聚合反应工程(华东理工大学)2.高聚物合成的原料准备.ppt

第二章高聚物合成的原料准备 本章有三个部分： 1》单体原料的生产路线 2》单体原料的精制 3》催化剂（或引发剂）的配制过程 一、高分子单体生产的原料路线 高分子单体生产最重要的原料来源路线有以下三个： 石油（天然气）化工路线； 煤化工路线； 农林产品原料路线。 石油加工简介 石油化工原料路线 石油加工简介 催化裂化：是在500℃条件下使减压柴油或常压重油进行高温催化裂化，其目的是提高汽油的质量与产量。 催化重整：是在催化剂存在下将低辛烷值的石脑油经重整反应转化为辛烷值高、芳烃含量高的汽油。 加氢裂化：是以重质油生产汽油和优质轻柴油为目的。在催化剂下进行烷烃加氢裂化生成相对分子质量小的烷烃以及正构烷烃的异构化、多环环烷烃的开环裂化、多环芳烃的加氢开环裂化。 石油化工原料路线 乙烯 石油化工原料路线 乙烯氧氯化法生产氯乙烯： 石油化工原料路线 石油化工原料路线 由丙烯为原料生产的化工产品 石油化工原料路线 环氧丙烷主要以其衍生物形式得到广泛应用。其衍生物用量最多的是聚氨基甲酸多元醇酸树脂。其次用于生产丙二醇，从而生产不饱和聚酯增强塑料。 石油化工原料路线 石油化工原料路线 以苯为原料生产的化工产品 石油化工原料路线 2、煤炭化工原料路线 煤的干馏 将煤隔绝空气加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐开始分解， 其中挥发性物质呈气态逸出，残留下不挥发产物就是焦炭或半焦。 煤发生焦化分解生成气体产物经洗涤、冷却等处理后得到煤焦油、 氨、租苯和焦炉气。 煤焦油中约有1万种化合物，已测定出分子结构和理化性能的有 561种。目前，发达国家能生产的焦化产品多达250多种。我国能正 常生产的只有70多种。 煤炭化工原料路线 煤焦油精馏 其中主要馏分： 1.轻油，沸点＜170℃，从中可分离出苯、甲苯、二甲苯、乙苯等； 2.酚油，沸点180～210℃，从中可分离出苯酚、甲酚、吡啶等； 3.奈油，沸点210～230℃，从中可分离出奈、二甲酚、喹琳等； 4.洗油，沸点230～300℃，从中可分离出奈、喹琳等； 5.蒽油，沸点300～360℃，从中可分离出粗蒽； 6.沥青，沸点＞360℃。 煤炭化工原料路线 煤炭化工原料路线 以乙炔为原料生产的化工产品 3、其他（农林产品）化工原料路线 第三类高分子单体的原料是自然界存在的植物，农副产品。它们不仅可以用来提炼单体，还可以利用天然产的高分子化合物为原料，经化学加工得到塑料和人造纤维。 自农副产品中得到的最重要单体是糠醛。其结构式为: 二、单体原料的精制 高分子合成工业的任务： 将简单的有机化合物（单体），含有二个或二个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子，经聚合反应成为高分子化合物。 大致可分为以下几类： 1、仅含有二个聚合活性官能度（包括双键）可以合成高分子量的线型高分子化合物（热塑性塑料、合成纤维）。 2、含有二个以上官能度的单体合成低分子量的具有反应性的聚合物（热固性塑料、涂料）。 3、双烯烃则主要用于合成橡胶。 由不同官能度的单体合成高分子材料的过程如下： 高分子的合成生产主要包括以下生产过程和完成生产过程所需的设备和装置 1、原料准备和精制 单体、溶剂、水等原料的储存、洗涤、精制、干燥、浓度调整等过程和设备。 2、催化剂（引发剂）配制过程 聚合用催化剂、引发剂、助剂的制造、溶解、储存、浓度调整等过程和设备。 3、聚合反应过程 反应的热交换、原料的输送过程和相应的设备。 4、分离过程 单体回收、溶剂 催化剂 低聚物脱除过程和设备。 5、聚合物后处理 聚合物输送、干燥、造粒、包装等 6、回收过程 未反应单体、溶剂的回收和精制，及返回系统的过程和设备。 聚合物工艺过程图示 1、原料准备和精制 1》大多数单体和溶剂是易燃、有毒、与空气混合易爆炸的气体和液体，而且有些单体容易自聚（苯乙烯） 2》杂质的影响：会产生阻聚和链转移，使分子量降低，使催化剂中毒和分解，使逐步聚合反应端基过早封闭而降低分子量，使产品的色泽增加等，因此，一般需要99％以上。 3》如果是惰性杂质，可降低要求。 鉴于以上的要求，对单体和溶剂的储存需考虑以下问题： 1》防止与空气接触产生易爆炸的混合物和产生过氧化物 2》保证在如何情况下储罐不会产生过高压力，以免储罐破裂。 3》防止有毒易燃单体和溶剂泄漏（储罐、管道、阀门、泵等）。 4》防止自聚，加阻聚剂，在反应前必须脱除（碱洗或蒸馏、过柱处理）。 5》储罐应远离反应装置，减少着火危险。 6》储存常温为气体，加压冷却为液体的单体（乙烯、丙烯、氯乙烯、丁二烯）必须是耐压容器，隔热、冷却水、氮气保护等。 7