聚丙烯腈反应工艺
丙烯腈的合成工艺
丙烯腈的合成工艺丙烯腈是一种有机化合物，化学式为C3H3N，属于腈类化合物。
它是一种无色液体，有刺激性气味。
丙烯腈主要用于合成合成纤维聚丙烯腈（PAN）等重要的化学原料。
那么，丙烯腈的合成工艺主要有以下几种方法：1. 丙烯腈的合成方法之一是通过丙烯与氨气在催化剂的作用下反应。
这种方法通常采用贵金属催化剂，如铑、钯、铂等。
反应的条件一般在高温高压下进行，以提高反应速度和收率。
反应的化学方程式如下：CH2=CHCN + NH3 →NCCH2CH=CH22. 另一种合成丙烯腈的方法是通过丙烯醇与氨气在高温下反应。
这种方法也需要催化剂的作用，一般采用铜、锌等金属作为催化剂。
反应的条件有一定的要求，一般需要在400-600的高温下进行。
反应的化学方程式如下：CH2=CHOH + NH3 →NCCH2CH=CH2 + H2O3. 还有一种合成丙烯腈的方法是通过异氰酸酯与丙烯在溶剂中反应得到。
这种方法是通过亲核取代反应进行，一般在碱性催化剂的作用下进行。
反应的条件相对较温和，容易控制。
反应的化学方程式如下：R-NCO + CH2=CH2 →R-NH-CO-CH=CH24. 在工业生产中，还有一种常用的合成丙烯腈的方法是通过丙烯与氰化氢在催化剂的作用下反应。
催化剂通常采用有机碱金属化合物，如吡啶、三乙胺等。
反应的条件一般在高温高压下进行。
反应的化学方程式如下：CH2=CH2 + HCN →NCCH2CH=CH2以上是丙烯腈的几种常用合成方法，每种方法都有其适用的场合和条件，需要根据具体情况选择合适的方法。
在工业上，一般采用丙烯与氨气在催化剂的作用下反应的方法进行生产，因为该方法的原料易得，反应收率较高。
同时，需要注意的是，在合成丙烯腈的过程中，需要注意安全性和环保性的考虑，选择合适的催化剂和适当的反应条件，以降低对环境的负面影响。
腈纶工艺技术
腈纶工艺技术腈纶是一种合成纤维，也被称为聚丙烯腈纤维。
它具有高强度、耐磨性和耐化学腐蚀性等优点，被广泛应用于纺织、工业和军事等领域。
本文将介绍腈纶的工艺技术。
腈纶的制造过程包括纤维化、聚合、纺丝、拉伸和织造等环节。
首先是纤维化，通过将原料腈纶聚合物经过筛选、切片和干燥等步骤，使其变成适合纺丝的形态。
纤维化过程中需要控制温度、湿度和拉伸力等参数，以确保腈纶聚合物的质量和形状。
接下来是聚合，将纤维化的腈纶聚合物放入聚合器中，加入引发剂和催化剂，通过高温和反应时间的控制，使腈纶聚合物发生聚合反应，形成高分子链结构。
聚合过程中需要注意控制反应温度和聚合时间，以确保得到具有良好性能的聚丙烯腈纤维。
经过聚合反应后，腈纶聚合物需要通过纺丝工艺将其形成纤维。
纺丝工艺主要包括熔融纺丝和湿法纺丝两种方法。
熔融纺丝是将聚合后的腈纶聚合物加热熔化，通过旋转孔板或喷丝装置将其挤出，形成连续的纤维。
湿法纺丝则是将聚合后的腈纶聚合物溶解在溶剂中，通过旋转盘或旋转嘴，将溶液均匀地滴下，溶剂逐渐蒸发，形成纤维。
拉伸是指将纺丝后的纤维进行拉伸和定形处理。
拉伸可以使纤维的强度、延伸性和线密度得到进一步的提高，并调节其表观密度和外观。
定形处理则是通过热空气或热辊将纤维加热和冷却，使其保持所需的形态。
最后是织造环节，将拉伸和定形处理后的腈纶纤维进行织造。
织造工艺有很多种，包括传统的手工织造和现代化的机织。
根据需要可以选择不同的织物结构和纺织方式，使腈纶纤维的性能得到发挥。
腈纶工艺技术的不断发展，使得腈纶纤维的性能和品质越来越好。
