【正文】 n60 作為分散劑。表 22 為助分散劑對(duì)分子量的影響，發(fā)現(xiàn)在單體、引發(fā)劑加入量相同的情況下，隨助分散劑的加入，產(chǎn)品的分子量降低、顆粒也變細(xì)。 在實(shí)際聚合過程中，為了進(jìn)一步降低表面張力，改善分散能力并調(diào)節(jié)顆粒特性，在選擇 Span 類作為主分散劑的同時(shí)，需添加 一定量的助分散劑，在 Span分散劑溶解后盡快加入助分散劑的效果更好。 分散劑及其助分散劑的選擇及其濃度對(duì)分子量的影響 丙烯酸鈉反相懸浮聚合中，單體水溶液需借助油溶性分散劑，使之分散在非極性有機(jī)溶劑中形成 “ 油包水 ” 型 (W/O)懸浮液，山梨糖醇脂肪 酸酐 (Span 類 )和其環(huán)氧乙烷加成物 (Tween 類 )是兩種最常用的非離子型表面活性劑。由于聚合過程中，丙烯酸河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝 7 鈉單體易自交聯(lián)反應(yīng)，形成不溶性凝膠，故在體系中要求加入一定量的鏈轉(zhuǎn)移劑和緩聚劑；聚合反應(yīng)后聚合物顆粒對(duì)通常材料的盛裝器具具有很大粘性， 所以在釜中加入抗粘釜?jiǎng)?，防?金屬表面發(fā)生引發(fā)聚合或大分子活性鏈接觸釜壁就被終止聚合而鈍化。 根據(jù)上述分析、試驗(yàn)結(jié)果和企業(yè)資金情況，本設(shè)計(jì)的聚丙烯酸鈉生產(chǎn)使用反相懸浮聚合法，單釜間歇聚合工藝，以 Span 60 為分散劑、復(fù)合引發(fā)劑和相應(yīng)的助劑加入反應(yīng)釜中，控 制溫度 40℃ 恒溫 1h、 50℃ 恒溫 1h、 60℃ 恒溫 1h 后升溫至共沸溫度。 表 21 為水溶液聚合法與反相懸浮聚合法制備聚丙烯酸鈉的比較。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(dú)特的方法。國內(nèi)的高分子量聚丙烯酸 鈉生產(chǎn)基本采用該法。該法以水為溶劑，生產(chǎn)過程不產(chǎn)生污染；對(duì)主設(shè)備要求低，投資?。徊僮骱唵?，生產(chǎn)效率高；缺點(diǎn)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。 聚丙烯酸鈉聚合的實(shí)施方法 高分子量聚丙烯酸鹽的合成方法主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法。在兼顧企業(yè)的實(shí)際情況同時(shí)制定出工藝流程簡短、技術(shù)成熟、投資少、生產(chǎn)成本低、適應(yīng)生產(chǎn)的連續(xù)化，使整個(gè)生產(chǎn)裝置達(dá)到高水平。 產(chǎn)品規(guī)格 所生產(chǎn)的聚丙烯酸鈉產(chǎn)品為白色或淡黃色粉狀或粒狀固體，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見表 12。因此建設(shè)高質(zhì)量的使用性能好的聚丙烯酸鈉生產(chǎn)廠是非常必要的。 由以上分析可見高分子量的聚丙烯酸鈉在很多領(lǐng)域都廣泛使用，但是目前在國內(nèi)企業(yè)使用的高分子量聚丙烯酸鈉，國外產(chǎn)品還占相當(dāng)大的比例。 2020 年商品味精產(chǎn)量為 萬噸，按生產(chǎn)每噸味精消耗聚丙烯酸鈉 計(jì)，每年需用的聚丙烯酸鈉 約 4 000 噸。純堿年產(chǎn) 8 000萬噸，每生產(chǎn) 1 噸純堿用聚丙烯酸鈉 ，需要用聚丙烯酸鈉 2 800 噸。 由于 用 PAM 存在鹽水質(zhì)量上不去的缺點(diǎn)，隨著聚丙烯酸鈉應(yīng)用的推廣，越來越多的企業(yè)傾向于使用聚丙烯酸鈉。同時(shí)2020 年我國燒堿產(chǎn)量也達(dá)到 6000 萬噸。燒堿大量用于造紙、合成洗滌劑、紡織、醫(yī)藥、冶金、食品等領(lǐng)域。 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。能將碳酸鈣、硫酸鈣等鹽類的微晶或泥沙分散于水中而不沉淀，從而達(dá)到阻垢目的。但是涂料整個(gè)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 [5]。目前內(nèi)許多廠家加入 %的聚丙烯酸鈉故作為保護(hù)膠。 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 [4]。 1) 絮凝劑 聚丙烯酸鈉是一種線狀、可溶性的高分子化合物，其分子鏈上的羧基由于靜電相斥作用，使得曲繞的聚合物鏈伸展，促成具有吸附性的功能團(tuán)外露到表面上河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 概述 3 來，由于這些活性點(diǎn)吸附在溶液中懸浮粒子上，形成粒子間的架橋，從而加速了懸浮粒子的沉降。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。但可用浸漬或涂布方法在表面上制成透明均一的膜。 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。 3) 機(jī)械穩(wěn)定性 ： 聚丙烯酸鈉水溶液在室溫下以 10000r/min 高速攪拌 3min，粘度無顯著變化。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。商品形態(tài)的聚丙烯酸鈉，相對(duì)分子質(zhì)量小到幾百，大到幾千萬，外觀為無色或淡黃色液體、粘稠液體、凝膠、樹脂或 固體粉末，易溶于水；因中和程度不同，水溶液的 pH 一般在 69；能電離，有或無腐蝕性；易溶于氫氧化鈉水溶液，但在氫氧化鈣、氫氧化鎂等水溶液中隨堿土金屬離子數(shù)量增加，先溶解后沉淀 ； 無毒。 其 生產(chǎn)工藝簡單、成本低，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，產(chǎn)品分子量可達(dá)千萬 以上， 產(chǎn)品 溶解性能比水溶液聚合產(chǎn)品好， 而且 克服 了 水溶液聚合中的高粘和傳熱困難的河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 概述 2 工藝難點(diǎn) ， 并且可以得到粉狀或者粒狀的聚合物，產(chǎn)物的后處理工藝、儲(chǔ)運(yùn)和使用上也較容易。 反相懸浮法聚合 法 是近年發(fā)展起來的制備水溶性高分子新方法， 這方面的研究性文章最早由 Dimonie 等人于 1982 年發(fā)表。但由于攪拌和傳熱的原因，聚合水溶液中要求單體濃度很低 ， 而且產(chǎn)物成塊狀，出料困難。 高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)市場上的聚丙烯酸鈉主要是水溶液聚合 法制備 ，采用丙烯酸經(jīng)氫氧化鈉中和形成丙烯酸鈉溶液，然后用高濃度丙烯酸鈉溶液、低濃度氧化還原引發(fā)劑在低溫條件下進(jìn)行水溶液聚合而成。水溶性聚丙烯酸鈉中又包括高分子量和低分子量兩大類。 聚丙烯酸鈉的分子量從幾百至幾千萬以上，變化幅度很大，不同分子量的聚丙烯酸鈉可以用作各種各樣的目的和用途。 