【正文】 生產(chǎn)線還具有投資少、建設(shè)周期短、操作可靠等特點。本設(shè)計的特點在于： (1)根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)資料及實際考查，選擇了丙烯酸鈉原料的合成路線。 該釜攪拌型式采用推進(jìn)式攪拌裝置，轉(zhuǎn)速為 250r/min，攪拌電機(jī)功率 的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。因為 D/H 取得較 小 ，所以此處按公稱尺寸選定釜體直徑 。 分散液密度為 3cm/ ， 的中和液的體積為 3m 。由物料守恒定律有： M1+M2+M 3+M5+M7+M8+M11=M 12 即： ++++++=說明整個聚合工序的物料衡算過程是正確的。 V103 M7 M8 M9 聚合物合成工藝課程設(shè)計 14 R101（聚合反應(yīng)器）物料衡算 圖 R101 物料平衡示意圖 M10（待聚合液） M6+M9? 單體： 2HO： M9（分散液） =合計： M10=++=M11（引發(fā)劑水溶液） 已知：引發(fā)劑用量 %? 單體質(zhì)量 引發(fā)劑水溶液濃度 50%? （質(zhì)量） 引發(fā)劑： Bkg / 0 8 5 ?? 則 2HO： 合計： M11=+= M12（聚合物混合液） 分散穩(wěn)定劑： 正庚烷： 2HO： Bkg / 2 0 2 0 ?? 聚合物： +=（與設(shè)計任務(wù)相符合） 合計： M12=+++= 對 R101 做全物料平衡計算，進(jìn)行校核。 V101（ NaOH 溶液調(diào)配罐）物料衡算 圖 V101 物料衡算示意圖 M4 (30% NaOH 溶液 )= NaOH： 2HO： M2 V101 M4 M3 聚合物合成工藝課程設(shè)計 13 M2 （ 50% NaOH 濃溶液） NaOH： 2HO： 合計： M2=+= 對 V101 中組分水做物料衡算 : M3= 水 M4水 M2== 對 V101 做全物料平衡計算，進(jìn)行校核。 表 23 技術(shù)指標(biāo) 項目內(nèi)容 技術(shù)指標(biāo) 聚合后處理損失率 1%聚合物質(zhì)量 丙烯酸中和度 75% （摩爾） 原料 NaOH 水溶液濃度 50% （質(zhì)量） 中和用 NaOH 水溶液濃度 30% （質(zhì)量） 單體水溶液濃度 45% （質(zhì)量） 引發(fā)劑用量 % 單體質(zhì)量 引發(fā)劑水溶液濃度 50% （質(zhì)量） 分散穩(wěn)定劑用量 2% 單體 質(zhì)量 散介質(zhì)（正庚烷）用量 與單體質(zhì)量為 4:1 正庚烷循環(huán)用量 90% 正庚烷總用量 聚合物合成工藝課程設(shè)計 11 主要原料丙烯酸的投料量 用順流程的計算順序進(jìn)行物料衡算必須先求出主要原料（丙烯酸）每批投料量。 ⑤ 選擇計算基準(zhǔn)與計算單位 因為是間歇操作過程，所以基準(zhǔn)為 “批 ”，單位為 B/d。因為只對聚合工序做物料衡算，所以不用考慮產(chǎn)品的其他質(zhì)量指標(biāo)。 設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）： 2500t/a ② 生產(chǎn)時間。正庚烷經(jīng)蒸餾處理后循環(huán)使用。 NaOH 水 T102 溶液的濃度為 50% ，在 V101 中被稀釋成濃度為 30% 的溶液，然后按一定比例緩慢加入 V102 中與丙烯酸進(jìn)行中和反應(yīng)，得到中和度為 75% 的丙烯酸與丙烯酸鈉混合物（簡稱單體），再加入適量水，得到單體濃度為 45% 的溶液。儲區(qū)應(yīng)備有合適的材料收容泄漏物。儲存注意事項：儲存 于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫房。助燃，具刺激性。能分散于熱水，溶于熱油類及一般有機(jī)溶劑 ， 微有脂肪氣味 。