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聚合物合成工艺

1.3.6 回收过程 主要是回收溶剂进行精制,然后循环使用。
合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别?
1.4 高分子化合物生产流程评价和新工艺、新产品的开发
1.4.1 生产流程评价 除了考查生产流程是连续生产还是间歇生产外,还应从 产品性能、原料路线、能量消耗与利用、生产技术水 平等方面进行考查。
1.4.2 聚合方法的选择 根据所要求的聚合物的性质和形态、聚合反应的特点、 生产成本等方面进行选择。
引发剂种类
过氧化物:R-O-O-R,如BPO、DCP等;
偶氮化合物:AIBN;
氧化-还原引发剂:H2O2-Fe2+、S2O82--Fe2+932 0.5
引发剂的选择
(1)聚合实施方法;(2)聚合操作方式;
(3)反应温度; (5)半衰期t0.5。
(4)分解活化能Ed;
重要单体的合成: 1 氯乙烯 2 苯乙烯 3 醋酸乙烯 4 丙烯腈 5 对/邻苯二甲酸 6 乙二醇
2.2 煤炭及其他原料路线和中国资源情况展望
2.2.1 煤炭原料路线
煤的 1 干馏 煤焦油 芳烃 化学 2 与生石灰熔融 电石 乙炔 应用 3 水煤气(CO+H2) 合成气 “一碳化学” 乙炔是重要的基本有机化工原料,由它可制得氯乙烯、 醋酸乙烯、氯丁二烯、丙烯腈。
1.3.5 聚合物后处理过程
后处理过程主要是脱除水分和有机溶剂的干燥过程。 1 合成树脂:采用气流干燥、沸腾干燥;干燥后得到的粉
状树脂,一般要添加稳定剂、润滑剂等添加剂,经混 炼、造粒制得粒状料(PVC除外)。 2 合成橡胶:采用箱式干燥机、挤压膨胀干燥机干燥。干 燥后进入压块机压制成25kg大块。
1 严格控制引发剂的用量;
2 严格控制反应温度和其他反应条件;
3 选择适当的分子量调节剂并严格控制其用量。
3.1.2 本体聚合生产工艺
本体聚合生产的主要品种:LDPE、PS、PMMA等。
➢ 本体聚合工艺特点
优点: 无反应介质,工艺过程简单。
缺点:聚合反应热的散发困难,反应温度难以控制, 一般先进行预聚合,排除部分反应热;反应后期粘度 大,单体反应不易进行完全。
1.3.4 分离过程
1 本体聚合与熔融缩聚得到的高粘度熔体:通常不需要经过分离, 有时采用高真空脱除单体。
2 自由基悬浮聚合得到的树脂在水中的分散体系:先脱单体(闪 蒸、蒸气蒸馏),再用离心机脱水、洗涤。
3 离子与配位聚合得到的淤浆液:同2。 4 溶液聚合得到的高粘度聚合物溶液:
合成树脂:加第二种非溶剂; 合成橡胶:水析凝聚法 5 自由基乳液聚合得到的固-液乳液体系: 合成树脂:喷雾干燥; 合成橡胶:先脱单体,再破乳凝聚使合成橡胶呈胶粒 状析出,然后分离、洗涤、过滤脱除水分。
2.2.2 其他原料路线
植物、农副产品 糠醛、纤维素脂、纤维素醚等。
2.2.3 中国资源情况展望
煤炭资源丰富 石化基地:大型乙烯装置
第3章 自由基聚合生产工艺
本体聚合 乳液聚合 悬浮聚合 溶液聚合
3.1 自由基聚合工艺基础和本体聚合生产工艺
3.1.1 自由基聚合工艺基础
➢ 自由基聚合引发剂
➢ 聚合反应器
形状一定的模型、釜式、管式、塔式。 操作方式以连续操作为主。
➢ 后处理
1.特点:产品不能精制提纯,因此,对聚合反应工艺条件和设备 要求很严格;同一套装置要求生产不同牌号的产品。
2.聚合实施方法 自由基聚合:本体、乳液、悬浮、溶液 离子与配位聚合:本体、溶液
3.聚合反应的操作方式 间歇聚合:分批生产,适于小批量生产; 连续聚合:自动化程度高,质量稳定,适合大批量生产。
4.聚合反应器 管式、塔式、釜式、特殊形式 反应热排除方式:夹套冷却、内冷管冷却、反应物料部分闪蒸、反 应介质预冷、回流冷凝器冷却等。 搅拌器形式:平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式、螺带式
聚合物合成工艺学
32 学时
第一章 绪论
1.1 高分子合成工业概述 合成树脂、合成橡胶
▲ 1.3 高分子化合物生产过程 1.3.1 原料准备与精制过程
单体:纯度要求99%以上,易燃易爆,有毒,自聚。 有机溶剂 1.3.2 催化剂(引发剂)配制过程
多数引发剂和催化剂易燃易爆,注意安全。
1.3.3 聚合过程
第2章 生产单体的原料路线
石油 煤炭 其它
2.1 石油化工原料路线
原油 炼制 石油气、石油醚、汽油、煤油、轻柴油等油品。
2.1.1 石油裂解生产烯烃
裂解原料:乙烷、C4馏分、轻柴油等。 裂解产物:H2、CH4、C2馏分、C3馏分、C4馏分、裂解汽油、燃料 油等。乙烯收率25%~26%,丙烯收率16 ~18%, C4馏分收率 11%~12%。
2.1.2 石油裂解生产芳烃
石脑油 裂解 裂解汽油 H2 加氢汽油
催化重整 重整生成油
苯、甲苯、 二甲苯
2.1.3 由C4馏分制取丁二烯
由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯; 由C4馏分中的丁烯氧化脱氢制取丁二烯。
2.1.4 以石油制成的基本有机原料为基础合成单体、聚 合物的路线
重要的基本有机原料:“三烯三苯”(乙烯、丙烯、丁 二烯、苯、甲苯、二甲苯)。
1.4.3 生产工艺的改革 引发剂或催化剂的改进,生产方法的改进。
1.4.4 新产品的开发
第一次评价:化学合成路线的评价 第二次评价:产品性能的评价 中试 工业生产
1.5 高分子合成工业的三废处理与安全 1.5.1 三废处理
三废:废气、废水、废渣。 产生:废气——生产装置泄露、清釜、干燥;
废水——悬浮、乳液聚合,分离、洗涤操作; 废渣——生产设备中的结垢聚合物、副产物。 处理:首先在进行工厂设计时就应将其消除,再考虑 回收利用和处理。废水采用生物氧化处理、焚烧处理 等,废气、废渣采用焚烧处理。 1.5.2 生产安全 安全事故:火灾与爆炸; 爆炸极限 对健康的影响:毒性。
➢分子量控制与分子量调节剂
影响聚合物平均分子量的主要因素:
[M ] v k [I ]1/2
1 DP
1 DP0
Cs
[S] [M ]
单体浓度、引发剂浓度、链转移剂的种类和用量、温度。
工业上利用链转移反应来控制产品的平均分子量,链转移 剂起了控制分子量的作用,称为分子量调节剂。
控制平均分子量的手段:
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