腈纶纤维具有较强的耐热性和耐磨性，因此广泛用于工业防护服装，如防火服和防化服。
此外，腈纶纤维还可用于户外运动服装、内衣和袜子等服饰领域。
同时，腈纶纤维也被应用于汽车座椅、沙发面料和床上用品等家居领域。
总之，腈纶工艺技术的不断创新和提升，为腈纶纤维的广泛应用提供了坚实的基础。
聚丙烯腈纤维纺丝工艺
聚丙烯腈纤维纺丝工艺(一)湿法纺丝聚丙烯腈湿法纺丝工艺，采用与制备原液相同的溶剂一一水溶液作凝固浴，纺丝原液由喷丝头上小孔喷出成细流状进人凝固浴,表层首先与凝固浴接触,凝固成皮层,随着凝固浴中水透过皮层向细流内部扩散和细流内部溶剂通过皮层向凝固浴扩散,使细流中溶剂浓度不断降低，当达到临界浓度时,均相的聚丙烯腈共聚物溶液发生相分离,聚合物从溶液中沉淀析出，凝固成具皮芯结构的初生纤维(冻胶体)。
此法是目前腈纶生产的主要方法，约占总产能的82%。
(二)干法纺丝聚丙烯腈干法纺丝工艺，采用易挥发的有机溶剂(DMF、丙酮等)制备原液，纺丝时预先加热原液,并将原液从喷丝板小孔喷入具有夹套加热的纺丝甬道中,与通人甬道的热氮气并流前进,原液细流中溶剂被热的氮气加热而蒸发,并被流动的热气流带走,在冷凝器中冷凝回收，原液细流中聚合物因脱溶剂而凝固成初生纤维。
(三)干湿法纺丝干湿法纺丝工艺，纺丝原液从喷丝板小孔挤出,先经10～30mm空气层,然后进入凝固浴，经脱溶剂而制得初生纤维。
由于出喷丝孔后原液细流胀大区在空气层中,处于未凝固状态,无溶剂减少故液流体积无变化,细流胀大截面比湿法或干法大几倍,可经受较大喷头的正拉伸,喷头正拉伸使高聚物大分子获得初步取向,为进行高速纺丝和经受高倍拉伸制高强度纤维创造了条件。
目前,该法的最高纺速达1000~2000m/min,所产纤维强度超过7cN/dtex。
产品主要用作碳纤原丝。
(四)冻胶法纺丝冻胶法纺丝工艺，用于制备高强高模聚丙烯腈纤维,将大于50万的超高相对分子质量聚丙烯腈溶液在高温下挤出喷丝板,原液细流先被冷却固化成含有溶剂的聚合物冻胶丝,再经脱溶剂与高倍拉伸制得高强高模纤维。
如将相对分子质量100万的聚丙烯腈，以DMF为溶剂配成浓度6%~8%的溶液(45℃时黏度100Pa·s)加热到90~100℃,经10mm空气层后进入0~5℃、75%DMF凝固浴,由于迅速冷却形成了稳定的冻胶丝;制得的冻胶丝中含有与纺丝原液中相近浓度的溶剂,经萃取浴脱除溶剂,干燥去除萃取剂,再经多级高倍拉伸(总拉伸15~20倍),可制得强度12cN/dtex、模量222cN/dtex的高强高模聚丙烯腈长丝。
聚丙烯腈合成方法
聚丙烯腈合成方法聚丙烯腈是一种重要的合成纤维材料，广泛应用于纺织、化工、医药等领域。
本文将介绍聚丙烯腈的合成方法及其特点。
聚丙烯腈的合成方法主要包括自由基聚合法和离子聚合法两种。
其中，自由基聚合法是目前应用较广泛的一种方法。
下面将分别介绍这两种合成方法。
自由基聚合法是通过丙烯腈单体的自由基聚合反应来合成聚丙烯腈。
首先，将丙烯腈单体与引发剂、溶剂等混合物加入反应釜中，经过适当的搅拌和加热，引发剂产生自由基，引发聚合反应。
聚合反应进行一段时间后，反应釜中生成的聚合物经过过滤和洗涤等步骤，最终得到聚丙烯腈。
自由基聚合法具有反应速度快、操作简单的优点，但聚合度较低，分子量分布较宽，所得聚丙烯腈的性能较一般。
离子聚合法是通过丙烯腈单体的离子聚合反应来合成聚丙烯腈。
离子聚合法主要包括阴离子聚合和阳离子聚合两种。
阴离子聚合是将丙烯腈单体与阴离子引发剂反应，生成负离子，进而引发聚合反应。
