聚合生产工艺
PVC聚合的四种生产工艺
自压回收 压缩冷凝回收
转化率计算
粗料预估
加料完 反应过程中
动力学模型
主要控制过程
去离子水、 VCM、分散剂、各种助剂加料；
批量加料品种多，要求高
所需的物料品种较多
去离子水 VCM单体 引发剂 分散剂 调节剂 终止剂等等
加料的精度要求高
仪表精度不低于0.5级； 测量上经常采用双流量计，计量槽＋流量计，电子称 部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度
电石法生产PVC工艺流程示意图
电石法乙炔工艺
乙炔发生
四种工艺比较二
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入 引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设 备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加 工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加 工本体法树脂。 溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行 聚合物沉淀下来。溶液聚合反应专门用于生 产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物。溶液聚合 反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的 溶解性和成膜性。
注水控制
根据反应速率注水
W dV dC 0 ( 1 2 ) .......... 1) ....( dt 1 2 dt
根据式（1）的注水速率可以保持反应釜的液位恒定在初始液位。 而上式的注水速率只取决于反应速率。反应速率可以通过聚合热 的计算得到，聚合热表达如下：
Q Wi C p (Tin Tout ) F j K j Tmj
单体生成操作画面一
单体生成操作画面二
自由基乳液聚合生产工艺
自由基乳液聚合生产工艺引言自由基乳液聚合是一种常见的聚合反应方法，用于生产乳液聚合物。
乳液聚合物是一类常见的高分子材料，具有广泛的应用领域，如涂料、胶黏剂、纺织品等。
本文将介绍自由基乳液聚合的基本原理、聚合反应机制、生产工艺以及一些常见的应用。
自由基乳液聚合的基本原理自由基乳液聚合是一种通过自由基引发剂诱导的聚合反应。
其基本原理是将单体和引发剂溶于水中形成乳液，通过控制反应条件使引发剂分解生成自由基，进而引发单体之间的聚合反应，最终形成聚合物颗粒。
聚合反应机制自由基乳液聚合的聚合反应机制主要包括三个步骤：引发、扩链和终止。
引发是通过引发剂分解产生自由基，引发剂通常是过氧化物类化合物，如过氧化氢、过氧化苯甲酰等。
一旦引发剂分解生成自由基，它们就会与乳液中的单体分子发生反应，生成活性自由基。
扩链是聚合反应的主要步骤，活性自由基与单体发生加成反应，将单体的双键打开形成新的自由基。
这些新的自由基会继续与其他单体反应，不断扩大聚合物的长度。
终止是聚合反应的最后一步，当反应物中的自由基数量减少时，聚合反应会逐渐停止。
终止可以通过多种方式实现，例如两个自由基相互结合、与抗氧化剂反应等。
自由基乳液聚合的生产工艺材料准备乳液聚合的材料主要包括单体、引发剂、乳化剂等。
单体是聚合反应的主要组成部分，可以选择合适的单体根据所需的聚合物性质进行选择。
引发剂是产生自由基的关键物质，一般选择合适的过氧化物类化合物作为引发剂。
乳化剂是用于稳定乳液，使单体和引发剂均匀分散在水相中。
乳化乳化是指将单体、引发剂和乳化剂与水混合形成乳液的过程。
乳化的目的是使乳液中的各组分均匀分散，防止沉淀和分层。
通常，首先将水加入反应容器中，然后逐渐加入乳化剂，搅拌均匀。
接下来，将单体和引发剂加入到乳化剂溶液中，继续搅拌使其充分混合。
