年产一万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计
聚苯乙烯的生产工艺流程图
聚苯乙烯的生产工艺流程图聚苯乙烯（Polystyrene，PS）是一种重要的合成塑料，广泛应用于包装、建筑、电子、化妆品等众多领域。
下面简单介绍一下聚苯乙烯的生产工艺流程。
聚苯乙烯的生产工艺主要包括光苯的制备、苯乙烯的制备和聚合反应三个步骤。
首先是光苯的制备。
聚苯乙烯的制备是以苯为原料进行的，因此首先需要制备光苯。
光苯制备主要利用煤焦油、石化乙苯或邻二甲苯等原料，采用加氢、脱芳烃或碱洗等方法进行处理，得到纯净的苯。
然后是苯乙烯的制备。
苯乙烯是聚苯乙烯的主要单体，制备苯乙烯的方法有多种，常用的是烯烃法和氧化法。
烯烃法主要是将苯和丁烯等烯烃在一定温度和高压下进行反应，生成苯乙烯。
氧化法是将苯和空气在催化剂存在下进行反应，生成苯乙烯。
苯乙烯的制备一般在装有催化剂的反应器中进行，通过控制温度、压力和反应时间等参数，得到高纯度的苯乙烯。
最后是聚合反应。
将苯乙烯引入聚合反应器中，通过引入引发剂、调节剂等添加剂，控制温度和压力等参数，在反应器中进行聚合反应。
聚合反应将苯乙烯分子通过共轭双键的开环反应，形成高分子链，最终形成聚苯乙烯。
聚合反应通常有两种方法，一种是自由基聚合，另一种是阴离子聚合。
在聚合反应中，需要控制反应的时间、温度和压力等参数，以获得所需的聚合物性能。
在整个生产过程中，需要对原料进行预处理，确保其纯度达到要求；对反应条件进行调控，确保反应平稳进行；对产物进行分离、净化和造粒等处理，确保最终产品的质量。
聚苯乙烯的生产工艺流程图如下：原料处理↓光苯制备↓苯乙烯制备↓聚合反应↓产物分离和净化↓造粒↓成品包装以上是聚苯乙烯的生产工艺流程简介，通过以上步骤，可以获得高质量的聚苯乙烯产品。
当然，不同厂家和不同生产线可能会有一些细微的差异，但总体来说，生产流程主要是这样的。
聚苯乙烯的生产工艺是一个复杂的过程，需要仔细控制各个环节的参数，以确保产品的质量和性能。
年产100000万吨苯乙烯生产车间工艺设计-毕业设计说明书.doc
毕业设计说明书年产100,000万吨苯乙烯生产车间工艺设计学生姓名： 学号： 学 院：系专 指导教师：2012年 6 月xx Xxxx 化工与环境学院 化学工程系xxx大学2012届毕业设计说明书年产100,000吨苯乙烯生产车间工艺设计摘要：苯乙烯是一种非常重要的化工原料，60%的苯乙烯用来生产聚苯乙烯，还用来生产树脂、乳胶等。
现在世界上的苯乙烯年产量为3000万吨左右，我国的年产量在600万吨左右，且目前处于供需持平，从产量和需求可以看出苯乙烯生产的重要性。
本设计采用技术最成熟的工艺：绝热式乙苯催化脱氢工艺。
从1937年工业化至今，经过了好几代的发展，现在已成为一种非常重要的工艺。
目前世界上85%的苯乙烯均采用此法进行生产。
本设计主要做了以下几个方面的工作：文献调研，工艺选择；物料衡算，能量衡算；设备设计；车间布置；经济估算；带控制点的工艺流程图，主体设备图及车间布置图的绘制。
关键词：苯乙烯；工艺设计；催化脱氢；绝热固定床反应器xxx大学2012届毕业设计说明书The production workshop design of styrene with an annual output of100,000 tonsAbstract：Styrene is a very important chemical material, 60 percent of it is used to produce Polystyrene and also is used to produce resin and latex. The outlet of the styrene all over the world per year is 30 million tons, and our country take up 20 percent of the total outlet and the current supply is equal to the demand. So the production workshop design of styrene is very important.The most mature technology-adiabatic dehydrogenation of ethylbenzene process is used to produce styrene. From 1937, the first industrialized time, after several generations of development, it has become a very important process. The 85 percent of the styrene is produced by this method. This design includes document survey, process selection, material balance, heat balance, equipment design, facility layout, economical evaluation, the drawing of the process chart, the main equipment diagram and the workshop layout chart.Keywords: Styrene, Catalytic dehydrogenation, Process design, Adiabatic fixed-bed reactorxx大学2012届毕业设计说明书目录1文献综述 (1)1.1 苯乙烯的性质 (1)1.2 苯乙烯的来源与应用 (1)1.3 苯乙烯的供需情况 (2)1.3.1 世界范围内的产能情况 (2)1.3.2 国内的产能情况 (2)1.4 苯乙烯的生产方法 (3)1.4.2 环氧丙烷-苯乙烯联产法 (4)1.4.3 乙苯氧化脱氢法 (4)1.4.4 热解汽油抽提蒸馏回收法 (4)1.5 苯乙烯生产方法的比较 (5)2 工艺路线的确定 (6)2.1 设计方案的确定 (6)2.1.1催化脱氢法 (6)2.1.2乙苯共氧化法生产苯乙烯 (6)2.1.3 UOP的选择性氧化脱氢法 (7)2.1.4 从裂解汽油中萃取苯乙烯 (8)2.2 工艺比较及选择 (9)3物料衡算 (11)3.1 乙苯催化脱氢法生成苯乙烯工艺流程简图 (11)3.2 设计基本数据 (11)3.3 计算简图及衡算过程 (12)3.3.1 催化脱氢反应器的物料衡算 (12)3.3.2 冷凝器的物料衡算 (14)3.3.3 油水分离器的物料衡算 (14)3.3.4 乙苯蒸出塔的物料衡算 (15)3.3.5 苯和甲苯回收塔的物料衡算 (15)Ixx大学2012届毕业设计说明书3.3.6 苯和甲苯分离塔的物料衡算 (16)3.3.7 苯乙烯精制塔的物料衡算 (17)3.4 物料衡算结果汇总 (17)4 热量衡算 (21)4.1 一段反应器的热量衡算 (21)4.1.1 乙苯预热所耗热量 (21)4.1.2 水预热所耗热量 (22)4.1.3 一段反应热 (23)4.1.4 一段反应器出口物料温度的计算 (24)4.2 二段反应器的热量衡算 (27)4.2.1 进入二段反应器的过热水蒸气量的计算 (27)4.2.2 二段反应器出口物料温度的计算 (27)4.3 三段反应器的热量衡算 (29)4.3.1 进入三段反应器的过热水蒸气量的计算 (29)4.3.2 三段反应器出口物料温度的计算 (29)4.4 整个反应器进出物料温度情况 (31)4.5 产物冷却的热量衡算 (31)4.5.1 冷却全过程氢气放出的热量 (32)4.5.2 冷却全过程苯乙烯放出的热量 (32)4.5.3 冷却全过程乙苯放出的热量 (32)4.5.4 冷却全过程水放出的热量 (32)4.6 精馏工段的热量衡算 (32)4.6.1 乙苯蒸出塔的热量衡算 (32)4.6.2 苯和甲苯回收塔的热量衡算 (33)4.6.3苯和甲苯分离塔的热量衡算 (34)4.6.4 苯乙烯精制塔的热量衡算 (35)5 主要设备的设计及辅助设备的选型 (36)5.1 固定床反应器的设计 (36)5.1.1 反应器的选择 (36)IIxx大学2012届毕业设计说明书5.1.2 反应器设计的具体过程 (36)5.1.3 固定床一段反应器的设计 (37)5. 1.4 固定床二段反应器的设计 (39)5.1.5 固定床三段反应器的设计 (41)5.1.7 支承结构 (42)5.1.8 固定床上下封头的选型 (43)5.1.9 固定床群座的设计 (44)5.1.10 固定床人孔的设计 (44)5.1.11 固定床接管的设计 (44)5.2 精馏塔的设计 (45)5.2.1 乙苯蒸出塔的设计 (45)5.2.2 苯和甲苯回收塔的设计 (48)5.2.3 苯和甲苯分离塔的设计 (50)5.3 换热器的计算及选型 (51)5.3.1 乙苯蒸出塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (51)5.3.2 其它几个精馏塔塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算及选型 (52)5.4 泵、风机的计算及选型 (53)5.5 设备一览表 (53)6 车间布置设计 (55)6.1车间布置设计原则 (55)6.2 厂房建筑 (55)6.2.1 厂房基础设计 (55)6.2.2 设备布置设计 (55)6.2.3 设备安全距离 (56)6.3 车间布置图 (56)7 经济效益核算 (57)7.1 固定资产投资 (57)7.1.1厂房投资 (57)7.1.2设备投资 (57)IIIxx大学2012届毕业设计说明书7.2成本估算 (57)7.2.1 原料成本估算 (57)7.2.2 公用工程费用的成本估算 (58)7.2.3 工人工资估算 (58)7.2.4生产费用 (58)7.2.5 年管理费用 (59)7.2.6 年其它费用 (59)7.2.7 成本估算 (59)7.3 经济效益分析 (59)7.3.1 收入分析 (59)7.3.2 年纯利润估算 (59)7.4 经济评价 (60)8 环保与安全评述 (61)参考文献 (62)致谢 (64)IVxx 大学2012届毕业设计说明书11文献综述1.1 苯乙烯的性质苯乙烯是芳烃的一种，分子式为C 8H 8，结构简式为C 6H 5CH=CH 2。
年产万吨苯乙烯工艺设计
年产万吨苯乙烯工艺设计摘要本文对年产万吨苯乙烯的工艺设计进行了详细探讨。
首先，介绍了苯乙烯的定义、用途和市场前景。
然后，分析了苯乙烯的生产工艺及其主要原材料。
接着，详细介绍了年产万吨苯乙烯的工艺流程、设备配置和工艺参数。
最后，对工艺设计的节能环保措施进行了探讨。
1. 引言苯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。
随着全球经济的发展和相关产业的推动，苯乙烯市场需求不断增长。
因此，设计一个年产万吨苯乙烯的工艺，具有重要的意义和广阔的市场前景。
2. 苯乙烯的生产工艺苯乙烯的生产主要通过石油炼制和煤化工两种途径实现。
石油炼制法是利用石油中的芳烃为原料进行加氢裂化，生成苯乙烯。
煤化工法是利用煤制气生产合成气，再经过一系列反应转化为苯乙烯。
两种方法各有优劣，并在不同地区得到应用。
3. 年产万吨苯乙烯的工艺流程苯乙烯工艺流程图苯乙烯工艺流程图年产万吨苯乙烯的工艺流程包括丙烯制备、丙烯催化裂化、催化剂再生、苯乙烯分离和净化等环节。
首先，通过石油炼制或煤化工法制备丙烯，然后将丙烯送入丙烯催化裂化装置进行裂化反应。
反应后，通过催化剂再生装置对催化剂进行再生，以提高其使用寿命。
接着，将反应产生的气体混合物送入分离装置进行分离和净化，得到高纯度的苯乙烯产品。
4. 年产万吨苯乙烯的设备配置•丙烯制备装置：包括丙烯气化、催化裂化等设备。
•催化剂再生装置：用于对催化剂进行再生和循环利用。
•产品分离装置：包括分离塔、冷凝器等设备用于对反应产物进行分离和净化。
•辅助设施：如循环水系统、冷却系统、废气处理系统等。
5. 年产万吨苯乙烯的工艺参数•丙烯制备装置投料量：XX吨/小时•丙烯催化裂化装置温度：XXX℃•催化剂再生装置氢气流量：XX千立方米/小时•产品分离装置塔压：XX千帕•产品分离装置塔底温度：XXX℃•催化剂再生装置压力：XX千帕6. 节能环保措施为提高工艺的经济效益和环境友好性，年产万吨苯乙烯的工艺设计中应考虑以下节能环保方面的措施： - 使用高效催化剂，提高反应转化率和产率。
聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告
聚苯乙烯聚合生产工艺设计方案报告聚苯乙烯（Polystyrene，PS）是一种重要的热塑性塑料，具有良好的耐热性、电绝缘性、机械强度和耐化学性。
广泛应用于电子电器、建筑材料、包装材料等领域。
本文将针对聚苯乙烯的聚合生产工艺设计方案进行报告。
一、生产工艺选择聚苯乙烯聚合的工艺主要有马可夫尼柯夫-耶东采夫法（Mass-Markovnikov-Jeovchakiow Method，M-M-J法）、巴尼-哈维恩法（Bany-Hawkins method）和防爆珠法（Bead Polymerization）等。
在这些方法中，防爆珠法是应用最广泛、生产效率最高的方法，因此我们选择防爆珠法作为生产工艺。
二、原材料准备聚苯乙烯的原材料主要为苯乙烯单体（Styrene Monomer，SM），以及聚合反应中所需的溶剂、引发剂、稳定剂等助剂。
原材料准备包括苯乙烯的净化、助剂的添加等步骤。
三、反应体系设计防爆珠法是在一个特定的溶剂中进行的乳液聚合反应。
合理选择溶剂和乳化剂，以保证聚合反应的进行。
根据实验室试验的结果，可选择适宜的溶剂和乳化剂。
四、聚合反应条件聚苯乙烯的聚合反应一般在高温下进行，需要控制反应温度、压力和物料的配比等参数。
在防爆珠法中，一般选择高温高压的条件，具体反应条件根据实验室试验结果确定。