阳离子聚合则是将丙烯腈单体与阳离子引发剂反应，生成正离子，引发聚合反应。
离子聚合法可以得到分子量较高、分子量分布较窄的聚丙烯腈，具有优异的物理性能和化学稳定性。
除了上述两种主要的合成方法，还有其他一些改进方法，如催化剂聚合法、辐射聚合法等。
催化剂聚合法是通过添加催化剂来促进聚合反应的进行，提高聚合速度和聚合度。
辐射聚合法则是利用辐射能量引发聚合反应，可以在常温下进行，不需要引发剂和溶剂，具有环保、高效的特点。
总的来说，聚丙烯腈的合成方法多种多样，各有特点。
选择合适的合成方法，可以得到具有不同物理性能和化学性质的聚丙烯腈。
这些聚丙烯腈材料在纺织、化工、医药等领域有着广泛的应用前景。
未来，随着合成技术的不断发展和完善，聚丙烯腈的合成方法将变得更加高效、环保和经济。
聚丙烯腈反应工艺
聚丙烯腈反应工艺材料科学与工程学院 201013020427杨艳艳1 聚丙烯腈聚合方法PAN溶液聚合的基本工艺为：丙烯腈、溶剂和少量助剂进入反应签，达到一定的温度条件，单体在引发剂的作用下打开双键连接为线性聚丙烯腈链并释放出反应热；这些溶有大分子的有机溶液经过一些后处理工序，成为最终聚合产品。
水相沉淀聚合是当前聚丙烯睛纤维工业中使用最广泛的方法。
水相沉淀聚合工艺具有连续相不参与聚合过程、聚合釜时空利用率高、体系粘度低、聚合热易除去、反应易稳定控制、生产灵活性大等优点。
2 聚合方法选择选择水相沉淀聚合中连续聚合方法，以二甲基亚砜为溶剂的工艺路线，该工艺路线采用丙烯腈为主单体，衣康酸、丙烯酸甲酯等物质作为共聚单体，二甲基亚砜为溶剂，通过偶氮二异丁腈热分解引发进行自由基链式聚合反应。
DMSO法聚合也可以采用连续聚合法，即：聚合主体过程按照转化率划分为前后两段，进出料均为连续过程，无批次划分。
其生产过程为：所有原料和助剂在混合成均匀溶液后，连续、定量进入聚合釜，并与已达到一定反应程度(70%以上)的丙烯腈—聚丙烯腈一二甲基亚砜溶液进行反应;该阶段得到的长链产物连续送入第二聚合釜，达到较高转化率(90%左右)；此后经过连续脱单、脱泡、过滤等处理后达到一定的中控指标，恒压输送至纺丝单元。
DMSO法聚合的主要特点在于条件缓和及可控性好。
其工艺具有以下优点A、聚合体系温度条件和缓，通过普通的循环热水系统即可完成，不仅降低了成本，而且安全可靠，控制精度高。
B、所得纺丝液不易水解，能够长时间贮存，在纺丝过程条件条件更加温和可控，制得的原丝和碳纤维综合性能更好C、二甲基亚砜对碳钢有一定腐蚀，因此主物料管线设备使用不锈钢材质，但对空间影响不严重，现场除有机物料接触的管线设备外，其余都可采用碳钢材质和普通防腐技术，检修维护成本不高。
D、二甲基亚砜人身伤害性小，只需配备简单劳保措施，安全环保投入低。
E、二甲基亚砜稀溶液回收技术简单，回用效果好，成本方面可控。
聚丙烯腈合成工艺
聚丙烯腈纤维及其合成工艺摘要：聚丙烯腈纤维由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。
丙烯腈的聚合属于自由基型链式反应，通常有丙烯腈经自由基引发剂引发聚合而成。
其聚合方法根据所用溶剂（介质）的不同，可分为均相溶液聚合（一步法）和非均相溶液聚合（二步法）。
关键词：聚丙烯腈纤维；合成工艺；均相溶液聚合；水相沉淀聚合一、前言聚丙烯腈纤维的商品名是腈纶，由聚丙烯腈或丙烯腈含量大于85%(质量百分比)的丙烯腈共聚物制成的合成纤维。
