课程设计丙烯酸酯

1、:莎W岳秦:亦全%案目困呆44决锲*待 H咨早&一、 概述错误!未定义书签。1.1原料介绍T-二、 生产方式的选择和流程设计22.1工艺流程说明及操作步骤错误!未定义书签。2. 2丙烯酸酯一苯乙烯共聚物乳液生产流程框图错误!未定义书签。三、 设备计算和选型错误!未定义书签。3.1反映釜的结构和材质错误!未定义书签。3.2反映釜中物质的平均密度P m的计算错误!未定义书签。3.3反映釜的计算和选型错误!未定义书签。四、环境爱惜与平安方法错误!未定义书签。4.1环境爱惜5五、心得体会.6六、参考文献： 7一、概述苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液也称苯-丙乳液。它由苯乙烯和丙烯酸酯类单 体、引发剂、乳化剂

2、等通过乳液聚合反映制得的共聚物乳液。用它作建筑涂料的 基料，配以各类助剂、颜料和填料就可制成各类色调鲜艳的乳胶涂料。这种涂料 具有突出的耐水、耐候、保光、保色性能，对墙面附着力强，干燥速度快，施工 方式多样，可喷、可刷，也可辊涂，施工效率高，既可外用，也可内用；既可制 成平光涂料，也可制成半光和有光涂料；既可制成高级涂料在现代化高层建筑中 利用，又可制成低档品种在一样建筑中利用。是现今国外进展最快的水性涂料， 也是我国外墙涂料的要紧品种。建筑涂料的进展方向是无毒平安、节约资源、 有利于环境爱惜的水性涂料和无公害低污染涂料。不断提高水性涂料的质量，开 发新的品种，是巩固和进展水性建筑涂料的重要环

3、节之一。苯丙乳液是胶体分散体系，具有明显的胶体化学性质，当苯丙乳液与水泥或 其他颜料混合均匀后，苯丙乳粒子向浆体内分散，被吸附在其他颜料、水泥凝胶 及未水化的水泥粒子的表面上。聚合物粒子封锁了水泥凝胶及未水化水泥粒子的 微孔和毛细管孔，水泥进一步水化由于聚合物粒子被吸附在水泥凝胶表面上，使 水泥浆体内存在足够的水分，避免了水泥的结块现象，因此苯丙乳液水泥漆具有 必然的贮存稳固性。苯丙乳液事实上是由苯乙烯和丙烯酸酯类单体共聚而成，本 文从最终产品的性能比考虑，选定由苯乙烯和丙烯酸酯共聚体系，并加入少量丙 烯酸作为交联剂。反映进程按自由基加成方式聚合。苯丙乳液具有色彩丰硕、美观大方、施工简便、工期

4、短、工效高专门具有 保色性；耐污染性的优势。适用外墙涂料、彩色涂料、复层花纹涂料、内墙涂料、 防水涂料等建筑装饰领域。本文对苯丙乳液的聚合机理、合成工艺、阻碍因素及 产物的性能检测作了详细的介绍。这关于制备出高质量的苯丙乳胶涂料具有专门 大的科学和经济意义通过乳液聚合方式制备的聚合物乳液具有很多的特殊性能, 其产品被普遍应用，专门是水基型乳液更是受到青睐。但水乳型产品干燥速度较 慢的缺点却制约了其应用，为了弥补这一缺点，以提高乳液固含量为目的的研究受 到了人们重视。高固含量乳液不仅能够提高干燥速度,而且还能够减少干燥、贮 存及运输进程中的能耗,克服了低固含量水溶性乳液的某些局限性。但乳液的高

5、固含量与低黏度是彼此矛盾的，高固含量乳液的聚合反映常常因黏度增大而失去 稳固性，致使反映失败。利用预乳化半持续乳液聚合方式,系统研究了苯乙烯/丙烯 酸丁酯/丙烯酸共聚物(St/BA/AA)高固含量乳液的制备工艺,并探讨了各类阻碍因 素对乳液性能的阻碍。1.1原料介绍1.1.1要紧原料苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA),北京东方化工厂;丙烯酸(AA),分析纯,天津化学 试剂研究所，十二烷基硫酸钠(AES),北京宏开永胜精细化工，烷基酚聚氧乙烯醚 (OP-10),广州市汇采涂料化学品;过硫酸铵(APS),分析纯，北京化学试剂二厂。原料介绍苯乙烯苯，别名：乙烯基苯；乙烯苯英文名：Styrene； P

