湖南工学院 材料与化学工程系 高分子材料与工程1001班
高分子合成工艺设计说明书
题 目
院 、 部： 材料与化学工程学院 学生姓名： 刘志文 指导教师： 罗建新 职称 讲师 专 业： 高分子材料与工程学院 班 级： 1001班 完成时间： 2013年6月2日
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摘 要
可发性聚苯乙烯（Expandable PolyStyrene，简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。
可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计，反应机理是自由基聚合，采用悬浮聚合工艺，以苯乙烯为单体，水做悬浮介质，采用低温悬浮聚合一步法生产工艺。此方法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品；针对聚合反应釜进行了物料衡算、热量衡算，在此基础上通过分析工艺流程，选择出了工艺设备并计算，绘制了带控制点的流程图、并编制了设计说明书和计算书。
关键词：可发性聚苯乙烯；悬浮聚合；物料衡算；工艺设计
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Abstract
Expandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a kind of mixture with resin the physical blowing agent and other additives mixture. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS.
The design is about of polystyrene polymerization process section that the annual production capacity is32000 tons, The reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is adding styrene monomer, initiator, dispersing agent, water, blowing agent and other auxiliaries to reactor, the polymer containing a foaming agent, after the resin particles by washing, centrifugal separation and drying, the system may be made of polystyrene beads products; mainly contrapose the polymerization reactor carried out for material balance, heat balance, in this based on the analysis process to select out of the process equipment and calculate and draw the flow chart with control points. And the preparation of the design specifications and calculations of the book.
Key Words：expandable polyStyrene ；suspension technique ；craft calculation；
technological design
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目 录
第一章 绪论
1.1聚苯乙烯简介 ............................................. 6 1.2聚苯乙烯的基本物性 ....................................... 8
1.3国内外的现状及发展前景 第二章 工艺流程和方案的说明及论证 2.2发泡聚苯乙烯技术工艺比较
[3]
2.2.1塔式本体聚合技术...................................... 9 2.2.2 添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术.................... 10 2.3 苯乙烯的悬浮聚合[4] ...................................... 11 2.4苯乙烯种子法悬浮聚合 .................................... 12 2.5发泡聚苯乙烯生产工艺 ......................................... 13
2.5.1一步法聚合工艺 ........................................ 15 2.5.2二步法聚合工艺 ........................................ 16 2.5.3一步法工艺与二步法工艺的比较[6]......................... 17 2.5.4可发性聚苯乙烯基本性能 ..................................... 18 2.5.5生产原理及工艺流程 ........................ 错误！未定义书签。9
2.5.5.1生产原理 ............................................ 20 2.5.5.2生产流程 ............................ 错误！未定义书签。
第三章 物料衡算.................................. 错误！未定义书签。
3.1计算依据 ................................ 错误！未定义书签。 3.2聚合工段物料衡算 ........................ 错误！未定义书签。
3.2.1进料阶段 ............................ 错误！未定义书签。 3.2.2出料阶段 ............................ 错误！未定义书签。
第四章 热量衡算................................................... 24 4.1显热计算 24
4.2 聚合热 25 4.2.1 聚合釜的搅拌热 26
4.2.2热量损失 26 4.3 蒸汽的用量 26
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4.4冷却水的用量 27 第五章 聚合釜及各设备选型......................... 错误！未定义书签。
5.1 聚合釜的设计............................ 错误！未定义书签。 5.1.1聚合釜基本数据 ...................... 错误！未定义书签。 5.1.2聚合釜容积确定 ...................... 错误！未定义书签。 5.1.3聚合釜的选型原则 .................... 错误！未定义书签。 5.1.4釜的选择 ............................ 错误！未定义书签。 5.1.5聚合釜搅拌器的设计 .................. 错误！未定义书签。 5.2 泵的设计
5.2.1计算依据 ............................ 错误！未定义书签。 5.2.2管内流速的计算 ...................... 错误！未定义书签。 5.2.3直管阻力和局部阻力损失的计算 ........ 错误！未定义书签。 5.2.4确定泵轴功率 ........................ 错误！未定义书签。 5.2.5泵的选型[10] ........................ 错误！未定义书签。 5.3换热器的设计 ............................ 错误！未定义书签。
5.3.1设计依据 ............................ 错误！未定义书签。 5.3.2计算总传热系数 ...................... 错误！未定义书签。 5.3.3计算传热面积 ........................ 错误！未定义书签。 5.3.4工艺结构尺寸 ........................ 错误！未定义书签。
第六章 结论 参考文献 致谢 附录
悬浮法生产聚苯乙烯
第一章 绪论
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