聚丙烯腈纤维的性能极似羊毛，弹性较好，伸长20%时回弹率仍可保持65%，蓬松卷曲而柔软，保暖性比羊毛高15%，强度比羊毛高1～2.5倍，有合成羊毛之称。
因为聚丙烯腈纤维具有柔软、膨松、不易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，根据不同的用途的要求，可纯纺或与天然纤维混纺，其纺织品被广泛地用于服装、装饰等领域。
二、聚丙烯腈的结构和特性1、聚丙烯腈的结构聚丙烯腈自问世，因其严重的发脆、熔点高，当加热到280～290℃还未熔融就开始分解无法进行纺丝的缺点，应用受到限制。
使用第二单体与丙烯腈共聚，聚合物分子间作用力降低，克服了脆性并改善了柔性和弹性，使聚丙烯腈成为重要的合成纤维品种。
以后随着第三单体的引入，进一步改善了纤维的染色性，这样聚丙烯腈的生产才得到迅速发展。
常用的第二单体有丙烯酸甲酯(CH2＝CH-COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯[CH2C(CH3)COOCH3]、醋酸乙烯酯(CH2＝CHOOCCH3)等中性单体，第三单体有丙烯磺酸[CH2＝C(SO3H)-CH3]、丙烯酸(CH2＝CHCOOH)、衣康酸(CH2=CHCOOHCH2COOH)等。
例：由丙烯腈、丙烯酸甲酯和丙烯磺酸聚合成的聚丙烯腈纤维的结构如下：2、聚丙烯腈的特性（1）聚丙烯腈纤维的热学性能聚丙烯腈纤维具有特殊的热收缩性，将纤维热拉伸1.1～1.6倍后骤然冷却，则纤维的伸长暂时不能恢复，若在松弛状态下高温处理，则纤维会相应地发生大幅度回缩，这种性质称为聚丙烯腈纤维的热弹性。
聚丙烯腈的合成工艺
聚丙烯腈的溶液聚合工艺简述摘要主要概述了聚丙烯腈均相溶液聚合和水相沉淀聚合聚合工艺以及影响两种聚合的因素。
关键词聚丙烯腈溶液聚合工艺1 前言聚丙烯腈（PAN）主要用于室外纺织品、滤材以及碳纤维原丝等，最初是由法国化学家在19世纪末合成出来的，而直到20世纪30年代德国化学家才将其用于石油和耐汽油橡胶中。
杜邦公司最开始采用DMF为溶剂生产聚丙烯腈。
但均聚的聚丙烯腈由于氰基存在分子间的氢键和范德华力强内聚能高，如此大的次价键使得其手感僵硬而分子间堆砌紧密造成染料进入其内部因此染色困难。
于是就开始有了加入第二第三单体对聚丙烯腈进行共聚改性以改善其手感和染色性能。
2 聚丙烯腈的溶液聚合工业上生产聚丙烯腈的方法主要是自由基聚合但也有报道一些其他的聚合方法，比如阴离子聚合和基团转移聚合等[1]。
聚丙烯腈的溶液聚合可以根据溶剂对聚合物的溶解能力分为均相溶液聚合和非均相溶液聚合两种。
2.1 均相溶液聚合工业化生产应用的聚丙烯腈大多是三元共聚物，除了丙烯腈（约占88%-95%）外，还有第二单体和第三单体。
工业上的丙烯腈在运输储藏过程中为了避免自聚一般需要加入阻聚剂，为了减少除去阻聚剂这步工序，一般采用易挥发的氨。
工业上采用的第二单体一般为非离子型单体如甲基丙烯酸甲酯等，其主要作用是降低PAN的结晶性增加纤维的柔软性以及增加染料向纤维内部扩散的速率。
第三单体一般为含羧基或磺酸基的烯类单体。
现在工业上大都采用依康酸，其主要作用是增加对染料的亲和性。
共聚单体的选择必须考虑单体的竟聚率，单体将的竟聚率R1和R2不宜相差过大。
工业上一步法均相溶液聚合采用的无机溶剂有硫氰酸钠（国内就普遍使用）、氯化锌水溶液（Dow Chemical）、DMF(钟纺)、DMSO （东丽）等。
溶液聚合是选择溶剂必须考虑溶剂的链转移常数，聚丙烯腈溶液聚合的链转移常数不宜过大。