6、henylethylene 性质：无色油状易燃液体，强折射性和芳香气味。溶点：-33C沸点：146C比 重：0.9045 (25/25CC自燃温度：490C.不溶于水，溶于乙醇及乙醚。能聚合， 也能与其他单体共聚，聚合时放出热量，能引发爆炸。用途：本品用于聚苯乙烯、 合成橡胶、工程塑料、离子互换树脂、医药等工业。丙烯酸丁酯，英文名：Butyl acrylate性质：无色液体，易燃。比重： 0.898(20/4C)沸点：145146C凝固点：-64CC不溶于水，能与乙醇、乙醚混 溶，遇热容易聚合。 十二烷基硫酸钠，别名：椰油醇硫酸钠 性质：白色或微黄色粉末 熔 点：200C以上，稍具脂肪味浓度：

7、25%40%的产品为无色或淡黄的膏状物， 溶于水。用途：在化妆品中做乳化剂，在牙膏中作发泡剂，亦是液体洗涤剂的要 紧原料。过硫酸铵，别名：高硫酸铵，过二硫酸铵 英文名：Ammonium persulfate 性质：无色单斜结晶或白色结晶粉末 相对密度：1.982,熔点：120C(分解)， 分解时放出氧而变成焦硫酸铵。干燥环境下具有良好的稳固性；在潮湿环境中易 受潮结块，慢慢分解放出氧和臭氧。溶于水，在温水中其溶解度增大，受热发生 分解，生成酸性硫酸铵和过氧化氢。具有强氧化性和侵蚀性。用途：可做氧化剂、 漂白剂、脱臭剂，高分子聚合的助聚剂，氯乙烯化合物的聚合引发剂，专门是用 于乳化聚合和氧化还原

8、聚合。亦用作过硫酸铵和双氧水的原料，和制造苯胺染料。 还用于香皂和油脂的漂白、金属的蚀刻和食物的保留剂等。丙烯酸，英文名：Acrylic acid结构式：C3H4O2溶解性：与水混溶， 可混溶于乙醇、乙醚。要紧用途：用于树脂制造、合成橡胶乳液制造等领域。二、生产方式的选择和流程设计现采纳丙烯酸酯和苯乙烯在引发剂的作用下，以乳液聚合法聚合。该法优 势如下：聚丙烯酸酯弹性好，专门适用于温度转变猛烈、胀缩系数转变较大的户 外利用。苯乙烯的价钱比甲基丙烯酸廉价，丙烯酸酯一苯乙烯共聚物乳液具有 价钱优势，因此进展迅速，有广漠的利用前途，在外用建筑涂料中取得普遍应用， 是目前利用较多的一种丙烯酸酯涂料。2

9、. 1工艺流程说明及操作步骤在反映釜中先加入25%的去离子水和2%乳化剂OP-10，启动搅拌并升温； 将1%乳化剂OP-10、0.5%十二烷基硫酸钠、24.5%丙烯酸丁酯、24.5%丙烯酸丙 酯、49%苯乙烯、2%丙烯酸和25%去离子水加进计量高位槽充分混合乳化；将 0.4%过硫酸铵各40%的去离子水加入计量高位槽中充分混合，待反映釜的温度 升到80C在2小时内滴加完成；将0.06%的过硫酸铵和5%的去离子水在反映釜 的温度升到90C时，半小时加完。反映终止后降温，得产物。2. 22. 2丙烯酸酯苯乙烯共聚物乳液生产流程框图三、设备计算和选型3.1反映釜的结构和材质材质：选用搪玻璃结构为：K型

