年产五万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计

1、年产 5 万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计摘要可发性聚苯乙烯（Expandable Polystyrene简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共 聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明 PS粒料。本设计为年产万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计，反应机理是自由基聚合，采用悬浮聚合工艺，以苯乙烯为单体，水做悬浮介质，采用低温悬浮聚合一步法生产工艺。此方法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内，聚合后得含发泡剂的树脂颗粒，经洗涤、离心分离和干燥，制得可发性聚苯乙烯珠粒产品；针对聚合反应釜进行了物料衡算、热量衡算，

2、在此基础上通过分析工艺流程，选择出了工艺设备并计算，绘制了带控制点的流程图、并编制了设计说明书和计算书。关键词：可发性聚苯乙烯悬浮聚合物料衡算工艺设讣目录年产 5 万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计I摘要 IAbstractII1 绪论 11. 1 概述 11.1.1 聚苯乙烯简介1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.1.22.2.2.2.2.1? 2聚苯乙烯的基本物性 1? 3国内外的现状及发展前景 22设计依据23指导思想24厂址的选择35节能与环境保护35. 1节能35. 2环境保护36安全防火36.1消防设施36. 2灭火程序4工艺论证51工艺原理51.1生产方案01.2工艺路线51. 3

3、工艺流程53 发泡聚苯乙烯技术工艺比较3.1 塔式本体聚合技术63. 2添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 73. 3 苯乙烯的悬浮聚合73. 4苯乙烯种子法悬浮聚合 74 发泡聚苯乙烯生产工艺84.1 一步法聚合工艺84. 2二步法聚合工艺84. 3 一步法工艺与二步法工艺的比较85 可发性聚苯乙烯基本性能95. 1力学性能95. 2绝热性能95. 3化学性能92.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.33.3.聚合工段工艺和生产流程112 生产流程113产品规格、原料及公用工程条件113.3.3.3.3.44.4.4.4.566.6.6.6.6.1215183.1 产品规格

4、113. 2 生产方式及规模3. 3 原料 123. 4 工艺控制条件 13物料衡算 151 计算依据 152 聚合工段物料衡算2. 1 进料阶段152. 2 出料阶段16聚合工段热量衡算 设备计 ?算 211 聚合釜的设计 211.1 聚合基本数据 211.2 聚合釜容积确定1.4 釜的选择 216.1.5 聚合釜搅拌器的设计 236. 2 泵的设计 246. 2. 1计算依据246.2.2 管内流速的计算 24256. 2. 3直管阻力和局部阻力损失的计算6. 2. 4确定泵轴功率 256. 2. 5 泵的选型256. 3换热器的设计256. 3.1设计依据：256. 3. 2计算总传热系

5、数266. 3. 3计算传热面积276. 3. 4 工艺结构尺寸27参考文献 28附录 1 设备一览 29谢辞 311 绪论1.1 概述1.1.1 聚苯乙烯简介聚苯乙烯是指山苯乙烯单体经自山基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene简称PS。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于摄氏 100度的 玻璃转 化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0? 70°C,但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。聚苯乙烯（PS）包括

6、普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS），高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明 颗 粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90%以上，电 绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高 . 刚度大?玻 璃化温度高，性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡

7、，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚 苯乙烯新品种，性能 好，属于工程塑料。1.1.2 聚苯乙烯的基本物性 基本物理性质比重： 1.05克/立方厘米 成型收缩率： 0. 6%0. 8% 成型温度：170 °C 250 °C物料性能：电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色 性耐水性，化学稳定性良好，强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯、汽油 等有 机溶剂。适于制作绝缘透明件、装饰件及化学仪器、光学仪器等零件。成型性能：1. 无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生 内应 力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。2. 宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔变形。3. 可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件脱模斜度大，顶出均匀塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。1.1.3国内外的现状及发展前景