丙烯腈的聚合因使用不同的方法而选择不同的引发剂。
在均相溶液聚合中硫氰酸钠和DMSO通常选用偶氮二异丁腈作为引发剂。
聚丙烯腈(pan)基碳纤维生产工艺
聚丙烯腈(pan)基碳纤维生产工艺聚丙烯腈（PAN）基碳纤维是制备高品质碳纤维的主要原料之一。
该纤维具有高强度、高模量、高导电性和优异的耐高温性能，被广泛应用于高端航空、航天、汽车和体育器械等领域。
本文将介绍PAN基碳纤维的生产工艺。
1. 原料准备根据生产工艺要求，选择合适的聚丙烯腈原料。
将原料进行初步处理，去除杂质和水分，以确保生产过程中的纤维质量。
2. 聚合反应将经过准备的聚丙烯腈原料溶解在适当的溶剂中，加入聚合催化剂和其他添加剂，进行聚合反应。
反应温度和时间、反应条件等要求均需严格控制，以确保聚合品质量和纤维性能。
3. 细纤化将聚合物溶液经过细纤化处理，使聚合物分子链排列有序，形成纤维形态。
细纤化方法有湿法和干法两种，其中湿法多使用纺丝机或旋转杯法，而干法则多采用气流旋转杯法。
4. 洗涤和脱水将细纤化后的纤维进行多次洗涤，以去除残留的溶剂和其他杂质。
洗涤后进行脱水处理，以去除水分，为后续的碳化步骤做好准备。
5. 碳化将经过脱水处理的PAN基纤维置于高温炉中进行碳化。
碳化温度和碳化速率对纤维质量和性能有着极大的影响，要根据产品要求进行合理的控制。
6. 热处理将碳化后的纤维再次进行高温热处理，使其内部结构进一步改善，提高其力学性能和稳定性。
7. 修边和检测对制备完成的碳纤维进行修边处理，去除开口、裂纹等缺陷。
然后进行质量检测，检查其力学、热学、导电等性能是否符合要求。
8. 包装通过卷绕或缠绕等方式对碳纤维进行包装，以便于运输和使用。
总之，PAN基碳纤维生产工艺控制精度要求高，涉及多个关键步骤，每一个环节都需要精益求精，以确保产品质量和性能稳定。
在实际生产过程中，还需要根据产品品种和规格进行细致的调整和改进，以满足不同用户的需求。
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聚丙烯腈反应工艺
材料科学与工程学院２0101302０42７杨艳艳
1 聚丙烯腈聚合方法
PＡN溶液聚合的基本工艺为：丙烯腈、溶剂和少量助剂进入反应签，达到一定的温度条件,单体在引发剂的作用下打开双键连接为线性聚丙烯腈链并释放出反应热;这些溶有大分子的有机溶液经过一些后处理工序,成为最终聚合产品。
水相沉淀聚合是当前聚丙烯睛纤维工业中使用最广泛的方法。
水相沉淀聚合工艺具有连续相不参与聚合过程、聚合釜时空利用率高、体系粘度低、聚合热易除去、反应易稳定控制、生产灵活性大等优点。
２聚合方法选择
选择水相沉淀聚合中连续聚合方法，以二甲基亚砜为溶剂的工艺路线,该工艺路线采用丙烯腈为主单体,衣康酸、丙烯酸甲酯等物质作为共聚单体,二甲基亚砜为溶剂，通过偶氮二异丁腈热分解引发进行自由基链式聚合反应。
DＭSO法聚合也可以采用连续聚合法,即：聚合主体过程按照转化率划分为前后两段,进出料均为连续过程，无批次划分。
其生产过程为：所有原料和助剂在混合成均匀溶液后，连续、定量进入聚合釜，并与已达到一定反应程度(70%以上）的丙烯腈—聚丙烯腈一二甲基亚砜溶液进行反应;该阶段得到的长链产物连续送入第二聚合釜,达到较高转化率(９0%左右)；此后经过连续脱单、脱泡、过滤等处理后达到一定的中控指标，恒压输送至纺丝单元。
ＤMSO法聚合的主要特点在于条件缓和及可控性好。
