【正文】 ：液體物料一般從釜體上部加入，為了防止液體物料濺到釜壁上，可將出口端向攪拌軸方向做成450的切口。初選長(zhǎng)徑比為2.查（聚合物合成工藝）、h封=。⑸材質(zhì)選擇：根據(jù)介質(zhì)及工藝選擇。為節(jié)約成本，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選擇與聚合釜相同結(jié)構(gòu)、相同尺寸的釜一臺(tái)。2. 揚(yáng)程：?jiǎn)挝恢亓康囊后w流經(jīng)泵后所獲得的有效能量。對(duì)攪拌槳葉直徑進(jìn)行粘度校正，校正因數(shù)Cp從表5—6（聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)，p165）查。 φ=VR=WdVT/ea24=Wd/eadea=100/206+100/106+6/206=VR=（9346）=所以反應(yīng)器的總體積為VT=VR/φ=綜上所述， m3. 釜體外形尺寸的設(shè)計(jì)：（對(duì)于攪拌釜反應(yīng)器，我們選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭計(jì)算）： 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭封頭高度封頭側(cè)面積封頭體積 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭直邊、高度與直徑的關(guān)系設(shè)備直徑/mm300，350400，450500220022003200＞3200直邊高度/mm25525，4025，40，5040，5050因?yàn)镠/D=h為釜體直邊高度H為反應(yīng)釜總高度則：H=h+2h封=h+2若取H/D=，則h=DVT=πD2h/4+2= D=（VT/）1/3=1. 936m雖然反應(yīng)器屬于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，但用于制造反應(yīng)器的上下封頭仍采用標(biāo)準(zhǔn)封頭。所以我們選擇直接流量調(diào)節(jié)。在乳液聚合半連續(xù)操作溫度采用分程控制，可以避免傳熱滯后的現(xiàn)象發(fā)生，有利于實(shí)現(xiàn)預(yù)定的反應(yīng)溫度控制曲線。待溫度降至45℃左右。從乳化罐加入部分乳化單體和引發(fā)劑罐加入部分引發(fā)劑引發(fā)聚合，反映一段時(shí)間后，滴加剩余乳化單體及引發(fā)劑溶液。裝在鍍鋅鐵或者鋁桶內(nèi)，貯存于陰涼通風(fēng)的專用倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，遠(yuǎn)離火種，熱源，避免陽(yáng)光直射。PH調(diào)節(jié)劑選擇氨水。十二烷基硫酸鈉的HLB=。所以我們選用過(guò)硫酸銨作為引發(fā)劑。因此正確選擇引發(fā)劑也是進(jìn)行乳液聚合配方設(shè)計(jì)很重要的問(wèn)題。 原料選擇：該項(xiàng)目選用的原料主要單體為：丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯。乳液聚合丙烯酸酯共聚溫度一般為混合單體水的共沸回流溫度，一般在7590℃變動(dòng)；當(dāng)有可交聯(lián)單體參與共聚時(shí)一般控制在7585℃接近聚合終點(diǎn)時(shí)溫度可升至9095℃.◆ 攪拌強(qiáng)度對(duì)丙烯酸酯乳液聚合來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣?，一般?00400r/，否則會(huì)使乳膠粒數(shù)目減少，乳膠粒直徑增大和聚合速率降低，同時(shí)會(huì)使乳液產(chǎn)生凝膠，甚至導(dǎo)致破乳。且體系年度大，影響體的傳熱效率。