五、聚合反应控制在聚合反应过程中，需要控制反应的速率和聚合度。
可以通过引发剂的选择、引发剂用量、加料方式等方法来控制反应速率；通过聚合反应时间、温度、压力等来控制聚合度。
六、反应后处理聚合反应结束后，需要对反应产物进行后处理。
包括溶剂的回收、产物的分离、洗涤、干燥等步骤。
同时对产物进行质量检验，满足产品质量要求。
七、废弃物处理聚苯乙烯生产过程中产生的废弃物主要为溶剂、引发剂等。
需要采取环保措施，对废弃物进行处理和回收利用，减少对环境的污染。
八、安全措施在聚合生产工艺过程中，需要采取严格的安全措施，防止发生事故。
包括防爆、防漏、防火等措施，确保生产过程的安全性。
PVC聚合工段初步工艺设计
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目录第一章前言............................................................................................................- 1 -第二章PVC的概况 ............................................................................................- 2 -2.1 聚氯乙烯的特性与用途...............................................................................- 2 -2.2 国内PVC行业市场分析.............................................................................- 2 -2.2.1 PVC产业发展周期分析...................................................................- 2 -2.2.2 PVC价格波动规律分析...................................................................- 3 -2.2.3 PVC与其他商品价格相关性分析...................................................- 3 -2.2.4 国内PVC主要的生产企业..............................................................- 3 -2.2.5 我国PVC的生产区域结构分析......................................................- 4 -2.2.6 我国PVC历年产能产量情况分析..................................................- 4 -2.2.7 面临的问题与任务............................................................................- 4 -2.2.8 聚氯乙烯的发展展望........................................................................- 5 -第三章PVC聚合方法的选择与流程 ...........................................................- 6 -3.1 PVC聚合方法的概述与比较......................................................................- 6 -3.1.1 悬浮聚合............................................................................................- 6 -3.1.2 本体聚合............................................................................................- 6 -3.1.3 溶液聚合............................................................................................- 7 -3.1.4 乳液聚合............................................................................................- 7 -3.2 悬浮聚合法生产工艺流程简述...................................................................- 9 -3.2.1 氯乙烯单体悬浮聚合机理................................................................- 9 -3.2.2 工艺流程简介..................................................................................- 10 -3.3 反应及产品质量的主要影响因素.............................................................- 13 -3.3.1 温度的影响......................................................................................- 13 -3.3.2 压力的影响......................................................................................- 14 -3.3.3 配料的影响......................................................................................- 14 -3.3.4 水比....................................................................................................- 16 -3.3.5 搅拌的影响........................................................................................- 16 -3.3.6 氧对聚合的影响..............................................................................