年产五万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计毕业论文.doc

年产五万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计毕业论文 目 录 年产5万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计 I 摘 要 I Abstract II 1绪论 1 1.1概述 1 1.1.1聚苯乙烯简介 1 1.1.2聚苯乙烯的基本物性 1 1.1.3国内外的现状及发展前景 2 1.2设计依据 2 1.3指导思想 2 1.4厂址的选择 3 1.5节能与环境保护 3 1.5.1节能 3 1.5.2环境保护 3 1.6安全防火 3 1.6.1消防设施 3 1.6.2灭火程序 4 2 工艺论证 5 2.1工艺原理 5 2.1.1生产方案 5 2.1.2 工艺路线 5 2.1.3工艺流程 5 2.1.4反应原理 5 2.2聚苯乙烯的生产技术 6 2.3发泡聚苯乙烯技术工艺比较 6 2.3.1塔式本体聚合技术 6 2.3.2添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 7 2.3.3苯乙烯的悬浮聚合 7 2.3.4苯乙烯种子法悬浮聚合 7 2.4发泡聚苯乙烯生产工艺 8 2.4.1一步法聚合工艺 8 2.4.2二步法聚合工艺 8 2.4.3一步法工艺与二步法工艺的比较 8 2.5可发性聚苯乙烯基本性能 9 2.5.1力学性能 9 2.5.2绝热性能 9 2.5.3化学性能 9 3 聚合工段工艺和生产流程 11 3.1聚合工段工艺过程叙述 11 3.2生产流程 11 3.3产品规格、原料及公用工程条件 11 3.3.1产品规格 11 3.3.2生产方式及规模 12 3.3.3原料 12 3.3.4工艺控制条件 13 4 物料衡算 15 4.1计算依据 15 4.2聚合工段物料衡算 15 4.2.1进料阶段 15 4.2.2出料阶段 16 5 聚合工段热量衡算 18 6 设备计算 21 6.1聚合釜的设计 21 6.1.1聚合基本数据 21 6.1.2聚合釜容积确定 21 6.1.3聚合釜的选型原则 21 6.1.4釜的选择 21 6.1.5聚合釜搅拌器的设计 23 6.2泵的设计 24 6.2.1计算依据 24 6.2.2管内流速的计算 24 6.2.3直管阻力和局部阻力损失的计算 25 6.2.4确定泵轴功率 25 6.2.5泵的选型 25 6.3换热器的设计 25 6.3.1设计依据： 25 6.3.2计算总传热系数 26 6.3.3计算传热面积 27 6.3.4工艺结构尺寸 27 参考文献 28 附录1 设备一览 29 谢 辞 31 1 绪论 1.1概述 1.1.1聚苯乙烯简介 聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene, 简称PS。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于摄氏100度的玻璃转化温度，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立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（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。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高，性脆等。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，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。1.1.2聚苯乙烯的基本物性 基本物理性质： 比重：1.05克/立方厘米 成型收缩率：0.6％—0.8％ 成型温度：170℃—250℃ 物料性能： 电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性耐水性，化学稳定性良好，强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯﹑汽油等有机溶剂。适于制作绝缘透明件﹑装饰件及化学仪器﹑光学仪器等零件。 成型性能： 1.无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。 2.宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔变形。 3.可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件脱模斜度大，顶出均匀塑件壁厚均匀