年產(chǎn)5萬噸聚苯乙烯聚合工段工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 12:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 流程較長，投資費(fèi)用較高，且生產(chǎn)過程能耗大，產(chǎn)品成本高。一步法雖有缺點(diǎn)，但與二步法比較仍是利多弊少，特別是在經(jīng)濟(jì)上占有極大優(yōu)勢， 故目前國外生產(chǎn)EPS較為普遍地應(yīng)用一步浸漬法。 表21一步法、 二步法生產(chǎn) EPS比較項(xiàng)目一步法二步法EPS成品質(zhì)量粒徑分布較寬，不均勻粒徑分布較窄 ，粒子均勻工藝條件工藝要求嚴(yán)格，能耗少，流程短能耗較大，流程長，工藝要求相對(duì)較低，易操作技術(shù)經(jīng)濟(jì)一次性投資較高，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，易集中控制，人工操作少一次性投入較低 ，自動(dòng)化程度低，人工操作較多生產(chǎn)靈活性因發(fā)泡劑易揮發(fā)，故倉儲(chǔ)時(shí)間短市場適應(yīng)性差，設(shè)備利用率差中間產(chǎn)品PS可作為產(chǎn)品出售，也可生產(chǎn)其他品種，市場適應(yīng)性強(qiáng)EPS最初應(yīng)用于建筑和包裝領(lǐng)域領(lǐng)域，其絕熱性能和力學(xué)保護(hù)性能是最優(yōu)的，在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，如地板下或墻壁的隔熱材料，都得益于其良好的絕熱性，而作為易碎電子產(chǎn)品的包裝材料，則需要強(qiáng)的力學(xué)（沖擊）保護(hù)性能。EPS越來越多的用于食品運(yùn)輸和包裝（魚、水果和蔬菜），在這方面，力學(xué)性能和絕熱性能都起重要的作用。EPS泡沫塑料閉孔結(jié)構(gòu)內(nèi)含98%的氣體可以使其通過改變和恢復(fù)形狀來緩沖沖擊，這一過程可以有效吸收瞬間沖擊帶來的能量，提供極好的防護(hù)（參見表22）表22不同密度的EPS泡沫塑料物理性質(zhì)（來源：BASF）密度/g﹒cm315254050拉伸強(qiáng)度/kpa20350600750彎曲強(qiáng)度/kpa20400700900壓縮10%的壓應(yīng)力/kpa90180320400EPS泡沫塑料會(huì)吸收很少量的水，但沒有吸濕性，其力學(xué)性能不受濕氣的影響。除了真空，空氣是最簡單，成本最低的絕熱介質(zhì)，薄空氣層具有非常低的傳熱性。但是，依靠空氣作為絕熱介質(zhì)并不總是實(shí)用，對(duì)包裝貨物的材料，需要形成外封殼。EPS含許多細(xì)微氣泡的閉孔結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)良的絕熱性。這種情況下EPS是理想的包裝材料。由于其內(nèi)在的性質(zhì)，EPS泡沫塑料不會(huì)直接影響其他物質(zhì)，比如食品。應(yīng)注意EPS泡沫塑料在非常低的密度時(shí)（10~15 g﹒cm3）具有較大的導(dǎo)熱性，隨著密度的增加而下降，密度在30~50 g﹒cm3時(shí)具有最佳絕熱性能，密度繼續(xù)增加，導(dǎo)熱性又隨之增加（參見表23）表23 不同密度的EPS泡沫塑料熱性能（來源：BASF）密度/g﹒cm31020405060導(dǎo)熱率/W﹒m1﹒K1EPS的性能受化學(xué)藥劑的影響變化比較大。長時(shí)間接觸鹽水、皂液、漂白劑和大多數(shù)稀酸溶液而不會(huì)影響其性能，但多種有機(jī)溶劑會(huì)明顯影響其性能。EPS泡沫塑料和其他聚合物一樣，長時(shí)間曝露在紫外線下，性能會(huì)有很大變化。但考慮到作為包裝材料時(shí)，使用期限較短，這一影響并不重要；作為建筑材料使用時(shí)，使用壽命雖然較長，但曝露在紫外線下的可能性較小，故這一影響也不太重要。EPS對(duì)動(dòng)物沒有營養(yǎng)價(jià)值，不會(huì)受霉菌侵蝕，也不會(huì)分解出任何污染地下水的水溶物。 3 聚合工段工藝和生產(chǎn)流程EPS產(chǎn)品的生產(chǎn)采用低溫懸浮聚合一步法工藝技術(shù),以苯乙烯單體為主要原料,以水懸浮介質(zhì)和介質(zhì),在機(jī)械攪拌和分散劑的作用下,苯乙烯單體被分散成無數(shù)油狀的液滴,并懸浮限水中,在引發(fā)劑的作用下,在每個(gè)液滴中發(fā)生按自由基反應(yīng)歷程進(jìn)行的聚合反應(yīng)，聚合到穩(wěn)定階段后加入發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在一定的溫度壓力下，滲到珠粒內(nèi)，同時(shí)聚合反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，生產(chǎn)出合格的EPS粒子。