聚丙烯酸钠生产工艺设计
聚丙烯酸钠吸水树脂
1、设计任务设计项目珠状聚丙烯酸钠吸水剂生产方法以丙烯酸、氢氧化钠、交联剂为原料，用反相悬浮聚合法合成珠状聚丙烯酸钠吸水剂产品规格：（产品形状，粒径大小）生产能力（年生产规模）产品用途生产时间：年工作日330d/a (24h/d)2、生产方式的选择在此列出主反应方程式中和反应、聚合反应（共聚物中要把交联结构表现出来）聚丙烯酸钠的生产方法有以下两种。
1）水溶液聚合法反应在水相中进行，得到的凝胶状聚合体经挤出被切割成片状或经挤出机挤出成条状，待干燥后再经粉碎过筛得到粉末状产品，其特点是工艺简单，即可间歇，也可连续生产，但因粉碎易造成产品形状不规整，大小不均一，对设备要求较高。
反应后期因转化率增大而使溶液粘度提高，搅拌困难，如何较好地解决反应放热是影响生产的关键。
2）反相悬浮聚合法反相悬浮聚合工艺系以烷烃、脂肪烃或芳香烃等烃类有机物作为分散介质，在稳定剂、分散剂保护下，单体借助机械搅拌作用形成单体液滴进行聚合反应。
生成颗粒状水凝胶后，进行共沸脱水以出去其中的水分，在经过滤、干燥等后处理过程，得到颗粒状树脂。
此法温度控制稳定，最大的优点为可直接获得颗粒状树脂而加以应用，省去了粉碎工序，产物的后处理过程十分简便。
从发表论文和专利文献中来看，除各工序的操作条件外，聚合采用的分散介质、稳定剂、分散剂的种类和用量是决定聚合过程的稳定性及最终产物结构和性能的重要影响因素。
本设计采用反相悬浮聚合的生产方法制备颗粒状聚丙烯酸钠吸水剂，间歇操作。
原料单体：丙烯酸分散介质：正庚烷引发剂：过硫酸钾交联剂：N,N-亚甲基双丙烯酰胺（0.5%单体质量）分散稳定剂司班-60，司班-80 用量与课本同余与课本同3、工艺流程和设备汇总丙烯酸贮罐、浓NaOH溶液贮罐、NaOH溶液调配罐、中和罐、分散介质调配罐、引发剂调配罐、聚合反应器（以上课本中已给出）连续沉降槽（需计算截面积和高度）、转鼓真空过滤机（此设备不仅滤出全部正庚烷，而且滤出部分水）、甲苯贮罐、甲苯-水凝胶悬浮液调配罐、蒸发器、冷凝器（回收蒸出甲苯及水）、甲苯-水分离器、气流干燥器4、主要设计条件汇总1）原料准备及聚合反应过程：a 已知中和罐冷却至0℃，中和时保持0℃交联剂：N,N-亚甲基双丙烯酰胺（0.5%单体质量）反应器热量衡算时，取热损失为总传热量的10%反应器装料系数Ф＝0.7反应器封头采用标准椭圆封头(注意封头尺寸有标准可循)长径比H/D=1.5-2.0b 未知（可查阅工具书或文献资料）丙烯酸比热（设丙烯酸钠比热与之同）和密度，假设和水混溶后无体积缩小效应！丙烯酸的反应热（即聚合热），257Kcal＼Kg中和反应热2)产物后处理过程：a)沉降槽沉降槽处理后的沉渣中还含有50%的液体（注意：设定反应体系中的水全部被聚合物吸收，此水质量和聚合物的质量之和计为固体质量）进入连续沉降槽的浆料固相体积分率e f(当然需要各组分的密度！水凝胶的密度记为1.15)，底流中固相的体积分率e c，底流速度u u增浓段任一水平截面上固相体积分率，此浓度下相应的表观沉降速度u0，需要液固比-表观沉降速度对应关系表。
年产2000吨聚丙烯酸钠的工艺设计
本科毕业设计说明书年产2000吨聚丙烯酸钠的工艺设计THE PROCESSING TECHNIQUE DESIGN OF POLYACRYLATE SODIUM WITH 2000 TONS OUTPUT PERYEAR学院（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：年月日年产2000吨聚丙烯酸钠的工艺设计摘要本设计对聚丙烯酸钠的国内外研究状况和使用现状、生产概况、市场需求情况和使用前景的进行了综述；对工艺流程中聚合方法、分离方法、干燥方法进行选择；对生产的物料及热量进行了衡算。
详细介绍了生产工艺流程及控制，对主要设备进行了选型和工艺尺寸的计算。
本文还对生产车间进行了设计，对工艺流程图，厂房布置图等进行了绘制。