其工艺具有以下优点Ａ、聚合体系温度条件和缓，通过普通的循环热水系统即可完成,不仅降低了成本，而且安全可靠，控制精度高。
B、所得纺丝液不易水解,能够长时间贮存,在纺丝过程条件条件更加温和可控,制得的原丝和碳纤维综合性能更好
C、二甲基亚砜对碳钢有一定腐蚀,因此主物料管线设备使用不锈钢材质,但对空间影响不严重，现场除有机物料接触的管线设备外,其余都可采用碳钢材质和普通防腐技术,检修维护成本不高。
D、二甲基亚砜人身伤害性小,只需配备简单劳保措施，安全环保投入低。
E、二甲基亚砜稀溶液回收技术简单,回用效果好,成本方面可控。
2.１引发剂选择
PAN原丝聚合生产中曾使用各种有机和无机溶剂,包括二甲基甲酰胺(DM Ｆ)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜（DMSO）、硝酸水溶液、硫氰化钠水溶液、氯化锌水溶液等。
日本东丽公司采用偶氮二异丁腈(AIＢN)做引发剂,二甲基亚砜(DMSO）做溶剂；美国杜邦公司采用过硫酸铵组成的氧化还原引发体系做引发剂,ZnCl2水溶
液做溶剂；还有用硝酸水溶液做溶剂的，同样适用过硫酸铵氧化还原体系引发。
DＭＳO／AＩBN体系，凭借其操作安全和产品的高质量，已成为当今的主流
方法。
２．2单体选择
制备聚丙烯腈纺丝溶液是以丙烯腈（ＡN)为第一单体，丙烯酸（AA)、衣康酸（LＡ）等为第二单体,有时加入第三单体，在偶氮类或过氧化类引发剂的作用下进行共聚反应制备聚合物溶液。
３聚合反应动力学
丙烯睛溶液共聚合,它是一种典型的自由基聚合反应。
这是一种链式反应,总反应至少由链引发、链增长、链终止三种基元反应组成。
另外,自由基聚合往往同时伴有链转移反应。
四种基元反应互相串联、并联，使得自由基聚合过程通常非常复杂。
引发剂引发的均聚反应速率方程为：
式中,Rp为聚合反应速率，f为引发剂效率，kｐ称为链增长反应速率常数，ｋ
为引发剂分解速率常数，ｋt为链终止反应速率常数，[Ｉ]和［M]分别为引发剂d
和单体的为总的聚合速率常数。
这说明聚合速率是由聚合速率常数、引发剂浓度和单体浓度,为总得聚合速率常数。
这说明聚合速率是由聚合速率常数、金发剂浓度和单体浓度决定的，其中n、m表示引发剂浓度和单体浓度对聚合反应的贡献率。
4反应过程
AN与IＡ两种单体、ＡＩＢＮ、DMSO按一定配比混合,加入１0Ｌ不锈
钢聚合釜中，在58℃~６０℃，氮气气氛条件下，单体浓度为20%～23％，聚合反应２4 h～3０h,制得纺丝溶液。
5 反应釜选择
5．1 反应釜选择
反应流程中的反应釜:单体配置釜、引发剂配置釜、聚合釜和终止釜。
内各有一台搅拌器。
搅拌器的另一个作用是保持非均相聚合中悬浮粒子在液相介质中稳定悬浮。
所以搅拌效果至关重要。
聚合反应釜分为立式和卧式，目前普遍应用的聚合反应釜为立式，带有内外换热结构(盘管、导流筒、夹套等），换热用水来自恒温水系统,具有可调速的搅拌装置。
此聚合反应釜为立式传动装置。
容器为全夹套式，带有用变频调速的搅拌器。
搅拌器为特殊设计的锚式与双螺叶式复合结构，螺叶为空心管,内部可通入恒温的加热水,可使釜内高黏度聚合液处于很好的流动状态，有利于传质、传热,使釜内聚合温度均匀而不引起自聚，稳定其聚合度。
螺叶作旋转运动时，釜内的聚合液沿着螺旋方向向上运动，再沿螺叶中心轴垂直流下。
同时要严格控制搅拌器的旋转速度，因为搅拌器旋转速度对聚合物相对分子质量有较大影响。
尤其对于设置了导流筒的聚合釜，搅拌器作旋转运动时，釜内的物料沿着导流筒外币在螺旋推压作用下向上运动,再沿搅拌器的中心轴垂直留下,能够实现全混合，比较适宜粘性变化的体系。
