聚合物合成工艺设计作业讲解

湖南工学院

年产5万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计

小组成员：严智龙坚指导教师：谭茜可发性聚苯乙烯（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5万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，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计

Abstract

EPS (expa ndable PolyStyre ne EPS) known as polystyre ne and styre ne copolymers, is a mixture of a resin and physical foam ing age nt and other additives. The most com mon can be made of polystyre ne is contained as pentane foam ing age nt tran spare nt PS material particle.

Suspe nsion polymerizati on is the desig n for the annual product ion capacity of 5 milli on tons of polystyre ne sect ion process desig n, react ion mecha nism of free radical polymerizati on, suspe nsion polymerization, using styrene monomer, water as suspending medium, using low-temperature on e-step producti on process. This method is styre ne mono mer, i nitiator, dispers ion age nt, water, foami ng age nt and other additives together into a react ion kettle, after polymerizati on containing blow ing age nt of resin particles, after wash ing, cen trifugal separati on and drying, can be made of polystyre ne beads products; for polymerizati on react ion kettle of material bala nee, heat bala nce calculati on, based on the an alysis of the process flow, select ion of the process equipme nt and calculation. Draw a flow chart with control points, and the preparation of the design specifications and calculati ons.

Key words: Expandable Polystyrene suspension polymer material balance calculation process desig n

目录

摘要 (1)

1绪论 (4)

1.1概述 (4)

1.1.1聚苯乙烯简介 (4)

1.2指导思想 (4)

1.3节能与环境保护 (4)

1.3.1 节能 (4)

1.3.2环境保护 (5)

2工艺论证 (6)

2.1工艺原理 (6)

2.1.1生产方案 (6)

2.1.2工艺路线 (6)

2.1.3工艺流程 (6)

2.1.4反应原理 (6)

2.2聚苯乙烯的生产技术 (7)

3聚合工段工艺和生产流程 (8)

3.1聚合工段工艺过程叙述 (8)

3.2生产流程 (8)

3.3产品规格、原料及公用工程条件 (8)

3.3.1产品规格 (8)

3.3.2生产方式及规模 (9)

4物料衡算 (10)

4.1计算依据 (10)

4.2聚合工段物料衡算 (10)

4.2.1进料阶段 (10)

4.2.2出料阶段 (11)

5聚合工段热量衡算 (13)

附录 (16)

1绪论

1.1概述

1.1.1聚苯乙烯简介

聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由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?70C，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，冈『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。

1.2指导思想

本设计的指导思想是：

(1)采用悬浮聚合工艺，确保产品质量高，生产过程安全；

(2)生产过程采用自动化控制，机械化操作；

(3)对于易燃易爆的地方，采用了可靠的控制，并设置了报警消防设施；

(4)采用技术成熟的溶液聚合方法，达到了环保要求，对生产过程中的排放物要经过处理，以达到环保要求；

(5)厂房、车间、设备布置严格按照土建标准，以保证生产正常的运行和操作方便以及操作人员的安全为主。

1.3节能与环境保护

1.3.1节能

本设计采用的节能方法：

(1)本设计采用悬浮聚合法合成EPS副反应少，收率高。

(2)合理进行设备布置，尽力按物料流向布置，减少物料往返输送次数。

(3)适当利用位差，物料靠重力输送，而减少输送设备，节约部分动力。

(4)选择设备时，凭着高效节能的原则。

(5)设计中加强了对进入装置的水、电、蒸气的计量，为加强能源管理，合理用电、水、气打下良好基础。