关键词：聚丙烯酸钠，物料衡算，生产工艺，工艺流程图，厂房布置图THE PROCESSING TECHNIQUE DESIGN OF POLYACRYLATE SODIUM WITH 2000 TONS OUTPUT PER YEARABSTRACTForeign and domestic research and application, production status, market demand and prospect polyacrylate sodium reviewed in this paper. The polymerization, separation and drying method were selected, and material and heat balance were calculated. The processing technique flow and control were introduced in detail; the main equipments were selected and their dimensions were estimated. In addition, the workshop of production was also designed; the process flow diagram and plants arrangement drawing were drafted.Keywords: Polyacrylate sodium, material balance, processing technique , process flow digram, plants arrangement目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1 概述 (1)1.1 高分子量聚丙烯酸钠研究现状 (1)1.2 高分子量聚丙烯酸钠的性质和使用 (2)1.2.1 聚丙烯酸钠的性质 (2)1.2.2 聚丙烯酸钠的使用 (2)1.3 高分子量聚丙烯酸钠的需求、生产和使用前景 (3)1.4 项目的设计依据 (4)1.5 建厂规模及产品规格 (5)1.5.1 建厂规模 (5)1.5.2 产品规格 (5)2 聚丙烯酸钠的生产工艺 (6)2.1 聚丙烯酸钠聚合的实施方法 (6)2.2 反向悬浮聚合工艺条件及其影响因素 (7)2.2.1分散剂及其助分散剂的选择及其浓度对分子量的影响 (7)2.2.2 引发体系的选择及其浓度对分子量的影响 (8)2.2.3 单体浓度对分子量的影响 (8)2.2.4 链转移剂对分子量的影响 (9)2.2.5 搅拌转速的影响 (9)2.3 后处理工序的选择 (10)2.3.1 分离方法的选择 (10)2.3.2 干燥方法的选择 (10)2.4 聚丙烯酸钠的生产工艺流程 (10)2.5 生产过程主要操作及控制 (11)3 工艺衡算和设备选型 (12)3.1 物料衡算和热量衡算 (12)3.1.1 物料衡算 (12)3.1.2热量衡算 (15)3.2 主要设备工艺尺寸的计算及选型 (18)3.2.1各釜体高度和内径尺寸确定 (18)3.2.2 各釜体夹套尺寸的确定 (21)3.2.3 分离设备 (22)3.2.4 干燥设备 (23)3.2.5 其他设备的选择 (24)3.3 设备一览表 (24)3.4原料主要技术规格、供应及消耗定额 (25)3.4.1原料规格及用量 (25)3.4.2 原料消耗定额 (25)4 车间设备布置设计 (26)4.1 车间设备布置的原则 (26)4.1.1 车间设备布置的原则 (26)4.1.2 车间设备平面布置的原则 (26)4.1.3 车间设立面布置的原则 (26)4.2 车间设备布置 (27)4.2.1车间设备平面布置 (27)4.2.2车间设备立面布置 (27)5 建设工程及公用、辅助工程说明 (28)5.1建设工程说明 (28)5.2给水、排水系统 (28)5.3电力供应及生产控制 (28)6 环境保护、劳动安全和工业卫生 (29)6.1环境保护 (29)6.1.1该项目环保设计依据和标准 (29)6.1.2环保治理措施 (29)6.1.3预期效果 (29)6.1.4环保管理及监测 (29)6.1.5绿化概况 (30)6.2劳动安全、工业卫生和消防 (30)7 概算和技术经济 (31)7.1 项目投资估算 (31)7.2产品成本估算 (31)7.3 财务评估 (32)7.3.1 各项经济技术指标计算 (32)7.3.2 盈亏平衡分析 (32)总结 (33)参考文献 (34)致谢 (36)1 概述随着我国丙烯酸工业的迅速发展，对丙烯酸下游产品的研究不断深入，使用范围不断扩大。