- 16 -3.3.7 反应介质酸碱度（pH值）的影响................................................- 17 -i3.3.8 杂质的影响......................................................................................- 17 -第四章主要原材料及产品的物化性质......................................................- 18 -4.1 聚氯乙烯（PVC）.....................................................................................- 18 -4.2 氯乙烯（VCM）........................................................................................- 18 -4.2.1 理化性质..........................................................................................- 18 -4.2.2 主要质量要求（均为质量百分数）..............................................- 18 -4.3 几种重要助剂的性质介绍.........................................................................- 19 -4.3.1 过氧化二碳酸双（2-乙基己基）酯（EHP）...............................- 19 -4.3.2 聚乙烯醇..........................................................................................- 19 -4.3.3 油溶性聚乙烯醇..............................................................................- 20 -4.3.4 2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷（双酚A） ...............................................- 20 -4.3.5 氢氧化钠..........................................................................................- 21 -第五章工艺计算 ................................................................................................- 23 -5.1 基本数据.....................................................................................................- 23 -5.1.1 计算基准..........................................................................................- 23 -5.2 主要设备的物料衡算.................................................................................- 23 -5.2.1 聚合釜的物料衡算..........................................................................- 23 -5.2.2 出料槽的物料衡算..........................................................................- 27 -5.2.3 汽提塔的物料衡算..........................................................................- 29 -5.2.4 离心机的物料衡算..........................................................................- 31 -5.2.5 干燥塔及干燥器的物料衡算..........................................................- 32 -5.2.6 包装工序物料衡算..........................................................................- 33 -5.3 热量衡算.....................................................................................................- 34 -5.3.1 悬浮液的密度m .............................................................................- 34 -5.3.2 悬浮液的比热Cm ...........................................................................- 35 -5.3.3 悬浮液的导热系数λm...................................................................- 35 -5.3.5 悬浮液的黏度μm............................................................................- 36 -5.3.6 釜内壁给热系数α1.........................................................................- 36 -5.3.7 釜外壁给热系数α外壁.....................................................................- 37 -5.3.8 内冷管管外壁液膜给热系数α内2..................................................- 39 -5.3.9 内冷管内壁液膜给热系数α内1......................................................