反应控制反应控制是乳液聚合中非常重要的一步，它决定了乳液聚合物的性能和质量。
一般来说，反应控制包括反应时间、温度、pH值和搅拌速度等因素的控制。
聚合物的生产工艺有哪些
聚合物的生产工艺有哪些随着工业化的进程，聚合物在各个领域中扮演着愈发重要的角色，从塑料制品到纤维材料，聚合物的生产在现代社会发挥着不可或缺的作用。
而聚合物的生产工艺也在不断发展，以满足不同产品对材料性能和成本的需求。
常见的聚合物生产工艺1. 原位聚合法原位聚合法是指在反应器中，通过加入单体和引发剂等反应物，使反应物在反应器中发生聚合反应，从而生成聚合物。
这种方法生产的聚合物通常具有较高的纯度和分子量，适用于高端应用领域。
2. 溶液聚合法在溶液聚合法中，单体被溶解在适当的溶剂中，加入引发剂等反应物后在适当条件下进行反应。
这种方法的优点是反应条件易于控制，可以得到分散性好的聚合物溶液，适合进行后续加工处理。
3. 熔体聚合法熔体聚合法是将单体在高温下熔化后，在加入引发剂等反应物进行聚合反应。
这种方法具有生产效率高、生产成本低等优点，适用于大规模生产聚合物产品。
4. 悬浮聚合法悬浮聚合法是将单体悬浮于溶剂中，通过搅拌等方式使其均匀分散，并加入引发剂等反应物进行聚合反应。
这种方法生产的聚合物粒径均匀，适合用于制备颗粒状聚合物产品。
5. 流变聚合法流变聚合法是通过控制聚合物溶液在流体中的流动状态来控制聚合物的形貌和性能。
这种方法可以调控聚合物的形状、大小等特征，适合生产纳米级或特殊形状的聚合物产品。
未来发展趋势随着科学技术的不断进步，聚合物的生产工艺也在不断创新。
未来的发展趋势可能包括：更加环保的生产工艺，减少或回收废物的技术；智能化生产工艺，利用先进的控制技术提高生产效率和产品质量；定制化生产工艺，根据不同产品需求定制精确的生产工艺流程等。
总之，聚合物的生产工艺多种多样，每种方式都有其适用的场景和优势。
随着科技的不断发展，聚合物的生产工艺也会不断完善，为各个领域的需求提供更好的解决方案。
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。
聚合工艺简介
胶黏剂与涂料制备
胶黏剂
聚合物胶黏剂、橡胶胶黏剂等。
涂料
聚合物涂料、高固含量涂料等。
橡胶与纤维制备
橡胶制品
轮胎、胶管、橡胶垫等。
纤维制品
尼龙纤维、涤纶纤维等。
医用高分子材料制备
医疗器械
人工关节、心脏瓣膜等。
药物载体
缓释药物、靶向药物等。
生物材料
组织工程支架、生物相容膜等。
04
聚合工艺的优缺点
优点
近年来，随着纳米技术的发展，纳米聚 合物成为研究热点。
20世纪70年代后，随着环保意识的提高 ，出现了可生物降解的聚合物，如聚乳 酸、聚羟基脂肪酸酯等。
20世纪初，出现了本体聚合等方法，并 开始研究聚合物结构和性能。
二战后，随着工业发展和技术进步，出 现了悬浮聚合和乳液聚合等方法，并实 现了工业化生产。
反应时间
确定反应时间，以完成聚合反应并获得理想的聚合物结构。
聚合物后处理
聚合物分离
将聚合物从反应体系中分 离出来，进行后续处理。
聚合物洗涤
用适当的溶剂或水洗涤聚 合物，以去除残留的引发 剂和其他杂质。
聚合物干燥
将洗涤后的聚合物进行干 燥，以获得高纯度的聚合 物。
废弃物处理
废弃物分类
将废弃物分为可回收物和不可回 收物。
聚合工艺简介
汇报人：
日期:
• 聚合工艺概述 • 聚合工艺流程 • 聚合工艺的应用领域 • 聚合工艺的优缺点 • 聚合工艺实例分析
01
聚合工艺概述
聚合工艺的定义
聚合工艺是一种化学过程，通过 该过程将小分子单体结合成大分
子聚合物。
聚合工艺通常涉及引发剂、催化 剂、反应温度、压力和单体浓度
聚合工艺安全生产操作规程
聚合工艺安全生产操作规程1. 引言聚合工艺是一种常见的工业生产过程，涉及到化学反应和高温高压操作。
为了确保工作场所的安全和保证生产操作的顺利进行，本文档旨在制定聚合工艺安全生产操作规程，以确保员工的生命安全和工作环境的安全。