聚丙烯酸钠的合成及应用
1、涂料和粘合剂聚乙炔可以作为涂料和粘合剂的原材料，因其具有优良的 抗疲劳和耐腐蚀性能，可以使材料在使用过程中保持良好的稳定性和耐久性。同 时，聚乙炔易于加工和制造，可以通过不同的加工方法（如溶液涂敷、熔融挤出 等）应用于各种材料表面，起到防护、装饰等作用。
2、纤维聚乙炔纤维具有优异的力学性能和化学稳定性，可广泛应用于纺织、 航空航天、军事等领域。例如，利用聚乙炔纤维制备的复合材料具有高强度、高 韧性、抗疲劳等特性，可用于制造飞机机身、卫星等高性能产品。
二、聚丙烯酸钠的应用领域
聚丙烯酸钠由于其优良的性能和广泛的应用价值，在多个领域得到了应用。 以下是聚丙烯酸钠的一些主要应用领域：
1、食品领域：在食品领域，聚丙烯酸钠主要用作增稠剂、稳定剂和乳化剂。 例如，在制备冰淇淋、雪糕等冷冻食品时，加入适量的聚丙烯酸钠可以提高产品 的稠度和稳定性，防止冰晶的形成，提高口感和保鲜效果。此外，聚丙烯酸钠还 可以用作果酱、番茄酱等食品的稳定剂和增稠剂，提高产品的质量和稳定性。
一、聚丙烯酸钠的合成方法
聚丙烯酸钠是由丙烯酸或丙烯酸酯在引发剂的作用下，通过自由基聚合反应 制备的高分子聚合物。其合成方法通常包括以下步骤：
1、丙烯酸或丙烯酸酯的预处理：将丙烯酸或丙烯酸酯进行精制，除去杂质 和阻聚剂等。
2、引发剂的制备：通常采用过氧化物、偶氮化合物等自由基引发剂，制备 聚合反应所需的自由基。
3、安全与环保问题：在聚丙烯酸钠的生产过程中，需要注意安全和环保问 题。例如，在聚合反应过程中要严格控制温度和压力，避免发生安全事故。同时， 要注重废水、废气和废渣的处理，尽可能减少对环境的污染。
总之，聚丙烯酸钠作为一种具有广泛应用价值的聚合物材料，其合成及应用 备受。了解其合成方法、应用领域以及生产工艺和质量控制等方面的内容，对于 更好地发挥其作用和应用价值具有重要意义。
聚丙烯酸钠的生产工艺流程,以及与其工艺流程相近的产品
聚丙烯酸钠的生产工艺流程，以及与其工艺流程相近的产品聚丙烯酸钠（Sodium Polyacrylate）是一种合成聚合物，因其出色的吸水性而被广泛使用。
它在个人护理产品（如超吸水性尿布）、农业、医疗保健产品以及工业应用（如水凝胶、水处理等）中都有应用。
聚丙烯酸钠的生产工艺流程：1. 单体制备：聚合的主要原料是丙烯酸单体，通常需要通过蒸馏过程纯化，以去除抑制剂和其他杂质。
2. 中和反应：丙烯酸单体与碱（如氢氧化钠）反应，进行部分或完全中和，生成丙烯酸钠单体溶液。
3. 聚合反应：在反应釜中，加入丙烯酸钠单体溶液、引发剂（如过氧化物）和可能的链转移剂或交联剂。
在严格控制的条件下（如温度、压力、氧气排除），进行自由基聚合反应，通常在加热和搅拌条件下进行。
根据所需的产品特性，聚合时间可以从几分钟到几小时不等。
4. 后处理：聚合物形成后，可能需要加热以终止反应或添加终止剂。
根据所需的最终产品形式，聚合物可能需要通过机械挤压、切割或干燥等步骤转化为粉末、颗粒或其他形式。
5. 净化和干燥：产品可能需要进一步的洗涤和净化步骤，以去除残留的单体、溶剂或催化剂。
最终的聚合物通过喷雾干燥或烘干得到。
6. 包装和储存：最终产品根据规格包装为袋装或桶装，存储在干燥处，以备运输和销售。
与聚丙烯酸钠生产工艺相近的产品：1. 聚丙烯酸（Polyacrylic Acid）：此产品的制造过程与聚丙烯酸钠类似，但通常不进行中和步骤，直接聚合丙烯酸单体。
2. 聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate) 或PMMA）：虽然原料和应用不同，但PMMA的聚合过程（包括引发剂的使用、聚合条件的控制等）与聚丙烯酸钠的生产类似。