聚丙烯酸鈉水溶液具有良好的離解性、較理想的潤濕性、保水性和成膜性 (浸漬或涂布時(shí) )，同時(shí)還具有耐溫性強(qiáng)、凍融穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、以及經(jīng)長期貯存后其粘度無明顯變化等 特點(diǎn)。 bearing type bearings, kettle body jacket. Deployment dispersion medium tank 12, a dispersion medium tank 24. Decanters, specifications for the LW350 1050. Autoclave equipped with a base, neutralization reactor, the polymerization reactor, deionized water tank. 4) Drawings: 1) Process Flow Diagram, 2) material flow, 3) polymerization reactor assembly drawing. Keywords: Sodium polyacrylate material balance heat balance production process flow chart diagram of major equipment 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 i 目 錄 設(shè)計(jì)說明 ......................................................................................................................... I 1 概述 ............................................................................................................................ 1 高分子量聚丙烯酸鈉研究現(xiàn)狀 ......................................................................... 1 高分子量聚丙烯酸鈉的性質(zhì)和應(yīng)用 ................................................................. 2 聚丙烯酸鈉的性質(zhì) ....................................................................................... 2 聚丙烯酸鈉的應(yīng)用 ....................................................................................... 2 高分子量聚丙烯酸鈉的需求、生產(chǎn)和應(yīng)用前景 ............................................. 3 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)依據(jù) ................................................................................................. 4 建廠規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格 ......................................................................................... 5 建廠規(guī)模 ....................................................................................................... 5 產(chǎn)品規(guī)格 ....................................................................................................... 5 2 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝 ............................................................................................ 6 聚丙烯酸鈉聚合的實(shí)施方法 ............................................................................. 6 反向懸浮聚合工藝條件及其影響因素 [14]......................................................... 7 分散劑及其助分散劑的選擇及其濃度對(duì)分子量的影響 ............................ 7 引發(fā)體系的選擇及其濃度對(duì)分子量的影響 ............................................... 8 單體濃度對(duì)分子量的影響 ........................................................................... 8 鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)分子量的影響 ........................................................................... 9 攪拌轉(zhuǎn)速的影響 ........................................................................................... 9 后處理工序的選擇 ........................................................................................... 10 分離方法的選擇 ......................................................................................... 10 干燥方法的選擇 ......................................................................................... 10 聚丙烯酸鈉的生產(chǎn)工藝流程 ........................................................................... 10 生產(chǎn)過程主要操作及控制 ............................................................................... 11 物料衡算與熱量衡算 ....................................................................................... 12