【正文】 1991． 812． 2 侯文順．高聚物生產(chǎn)技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx． 147150、336337． 3 董世震．合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)．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(xué)（二）．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20xx． 525 380382． 5 張旭之．丙烯衍生物學(xué)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998． 148150、 153154． 6 腈綸裝置工藝學(xué)．撫順腈綸化工廠， 1989． 2324． 7 董紀(jì)震，羅鴻烈，王慶瑞等 .合成纖維工藝學(xué)（上冊(cè)，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(xué)．北京：科學(xué)出版社， 1982． 6062． 9 美國(guó)杜邦研究報(bào)告．《奧綸紡織技術(shù)回顧》 《溶劑擴(kuò)散研究》． 10 SHEN JiaCong（沈家驄） YANG MeiLin（楊梅林）． Acta Scientiaum Naturalium Universitatis Jilinensis （吉 林 大學(xué) 自然 科 學(xué) 學(xué)報(bào)）． 1981,（ 3）： 72． 11 MA SiLiang（馬駟 良） YANG MeiLin（楊梅林）． S。是整個(gè)聚合反應(yīng)控制核心。 第 5 章 聚合釜進(jìn)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(shí)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(jìn)料位置優(yōu)化 45 聚合釜進(jìn)料位置改變前后數(shù)據(jù)對(duì)比 表 52 聚合釜進(jìn)料位置改變前后樣品數(shù)據(jù)對(duì)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(diǎn)mg/h 改造前 方案（一） 上表可見：聚合釜進(jìn)料位置改變后 ，相應(yīng)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率提高 個(gè)百分點(diǎn)，聚合物分子量分布寬度變窄，產(chǎn)品疵點(diǎn)降低，從數(shù)據(jù)分析上，證實(shí)聚合物質(zhì)量得到一定優(yōu)化，證明方案（一）實(shí)施成功。 2. 聚合釜攪拌轉(zhuǎn)速高，造成物料反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低。 20xx 年 79 月，聚合釜反應(yīng)轉(zhuǎn)化率隨攪拌轉(zhuǎn)速變化測(cè)定結(jié)果如表 42 表示。 （ 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(dòng)機(jī)通過液體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪減速箱驅(qū)動(dòng)的。在葉輪尖端附 近和正對(duì)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(qiáng)攪拌區(qū)。下表是撫順腈綸廠 20xx 年 3 月到 8 月連續(xù) 6 個(gè)月生產(chǎn)調(diào)整月平均數(shù)據(jù)采集。干法腈綸 Mn 較低，假定其 Mn 接近臨界相對(duì)分子量，則生產(chǎn)中必須嚴(yán)控 Mn，以免低于臨界相對(duì)分子量，導(dǎo)致 Tg 大 幅度下降而產(chǎn)生疵點(diǎn) [10]。如表 33 表示。 24: TV 421 0B。16:TE 4209AB。8:FI4229。聚合釜溫度控制如圖31 所示。 