3. 聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol, PV A）：PV A的制造涉及醋酸乙烯的聚合和醋酸基团的水解，这与聚丙烯酸钠的合成过程在聚合和后处理阶段具有相似之处。
这些过程都需要精细的化学工程技术和严格的质量控制，以确保产品的一致性和性能标准。
(整理)聚丙烯酸钠树脂的合成工艺
常熟理工学院------材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计题目：生产聚合聚丙烯酸钠树脂的工艺姓名：杨鑫学号：150208112专业：材料科学与工程专业班级：08级材料（1）班指导教师左晓兵起止日期2010.12—2011.01目录一、设计背景1、关于聚丙烯酸钠树脂2、聚丙烯酸钠树脂的产品性能和用途二、设计思路及拟要解决的问题1、生产方法2、设计思路三、聚丙烯酸钠树脂的合成原理1、合成原料以及原料的各种性质2、反应方程式四、聚丙烯酸钠树脂合成工艺过程介绍1、水溶液聚合方法2、反向悬浮聚合五、生产流程图六、生产中注意的问题七、聚丙烯酸钠树脂工艺前景八、参考文献悬浮聚合生产聚丙烯酸钠树脂的合成工艺一、设计背景1、聚丙烯酸钠简介聚丙烯酸钠，英文名Sodium polyacrylate，缩写PAAS或简称PAA-Na，结构式为[－CH2－CH(COONa)]n－。
是—种水溶性高分子化合物。
商品形态的聚丙烯酸钠，相对分子质量小到几百，大到几千万，外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末，易溶于水。
因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。
能电离，有或无腐蚀性。
易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加，先溶解后沉淀。
无毒。
分子式：[C3H3O2Na]n分子量：一般10↑3-10↑7数量级水溶性直链高分子聚合物。
小相对分子质量的为液体，大的可为固体。
固体的商品为白色粉末或颗粒，无臭无味，遇水膨胀，易溶于苛性钠水溶液。
吸湿性极强。
具有亲水和疏水基团的高分子化合物。
缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体，其0.5%溶液的粘度约Pa•s，粘性并非吸水膨润（如CMC，海藻酸钠）产生，而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，表现粘度增大而形成高粘性溶液。
其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。
加热处理、中性盐类、有机酸类对其粘性影响很小，碱性时则粘性增大。
不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
低分子量聚丙烯酸 (钠)的合成
水质稳定剂——低分子量聚丙烯酸(钠)的合成一、实验目的1. 掌握低分子量聚丙烯酸（钠盐）的合成方法。
2. 用端基滴定法测定聚丙烯酸的分子量。
二、实验原理聚丙烯酸是水质稳定剂的主要原料之一。
高分子量的聚丙烯酸(相对分子质量在几万或几十万以上) 多用于皮革工业、造纸工业等方面。
作为阻垢用的聚丙烯酸，分子量都在一万以下，聚丙烯酸分子量的大小对阻垢效果有极大影响，从各项试验表明，低分子量的聚丙烯酸阻垢作用显著，而高分子量的聚丙烯酸丧失阻垢作用。
丙烯酸单体极易聚合，可以通过本体、溶液、乳液和悬浮等聚合方法得到聚丙烯酸，它符合一般的自由基聚合反应规律。
本实验用控制引发剂用量和应用调聚剂异丙醇，合成低分子量的聚丙烯酸，并用端基滴定法测定其分子量。
