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文档简介

高分分子生产过程与合成反应器2019.11概述令大型的聚合物生产工业,通常由原料准备与精制、引发剂(或催化剂)配制、聚合、分离、后处理及回收等六个工艺过程所组成令聚合物品种不一样,生产工艺条件不同,辅助过程的重要性会有所差异,但聚合过程总是整个工艺过程的核心。而聚合反应器则是核心中的核采用不同的聚合反应器会对聚合产物的结构和性能产生显著的影响。另一方面,不同的聚合反应机理对于单体、引发剂(或催化剂)和反应介质的要求各不一致。所以,实现这些聚合过程要采用不同的聚合方法因而,聚合操作方式和聚合反应器的选定,又和聚合方法密切相关第一节工业聚合方法聚合方法的选择除了要考虑单体的化学特性,传热方式,聚合物的特性,对产品的质量要求外,能否实现大型化,连续化,聚合反应器的结构与特性也要予以考虑工业上常用的聚合方法有本体聚合悬浮聚合乳液聚合令溶液聚合1.本体聚合令最大特点是在聚合过程中,除引发剂外不须加入分散剂、乳化剂等助剂或溶剂。所以,产品的纯度高。与其他聚合方法相比,还具有以下优点工艺流程简单冷能耗低成本低对环境的污染低令反应器利用率高。它是所有聚合方法中最好的令表1为苯乙烯本体聚合与悬浮聚合的比较可以看出,在同样的生产规模下,本体法的技术经济指标明显优于悬浮法表1.本体法与悬浮法聚苯乙烯工艺技术经济比较项目本体法悬浮法项目本体法悬浮法规模,104t/a4.54.5产品挥0.05-0.1发物/%0.1总投资,万美元9101230能耗,256-258总成本,美分2630.3设备材少量不50%不/kg料锈钢十锈钢原料成本9.310污水量,0.02公用工程成木0.1令本体聚合困难的问题是如何及时、有效地移走反应放出的大量反应热。特别在反应后期,转化率高,反应体系的粘度剧增,造成混合、传热困难,反应情况恶化。如果不能及时带出反应热,就会使体系温度上升,聚合度下降,聚合度分布加宽,副反应增加。严重的还会出现因反应温度无法控制而产生爆聚的理象令所以传热问题成为本体聚合能否实现工业化及放大的关键因素之令工业上常采用二段分步聚合来解决传热与混合问题。令第一阶段为预聚合,此时转化率可控制得低点。反应器可采用搅拌釜式反应器小型本体聚合可采用间歇搅拌釜令大型本体聚合装置可采用连续搅拌釜。经预聚后,体系中单体浓度已经降低,反应速率渐趋缓慢,放热速率亦随之减慢,甚至有时还需要外部供给反应体系以热量令这时反应进入第二阶段即后聚合阶段。令此时采用的反应器为塔式反应器或特殊类型的聚合反应器令但不论怎样,本体聚合终因反应前后的温度变化太大而使产物的聚合度分布拉宽,产物的性能变差但是从本质上来看,本体聚合是一种最简单的聚合体系几乎所有的聚合物均可用此法制备,所以它的通用性很强,有可能发展成为最简单的工业聚合方法令即使目前本体

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