數(shù) Pn′ 鏈岐化終止聚合物分子鏈數(shù)量 Pn ″ 鏈偶合終止聚合物分子鏈數(shù)量 f 分子擴散引發(fā)效率 參考文獻 51 參 考 文 獻 1 撫順腈綸化 工廠．杜邦腈綸纖維工藝說明．天津市和平翻譯公司：1991． 812． 2 侯文順．高聚物生產(chǎn)技術(shù)．北京：化學工業(yè)出版社， 20xx． 147150、336337． 3 董世震．合成纖維生產(chǎn)工藝學．紡織工業(yè)出版社， 1981． 6368． 4 趙德仁 張慰盛．高聚物合成工藝學（二）．北京：化學工業(yè)出版社，20xx． 525 380382． 5 張旭之．丙烯衍生物學．北京：化學工業(yè)出版社， 1998． 148150、 153154． 6 腈綸裝置工藝學．撫順腈綸化工廠， 1989． 2324． 7 董紀震，羅鴻烈，王慶瑞等 .合成纖維工藝學（上冊，第二版），北京：紡織工業(yè)出版社， 1993. 23 8 沃爾默特（德）．高分子材料化學．北京：科學出版社， 1982． 6062． 9 美國杜邦研究報告．《奧綸紡織技術(shù)回顧》 《溶劑擴散研究》． 10 SHEN JiaCong（沈家驄） YANG MeiLin（楊梅林）． Acta Scientiaum Naturalium Universitatis Jilinensis （吉 林 大學 自然 科 學 學報）． 1981,（ 3）： 72． 11 MA SiLiang（馬駟 良） YANG MeiLin（楊梅林）． S。 其角度越大越好，但介于實際布局空間所限，此項工作有待于進一步探索和研究。 聚合物分子量分布變化直接影響纖維玻璃化溫度（ Tg）和疵點，同時對纖維韌性，斷裂強度和可紡性有很大貢獻。 第 6 章 結(jié)論 49 第 6 章 結(jié) 論 干法腈綸聚合物是由丙 烯腈（ AN）、丙烯酸甲酯（ MA）、苯乙烯磺酸鈉（ SSS）三種單體結(jié)合而成的三元共聚物，合理控制三單體間最佳比例，有助于對聚合物分子量分布控制，提高纖維玻璃化溫度（ Tg），最終降低纖維疵點，提高產(chǎn)品優(yōu)級品率。擬通過繼續(xù)增大物料進、出口間夾角，使釜內(nèi)物料參與反應能力加強，于20xx 年 11 月 21 日實施進一步增大物料進、出口相對位置間夾角（ 1800→2700），希望進一步提高聚合反應轉(zhuǎn)化率?，F(xiàn)場施工一天。 3. 聚合釜工藝條件和攪拌轉(zhuǎn)速最佳控制，進一步提高反應轉(zhuǎn)化率，防止物料短路是關(guān)鍵。 2） Rpm，否則，影響反應轉(zhuǎn)化率。 圖 a: 圖 b: 第 5 章 聚合釜進料位置優(yōu)化 41 聚合物樣品采集數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?43 表示。 第 4 章 聚合釜內(nèi)部液體運行狀態(tài)分析 39 聚合反應轉(zhuǎn)化率影響因素確定 聚合釜內(nèi)物料反應計算 (1) 聚合釜內(nèi)物料停留（反應）時間（ t） 聚合釜生產(chǎn)速率 95 噸 /天，進釜各物種流量如表 41 表示。 （ 4）惰性氣體供給保護系統(tǒng)。聚合釜頂部附近還有一個出口，通過讓漿料以與物料進入聚合釜相同的速率溢流出來，保持聚合釜內(nèi)物料量恒定。故攪拌釜內(nèi)流體分為強攪拌區(qū)域和對流循環(huán)區(qū)域。釜內(nèi)安裝導流板增大釜內(nèi)流體的軸向流，而攪拌功率增加不多，因釜內(nèi)擋板作用，切向流被轉(zhuǎn)換為軸向流，增大釜內(nèi)液體循環(huán)流，有利于攪拌。同時降低第二單體（ MA）含量，控制第三單體（ SSS）的加入量，均有利于提高纖維 Tg，減少纖維中疵點產(chǎn)生機率，產(chǎn)品質(zhì)量（優(yōu)級品率）得到提高。實踐證明，特性粘度控制在 ，對降低產(chǎn)品疵點有利。 第 3 章 干法腈綸聚合反應控制