三、实验仪器和试剂四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗，pH计丙烯酸，过硫酸铵，异丙醇，氢氧化钠标准溶液四、实验步骤Ⅰ.低分子量聚丙烯酸的合成1. 在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250mL四颈瓶中，加入100mL蒸馏水和1 g 过硫酸铵。
待过硫酸铵溶解后，加入5g丙烯酸单体和8 g异丙醇。
开动搅拌器，加热使反应瓶内温度达到65~70℃。
2. 将40g丙烯酸单体和2 g过硫酸铵在40 mL水中溶解，由滴液漏斗渐渐滴入瓶内，由于聚合过程中放热，瓶内温度有所升高，反应液逐渐回流。
滴完丙烯酸和过硫酸铵溶液约0.5 h。
3. 在94℃继续回流1h，反应即可完成。
聚丙烯酸相对分子质量约在500~4000之间。
4. 如要得到聚丙烯酸钠盐，在已制成的聚丙烯酸水溶液中，加入浓氢氧化钠溶液(浓度为30%) 边搅拌边进行中和，使溶液的pH值达到10~12范围内即停止，即制得聚丙烯酸钠盐。
Ⅱ.端基法测定聚丙烯酸的分子量准确称量约0.2 g样品放入100mL烧杯中，加入1 mol/L的氯化钠溶液50 mL，用0.2 mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定，测定其pH值，用消耗的氢氧化钠毫升数对pH值作图，找出终点所消耗的碱量。
聚丙烯酸钠(PAANa)生产方法
合成反应方程式：丙烯酸被中和，中和反应方程式如下：CH2=CH—COOH+NaO H→CH2=CH—COONa+H2O引发剂引发单体进行自由基聚合，其反应方程式如下：n CH2=CH—COONa→(CH2-CH)n COONa生产方法：将去离子水和34kg链转移剂异丙醇依次加入反应釜中，加热至80～82℃。
滴加14kg过硫酸铵和170kg单体丙烯酸的水溶液（去离子水）。
滴毕后，反应3h。
冷至40℃，加入30%的NaOH水溶液，中和至pH值为8.0～9.0蒸出异丙醇和水得液体产品。
喷雾干燥得固体产品。
生产方法丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体，除去副生的醇类，经浓缩、调节pH值，以过硫酸铵为催化剂聚合而得。
生产方法由丙烯酸和氢氧化钠反应制得丙烯酸钠单体，再在过硫酸铵催化下，聚合成聚丙烯酸钠。
生产方法将相对分子质量1 000～3 000的聚丙烯酸钠加入反应釜中，配成30%的水溶液即可。
聚丙烯酸钠的合成研究进展聚丙烯酸钠用途广泛，但它的用途与其分子量大小有很大关系。
其中分子量在500～5000的低分子量PAANa主要起分散作用，特别是分子量在2000～：3000的PAANa在造纸工业中能降低高浓涂料的粘度，使之有良好的流变性。
PAANa的合成方法主要有以下几种：(1)聚合法：先用丙烯酸和烧碱反应生成丙烯酸单体，再在引发剂引发下聚合成聚丙烯酸钠。
(2)中和法：先将丙烯酸在引发剂作用下聚合成聚丙烯酸，然后将聚丙烯酸与烧碱中和成聚丙烯酸钠。
(3)皂化法：先由丙烯酸与甲醇反应生成丙烯酸甲酯，在引发剂作用下聚合为聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸甲酯悬浮液和乳胶在苛性钠水溶液中加热制得聚丙烯酸钠。
低分子量聚丙烯酸钠制备多采用聚合法。
国外有机分散剂产品的分散性能最好的为美国大洋公司的产品sN一5040[6]。
近年来，国内有机分散剂的开发应用比较活跃，其中北京的Dc分散剂，上海的YH分散剂为开发的较成功的产品。
YH分散剂采用的工艺是：自由基水溶液聚合，异丙醇作链转移剂，过硫酸铵作引发剂，引发游离基型的聚合反应，固含量为30％～38％，分散性能良好，但固含量太低，生产成本高。
聚丙烯酸钠生产工艺
聚丙烯酸钠生产工艺
聚丙烯酸钠是一种重要的高分子化合物，广泛应用于纺织、造纸、建材等行业。
下面简要介绍一种聚丙烯酸钠的生产工艺。
首先，聚丙烯酸钠的生产需要原料丙烯酸、溶剂和催化剂。
将丙烯酸和溶剂按一定比例混合，然后加入适量的催化剂，通过搅拌使其均匀混合。
接着，将混合好的原料倒入反应釜中，并加热至一定温度。
温度的控制对反应的进行至关重要，一般可选取60～90℃的范围。