10、3.2反映釜中物质的平均密度P m的计算依照 1/P m= Ea ./p .其中a .第I中物料的质量分数，4 = mi/MP i第I中物料的密度m.第I中物料的质量M 总物料量物质 名称苯乙烯丙烯酸丙烯酸丁酯乳化剂OP-10十二烷基硫酸 钠过硫酸铵质量kg2776. 32776. 3111. 1密度/cm3M=m + m + m + m + m + m=2776.3+113.3+2776.3+111.1+27.8+22.2=5799.2kg1/Pm= Eai/Pi=X)+ X)+x)+111 1x)+5799.2)+5799.2)=17Pm = 1/17 = 0.895 g/cm3物质整体积

11、为：M/Pm =3.3反映釜的计算和选型确信筒体和封头型式从该反映的反映条件和反映现象能够得知它是属于带搅拌的低压反映 釜类型，依照老例，选择圆柱形筒体和椭圆形封头。3.3.2确信筒体和封头直径反映物料先为液一固相类型，后为液一液相类型，查表可得出，H/D. 为11.3。该反映的状态为无泡沫和无沸腾情形，黏度也不大，故可取装料 系数n=0.7。反映物整体积为6479.55L，那么反映釜容积为：6479.55/0.7 = 9256.50L，取反映釜容积为10000L即10m3，考虑到容器比较大，可取H/D. =1.1，如此可使直径不致太大。|反映釜直径估算：D. = 4V/ XH/D.) 1/3

12、|=4XX1.1) 1/3 |圆整至公称直径标准系列，取=2400mm。封头取相同的内径，其曲面高 度由表查得h1 = 600mm，直边高度h2，查表可取40mm。3.3.3确信筒体高度当D. = 2400mm，h2 =25mm时，从表查得椭圆形封头的容积Vh3，再查 表得筒体每一米高的容积V13/m，那么筒体高估算为：H = (V - Vh)/ V1 =(10 -取H为2.7m，于是H/D.3.3.4确信夹套直径查表得：D. = D. + 200 = 2400 + 200 = 2600mm夹套封头也采纳椭圆形，并与夹套筒体取相同直径。确信夹套的高度夹套筒体的高度估算：H. =(nV - Vh

13、)/V1(0.8 X 10 - 2.00) /4.524 = 2.034 m取 H.为 2000mm。3.3.6传热面积当D.=2400mm时，从表查出F. F1=6.52,那么1F=F+1.1 F v1h1X反映釜的规格按上述各步计算所得，关于技术参数可依照生产的实际情形选公称容积为10000L的搪玻璃反映缸的技术参数。四、环境爱惜与平安方法4.1环境爱惜“三废的来源”化工生产有很多工艺需要各类酸作为催化剂，自但是言就存在很多的废水废 酸有等处置。生产进程中工业废水的要紧来源式聚合反映中生成的水；水洗产生 的废水。副反映生成的酯、醚和废酸等。治理方式目前，各部门对三废的治理都极为关注。治理废

14、水的一些方式：A第一从生产工艺上进行改良，使生产进程不产生或少产生工业废水，或使废 水少含或不含有毒物质。对必需排放的废水，尽最大可能回收有效物质，变废为 宝、化害为利。B减少废水排放量：依照工艺进程用水对水质的不同要求，采纳多次利用，分 级分段串联利用，并采纳闭路循环等方法，以减少废水的排放量。同时也有利于 节约用水。清水与污水分流治理：例如作为间接冷却水，是不被污染的清水，可 通过降温处置后，闭路循环利用。而作为工艺水与进程物料直接接触的水，如洗 涤水，可能受到严峻污染，这种水必需通过有效处置，使之无害化。污染水与未 被污染的水分流治理，可使处置的废水量大大减少。C十二烷基硫酸钠，对皮肤和

15、眼睛有必然的刺激作用，生产设备应密闭，操作人 员应穿着好防护用具。丙烯酸的存在会产生大量的废水废酸，应注意分离以后再 排放。4.2平安方法(1)苯乙烯：健康危害：对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒：高浓 度时，当即引发眼及上呼吸道粘膜的刺激，显现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、 咽痛、咳嗽等，继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等；严峻者可有 眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。慢性阻碍：常见 神经虚弱综合征，有头痛、乏力、恶心、食欲消退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用，长期接触有时引发阻塞性肺部病变。皮肤 粗糙、皲裂和增厚。环境危害：对环境有严峻危害，对水体、土