2. 目的本文档的目的是为了规范聚合工艺生产操作中的安全要求，提供必要的指导和建议，减少生产事故的发生，保护员工的身体健康和职业安全。
3. 适用范围本文档适用于从事聚合工艺生产操作的所有员工和相关管理人员，包括但不限于以下方面： - 聚合材料混合和反应过程 - 高温高压工艺操作 - 危险化学品的处理和储存4. 安全管理责任4.1 生产部门应建立健全的安全管理制度，并明确安全管理人员的职责和权限。
4.2 生产部门应委派专人负责聚合工艺安全生产操作的监督和管理，并组建专业的安全生产团队。
4.3 安全管理人员应及时修订和完善操作规程，并组织相关人员进行培训和考核。
5. 员工安全操作要求5.1 所有从事聚合工艺操作的员工应接受必要的安全培训，并掌握相关的安全知识和操作技能。
5.2 所有员工应佩戴个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、防护手套等。
5.3 员工在操作过程中应严格遵守操作规程，禁止违规操作和临时性的工作安排。
5.4 员工应定期接受体检，确保身体状况符合从事相应工作的要求。
6. 生产现场安全要求6.1 生产现场应保持整洁、干净，确保安全通道畅通。
6.2 生产设备和工具应定期进行检修和维护，确保其正常运转和安全性能。
6.3 生产现场应设置明显的安全警示标识，指示危险区域和禁止操作的区域。
6.4 生产现场应配备紧急救援设备，如安全阀、灭火器、急救包等。
7. 危险化学品管理7.1 危险化学品应按照相关法规进行分类、标识和储存，确保安全使用。
7.2 危险化学品应由专人负责管理，确保存量和使用情况的记录和统计。
7.3 危险化学品的使用应按照操作规程进行，禁止超出规定范围的使用和处理。
自由基聚合生产工艺
分子量调节剂
新鲜乙烯
引发剂
25MPa
0.1MPa
25MPa
一次 压缩机
高压分离器
低压分离器
平均聚合度随温度升高而降低
严格控制引发剂用量
选择适当的分子量调节剂
严格控制反应温度 和其它反应条件
产品平均 分子量
合成聚酯的路线
某些物质同自由基作用，可能形成非自由基物质，或形成活性低、不足以再引发的自由基。根据对反应的抑制程度，可将这类物质粗略分为阻聚剂和缓聚剂。
使部分自由基终止，使聚合减慢。
有机玻璃生产工艺
单体
配料
制浆
模板 清洗
裁切 包装
脱模
聚合
封合
排气
灌浆
入库
制模
新模板
第三步聚合： 把封合的模框吊入热水箱（或烘房），根据板厚分别控制温度在25～52℃，经过10～160小时，到取样检查料源硬化为止，用接蒸汽加热水箱内水至沸腾，保持二小时，通水慢慢冷却到40℃，吊出模具，取出中间有机玻璃板材，去边，裁切后包装。
发泡剂
(a) 过氧化氢-亚铁盐氧化-还原体系
Fe+2 + H2O2 Fe+3 + OH- + ·OH
H2O2 H+ + HO2-
Fe+3 + HO2 - Fe+2 + H-O-O·
聚合方法的选择
原始颗粒粒径只有1微米左右，适于生产聚乙烯糊。
例如：聚氯乙烯树脂的生产工艺
Hale Waihona Puke 溶液聚合方法乳液聚合方法悬浮聚合方法
本体聚合方法
2.自由基聚合机理
烯类单体的加聚基本属于连锁聚合。在适当条件下价键有均裂和异裂两种方式。
聚合工艺(复杂版)
这三种组份分别进入反应工段。 2.1.1 烷基铝贮存和计量（本单元与ⅠPP共用） 本装置使用100%浓度的烷基铝，贮存在有氮气保护的钢瓶里。烷基 铝从钢瓶中用氮气压送至TEAL贮槽D111，再从D111用氮气压送至 TEAL计量罐D101，经过TEAL过滤器F101过滤后，用由自动控制回路 调节的TEAL计量泵P30101A/B将三乙基铝送至催化剂预接触罐D30201 。D101在氮封微正压下操作，用TEAL密封罐D103密封，D101只是在 吹扫时把冲洗油输送至废油罐D102时才加压，由于烷基铝的危险性， 这个工段设置了固定冲洗（用油）和吹扫（用氮气）系统以便于检修 。