- 39 -5.3.10 釜壁热阻........................................................................................- 39 -5.3.11 黏附物和水垢的热阻....................................................................- 40 -5.3.12 核算聚合釜夹套的传热系数........................................................- 40 -5.3.13 计算聚合釜内冷管的传热系数....................................................- 40 -5.3.14 聚合釜冷却水用量........................................................................- 40 -5.3.15 求物料进口温度升高到反应温度需要的热量及热水量............- 41 -5.3.16 热水槽加热的蒸汽量....................................................................- 41 -第六章设备的计算与选型..............................................................................- 43 -6.1 聚合釜的设计.............................................................................................- 43 -6.1.1 聚合釜的台数及后备系数..............................................................- 43 -6.1.2 聚合釜的外型尺寸及内部构件、辅助装置见下表......................- 43 -6.2 出料槽的设计.............................................................................................- 44 -6.3 汽提塔的设计.............................................................................................- 45 -6.4 离心机的设计.............................................................................................- 46 -6.5 干燥塔等的设计.........................................................................................- 46 -6.6 计量槽的设计.............................................................................................- 46 -6.6.1 氯乙烯计量槽的设计......................................................................- 46 -6.6.2 无离子水计量槽的设计：..............................................................- 46 -6.6.3 EHP计量槽的设计 .........................................................................- 47 -6.6.4 HPMC/PVA计量槽的设计.............................................................- 47 -6.6.5 助剂调配槽的设计..........................................................................- 47 -6.6.5 单体回收气柜的设计......................................................................- 47 -第七章经济核算 ................................................................................................- 48 -7.1 主要技术经济指标.....................................................................................- 48 -7.2 产品价格.....................................................................................................- 48 -7.3 投资估算.....................................................................................................- 48 -7.3.1 总生产设备投资费用估算..............................................................- 48 -7.3.2 成本估算..........................................................................................- 49 -7.3.3 收入、税收和利润..........................................................................- 49 -第八章厂址选择及车间布置.........................................................................- 51 -8.1 厂址选择.....................................................................................................