催化剂的作用下，丙烯酸开始聚合生成聚丙烯酸。
在反应过程中，需要不断地进行搅拌，以保持反应物的均匀性。
同时，还需对反应釜的压力进行监控，如果压力过高，需要适时进行泄压处理。
聚合反应进行一段时间后，可对反应物进行分离和纯化。
分离过程常采用离心机进行，将聚合物和溶剂分离。
然后将分离得到的聚合物经过洗涤、干燥等处理，最终得到聚丙烯酸钠。
聚丙烯酸钠生产过程中需严格控制反应条件和操作参数。
首先，要确保原料的质量和比例准确无误；其次，要控制反应温度的稳定性，避免产生副反应或反应不完全；另外，搅拌速度、压力等参数也需要适时调整。
总的来说，聚丙烯酸钠的生产工艺相对较为简单，但仍需要严
格控制各个环节，以保证产品的质量和效益。
生产过程中还需注意安全生产，确保工作人员的安全和工作环境的卫生。
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目录第1章合成工艺相关背景知识 (1)1.1 聚丙烯酸钠简介 (1)1.2 聚丙烯酸钠的产品性能和用途 (1)1.3 反相悬浮聚合 (2)第2章聚合物合成的原理 (3)2.1 合成原料以及原料的要求 (3)2.2 反应方程式 (3)2.3 反相悬浮聚合及相关高分子化学及物理的原理 (4)第3章工艺流程设计 (5)3.1工艺流程图及简介 (5)3.2 工艺流程的分析 (7)第4章物料衡算 (9)CH=CH-COOH）的投料量 (9)4.1主要原料丙烯酸（24.2 V102(中和罐)物料衡算 (9)4.3 V101（NaOH溶液调配罐）物料衡算 (11)4.4 V103（分散介质调配罐）物料衡算 (12)4.5 R101（聚合反应器）物料衡算 (13)4.6 V104（引发剂调配罐）物料衡算 (14)4.7整理并校核计算结果 (15)第5章聚合物反应器的设计 (17)5.1反应器的类型 (17)5.2反应器体积的计算 (18)5.3外形尺寸的设计 (19)5.4搅拌器的设计 (21)设计总结 (23)参考文献 (24)第1章合成工艺相关背景知识1.1 聚丙烯酸钠简介聚丙烯酸钠，英文名Sodium polyacrylate，缩写PAAS或简称PAA-Na，结构式为[－CH2－CH(COONa)]n－。
是—种水溶性高分子化合物。
商品形态的聚丙烯酸钠，相对分子质量小到几百，大到几千万，外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末，易溶于水。
因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。
能电离，有或无腐蚀性。
易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加，先溶解后沉淀。
无毒。
丙烯酸分子式1.2 聚丙烯酸钠的产品性能和用途食品级聚丙烯酸钠的用途1、增稠剂。
2、作为电解质与蛋白质相互作用，改变蛋白质结构，增强食品的粘弹性，改善组织。
3、由于在水中溶解较慢，可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆、乳化剂等混合，以提高溶解速度。
4、作糖液、盐水、饮料等的澄清剂（高分子凝聚剂）。
造纸化学品造纸涂料上作为分散剂。
最合适的相对分子质量是2000-3000。
商品形态一般是30%或42%固含量。
粘度小于600mPa.s。
外观无色透明至琥珀色液体。
pH在6-9之间。
其他领域水性涂料，其分散作用；纺织印染助剂，起浆料分散作用；陶瓷加工助剂，起分散作用；洗涤剂中作为洗涤助剂，起分散作用或防污垢再沉积作用；油田上作为堵漏剂；农业上作为土壤保湿剂；医药上作为药物载体；化肥工业作为化肥的控释剂；作为高吸水树脂应用于尿布等。
水处理剂——分散剂1.3 反相悬浮聚合聚丙烯酸盐类高吸水性树脂主要采用溶液聚合法和反相悬浮法合成。
反向悬浮聚合是以有机溶剂为分散介质，将单体、引发剂、交联剂水溶液在悬浮剂和强力搅拌作用下分散成悬浮水相液滴而进行的聚合方法。