乳化溫度一般控制在乳化劑的三相平衡點(diǎn)以上、非離子乳化劑的濁點(diǎn)以下，陰離子和非離子乳化劑復(fù)配使用時(shí)三相平衡點(diǎn)和濁點(diǎn)都會(huì)有所偏離。 影響聚合反應(yīng)的速率：A：基本組分的影響：◆ 單體丙烯酸酯聚合物通常是將幾種丙烯酸酯單體共聚形成的共聚物，單體組成決定著聚合物的物理、化學(xué)及機(jī)械性能。一般選用陰離子或陰離子和非離子復(fù)合型乳化劑如十二烷基磺酸鈉，油溶性引發(fā)劑異丙苯過(guò)氧化氫，水溶性引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉、過(guò)氧化氫和叔丁基過(guò)氧化氫等；選用叔十二烷基硫醇或二硫化烷基磺酸酯做分子量調(diào)節(jié)劑等。對(duì)溶液、懸浮聚合，聚合反應(yīng)速率和聚合物分子量之間存在明顯的倒數(shù)關(guān)系。（2） 溶液聚合：溶液聚合是把單體溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲羞M(jìn)行聚合反應(yīng)，這時(shí)聚合熱可借助溶劑的蒸發(fā)而排放，溶劑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粘度較低，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(guò)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(lái)控制分子量。 生產(chǎn)能力：ACM年產(chǎn)量1萬(wàn)噸；考慮裝置的大修，開(kāi)工時(shí)間：330/a，24h/d。因此在其加工工藝性能、物理力學(xué)性能和價(jià)格方面優(yōu)于氟橡膠。ACM制品用于生產(chǎn)數(shù)十種汽車配件，因此預(yù)計(jì)我國(guó)今年和將來(lái)將會(huì)有更多的需要。乳聚法合成ACM體系中，乳化體系和用量將影響聚合過(guò)程中的穩(wěn)定性、最終轉(zhuǎn)化率、分子量分布、生膠加工性能甚至六號(hào)硫化膠的物性，因此要加入許多的助劑，如乳化劑、引發(fā)劑、分子量調(diào)節(jié)劑和凝聚劑等。而丙烯酸酯橡膠目前可以在175℃下長(zhǎng)期使用，也有在25℃到35℃下使用的耐寒型或超耐寒型產(chǎn)品。目前ACM橡膠部件的主要用途如下：（1）各種密封墊、O型環(huán)等密封材料；（2）散熱器、加熱器等各種軟管；（3）點(diǎn)火線和一般電工用墊及導(dǎo)線護(hù)套；（4）火花塞蓋；（5）各種粘合劑、密封劑；（6）輥筒類；（7）汽車的防污部件（成型品）；(8)傳送帶和油罐襯里等。 懸浮聚合的優(yōu)點(diǎn)是聚合熱容易排放，具有溶液聚合的優(yōu)點(diǎn)，而且產(chǎn)品分子量相當(dāng)高。乳液聚合體系的主要組成是單體、水、引發(fā)劑和乳化劑。鑒于上述依據(jù)本項(xiàng)目擬采用乳液聚合生產(chǎn)工藝生產(chǎn)丙烯酸酯橡膠。 設(shè)備放案：該項(xiàng)目主要生產(chǎn)設(shè)備為聚合釜、過(guò)濾器、釜等大型設(shè)備以及各類機(jī)泵、各種儀表等?！?乳化劑丙烯酸酯乳液聚合中乳化劑的作用主要表現(xiàn)在聚合前形成增溶膠束，聚合中和聚合后使乳膠粒穩(wěn)定。%%時(shí)，制備的丙烯酸酯乳液呈蘭色、粒度小，乳液的穩(wěn)定性好。B 其他因素的影響◆ 反應(yīng)溫度引發(fā)進(jìn)濃度一定時(shí)，溫度升高，聚合速率增大，聚合物平均分子量降低。生產(chǎn)方法就是指在化工生產(chǎn)過(guò)程中使用何種原料、根據(jù)何種原理、選擇何種實(shí)施方法，通過(guò)何種操作過(guò)程實(shí)現(xiàn)從原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法。 甲基丙烯酸甲酯—賦予聚合物以耐久性、硬度、保光保色性及耐水性。