- 51 -8.1.1 厂址选择的重要性..........................................................................- 51 -8.1.2 厂址选择的依据..............................................................................- 51 -8.2 车间布置.....................................................................................................- 52 -8.2.1 车间布置的重要性..........................................................................- 52 -8.2.2 车间布置要考虑的问题..................................................................- 52 -8.2.3 车间平面布置..................................................................................- 53 -8.2.4 车间内辅助室和生活室布置..........................................................- 53 -第九章环境保护 ................................................................................................- 54 -9.1 废水处理.....................................................................................................- 54 -9.1.1 废水排放标准..................................................................................- 54 -9.1.2 废水处理方法..................................................................................- 54 -9.2 废渣处理.....................................................................................................- 55 -9.3 废气处理.....................................................................................................- 55 -设计结论...................................................................................................................- 57 -参考文献...................................................................................................................- 58 -湖南科技大学本科生毕业设计（论文）第一章前言聚氯乙烯（PVC），是由氯乙烯单体（VCM）均聚合或与其他多种单体共聚合而制得的合成树脂，再配合以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和颜料等加工助剂，经过混炼、塑化、成型加工而成的合成材料。
聚苯乙烯生产工艺流程
产品后处理阶段
切割造粒
将提纯后的聚苯乙烯进行切割造粒，便于后续加 工和应用。
包装储存
对造粒后的聚苯乙烯进行包装，防止受潮和污染 ，并储存于干燥通风处。
质量检测
对生产出的聚苯乙烯进行质量检测，确保其符合 相关标准和客户要求。
04
生产过程中的质量控制 与检测
质量控制关键点设置
原料质量控制
确保使用优质、符合规格的苯乙烯等原料，并进行严格的入库检 验。
外观质量检测
环保性能评价
检查聚苯乙烯成品的颜色、光泽度、表面 缺陷等外观质量指标，确保产品具有良好 的外观效果。
对聚苯乙烯成品进行环保性能评价，如检 测其挥发性有机物含量、重金属含量等， 以确保产品符合环保法规要求。
05
环境保护与安全防护措 施
废气治理技术
1 2
燃烧法
通过高温燃烧废气中的有害物质，将其转化为无 害物质，同时回收热量。
冷凝器
冷凝器用于将反应过程中产生的热量移出，维持反应温度的稳定。同时 ，冷凝器还能将未反应的苯乙烯单体回收，提高原料利用率。
03
分离器
分离器用于将聚合后的产物与未反应的单体、催化剂等杂质进行分离，
得到纯净的聚苯乙烯产品。
设备操作与维护
操作规程
在操作设备前，需对设备进行全面检查，确保各部件正常运转。在反应过程中 ，要严格控制温度、压力等参数，防止因操作不当引发安全事故。
原料价格波动
石油等原料价格的波动直接影响聚苯乙烯的生产成本，对行业盈利能力和竞争力构成挑战 。
新兴应用领域拓展
随着科技的不断进步，聚苯乙烯在新兴领域如新能源、生物医药等的应用不断拓展，为行 业带来新的发展机遇。
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聚苯乙烯工艺设计
聚苯乙烯工艺设计学生学号：学生姓名：专业班级：指导老师：完成日期：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。
可发性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib／ft3）的泡沫塑料剂品。
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。
关键词：可发性聚苯乙烯，悬浮聚合，影响因素一.聚苯乙烯的定义和合成1.1 .定义聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物，英文名称为Polystyrene，简称PS。
其分子结构式为：它是饱和烃类聚合物属热塑性树脂注意：化学性质非常活泼，单体在贮存、运输过程中，需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚1.2. 合成●本体聚合——获得的PS纯净度高，主要用来制造对电性能要求高的制品。
●悬浮聚合——获得的PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合PS，可用来制造一般日用和工业用品、和PS泡沫塑料。
乳液聚合——主要用于涂料和PS泡沫塑料。