反相悬浮法具有反应热易排除、聚合过程稳定、能够直接得到粒状产品、无须粉碎工序、产品易干燥、产物的综合吸水性能好等优点，采用反相悬浮法能够合成医疗卫生用品所需的高品质吸水性树脂，在我国具有广阔的应用前景。
第2章 聚合物合成的原理2.1 合成原料以及原料的要求 主要原材料 : 丙烯酸（O H C 243）：丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。
纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有特征的刺激性气味。
它可与水、醇、醚和氯仿互溶，是由从炼油厂得到的丙烯制备的。
化学性质：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。
遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸、具有双键及羧基官能团的联合反应、可以发生加成反应、官能团反应以及酯交换反应、长制备多环和杂环化合物、易被氢还原为丙酸、遇碱能分解成甲酸和乙酸。
原料丙烯酸最好在13-30℃温度范围内贮存。
如发生冻结，要慢慢化冻，切忌急剧加热，熔化温度不得超过40℃，不能使丙烯酸带有金属离子。
正庚烷：是一种无色易挥发液体，常用作辛烷值测定的标准、溶剂，以及用于有机合成，实验试剂的制备。
2.2 反应方程式H 2CCH COOHn H 2CH CCOOH H 2CH CCOONannn NaOH H 2CCH COOHn n NaOHH 2CCHCOONa n H 2CH CCOONan引发剂2.3 反相悬浮聚合及相关高分子化学及物理的原理反相悬浮聚合法是以溶剂(油相)为分散介质，经碱部分中和的水溶性单体丙烯酸钠，在悬浮分散剂和搅拌作用下分散成水相液滴，引发剂和交联剂溶解在水相液滴中在加热的情况下进行的聚合方法。
该法解决了水溶液聚合法的传热，搅拌困难等问题；且反应条件温和，可直接获得珠状产品，生产的聚丙烯酸钠粒径大小可根据用途要求调节，溶剂容易与聚合物分离，是一种合成聚丙烯酸钠独特的方法。
缺点是反应过程控制较不稳定；主设备材质要求高；设备投资较大；采用易燃的有机溶剂，需要溶剂回收装置，存在消防隐患和产生污染；只能进行间歇生产，设备利用率低。
本设计的聚丙烯酸钠生产使用反相悬浮聚合法，单釜间歇聚合工艺。
采用反相悬浮法合成高分子量的聚丙烯酸钠，首先将丙烯酸单体经部分中和，单体溶液分散并悬浮于连续有机相中（如环己烷等），以无机过氧类引发剂（如过硫酸钾）或水溶性氧化还原引发体系（如过硫酸铵、尿素）引发聚合，生成粉状或粒状沉淀，与溶剂分离后即得最终产品。
第3章工艺流程设计3.1工艺流程图及简介图3.1 丙烯酸反相悬浮聚合间歇操作物料平衡关系图来自T101中的纯丙烯酸用原料泵P102分批加入V102中。
T102NaOH水溶液的浓度为50%，在V101中被稀释成浓度为30%的溶液，然后按一定比例缓慢加入V102中与丙烯酸进行中和反应，得到中和度为75%的丙烯酸与丙烯酸钠混合物（简称单体），再加入适量水，得到单体浓度为45%的溶液。
正庚烷与一定量的分散稳定剂在V103中进行配制得到分散液，其按比例与单体溶液共同进入反应器R101中，然后加入在V104中配制好的引发剂浓度为50%的水溶液[6]。
反应大约进行2.5小时。
反应结束后，聚合物混合液被送至分离工序及后处理工序进行分离、干燥、包装等处理，得到最终产物。
正庚烷经蒸馏处理后循环使用。
图3.2 聚丙烯酸反向悬浮聚合间歇操作合成工艺图T101-丙烯酸贮罐；T102-浓NaOH溶液贮罐；V101-NaOH溶液调配罐；V102-中和罐；V103-分散介质调配罐；V104-引发剂调配罐；R101-聚合反应器；P101，P102，P103-液体输送泵63.2 工艺流程的分析3.2.1反应方程式：① 在V101、V103、V104中是单纯的物料混合配制，无相变化与化学变化。
