年產(chǎn)12萬噸ps本體聚合車間的工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 23:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。12 泵的選擇 13 換熱器的設(shè)計(jì) 15 儲(chǔ)罐的選擇 17 設(shè)計(jì)一覽表 18 攪拌裝置的設(shè)計(jì) 18 選擇攪拌槳葉形式 18 攪拌附件的設(shè)計(jì) 18 確定攪拌轉(zhuǎn)速 19 計(jì)算攪拌槳葉排出流量 19 計(jì)算攪拌功率 19 傳熱裝置的計(jì)算 20 進(jìn)料口徑的計(jì)算 21 軸封裝置 215 參考文獻(xiàn) 22 ***************第 4 頁 共 23 頁6 致謝 23 1 PS 聚合機(jī)理 聚合過程在烴類物質(zhì)中，苯乙烯的單體活性較大。而對(duì)自由基而言，苯乙烯在烴類之中自由基活性較小，也就是說苯乙烯自由基不活潑。這是因?yàn)楸揭蚁﹩误w的雙鍵與苯環(huán)產(chǎn)生共軛反應(yīng)，雙鍵上的電子云易流動(dòng)極化，兀鍵易均裂，所以苯乙烯單體活潑。而當(dāng)苯乙烯形成苯乙烯自由基時(shí)，自由基的獨(dú)立電子也可與苯環(huán)共軛而穩(wěn)定，故苯乙烯的自由基就不活潑。聚苯乙烯熱引發(fā)連續(xù)本體聚合時(shí)，其聚合機(jī)理是基于典型的自由基聚合過程，它總是由鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止三個(gè)基本單元組成。熱引發(fā)就是苯乙烯單體受熱使部分苯乙烯的雙鍵打開，進(jìn)行雙烯加成反應(yīng)， 形成中間產(chǎn)物，再與單體進(jìn)行氫原子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生初級(jí)游離基，從而引發(fā)大量的苯乙烯進(jìn)行聚合反應(yīng)。 鏈引發(fā)苯乙烯單體的分子式中的雙鍵雖然與苯環(huán)產(chǎn)生共軛，相對(duì)穩(wěn)定，但在受熱激發(fā)后，仍可產(chǎn)生自由活性種，最初的熱引發(fā)過程是進(jìn)行雙烯加成反應(yīng)，產(chǎn)生兩個(gè)初級(jí)游離基，在游離基的影響下，單體的烯烴雙鏈會(huì)產(chǎn)生自由基活性種。 鏈增長(zhǎng)活性種在運(yùn)動(dòng)過程中，將會(huì)彼此相遇而結(jié)合成多分子的聚合物，而且這些分子仍帶有活性（多余的一個(gè)電子呈負(fù)極性），苯乙烯的活性種結(jié)合有三種方式，頭尾、頭頭、尾尾相接。但實(shí)驗(yàn)證明其主要是頭尾相接。因?yàn)轭^尾相接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定共軛，所以其能級(jí)較低；頭頭相接或尾尾相接，能級(jí)較高，其結(jié)構(gòu)相對(duì)不穩(wěn)定。如此的鏈增長(zhǎng)是相當(dāng)迅速的。因鏈增長(zhǎng)的活化能低，苯乙烯的活化能為，其在 秒～幾秒之內(nèi)可能聚合成千上萬、而鏈增長(zhǎng)中，聚苯乙烯的聚合熱為 kJ/mol，如何處理好聚合熱是聚苯乙烯聚合反應(yīng)的關(guān)鍵。但實(shí)驗(yàn)證明，其主要是頭尾相接。因?yàn)轭^尾相接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定共軛，其能級(jí)較低。頭頭相接或尾尾相接，能級(jí)較高，其結(jié)構(gòu)相對(duì)不穩(wěn)定。如此的鏈增長(zhǎng)是相當(dāng)迅速的。因鏈增長(zhǎng)的活化能低，苯乙烯的活化能為 kJ/mol，其在 0．01 秒～幾秒之內(nèi)可能聚合成千上萬、而鏈增長(zhǎng)中，聚苯乙烯的聚合熱為 69．9 kJ／mol，如何處理好聚合熱是聚苯乙烯聚合反應(yīng)的關(guān)鍵。 鏈終止鏈終止可以有雙鍵耦合終止和單基終止。據(jù)實(shí)驗(yàn)，苯乙烯在較低聚合溫度的情況下，幾乎百分之百是偶合型終止。在高轉(zhuǎn)化率和高粘度的情況下，活性鏈與反應(yīng)器金屬表面碰撞發(fā)生金屬自由電子結(jié)合，“粘壁”終止，或被高粘度聚合物包裹而終止。 鏈轉(zhuǎn)移鏈轉(zhuǎn)移是指高分子活性鏈相互作用，結(jié)果使電子或氫原子的轉(zhuǎn)移，使活性鏈?zhǔn)セ钚远蔀榉€(wěn)定高分子。聚苯乙烯的穩(wěn)定鏈也是通過鏈轉(zhuǎn)移得到的。鏈轉(zhuǎn)移的另一種形式是高分子活性鏈與單體作用，使高分子的活性點(diǎn)轉(zhuǎn)移到單體，單體成為活性種，這種鏈轉(zhuǎn)移不影響聚合速率。 聚合工藝由于本體聚合體系的黏度大，聚合熱不容易導(dǎo)出，易引起局部過熱，輕者會(huì)使產(chǎn)品變形，影響產(chǎn)品質(zhì)量，重者會(huì)引起爆聚，使聚合失敗。為了解決這個(gè)矛盾，苯乙烯熱聚合在工藝上分“預(yù)聚”和“聚合”兩段進(jìn)行。 預(yù)聚合預(yù)聚合在預(yù)聚釜中完成。預(yù)聚釜是帶攪拌裝置的壓力釜。帶有球形蓋及底的鋁質(zhì)或不銹鋼的圓筒形設(shè)備，內(nèi)部有傳熱盤管，外壁有鋼質(zhì)夾套，并裝有不銹鋼的錨式或框式攪拌器。預(yù)聚釜容積視生產(chǎn)能力而定，我國(guó)早期聚苯乙烯生產(chǎn)裝置的預(yù)聚釜的容積為 2m3。預(yù)聚合的工藝條件：攪拌轉(zhuǎn)速為 30～36r/min，溫度保持 80～90℃，6h～7h，轉(zhuǎn)化率 30％～ 35％，這時(shí)苯乙烯聚合的自動(dòng)加速現(xiàn)象尚未出現(xiàn)或剛開始。由預(yù)聚釜出來的混合物轉(zhuǎn)化率為30%～35%。 ***************第 5 頁 共 23 頁預(yù)聚合過程中要采用隋性氣體保護(hù)：反應(yīng)系統(tǒng)中采用 N2 保護(hù)，尤其是脫氧 N2 保護(hù)，可抑制聚苯乙烯熱氧化而變黃。 聚合轉(zhuǎn)化率為 30%～35
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1