新鲜油存贮在冲洗油罐D104。氮封压力下用冲洗油泵P102，经冲洗 油过滤器F102过滤后分配给需要检修的各部分（泵、过滤器、仪表） 。废油收集在D102，然后送至废油处理单元。 在此区域设置了两个火焰检测器与两个联锁相连，以便在TEAL泄漏的 情况下切断送料。 2.1.2 给电子体贮存和计量 给电子体贮存在给电子体贮罐D30110A/B/C/D，根据装置负荷和生产 牌号决定使用纯的或是油稀释过的给电子体，以及给电子体的类型。 用由自动流量控制回路调节的计量泵P30104A/B/C/D将给电子体送到
丙烯在流量控制下经丙烯安全过滤器F30201A/B过滤后送入 R30201，其流量可以通过与环管反应器的密度串级控制来调整。 总的进料分成四部分： 丙烯在流量控制下加入预聚合反应器R30200。（FIC204） 丙烯在流量控制下冲洗预聚合反应器循环泵P30200。（FIC221 ） 丙烯在流量控制下冲洗R30201循环泵P30201。（FIC241） 丙烯在通过反应器密度控制器设定的总流量控制（包括前面的三 股流体）下直接加入R30201（FIC203）。 2.3.4 浆液自R30201至R30202的转移 由于R30201为满液操作，与总进料质量流量相等的出料物流通过 浆液转移管线（带连接）连续排入R30202。为保证带连接的流速 ，避免堵塞，P30202出口部分物料在带连接内循环。 2.3.5 第二环管反应器R30202的丙烯进料 丙烯在流量控制下经丙烯安全过滤器F30201A/B过滤后送入 R30202，其流量通过与环管反应器的密度串级控制来调整。 总的进料分成三部分：
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2019/12/5
回流比的影响
• 回流比的定义：
– 回流液与采出量之比； – 回流比的改变对精馏效果影响很大，必须平稳控制。
• 改变回流比的效果：
– 前提：操作压力、塔顶和塔釜温度一定； – 提高回流比好处：能提高塔顶产品的纯度； – 提高回流比坏处：加大塔的负荷，降低产能，增大能耗。 – 实际操作：确保采出合格产品前提下，尽量降低回流比。
• 装置组成：
– 我厂：碳六油脱水塔、脱重塔、碱洗罐、水洗塔、丁二烯回收 塔等组成；
– 外厂：含丁二烯精制装置的水洗塔、脱水塔、脱重塔； – 其它：碳六油切割塔、尾气回收塔、碱液吸收塔。 – 除水洗塔是筛板塔外，其它各塔均系普通精馏的浮阀塔。
2019/12/5
我厂-溶剂回收装置工艺流程示意图
2019/12/5
• 回收粗原料是多组分混合物，主要是烃类化合物，其 中一般含丁二烯5～8％（重量）。
• 由于丁二烯的沸点和溶剂油各组分的沸点相差较大， 其相对挥发度的差值也大，在一定的压力和温度下， 采用一般的精馏方法就能比较容易地进行分离。
• 设备：浮阀塔、重沸器、冷凝器、离心泵。
2019/12/5
• 精馏过程是在精馏塔中完成的。右边两图分别为 板式精馏塔的结构示意图和精馏操作原理图。
– 塔釜中轻组分浓度减少，塔底产品质量提高，但塔釜采出量减少。
2019/12/5
塔顶温度、塔釜温度的影响
• 塔顶、塔釜的温度的意义：
– 在一定的操作压力下，不同的温度对应着不同的气、液平衡组成。 – 两个温度控制指标反映了精馏效果的好坏，即产品的质量状况。 – 当压力一定时，塔顶和塔釜温度要保持相对稳定。
• 我厂流程：分属两套装置
– 碳六油脱水塔（脱水塔）、碳六油脱重塔（回收塔）、碱洗罐、水洗塔、 丁二烯回收塔（提浓塔）等组成；
– 丁二烯水洗塔、脱水塔、脱重塔（再蒸馏塔）归属于精制装置。
• 外厂流程：
– 实际每一个精馏塔都是针对完成某一生产任务而设计的； – 精馏效果好坏的最主要参数：操作压力、塔顶温度、塔釜温度。
2019/12/5
操作压力的影响
• 主要决定因素：
– 被精馏物料的组成。
• 改变操作压力的影响：
