年產(chǎn)50000噸聚醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì)報(bào)告-全文預(yù)覽
【正文】 器； R101— 聚合釜； P101— 隔膜泵； T104— 乳液儲(chǔ)罐； H101— 回流冷凝器 表 2 醋酸乙烯酯乳液聚合間歇操作物料平衡表 單位： kg （ 6）計(jì)算主要原料（醋酸乙烯酯）投料數(shù)量 用順流程的計(jì)算順序進(jìn)行物料衡算必須先求出主要原料（醋酸乙烯酯）每批投料量。 d1計(jì)算。聚合釜 R101 的操作周期是 2B原料均視為純凈物。 7 H 2 CHCO O C C H 3 n * CH 2C HO O C C H 3* n過 硫 酸 鉀 ， D O P ， O P 1 0聚 乙 烯 醇 ， 碳 酸 氫 鈉 （ 3）收集數(shù)據(jù)資料 ① 生產(chǎn)規(guī)模。溶于乙醇、丙醇和苯、不溶于水和脂肪。個(gè)人防護(hù)和預(yù)防措施。易溶于乙醇、乙醚、丙酮和苯。閃點(diǎn) 172℃ 。 在與水結(jié)合后開始起 作用釋出二氧化碳 CO2，受熱易分解。與有機(jī)物摩擦或撞擊能引起燃燒。無氣味。 HLB 值 。其蒸汽比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。 與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。乳液粘度低。 在乳液聚合時(shí)，介質(zhì)的 pH 值直接影響引發(fā)劑的分解速度，要求乳液聚合體系的pH 值為 6 左右，由于單體中殘留少許醋酸，加之引發(fā)劑分解時(shí)產(chǎn)生的硫酸根，至使體系的 pH 值降至 4— 5，因此用適量碳酸氫鈉調(diào)節(jié) pH 值。乳液粘度隨乳化劑用量的增加而增大，當(dāng)乳化劑用量為單體總量的 ％ 時(shí)，粘度最大，乳化劑用量超過最佳值時(shí)，乳液顆粒增多，粒徑變小，粘度下降 。 （ 2）定劑 聚醋酸乙烯的基本性質(zhì)是由其聚合度和醇解度決定的，聚醋酸乙烯分子中含有大量親水性基團(tuán)羥基，所以它是一種水溶性的高分子化合物。 （ 4）聚合后膠乳可直接使用。乳液聚合是在用水作介質(zhì)的乳液中，按膠束機(jī)理或低聚物機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒，在其進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法，對(duì)于在充分混合的 間歇反應(yīng)器中進(jìn)行的乳液聚合過程來說，據(jù)反應(yīng)機(jī)理可分為四個(gè)階段：分散階段、乳膠粒生成階段、乳膠粒生長(zhǎng)階段、聚合反應(yīng)完成階段。 聚醋酸乙烯酯隨氣相醋酸乙烯酯從 大閃蒸線出來后，沿切線方向進(jìn)入閃蒸罐 D301 中 D101 操作溫度約為 80℃，操作壓力約為 。 （ 7）向聚合釜 (R101)夾套內(nèi)通水蒸汽，將釜中 物料升溫至 60攝氏度，向聚合釜(R101)加入單體和引發(fā)劑，聚合反應(yīng)開始，并通過回流冷凝器 (H101)和聚合釜(R101)夾套通入冷卻水進(jìn)行換熱，控制溫度，穩(wěn)定在 60 攝氏度進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間 10hr。 （ 3）向聚乙烯醇溶解釜 (V101)的夾套中送入水蒸汽，升溫至 80 攝氏度，攪拌46 小時(shí)，配制成聚乙烯醇溶液。聚合物合成生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)屬于化工設(shè)計(jì)的范疇，是針對(duì)聚合物合成生產(chǎn)過程的化工設(shè)計(jì)。繪制物料流程示意圖，編寫物料平衡表及熱量平衡表。 ③設(shè)計(jì)并繪制聚合釜 ①了解和掌握聚醋酸乙烯酯的、結(jié)構(gòu)與性能，其制備過程中的基本反應(yīng)類型、添加劑與材料成型工藝等內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)； ②掌握檢索文獻(xiàn)的方法； ③通過閱讀文獻(xiàn)，了解并掌握聚醋酸乙烯酯制備與設(shè)計(jì)的基本原理，并能完成聚醋酸乙烯酯的整個(gè)工藝流程。 