② 在V102中75%的丙烯酸被中和，中和反应方程式如下：222CH =CH ―COOH+NaOH CH =CH ―COONa+H O③ 在R101中引发剂引发单体进行自由基聚合，其反应方程式如下：丙烯酸自由基聚合中单体相对分子质量与聚合物结构单元相对分子质量无化学计量上的变化，引发剂会结合到聚合物分子链上。
3.2.2本设计所涉及的要求及原材料 ① 生产规模。
设计任务书中规定的年产量（生产能力）：4500t/a ；损失率：3% ② 生产时间。
年工作日：300d/a(24h/d)间歇操作，V101、V102、V103、R101每天8批，V104由于引发剂用量很少，所以每天配制一批即可。
③ 质量标准。
原料NaOH 溶液浓度为50%，其他原料均视为纯物质。
因为只对聚合工序做物料衡算，所以不用考虑产品的其他质量指标。
④化学变化参数。
加入的NaOH 能够与丙烯酸完全反应，生成丙烯酸钠。
各组分相对分子质量如表2-1所示：表3-1 各组分相对分子质量化合物 丙烯酸 NaOH 丙烯酸钠 2H O单体混合物相对分子质量72409418M 混其中：75%中和的丙烯酸单体混合物的平均相对分子质量：=⨯+⨯=M720.25940.7588.5混聚合反应过程中单体完全参加反应，转化率可视为100%，单体混合物与聚合物之间无化学计量上的变化，但引发剂结合到聚合物分子链上，会使聚合物数量略有增加。
⑤选择计算基准与计算单位因为是间歇操作过程，所以基准为“批”，单位为B/d。
大部分设备的操作周期为8B/d，只有V104（引发剂调配罐）是1B/d。
但引发剂向R101进料周期仍与其他设备相同，所以在做物料衡算时，物料M11的数量仍以8B/d计算。
在做设备工艺计算时，V104的体积大小应按1B/d处理量进行。
表3-2 技术指标项目内容技术指标聚合后处理损失率3% 聚合物质量丙烯酸中和度75%（摩尔）原料NaOH水溶液浓度50%（质量）中和用NaOH水溶液浓度30%（质量）单体水溶液浓度45%（质量）引发剂用量0.2%单体质量引发剂水溶液浓度50%（质量）分散稳定剂用量2%单体质量散介质（正庚烷）用量与单体质量为4:1正庚烷循环用量90%正庚烷总用量第4章物料衡算4.1主要原料丙烯酸（2CH=CH-COOH）的投料量用顺流程的计算顺序进行物料衡算必须先求出主要原料（丙烯酸）每批投料量。
该生产装置年产量4500t，年开工300天，每天生产8批，后处理中聚合损失率3%。
每批应生产聚合物数量为：B1932.99kg/97.083001034500=⨯⨯⨯①引发剂（0.2%单体质量）全部结合到聚合物中；②单体100%转化成聚合物，且单体相对分子质量与聚合物结构单元相对分子质量相同；③单体混合物平均相对分子质量（丙烯酸的中和度为75%）：可得M720.25940.7588.5=⨯+⨯=混丙烯酸相对分子质量：单体平均相对分子质量72:88.5=丙烯酸投料量B1569.46kg/5.8872002.0199.1932=⨯+表4-1 数据汇总表(1)项目内容数据每批应生产聚合物数量1932.99kg/B 丙烯酸投料量1569.46kg/B 单体混合物相对分子质量88.54.2 V102(中和罐)物料衡算图4.1 V102物料平衡示意图2H O653.94kg/B 724075.046.1569=⨯⨯已知：丙烯酸中和度75%=、丙烯酸相对分子质量72=、NaOH 相对分子质量40=、单体平均相对分子质量88.5= M1 (原料丙烯酸)=1569.46kg/B M4 (30%NaOH 溶液)NaOH ： 合计：2179.8kg/B86.152594.6534=+=MM6(45%单体溶液)单体：B kg /13.1929725.8846.1569=⨯2H O ：B kg /83.235745.055.013.1929=⨯合计：Bkg M /96.428683.235713.19296=+=M5（无离子水B ）： 对V102中组分水做物料衡算有：M5M6M4=--水水水中和反应生成水 中和反应生成水：B kg /27.294401894.653=⨯无离子水B ：Bkg M/7.53727.29486.152583.23575=--=对V102做全物料平衡计算，进行校核。