例如過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀。乳液聚合體系溫度/℃HLB值乳液聚合體系溫度/℃HLB值聚丙烯酸乙酯40丙烯酸丁酯40聚丙烯酸乙酯60丙烯酸丁酯60HLB就是用來(lái)衡量乳化劑分子中親水部分和親友部分對(duì)其性質(zhì)所做貢獻(xiàn)的物理量。 其他介質(zhì)的選擇：分子量調(diào)節(jié)劑是一類高活性物質(zhì)，他很容易和自由基發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，使活性連終止，而調(diào)節(jié)劑本身則形成一個(gè)新的自由基。 2. 甲基丙烯酸甲酯CH2C(CH2)COOCH3物化性質(zhì)：無(wú)色液體，易揮發(fā)，易燃，沸點(diǎn)100101℃，蒸氣壓（℃），溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑中，微溶于水，在光熱電離輻射和催化劑作用下易聚合。（NH4）2S2O8物化性質(zhì)：無(wú)色單斜晶體，有潮解性，在120℃分解放出氧并生成焦硫酸鹽，熔點(diǎn)120℃（分解），沸點(diǎn)120℃，易溶于水。引發(fā)開(kāi)始后，溫度自動(dòng)上升。而半連續(xù)操作反應(yīng)溫度要盡量按預(yù)定要求控制，允許有小量的波動(dòng)。A． 直接流量調(diào)節(jié)：流量計(jì)及調(diào)節(jié)閥安裝在輸出管道上，流量計(jì)在前，調(diào)節(jié)閥在后，通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)啟度，調(diào)節(jié)管路中流體流量的大小，該控制方案簡(jiǎn)單易操作。且單體相對(duì)分子質(zhì)量與聚合物結(jié)構(gòu)單元相對(duì)分子質(zhì)量相同；（3） 丙烯酸乙酯相對(duì)分子質(zhì)量：?jiǎn)误w平均相對(duì)分子質(zhì)量是（10050%+10050%）=100因?yàn)橐l(fā)劑、乳化劑、分子量調(diào)節(jié)劑、分散介質(zhì)、助劑等都在聚合釜中，所以單體投料量=（1+1+++++）= 順流程設(shè)備進(jìn)行計(jì)算：V101M1M2M3M4M5A.V101（乳化單體調(diào)配罐）=50%=M1（丙烯酸乙酯投料量）= Kg/BM2（甲基丙烯酸甲酯投料量）= Kg/BM3（去離子水）=40%= Kg/BM4(十二烷基硫酸鈉)=3%= Kg/BM4’（十二烷基硫醇—鏈轉(zhuǎn)移劑）=%= Kg/BM5（乳化劑單體溶液）=M1+M2+M3+M4 M4’=+++= Kg/BB.V102M6M8M7引發(fā)劑單體調(diào)配罐的物料平衡：M6（過(guò)硫酸銨）=x/（+x）100%=% x= Kg/BM7（去離子水）=60%= Kg/BM8（引發(fā)劑溶液）=M6+M7= Kg/BC．R201M8M9M5反應(yīng)聚合釜的物料計(jì)算：M8（引發(fā)劑溶液）= Kg/BM5（乳化聚合物）= Kg/B聚合物溶液M9=M8+M5=+= Kg/B(調(diào)節(jié)罐)V103M9M12M10M11M10（助劑）== Kg/BM11（氨水）== Kg/B聚合物膠液：+= Kg/B 丙烯酸酯橡膠乳液聚合半連續(xù)操作物料衡算表（單位Kg/B）物料號(hào)甲基丙烯酸甲酯丙烯酸乙酯十二烷基硫醇過(guò)硫酸銨去離子水助劑氨水十二烷基硫酸銨聚合物合計(jì)M1M2M3977．91M4M4’M5M6M7M8M9M10M11M12 熱量衡算 收集數(shù)據(jù)：反應(yīng)溫度：80℃基準(zhǔn)溫度：0℃壓力：常壓() 熱量衡算：Qt=Q1+Q2+Q3+Q4Qt—設(shè)備或系統(tǒng)與外界交換熱量之和Q1—由于物料溫度變化，系統(tǒng)與外界交換的熱量Q2—由于物料發(fā)生各