表 31 SSS 含量對(duì)疵點(diǎn)的影響 名稱 SSS % 疵點(diǎn) mg/g 65 42 30 24 18 47 *月疵點(diǎn)平均數(shù) 第 3 章 干法腈綸聚合反應(yīng)控制分析 27 聚合反應(yīng)中 pH值控制 (1)pH 值計(jì)算 [21] 活化塔的 NaHSO3 是由 NaOH 和 SO2 反應(yīng)生成，控制NaHSO3 濃度 5%， c = ，當(dāng)?shù)饶?NaOH 和 SO2 加入活化塔，則： 溶液 [OH] = 1WKaCK (33) 式中： WK — 水的離子積， [H3O+] [OH] Ka1— H2SO3 一級(jí)解離常數(shù)， [H+] [HSO3]/[H2SO3] 則 NaHSO3 水解時(shí)，溶液 pH 值 =14POH= （ 2）選擇最佳 pH 值 [22] H2SO3 Ka1 H++HSO3 Ka2 2H++SO32 （ 34） Ka1= 102 Ka2= 108 [H+]=? ?? ? ? ??? ? HKaSOHHSO 1323 (35) ? ?? ? ? ??? ?? H KaKaSOHHSO 21323 (36) 第 3 章 干法腈綸聚合反應(yīng)控制分析 28 在一定 pH 值下，計(jì)算出 [H2SO3]、 [HSO3]、 [SO32]的摩爾分?jǐn)?shù)如表 32 表示。 第二單體 MA 控制：干法腈綸聚合物（ PAN）分子量很低（ Mo≈ 104）， MA 含量在類似聚合物中也是最低的。如圖 26 所示。 a 、 r= b 、 r= c 、 r= a 、 r= e 、 r= d、r= c 、 r= 圖 24 分子量數(shù)據(jù)分布 圖 25 分子量重量分布 從圖 24 可見，分子量的數(shù)量分布隨終止方式而異，只有歧化終止（ r=），分布中低分子所占數(shù)量很大，高分子部分所占數(shù)量則迅速下降。 η =?(M0) M0平均分子量 圖 22 特性粘度曲線 高聚物平均分子量影響與分布 成纖聚合物平均分子量（聚合度）與機(jī)械性能關(guān)系 聚合度 Dp 是指組成高聚物大分子基本結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目，由于聚丙烯腈是線性結(jié)構(gòu)，則聚合度的大小表示了分子鏈的長(zhǎng)短。 （ 2）操作條件：如攪拌器轉(zhuǎn)速和溫度等。 體系 1 中， r1 +M2 或 ~M2 （ 213） ~M2實(shí)際生產(chǎn)中，從聚合釜出來的漿料中含未反應(yīng)單體，其終止反應(yīng)是由加入螯合劑（唯爾希）來完成，螯合劑束縛聚合反應(yīng)所需的催化劑鐵，達(dá)到反應(yīng)終止目的。 + HSO3 S— R— H + SO3 （ 24） H CN O H CN H H O H H HSO3如：聚丙烯腈單元晶格中 [4]，一般認(rèn)為有三種不同的聚集區(qū)域，即非晶相的低序區(qū)、中序區(qū)和準(zhǔn)晶相的高序區(qū)。由 X— 射線衍射研究測(cè)知聚丙烯腈大分子中，（全同 +間同）： 無規(guī)： 50： 50，可知其不易結(jié)晶或結(jié)晶度很低。相對(duì)分子質(zhì)量為 ，沸點(diǎn)為 ，凝固點(diǎn)為 ，相對(duì)密度為 ，易燃、易爆，在空氣中的爆炸極限（體積分?jǐn)?shù)）為 %，丙烯腈與苯、四氯化碳、甲醇、乙醇、丙酮等許多有機(jī)溶劑任何比例互溶，也能溶于水，其相互溶解度如表21 表示。在消費(fèi)者導(dǎo)向占主導(dǎo)地位的今天，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，降低消耗，增加產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，是市場(chǎng)賦予的行為準(zhǔn)則和行動(dòng)指南。 干法腈綸聚合物性能 控制分析與優(yōu)化 題 目： 干法腈綸聚合物性能控制分析與優(yōu)化 作 者： 陳 彬 指導(dǎo)教師： 王 蕓 副教授 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級(jí)： 化學(xué)工程與工 藝專升本 015（撫順） 學(xué) 號(hào) ： 0821503704 時(shí) 間： 二〇一〇年五月五日 1 摘 要 腈綸工業(yè)伴隨經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)定增長(zhǎng)，社會(huì)需求量穩(wěn)步增加，其發(fā)展前景可觀，尤其是干法腈綸性能與用途優(yōu)于濕法腈綸。 3 目 錄 摘 要 ????????????????????????? 1 第 1 章 前 言 …………………… …………… ……………………… 5 第 2 章 文獻(xiàn)綜述 ???????????????????? 7 聚丙烯腈化學(xué)性質(zhì)及特征 ????????????????? 