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高分子材料课程设计（2010） 一、HDPE合成工艺设计 二、乳液丁苯及MBS制备工艺设计 三、管式反应器与全混流反应器的设计 一、HDPE合成工艺设计 二、乳液丁苯及MBS制备工艺设计 乳液丁苯及MBS制备工艺设计 要求 三、管式反应器与全混流反应器的设计 高材课程设计作业要求 请同学们完成课程设计作业，作业使用青岛科技大学实验报告纸填写，需要查表及绘图的题目必须使用标准绘图纸粘贴在报告纸中。 实际生产中: 协调分子量调节剂及引发剂用量 控制转化率60% 产物门尼黏度 ④ 聚合温度的控制 聚合温度 影响聚合速度 调节剂硫醇消耗速度 产品物性 冷法丁苯乳聚聚合温度 5±0.5 ℃ MBS 核壳结构 制备 自由基引发 乳液-种子聚合 由MMA/St接枝于PB或丁苯胶大分子链上的接枝共聚物 1. 亲水单体趋于存在粒子外表面; 2. 疏水单体趋于向内部渗透 核壳结构 热力学基础 MBS合成 * * * 要 求 合成密度0.96g/cm3的HDPE； 设计内容： 聚合方法、设备选择、原料准备（原料选择及原料精 制）、单体聚合（工艺条件）、后处理等工序设计； 说明选择理由； 画出工艺流程图。 PE树脂相对密度 纯结晶密度为1g/cm3; 纯无定形密度为0.855g/cm3; 工业生产树脂相对密度在0.915~0.970之间; PE HDPE HDPE 0.940及以上密度 乙烯均聚物 乙烯与α-烯烃共聚物 结构特点 仅少量由α-烯烃引入的支链,结晶度较高 流化床法高密度聚乙烯装置设计基础 0.0356 Kg/(s﹒m3) 时空收率 分子量分布 13.6Kg/(s﹒m2) 表观气体流率 窄 组成 乙烯69.57%，氢10.43%，乙烷7.56%，氮12.44% 反应器进料组成（mol） 乙烯均聚物 熔体指数 6000g聚合物/g催化剂 催化剂生产率 8.0g/10min 密度 Ti-Mg-THF-TEA 催化剂 0.964g/cm 密度 2.0MPa 压力 牌号等级 105℃ 温度 90% 开工率 流化床 反应器类型 13.6万吨/年 生产能力 反应器条件 流化床法高密度聚乙烯的主要设备 塔体/填料 3.7m填料 3.7m填料 44块浮阀塔盘，间距0.46m 塔体 碳钢 碳钢 碳钢 高度，m 5.5 4.3 5.5 直径，m 1.5 1.2 1.5 单体干燥器 共聚单体干燥塔 乙炔脱出塔 塔类 C-101A,B C-102A,B C-103 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 2.0 13.6 13.6 38 2.0 催化剂贮槽 聚合物出料罐 聚合物脱气罐 缓冲槽 分离罐 压力容器类 V-101 V-102 V-103 V-104 V-105 流程图上未显示 容积，m3 85(每台) 贮槽 贮槽类 T-251A-J 管子 碳钢 碳钢 亮体 碳钢 碳钢 热负荷，kW 10138（每台） 53 面积，m2 595(每台) 9.3 循环冷却器 气体冷却器 热交换器类 E-101A;B E-102 碳钢 碳钢 输出功率，kW 2237 112 循环压缩机 压缩机 压缩机类 K-101 K-102 碳钢 4.0m×10.7m反应段 5.6m×7.9m分离段 反应器 反应器类 R-101 材质 规格 设备名称 设备位号 低压气相聚合 ① 乳液丁苯胶制备工艺（设计过程及要求如前题） ② 制备MBS核-壳结构共聚物 通用型乳液丁苯 苯乙烯含量23.5% Tg=-57~-52 低温乳液丁苯橡胶的合成 ① 组分； ② 配方； ③ 工艺条件 丁苯乳液聚合典型配方及反应条件 12 7-10 聚合时间(小时) 72 60 转化率(%) 50 5 聚合温度°C 反应条件 氢醌0.1 多乙多胺0.02 其他 — 0.02-0.05 Na2Sx — 0.02-0.04 NaNO2 — 0.10 二甲基二硫代氨基甲酸钠 终止剂 — 0.24-0.45 K3PO4 电解质 — 0.01-0.025 EDTA 螯合剂 — 0.04-0.10 刁白块 — 0.01 硫酸亚铁 还原剂 活 化 剂 — 0.06-0.12 对孟烷过氧化氢 0.3 — K2S2O8 过氧化物 引 发 剂 体 系 — 4.62 歧化松香酸钠 5 — 脂肪酸钠 乳化剂 0.025-0.04 保险粉 脱氧剂 190 195 水 反应介质 0.50 0.16 叔-十二碳硫醇 分子量调节剂 71 29 72 28 丁二烯（重量） 苯乙烯（重量） 单体 热法 冷法 原料及辅助材料 各组分作用及要求 ① 水 去离子软水; 水中钙、镁离子与乳化剂生