江漢大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目：年產(chǎn) 50000 噸聚醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專 業(yè)： 高分子材料與工程 學(xué) 號(hào)： 122209107137 姓 名： 張攀欽 指導(dǎo)老師： 朱超 《聚醋酸乙烯酯乳液聚合課程設(shè)計(jì)》 一、本課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)與目的 1. 本課程設(shè)計(jì)的性質(zhì) 本課程是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門實(shí)用性和技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)課程。 ②繪制物料流程示意圖、車間平面圖各一張。 ，應(yīng) 完成工藝流程各過程的物料衡算，能量衡算。先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段與工具、高水平高質(zhì)量的設(shè)計(jì)作品是工程設(shè)計(jì)人員堅(jiān)持的設(shè)計(jì)方針和追求的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 （ 2）把規(guī)定量的聚乙烯醇由入孔投入聚乙烯醇溶解釜 (V101)內(nèi)。 （ 6）向聚合釜 (R101)中由單體計(jì)量槽 (W102)加入單體醋酸乙烯酯，并通過引發(fā)劑計(jì)量槽 (W104)加入過硫酸鉀溶液，在攪拌下乳化 30min。 （ 9）用泵將乳液送至閃蒸塔（ D101）中，乳液中的液相醋酸乙烯酯進(jìn)入 D101前絕大部分已經(jīng)在大閃蒸線中汽化。通常采用分散聚合和乳液聚合的，該設(shè)計(jì)采用的是乳液聚合。 （ 3）反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備無加壓要求。 3 聚醋酸乙烯酯乳液聚合的工藝條件 （ 1）單體 由于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)囊?，醋酸乙烯酯在出廠前常加入阻聚劑以保持醋酸乙烯酯的穩(wěn)定性，醋酸乙烯酯的性質(zhì)直接影響乳液粘度、固含量，單體經(jīng)蒸餾后，可以使聚醋酸乙烯酯的粘度大為提高。乳化劑用量過少，乳液穩(wěn)定性差，易破乳。原因是，當(dāng)單體量不變而引發(fā)劑用量增加，引發(fā)劑分解的自由基多，使活性中心增多，從而使反應(yīng)生成大分子的聚合物，乳液粘度、固含量增加；而引發(fā)劑用量過大，分解自由基過多，引發(fā)速度過快，聚合物分子鏈短，相對(duì)分子量小，乳液粘度低。原因是該聚合反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以反應(yīng)溫度高，有利于該反應(yīng)進(jìn)行，但反應(yīng)溫度達(dá)到 80℃時(shí)，超過醋酸 4 乙烯酯單體的沸點(diǎn) (72℃ )會(huì)使回餾量增加，消耗能量，低溫使反應(yīng)速度慢，反應(yīng)不完全。 易發(fā)生聚合反應(yīng)，適于制造均聚物或共聚物 。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。 OP10 辛基酚聚氧乙烯醚 10，無色至淡黃色透明粘稠液體。 無毒、難燃 5 過硫酸鉀 無色或快白色結(jié)晶。 有強(qiáng)氧化性。 碳酸氫鈉 是一種易溶于水的白色堿性粉末，25℃時(shí)溶于 10 份水，約 18℃時(shí)溶于 12份水，不溶于乙醇。蒸汽壓 ℃ 。溶解性 :水中溶解度%(25℃ )。食入后，漱口，給飲大量水，就醫(yī)。 30℃左右時(shí)軟化。 圖 1. 聚醋酸乙烯酯乳液聚合間歇操作物料平衡關(guān)系示意圖 M1軟水； M2聚乙烯醇； M3聚乙烯醇溶液； M4過濾后的聚乙烯醇溶液 M5單體醋酸乙烯酯； M6增 塑劑 DOP； M7PH 調(diào)節(jié)劑碳酸氫鈉； M8引發(fā)劑過硫酸鉀； M9乳化劑 OP10； M10聚合物； M11過濾后的聚合物； M12實(shí)際還需加的水 （ 2） 明確物料發(fā)生的化學(xué)變化，寫出主、副反應(yīng)方程式 ① 在 V101， V103 中，只是物料的混合和過濾，沒有發(fā)生相變化和化學(xué)反應(yīng) ② 在聚
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