– 前提：塔顶温度、塔釜温度和回流比一定； – 结果：每一层塔板上的气液传质（气相中的重组分被液化、液相中的轻
• 待分离的物料经预热达到一定温度后进入塔中部 的某一适当位置，由于重力作用，液体再塔内自 上而下流动，并且由于压力差，气相则自上而上 流动，气液两相在塔板或填料上接触。
• 液体到达塔釜后，有一部分被连续采出成为塔釜 产品，另一部分经重沸器加热汽化后返回塔中作 为气相回流。
• 蒸汽到达塔顶后一般被全部冷凝，部分冷凝液作 为塔顶产品连续采出，另一部分冷回流返回塔中。
外厂-回收装置工艺流程示意图
2019/12/5
普通精馏原理及过程
• 利用液体混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同 一温度下各组分的蒸汽压不同的性质进行组分分离的 连续多级蒸馏过程。挥发度高的组分在气相中的浓度 高于其在液相中的浓度。
• 经过连续多次的部分汽化和部分冷凝，达到轻、重组 分分离的目的。
梯度： • 精馏段与提馏段： • 塔顶与塔底产品： • 冷却介质与加热
介质： • 回流罐与泵： • 进料与回流量
2019/12/5
操作参数对精馏的影响
• 精馏塔的工艺参数：
– 进料量、进料组成、进料温度、操作压力、塔顶温度、塔釜温度、回流 比等。
• 塔顶、塔釜温度：
– 由进料组成和操作压力决定，用塔底重沸器控制。
• 变温操作的影响：
– 前提：操作压力和回流比一定 – 影响：每一层塔板上的气液传热、传质情况都将发生变化。
• 提温操作的效果：
– 液相中的重组分浓度增加，轻组分浓度减少，有利于提高塔釜产品的纯 度，塔釜采出量减少；
– 塔顶产品重组分增加，塔顶产品质量下降，塔顶采出量增加。
• 降温操作的效果：
– 气相中的重组分浓度减少，轻组分浓度增加，有利于提高塔顶产品的纯 度，塔顶采出量减少；
• 1、装置简介： • 2、普通精馏原理及过程 • 3、操作参数对精馏的影响：
• 4、回收与精制流程： • 5、主要设备：
2019/12/5
1、装பைடு நூலகம்简介
• 装置任务：
– 顺丁橡胶生产的重要装置之一； – 每生产1吨成品胶，约有0.25吨丁二烯、4吨碳六油要进入回收
系统进行处理。 – 原料来源：胶液罐顶、凝聚釜顶分离出的混合物料。 – 目的：分离丁二烯和碳六油，脱除碳六油中的有害杂质。
• 由于各组分挥发度不同，液相中的轻组分吸收热 量转入气相，气相中的重组分放出热量转入液相， 在塔内的两相中发生传热传质，其结果是，在塔 顶得到轻组分，在塔釜主要得到重组分，从而使 待分离物料中的轻、重组分得到分离。
2019/12/5
• 热量平衡与物料 平衡：
• 冷凝器与再沸器： • 温度梯度和浓度
组分被汽化）都会发生变化。
• 提高操作压力效果：
– 气相中的重组分浓度减少，轻组分浓度增加，有利于提高塔顶产品的纯 度，塔顶采出量减少；
– 塔釜中轻组分浓度增加，塔底产品质量下降，塔釜采出量增加。
• 降低操作压力效果：
– 气相中的重组分浓度增加，轻组分浓度降低，塔顶采出量增大，但不利 于提高塔顶产品的纯度。
• 特殊注意：
– 对于物料中具有特殊物理化学性质的某些组分的分离，如脱 水过程，如果提高回流比，反而会降低其分离效果。
2019/12/5
回收与精制流程
• 原料来源：
– 凝聚釜顶蒸出的碳六油； – 胶液罐顶冷油吸收下来的未反应的丁二烯。
• 装置任务：
– 将溶剂与丁二烯分离； – 脱除回收溶剂中的水、溶剂轻组分、轻组分杂质和重组分杂质； – 精制为质量合格丁二烯和碳六油，满足橡胶聚合反应生产要求。
• 进料量的影响：
– 过大或过小都能破坏塔的平稳操作。 – 进料量小，可以通过增加回流比来改善塔内水力学状态，使精馏塔平稳
操作； – 进料量大时，要依据塔的水力学状况、冷换设备能力和操作状态，适当
调节回流比。 – 正常操作，回流比一般保持不变，在产品质量不合格时，才做适当调节。
• 优化操作参数，达到理想的精馏效果：