溶液聚合——主要用于配制清漆。
各种生产方法制得的PS在性能上略有不同。
我国PS的工业化生产主要采用悬浮聚合和本体聚合，其中以悬浮法为主。
1.3.聚苯乙烯的结构聚苯乙烯的分子链上交替连接着侧苯基。
由于侧苯基的体积较大，有较大的位阻效应，而使聚苯乙烯的分子链变得刚硬，因此，玻璃化温度比聚乙烯、聚丙烯都高，且刚性脆性较大，制品易产生内应力。
由于侧苯基在空间的排列为无规结构，因此聚苯乙烯为无定形聚合物，具有很高的透明性。
侧苯基具有很大的空间位阻，造成PS分子链很僵硬，Tg在80℃。
侧苯基的存在使聚苯乙烯的化学活性要大一些，苯环所能进行的特征反应如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以进行。
此外，侧苯基可以使主链上a 氢原子活化，在空气中易氧化生成过氧化物，并引起降解，因此制品长期在户外使用易变黄、变脆。
但由于苯环为共扼体系，使得聚合物耐辐射性较好，在较强辐射的条件下，其性能变化较小。
聚苯乙烯工艺设计
可发性聚苯乙烯EPS
EPS悬浮聚合
一步浸渍法 二步浸渍法
一步法技术原理
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，聚合出含 发泡剂的树脂颗粒，经洗涤，离心分离和干 燥而制得EPS珠粒产品的方法。
磷酸三钙（TCP）为分散剂，戊烷为发泡剂， 过氧化苯甲酰（BPO）和过氧化苯甲酸叔丁 酯（t-BP）为引发剂。
的阻聚作用。如果水的硬度过高，会影响产 品的电绝缘性能和热稳定性，水中氯离子过 高，易使产品珠粒变大，影响颗粒形状。
发泡剂
分子量大的发泡剂比分子小的发泡剂扩散损 失小，更有利于提高发泡倍数。
发泡剂的沸点越高，成型时在EPS中的剩余 量越大。
聚苯乙烯(PS)
三 聚苯乙烯塑料的性能与用途
性能
一般性能：EPS最初应用于建筑和包装领域领域，其绝 热性能和力学保护性能是最优的，在建筑领域的应用 ，如地板下或墙壁的隔热材料，都得益于其良好的绝 热性，而作为易碎电子产品的包装材料，则需要强的 力学（冲击）保护性能。EPS越来越多的用于食品运 输和包装（鱼、水果和蔬菜），在这方面，力学性能 和绝热性能都起重要的作用。
应注意EPS泡沫塑料在非常低的密度时 （10~15 g﹒cm3）具有较大的导热性，随着 密度的增加而下降，密度在30~50 g﹒cm3时 具有最佳绝热性能 。
化学性能
EPS的性能受化学药剂的影响变化比较大。长时间 接触盐水、皂液、漂白剂和大多数稀酸溶液而不会 影响其性能，但多种有机溶剂会明显影响其性能。 EPS泡沫塑料和其他聚合物一样，长时间曝露在紫 外线下，性能会有很大变化。但考虑到作为包装材 料时，使用期限较短，这一影响并不重要；作为建 筑材料使用时，使用寿命虽然较长，但曝露在紫外 线下的可能性较小，故这一影响也不太重要。EPS 对动物没有营养价值，不会受霉菌侵蚀，也不会分 解出任何污染地下水的水溶物。
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.毕业设计题目：年产1万吨聚苯乙烯聚合车间工艺设计学院：专业：姓名：学号：指导老师：完成时间：设计说明本次设计主要是针对年产1万吨聚苯乙烯聚合车间工艺的设计。
设计的内容主要包括绪论、聚苯乙烯的聚合机理、聚合工艺介绍、物料衡算、反应釜的设计、热量衡算、自动控制等几部分。
本设计采用的是热引发本体聚合的生产工艺，在确定工艺流程的基础上对以下几部分进行了设计计算：物料衡算、反应釜的设计、热量衡算等。
本次设计年理论产值是一万吨经计算投料每小时需投入苯乙烯1288.8kg，甲苯175.69kg，每小时生成的聚苯乙烯计算后可知，年产量为1.08万吨。
符合设计的要求。
釜体容积14.33m3，釜体高度 3.18m。
共需反应热为24000000KJ。
关键词：热引发本体聚合聚苯乙烯苯乙烯预聚釜聚合釜Design DescriptionThis design is mainly aimed at the annual output of 10000 tons of polymerization polystyrene workshop process design. Design content mainly includes the introduction, polystyrene introduced the polymerization mechanism, polymerization process, material balance, the design of the reaction kettle, heat balance, automatic control and so on several parts. This design USES a thermal bulk polymerization production process, the technological process is determined on the basis of calculation in design of the following sections: the design of the material balance and the reaction kettle, heat balance, etc. The design theory of value is ten thousand tons of calculating charge per hour need for styrene 1288.8 kg, 175.69 kg, toluene per hour generated polystyrene after calculation, the annual output of 10800 tons. In line with the requirements of design. The kettle body volume of 14.33 m3, body height of 3.18 m. The total heat of reaction of 24000000 kJ..Keywords：Heat cause Bulk polymerization polystyrene styrene The performed kettle Polymerization kettle目录设计说明 (I)DESIGN DESCRIPTION (I)前言 (1)第1章绪论 (1)1.1聚苯乙烯简介 (1)1.2聚苯乙烯的性能与应用 (1)1.2.1聚苯乙烯的特性及用途 (1)1.2.2聚苯乙烯的共混改性及用途 (1)1.2.3苯乙烯系列共聚物 (3)1.3聚苯乙烯的使用及生产近况 (5)1.4聚苯乙烯的发展现状 (5)1.4.1聚苯乙烯产量及消费量 (5)1.4.2聚苯乙烯的消费结构及预测 (6)1.4.3聚苯乙烯的主要生产厂商 (6)1.4.4新产品开发 (7)1.4.5 生产和发展的思考 (7)第2章聚苯乙烯的聚合机理 (9)2.1聚合过程 (9)2.1.1 