16、壤和大气可造成污染。燃爆危险：易燃，为可疑致癌物，具刺激性。操作注意事项： 密闭操作，增强通风。操作人员必需通过专门培训， 严格遵守操作规程。建议操作人员佩带过滤式防毒面具，戴化学平安防护 眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场 所严禁抽烟。利用防爆型的通风系统和设备。避免蒸气泄漏到工作场所空 气中。幸免与氧化剂、酸类接触。灌装时应操纵流速，且有接地装置，避 免静电积聚。搬运时要轻装轻卸，避免包装及容器损坏。配备相应品种和 数量的消防器材及泄漏应急处置设备。倒空的容器可能残留有害物。贮存注意事项： 通常商品加有阻聚剂。贮存于阴凉、通风的库房。远 离火种、热源。库温不宜

17、超过 30 C。包装要求密封，不可与空气接触。应 与氧化剂、酸类分开寄存，切忌混储。不宜大量贮存或久存。采纳防爆型 照明、通风设施。禁止利用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄 漏应急处置设备和适合的收容材料。十二烷基硫酸钠：其具有必然的刺激性，对人的皮肤有低度刺激，对眼睛刺激较大，当溅到皮 肤后，当即用清水冲洗，溅入眼睛用清水冲洗15min或用硼砂水冲洗。操作设备 应密闭，现场通风，操作人员配戴防毒面具。过硫酸铵具有强氧化性和侵蚀性，操作时必然要注意不要溅到皮肤上，若是不慎溅 到，当即用清水冲洗，并涂抹一些药品在皮肤上。丙烯酸：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引发燃烧

18、。与氧 化剂能发生强烈反映。丙烯酸甲酯容易自聚，聚合反映随着温度的上升而急骤加 重。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地址，遇明火会引着回燃。燃 烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。呼吸系统防护：空气浓度超标时应该佩带自吸过滤式防毒面具(半面罩)。眼睛防护：戴化学平安防护眼镜。躯体防护：穿防静电工作服。手防护：戴橡胶手套。五、心得体会通过这次课程设计，我感到非常的快乐，也学会了很多，收成很多，也有一 些自己的体会，这次工艺设计课程，能够培育我针对一些具体问题去查找资料、 在茫茫的资料中进行分析综合，进而提炼精华，最后成为我所用的资料；这些不 仅巩固了我的大体知识，而且让我对以后走向实际生

19、产有了更高的自信。其实， 在这一次的课程设计的任务尽管没有包括工艺设计的全数内容，可是已经包括制 定设计方向，生产方案的的确信，生产流程的设计，要紧设备的工艺计算及选型， 环保及平安方法等。所涉及的知识能够说是揽括了咱们四年的知识，包括了涂料 化学，化工原理和化工设计、工程制图、乃至物理化学等等，期间需要翻看以前 的书籍和大量的文献及各类参考书籍。那个充分的考验咱们的耐心，设计期间碰 到许许多多的问题，从那个地址学到知识，使我感觉这一次的设计超级的成心义。六、参考文献I王沛熹，姜冬梅，赵红苯乙烯-丙烯酸酯类聚合物的开发M，吉林市图书馆 2004年第一期蒋国忠.改性苯乙烯一丙烯酸醋防水防油剂的研究M,常州市灵达化学品，23 卷第3 ,2020年9月赵晨阳李效玉.高固含量的苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物乳液的制备M, 北京化工大学材料科学与工程学院，第24卷第7期,2004年7月3李克华，赵修太,郑延成，陈迎伟.丙烯酸酯一苯乙烯共聚物降凝剂的合成M,江 汉石油学院化工系，湖北荆州4王亨权，徐宝财,徐理阮，潘榕伟.苯乙烯一丙烯酸醋共聚乳液及其涂料的制备 研究M,北京轻工业学院化学工程系，第12卷第