以羥基磷酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉為分散劑，以有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑，在攪拌作用下，苯乙烯單體以液滴的形式懸浮于水中，按自由基反應(yīng)歷程進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合到穩(wěn)定時(shí)間后加入發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在一定溫度壓力下滲透到珠粒內(nèi)，同時(shí)珠粒進(jìn)一步聚合，生產(chǎn)出合格的EPS粒子。生成的EPS粒子經(jīng)水洗，離心脫水一級(jí)干燥 ,二級(jí)干燥風(fēng)送、篩分、涂層、計(jì)量稱重后,包裝成EPS成品。①貯存于工藝水槽(V103)中的脫鹽水在表(FQC103)的控制下，用泵(P103)定量打入聚合釜(R201/2/3)中。②啟動(dòng)攪拌至設(shè)定轉(zhuǎn)速62轉(zhuǎn)、分41Hz，依次加入HAP、SDBS、DSP。③貯存于V101中的苯乙稀在表(FQC101)控制下，用泵P101定量打入釜(R201/2/3)中。普通型EPS在①②③步驟后，加入SN、CPODCP、BPO、甲苯(如果有回溶料則同時(shí)加入)。開蒸汽升溫，溫度升到88℃時(shí)開始計(jì)時(shí)。90℃恒溫。計(jì)時(shí)1h加入KPS。90℃恒溫期間觀察現(xiàn)象，控制粒徑。粒子下沉?xí)r重新時(shí)，50分鐘加入第二批HAP，補(bǔ)水至正常液位，封取樣孔蓋，并放空。1h時(shí)加戊烷，用30分鐘加完，然后開蒸汽升溫至96℃閉蒸汽。3h時(shí)升溫至115～121℃恒溫浸漬，6小時(shí)30分鐘后降溫至40℃以下出料至水洗釜(V201/2/3)中。、原料及公用工程條件本裝置設(shè)計(jì)年產(chǎn)50000噸可發(fā)性聚苯乙烯,可生產(chǎn)普通型“R”、陰燃型“F”兩個(gè)品種八個(gè)品級(jí)的產(chǎn)品。鑒于國家規(guī)定的產(chǎn)品規(guī)格，考慮到用戶的要求和經(jīng)濟(jì)衡算，其產(chǎn)品指標(biāo)如表31所示：表31產(chǎn)品指標(biāo)一覽表品種及牌號(hào)LR()外觀松散、白色或無色的小珠粒比重粒子直徑相對(duì)密度550650kg/m3發(fā)汽劑含量，%≥殘留苯乙烯,%≤含水量,%≤相對(duì)粘度顆粒篩析%≥90根據(jù)實(shí)際經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)工廠的實(shí)際生產(chǎn)作如下選擇：操作方式：連續(xù)操作 產(chǎn)品名稱：可發(fā)性聚苯乙烯年生產(chǎn)量：50000噸/年 年工作日：7920小時(shí) 生產(chǎn)量：：330天原材料規(guī)格表32 原料規(guī)格一覽序號(hào)原材料名稱代號(hào)控制項(xiàng)目名稱及指標(biāo)用途1苯乙烯ST外觀:無色透明液 雜機(jī)械雜質(zhì)無游離水份純度：≥%聚合物:≤50ppmTBC:≤10ppm反應(yīng)單體2過氧化苯甲酰BPO外觀:白色結(jié)晶粉沫純度：干基≥98%(m/m)水份: ≤25305活性氧量(干基)% ≥低溫引發(fā)劑3過氧化苯甲酸叔丁酯CpO2引發(fā)劑“C”含量：≥95%叔丁基過氧化氫含量(TBHP)≤1%鐵含量：≤5ppm比重d4 25:折光指數(shù)n25:高溫引發(fā)劑4羥基磷酸鈣HAP分散劑5十二烷基苯磺酸鈉SDBS試劑級(jí)助分散劑6磷酸氫二鈉DSP穩(wěn)定劑7涂層劑外觀:細(xì)白粉未,無團(tuán)塊粒徑:200目通過95%以上8戊烷C50C4: ≤4%%C6: ≤2%環(huán)烷烴: ≤%苯:%發(fā)泡劑9過氧化二異丙苯DCP外觀:無色或白色結(jié)晶粉末純度：≥96%總揮發(fā)物%≥交聯(lián)劑阻燃劑10六溴環(huán)十二烷HBCD水份及揮發(fā)份%≤阻燃劑11成核劑SN密度g/cm3 :粘度cps :45012過硫酸鉀KPS調(diào)理表33 LREPS牌號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)操作條件一覽表序號(hào)操作控制項(xiàng)目工藝條件LREPS儀表位號(hào)1BPO、DCP、CP—
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