與 氧化劑 接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或引起燃燒。是一種無色易揮發(fā)液，有麻醉作用和刺激性。遠(yuǎn)離火種、熱源。 操作注意事項：密閉操作，加強通風(fēng)。它可與水、醇、醚和氯仿互溶。脫水至粒子固含量為 70%即可停止反應(yīng)。該法解決了水溶液聚合法的傳熱，攪拌困難等問題；且反應(yīng)條件溫和，可直接獲得珠狀產(chǎn)品，生產(chǎn)的聚丙烯酸鈉粒徑大小可根據(jù) 用途要求調(diào)節(jié)，溶劑容易與聚合物分離，是一種合成聚丙烯酸鈉獨特的方法。該法以水為溶劑，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染；對主設(shè)備要求低，投資省；操作簡單，生產(chǎn)效率高；缺 點是反應(yīng)速度快，溫度不易控制；但后處理需增加干燥、粉碎、篩分工序，有過細(xì)粉末產(chǎn)生。國內(nèi)近年已有生產(chǎn)，但是生產(chǎn)廠家不多，生產(chǎn)能力 較小 ，其中還包括膠體產(chǎn)品，因此可見在國內(nèi)高分子量聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)缺口還很大，有必要增加其生產(chǎn)，以滿足國內(nèi)的需求。 另外在味精生產(chǎn)過程產(chǎn)生的谷氨酸母液含有大量的蛋白質(zhì)，目前大多數(shù)廠家沒有進(jìn)行回收利 用，如果采用聚丙烯酸鈉作絮凝處理，既可回收又有用蛋白質(zhì)，又可大大降低母液中的 SS 和 COD 含量，減少后續(xù)處理的有機(jī)負(fù)荷 [4]。 目前，在這兩堿行業(yè)的生產(chǎn)中，鹽水精制過程大多一直使用聚丙烯 酰胺 和苛化淀粉 ， 小 部分使用聚丙烯酸鈉，主要是由于表面 看 聚丙烯酸鈉價格貴，而忽視聚丙烯酸鈉用量少，效果好的特點 。 聚合物合成工藝課程設(shè)計 3 聚丙烯酸鈉除上述用途外，還可以作為柑桔保鮮劑、干燥劑、藥物糖衣粘合劑、鑄造鉆合劑、土壤穩(wěn) 定劑、土壤改良劑、食品添加劑等。但是涂料整個體系中 pH值需在 ，聚丙烯酸鈉鹽才能有效地發(fā)揮增稠效果 [2]。 聚丙烯酸 鈉絮凝劑是特別適用于燒堿和純堿行業(yè)鹽水精制、氧化鋁生產(chǎn)的赤泥沉降分離、味精廠廢水中蛋白質(zhì)回收和制糖等行業(yè)的高分子材料 [1]。干燥產(chǎn)品在空氣中可以吸濕自重的 10%， 而高吸水樹脂則可以吸收自重 1000倍以上的蒸餾水，而在無機(jī)鹽 等電解質(zhì)溶液存在的情況下，吸水性能將下降。 5) 生物分解性 ： 聚丙烯酸鈉水溶液生物穩(wěn)定性極好，不腐敗。聚丙烯酸鈉用于分離鋁廠紅泥，就是基于丙烯酸鈉具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。： 聚丙烯酸鈉的合成工藝設(shè)計 姓 名： 高 飛 學(xué) 號： 150409113 專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程專業(yè) 班 級： 09 級材料 （ 1 ）班 指導(dǎo)教師 耿 飛 起止日期 — 聚合物合成工藝課程設(shè)計 I 目錄 ........................................................................................................................... 1 聚丙烯酸鈉的性質(zhì) .............................................................................................. 1 聚丙烯酸鈉的應(yīng)用 .......................................................................