反应釜可在真空条件下操作,并配有安全保护装置。
聚合工艺流程图
公用工程实现对热水箱恒温、恒液位控制及对泵出口恒压控制。
精馏纯化实现对蒸馏釜温、压力；精馏塔温度、分凝器温度和压力进行有效控制。
聚合反应部分通过调节冷水和热水阀开度控制聚合釜温度按要求变化。
控制终止釜、脱单脱泡釜和储料釜温度在６5℃。
5.２ 反应釜内流程
对于连续聚合，主聚合仅指前期的集中反应放热阶段,第一聚合釜是其发生场所,具有全混式低速搅拌器和导流筒换热结构，并分为混合段(上部）与聚合段(中下部）两部分。
聚合液贮槽内物料,通过出料泵加压，连续、定量送入第一聚合釜上部混合段。
该段有桨式搅拌器和低温水夹套(温度不超过20℃），避免刚刚进入的丙烯腈单体发生反应,而只允许其与设备内已具有一定粘度和反应程度的物料进行混合。
随着第一聚合釜的连续进出料，混合后物料自然向下运行进入聚合段。
该段具有全混式搅拌器和导流筒换热结构，即：位于导流筒内侧的搅拌器向上提升物料,至最高点后从导流筒外部环形区落下,如此循环,达到混合。
该阶段的工艺特点是触媒浓度、单体浓度都很高，反应速度较快。
聚合段温度控制在反应所需范围,偶氮物分解产生自由基引发聚合，丙烯腈单体按链式反应机理与体系内已有的高分子链(分子量不大）连接并放出聚合热,实现链增长。
搅拌作用使聚合段物料不断全混合,分散丙烯腈单体，同时避免局部热量和高粘度物质集中。
达到一定分子量后因运动困难不易被提升，随着进出料的整体运动进入设备底部非搅拌区（下封头）,作为前期聚合产物连续进入第二聚合釜进行补充聚合。
主聚合阶段可达到７0％以上的平均转化率。
5.3聚合釜计算
5.３．1计算条件收集
本课程设计的聚合釜的年产量是1０万吨,年工作时数为79２0小时，而丙烯腈三元共聚的反应为1小时，丙烯腈聚合过程以及后处理中损失的丙烯腈为３%，而丙烯腈单釜的转化率只有80%(未聚合的单体经过脱单体塔后经过在处理又循环使用,回到聚合釜中）。
5.3.2计算物料
丙烯腈聚合过程以及后处理中损失量为3%,而聚合釜单釜的转化率只有８０%由此可以算出每批投入的总单体量(三种单体)。
总单体流量＝ = １6２７.09kg/h
5.3.2聚合釜釜体几何尺寸设计
1、聚合釜实际体积计算
聚合釜中反应混合液的密度 选择:聚合釜中主要组份水的密度为1000ｋg ∕m 3、丙烯腈的密度为810 kg/m ３,由于水和丙烯腈占绝大部分所以取反应混合
7920
8.097.010*******⨯⨯⨯
液密度 =950 kｇ∕ｍ3。
==998５８．54/9５0=1０５.11 m3
反应混合液体积V
Ｒ
设计选取0.8作装料系数，则聚合釜实际体积ＶT可根据V T＝计算。
聚合釜实际体积V
＝＝10５．1１/0.8=1３1.39 ｍ３。
Ｔ
2、聚合釜的尺寸
对直立反应釜来说,釜体容积通常是指圆柱形筒体及上下封头所包含的容积之和，根据釜体容积和物料性质选定釜体的长径比H∕D值（其比值一般在１～1．5之间)，估计釜体总高度Ｈ、内径D。
经计算，D应选定为5.0０m。
圆筒高度为6.６9m。
参考文献:
[1]孙立. 聚丙烯腈原丝聚合工艺研究[D］．华东理工大学, 2０12.
[２]王世栋. 碳纤维用聚丙烯腈溶液共聚合反应研究[D]. 华东理工大学, 2011.
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