7 丙烯腈和聚丙烯腈化學(xué)性質(zhì) ?????????????? 7 高聚物的玻璃化溫度 ???????????????? 10 干法腈綸三單體聚合機(jī)理 [1] ????????????? 10 共聚物單體競(jìng)聚機(jī)理 [5] ??????????????? 14 懸浮聚合反應(yīng)成粒機(jī)理 [4] ?????????????? 17 懸浮聚合影響顆粒大小及分布因素 [4] ????????? 18 特性粘度測(cè)量方法 [6] ???????????????? 19 高聚物平均分子量影響與分布 ?????????????? 20 成纖聚合物平均分子量（聚合度）與機(jī)械性能關(guān)系 ??? 20 聚合反應(yīng)不同終止形式對(duì)聚合物分子量分布影響 ???? 21 撫順腈綸廠目前干法腈綸生產(chǎn)定位與不足 ????? ???? 23 第 3章 干法腈綸聚合反應(yīng)控制分析 ?????????? 25 聚合反應(yīng)中 AN/MA/SSS比例 ??????????????? 25 聚合反應(yīng)中 pH值控制 ?????????????????? 28 聚合反應(yīng)溫度控制與原理 ????????????????? 29 高聚物中硫的控制與影響 [24] ??????????????? 32 4 聚合反應(yīng)影響疵點(diǎn)因素 ?????????????????? 34 第四章 聚合釜內(nèi)部液體運(yùn)行狀態(tài)分析 ?????????? 37 聚合釜內(nèi)部流體流動(dòng)原理 [25] ??????????????? 37 聚合釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型 [27] ????????????????? 38 聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響因素確定 ??????????????? 40 聚合釜內(nèi)物料反應(yīng)計(jì)算 ???????????????? 40 聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率與分子量分布 [28]測(cè)定 ????????? 41 聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率提高分析 ??????????????? 43 第五章 聚合釜進(jìn)料位置優(yōu)化 ??????????????? 44 聚合釜進(jìn)料位置改變方案制定（一） ???????????? 44 聚合釜進(jìn)料位置改變后數(shù)據(jù)測(cè)定 ???????????? 44 聚合釜進(jìn)料位置改變前后數(shù)據(jù)對(duì)比 ?????????? 46 聚合釜進(jìn)料位置改變方案制定（二） ???????????? 46 聚合釜進(jìn)料位置改變后數(shù)據(jù) 測(cè)定 ???????????? 47 聚合釜進(jìn)料位置改變前后數(shù)據(jù)對(duì)比 ?????????? 48 第六章 結(jié) 論 ????????????????????? 50 附 號(hào) 表 ????????????????????????? 51 參 考 文 獻(xiàn) ?????????????????????? 52 第 2 章 文件綜述 5 第 1 章 前 言 腈綸是聚丙烯纖維在我國(guó)的商品名，目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有腈綸生產(chǎn)企業(yè)十三家，年產(chǎn)量可達(dá) 4555 萬噸，但仍不能滿足后加工工業(yè)的需求，年 20 萬噸左右缺口仍要依靠進(jìn)口來滿足，這給我國(guó)腈綸企業(yè)有一個(gè)很大 發(fā)展空間，同時(shí)也給企業(yè)一個(gè)接受挑戰(zhàn)機(jī)會(huì)。 第 2 章 文件綜述 7 第 2 章 文獻(xiàn)綜述 聚丙烯腈化學(xué)性質(zhì)及特征 丙烯腈和聚丙烯腈化學(xué)性質(zhì) （ 1）丙烯腈 化學(xué)性質(zhì) [2] 丙烯腈的結(jié)構(gòu)式： CH2=CHCN 丙烯腈在常溫常壓下是具有獨(dú)特氣味的無色透明，易流動(dòng)液體。丙烯腈是 a位上有取代基的乙烯烴，應(yīng)存有多種立體異構(gòu)體，但至今未發(fā)現(xiàn)有規(guī)立構(gòu)的聚丙烯腈。共聚物的玻璃化溫度總是介于組成