链引发 (9)2.1.2 链增长 (9)2.1.3 链终止 (9)2.1.4 链转移 (10)2.2聚合工艺 (10)2.2.1 预聚合 (10)2.2.2 聚合 (11)2.2.3 分离及聚合物后处理 (11)2.3聚合工艺流程图 (11)2.4聚合体系各组分及作用 (12)2.4.1单体苯乙烯 (12)2.4.2 引发剂 (13)2.4.3 添加剂 (13)第3章聚合工艺介绍 (14)3.1聚合条件 (14)3.2聚合设备 (14)3.3预聚合釜的作用 (14)3.4主要生产工艺 (15)3.4.1 Dow化学公司 (16)3.4.2 FINA公司 (18)3.4.3 猎人化学公司/鲁姆斯#克利斯特公司 (20)3.4.4 三井东压公司 (21)第4章物料衡算 (23)第5章反应釜的设计 (28)5.1反应周期的确定 (28)5.2反应釜的体积计算 (28)5.3反应釜的设计计算 (29)5.4搅拌装置的设计 (31)5.4.1搅拌器的尺寸计算 (31)5.4.2搅拌器的转速和功率计算 (31)5.5电机的功率和减速机的选择 (33)5.5.1电机的功率 (33)5.5.2减速机的选择 (33)5.6泵的设计 (34)5.6.1管内流速的计算 (34)5.6.2直管阻力和局部阻力损失的计算 (34)5.6.3确定泵轴功率 (35)5.6.4泵的选型 (35)5.6.5工艺管口的设计 (36)第6章热量衡算 (39)6.1热量衡算的内容及作用 (39)6.1.1为后续工艺设计提供依据 (39)6.1.2热量消耗的计算及能源的综合利用 (39)6.1.3为其他专业设计提供依据 (39)6.2传热设备的热量衡算 (39)6.3载热体的消耗量 (41)6.4总传热系数K的确定 (42)6.5夹套传热装置的设计 (42)6.7夹套几何尺寸的计算 (45)6.7.1 夹套直径Dj的计算 (45)6.7.2 夹套高度Hj的计算 (46)第7章自动控制 (48)7.1控制方式 (48)7.2主要控制方案 (48)7.2.1 泵的控制 (48)7.2.2 反应器的自动控制 (48)第8章设计结果 (49)参考文献 (50)附录 (52)附表一、设计一览表 (52)附表二、主要符号说明 (52)致 (55)前言聚苯乙烯（Polystyrene，缩写PS）是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物[1]。
它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃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℃，但脆，低温易开裂。
此外还有全同和间同以及无规立构聚苯乙烯。
全同聚合物有高度结晶性，间同聚合物有部分结晶性。
聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯[2]（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。
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，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，发展的聚苯乙烯新品种[3]，性能好，属于工程塑料。
本课题研究的是热引发本体聚合的生产工艺，热引发本体聚合即单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由热的作用使其自身进行聚合引发的聚合反应。
有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。
液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。
进入20世纪90年代以来，中国聚苯乙烯需求旺盛，消费量飞速增长。
但是国内生产能力不足，进口依赖度大，中国聚苯乙烯的生产能力虽然增长很快，但仍远不能满足需求，不得不依靠大量进口。
因此对聚苯乙烯聚合工艺车间的设计有广扩的前景和重要的意义。
第1章绪论1.1聚苯乙烯简介聚苯乙烯是四大通用热塑性树脂之一，它是由苯乙烯单体通过聚合反应而得到的高聚物，聚合方法有本体聚合[4]、悬浮聚合、溶液聚合等。
目前，大多聚苯乙烯生产厂家都采用本体聚合，通常用热引发或引发剂引发进行聚合反应而得到聚苯乙烯，其反应都属于自由基型的聚合。
1.2 聚苯乙烯的性能与应用1.2.1聚苯乙烯的特性及用途聚苯乙烯是一种无定型的透明热塑性塑料。
其分子中仅含C、H两种元素，平均分子量在20万左右，密度为1.04～1.16g/cm3，比聚氯乙烯的密度小而大于聚乙烯和聚丙烯。
聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质硬脆，抗冲击性能差，其制品敲打起来能发出类似金属的声音。
聚苯乙烯无色透明，透光率为88%～90%，折光系数为1.59～1.60，透光性仅次于聚甲基丙烯酸甲酯。
在受到光照和长时间存放时，往往出现混蚀和发黄现象。
聚苯乙烯易于着色，有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一。
因此易于制得形状复杂的塑件。
聚苯乙烯的力学性能与制造方法、相对分子量的大小、含杂质量和定向度有关，相对分子量小者，机械强度要低些，一般低于硬质聚氯乙烯[5]。
聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿环境中其形状和尺寸的变化都很小。
热绝缘性也很好。
聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其在高频条件下介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料[6]。
聚苯乙烯易燃烧，且离火后仍继续燃烧，火焰呈橙黄色，并有浓黑烟碳束，燃烧时塑料软化，起泡并发出特殊的苯乙烯单体味。
聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，若是成型制品的热处理不恰当，制品中存在较大内应力时，在使用中制品可能自行开裂。
聚苯乙烯被广泛应用于光学工业中，这是因为它有良好的透光性所致，可制造光学玻璃和光学仪器[7]，也可制作透明或颜色鲜艳的，诸如灯罩、照明器具等。
聚苯乙烯还可制作诸多在高频环境中工作的电气元器件和仪表等。
单独使用聚苯乙烯作制品，脆性大，而在聚苯乙烯中加人少量其他物质，如丁二烯即可明显降低脆性，提高冲击韧性，这种塑料叫抗冲击聚苯乙烯，它的力学性能大为提高，可用此塑料制作出许多性能优良的机械零件和构件来。
1.2.2聚苯乙烯的共混改性及用途对于聚乙烯（PE）与聚苯乙烯（PS）体系，早期大多采用添加接枝物或嵌段共聚物作为相容剂，但这种增容方法的一个明显的缺点在于增容剂需要首先合成，而且造价昂贵，因此难以实现工业化生产。