年產3500t聚丙烯酸樹脂工藝設計報告(編輯修改稿)
2024-08-28 21:04 本頁面
【文章內容簡介】 丙烯酸鹽類高吸水性樹脂主要采用溶液聚合法和反相懸浮法合成。如果聚合物不溶于單體溶液里，液滴中就會形成沉淀，這樣就會形成不透明且通常為非規(guī)則形狀的顆粒。而如果形成的聚合物部分溶于單體溶液中，那最終產物的組成就很難預測了。聚合產生的顆?？梢詰糜诤芏嗉夹g中，比如模塑。然而它們的最大應用還是在色譜7分離領域中作為分離材料（比如離子交換樹脂，酶固載支撐材料）得以應用。這種應用通常需要大的比表面積，即在珠狀顆粒內部結構中產生所需要尺寸大小的孔洞。聚合物珠子怎樣才可以做到內部有孔可以在單體相中引入一種惰性稀釋劑，也可以叫它做致孔劑。聚合結束后將它提取出來。其它添加劑可以包括紫外穩(wěn)定劑（芳香酮或芳香酯） ，熱穩(wěn)定劑（乙烯氧衍生物，無機金屬鹽） ，模潤滑劑以及泡沫劑 [5]。其中反相懸浮法具有反應熱易排除、聚合過程穩(wěn)定、能夠直接得到粒狀產品、無須粉碎工序、產品易干燥、產物的綜合吸水性能好等優(yōu)點，采用反相懸浮法能夠合成醫(yī)療衛(wèi)生用品所需的高品質吸水性樹脂，在我國具有廣闊的應用前景 [2]。8第三章 聚合工藝流程圖 V 1 0 1V 1 0 2T 1 0 1T 1 0 2V 1 0 1P 1 0 1P 1 0 2V 1 0 2V 1 0 3P 1 0 3R 1 0 1V 1 0 4無 離 子 水 A無 離 子 水 B正 庚 烷分 散 穩(wěn) 定 劑引 發(fā) 劑 無 離 子 水 C聚 合 物 混 合 液9第四章 聚合工藝流程 工藝流程簡介來自 中的純丙烯酸用原料泵 分批加入 中。 NaOH 水溶T0P102V102T液的濃度為 ，在 中被稀釋成濃度為 的溶液，然后按一定比例緩慢5%V13%加入 中與丙烯酸進行中和反應，得到中和度為 的丙烯酸與丙烯酸鈉12 75混合物（簡稱單體） ，再加入適量水，得到單體濃度為 的溶液。正庚烷與4一定量的分散穩(wěn)定劑在 中進行配制得到分散液，其按比例與單體溶液共同103進入反應器 中，然后加入在 中配制好的引發(fā)劑濃度為 的水溶液RV450[6]。反應大約進行 小時。反應結束后，聚合物混合液被送至分離工序及后處理工序進行分離、干燥、包裝等處理，得到最終產物。正庚烷經蒸餾處理后循環(huán)使用。 工藝流程分析反應方程式 ① 在 、 、 中是單純的物料混合配制，無相變化與化學變化。V103104 ② 在 中 的丙烯酸被中和，中和反應方程式如下：275%22CH=― O+NaHC=― ONa+H? ③ 在 中引發(fā)劑引發(fā)單體進行自由基聚合，其反應方程式如下：R10丙烯酸自由基聚合中單體相對分子質量與聚合物結構單元相對分子質量無化學計量上的變化，引發(fā)劑會結合到聚合物分子鏈上。收集數據 ① 生產規(guī)模：規(guī)定的年產量（生產能力）：3500t ② 生產時間：年工作日：330d 間歇操作， 、 、 、 每天 8 批， 由于引發(fā)劑用V102103RV104量很少，所以每天配制一批即可。 ③ 質量標準：原料 NaOH 溶液濃度為 ，其他原料均視為純物質。因為只5%對聚合工序做物料衡算，所以不用考慮產品的其他質量指標。 ④化學變化參數：10加入的 NaOH 能夠與丙烯酸完全反應，生成丙烯酸鈉。各組分相對分子質量如表1 所示：表 1 各組分相對分子質量化合物 丙烯酸 NaOH 丙烯酸鈉 2HO單體混合物相對分子質量 72 40 94 18 M混其中： 中和的丙烯酸單體混合物的平均相對分子質量：75%????混聚合反應過程中單體完全參加反應，轉化率可視為 ，單體混合物與聚10%合物之間無化學計量上的變化，但引發(fā)劑結合到聚合物分子鏈上，會使聚合物數量略有增加。⑤選擇計算基準與計算單位因為是間歇操作過程，所以基準為“批” ，單位為 B/d。大部分設備的操作周期為 8B/d，只有 （引發(fā)劑調配罐）是 1B/d。但引發(fā)劑向 進料周期V104 R10仍與其他設備相同，所以在做物料衡算時，物料 的數量仍以 8B/d 計算。在M1做設備工藝計算時， 的體積大小應按 1B/d 處理量進行。表 2 技術指標項目內容 技術指標聚合后處理損失率 3%聚合物質量丙烯酸中和度 （摩爾）75%原料 NaOH 水溶液濃度 （質量）0中和用 NaOH 水溶液濃度 （質量）3單體水溶液濃度 （質量）45引發(fā)劑用量 引發(fā)劑水溶液濃度 （質量）%分散穩(wěn)定劑用量 單體質量散介質（正庚烷）用量 與單體質量為 4:1正庚烷循環(huán)用量 正庚烷總用量9011???Bg第五章 聚合物合成工藝的物料衡算 主要原料（丙烯酸）投料數量用順流程的計算順序進行物料
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