年產(chǎn)50000噸聚醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、江漢大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：年產(chǎn)50000噸聚醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì)學(xué)院：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)：高分子材料與工程學(xué)號(hào)：122209107137姓名：張攀欽指導(dǎo)老師：朱超《聚醋酸乙烯酯乳液聚合課程設(shè)計(jì)》一、本課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、任務(wù)與目的1.本課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)本課程是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門實(shí)用性和技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)課程。學(xué)生在聚合物工藝學(xué)課程后，綜合運(yùn)用所學(xué)的高分子化學(xué)與材料及化工原理相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行初步的聚醋酸乙烯酯合成的工藝設(shè)計(jì)。2.本課程任務(wù)是：①撰寫簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)說明書。②繪制物料流程示意圖、車間平面圖各一張。③設(shè)計(jì)并繪制聚合釜3.本課程

2、設(shè)計(jì)的目的①了解和掌握聚醋酸乙烯酯的、結(jié)構(gòu)與性能，其制備過程中的基本反應(yīng)類型、添加劑與材料成型工藝等內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)；②掌握檢索文獻(xiàn)的方法；③通過閱讀文獻(xiàn)，了解并掌握聚醋酸乙烯酯制備與設(shè)計(jì)的基本原理，并能完成聚醋酸乙烯酯的整個(gè)工藝流程。④通過專業(yè)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握應(yīng)具備的基本高分子化工設(shè)計(jì)技能。二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)方案選擇，對(duì)給定或選定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。2.工藝計(jì)算，應(yīng)完成工藝流程各過程的物料衡算，能量衡算。繪制物料流程示意圖，編寫物料平衡表及熱量平衡表。3.主要設(shè)備設(shè)計(jì)，在滿足工藝條件的前提下，進(jìn)行主要設(shè)備

3、的選型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.典型輔助設(shè)備設(shè)計(jì)選型，包括典型設(shè)備主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算和設(shè)備型號(hào)規(guī)格的選定目錄一、概述1二、工藝流程和方案的說明和論證11、工藝流程12、方案的說明23、聚醋酸乙烯酯乳液聚合的工藝條件3三、物料衡算6四、熱量衡算11五、聚合釜及各設(shè)備選型13六、生產(chǎn)車間布置161.要滿足生產(chǎn)工藝要求162.要符合經(jīng)濟(jì)原則163.要符合安全生產(chǎn)要求174.便于安裝和檢修175．要有良好的操作條件17七、對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)述及結(jié)論18八、參考文獻(xiàn)19一、概述聚合物工藝設(shè)計(jì)是化工生產(chǎn)裝置建設(shè)的靈魂，是將人們的要求變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的第一步。

4、先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段與工具、高水平高質(zhì)量的設(shè)計(jì)作品是工程設(shè)計(jì)人員堅(jiān)持的設(shè)計(jì)方針和追求的設(shè)計(jì)目標(biāo)。聚合物合成生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)屬于化工設(shè)計(jì)的范疇，是針對(duì)聚合物合成生產(chǎn)過程的化工設(shè)計(jì)。聚合物合成工藝設(shè)計(jì)就是指將單體原料通過聚合反應(yīng)制得聚合物產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中所用的方法、技術(shù)等，全部用圖紙、表格、文字說明等方式概述出來的過程及結(jié)果。二、工藝流程和方案的說明和論證1、工藝流程（1）把軟水經(jīng)過軟水計(jì)量槽（W101）計(jì)量后放入聚乙烯醇溶解釜(V101)。（2）把規(guī)定量的聚乙烯醇由入孔投入聚乙烯醇溶解釜(V101)內(nèi)

5、。（3）向聚乙烯醇溶解釜(V101)的夾套中送入水蒸汽，升溫至80攝氏度，攪拌4-6小時(shí)，配制成聚乙烯醇溶液。（4）把醋酸乙烯酯投入單體計(jì)量槽(W102)內(nèi)，把鄰苯二甲酸二丁酯投入增塑劑計(jì)量槽(W103)內(nèi)，并把預(yù)先配制的規(guī)定量的過硫酸鉀溶液和碳酸氫鈉溶液分別投入引發(fā)劑計(jì)量槽(W105)和PH調(diào)節(jié)劑計(jì)量槽(W104)。（5）把聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇溶解釜(V101)通過過濾器（V102）用隔膜泵（P101）輸送到聚合釜(R101)中，并由入孔加入規(guī)定量的OP-10，并開動(dòng)攪拌使其溶解。（6）向聚合釜(R101)中由單體計(jì)量

6、槽(W102)加入單體醋酸乙烯酯，并通過引發(fā)劑計(jì)量槽(W104)加入過硫酸鉀溶液，在攪拌下乳化30min。（7）向聚合釜(R101)夾套內(nèi)通水蒸汽，將釜中物料升溫至60攝氏度，向聚合釜(R101)加入單體和引發(fā)劑，聚合反應(yīng)開始，并通過回流冷凝器(H101)和聚合釜(R101)夾套通入冷卻水進(jìn)行換熱，控制溫度，穩(wěn)定在60攝氏度進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間10hr。17（8）反應(yīng)完全后，向聚合釜(R101)夾套通入冷卻水冷卻至50攝氏度，再加入PH調(diào)節(jié)劑和增塑劑，攪拌均勻。出料，通過過濾器過濾(V103)后，進(jìn)入乳液儲(chǔ)罐(T104)。（

7、9）用泵將乳液送至閃蒸塔（D101）中，乳液中的液相醋酸乙烯酯進(jìn)入D101前絕大部分已經(jīng)在大閃蒸線中汽化。聚醋酸乙烯酯隨氣相醋酸乙烯酯從大閃蒸線出來后，沿切線方向進(jìn)入閃蒸罐D(zhuǎn)301中D101操作溫度約為80℃，操作壓力約為1.8MPa。聚醋酸乙烯酯從D101下面流出進(jìn)入D102.（10）干燥2、方案的說明由于設(shè)計(jì)任務(wù)書表明此聚合采用乳液聚合，以下簡(jiǎn)要論述乳液聚合。聚醋酸乙烯酯是由聚醋酸乙烯酯經(jīng)自由基聚合而成的高分化合物。通常采用分散聚合和乳液聚合的，該設(shè)計(jì)采用的是乳液聚合。乳液聚合是在用水作介質(zhì)的乳液中，按膠束機(jī)理或低聚物

8、機(jī)理生成彼此孤立的乳膠粒，在其進(jìn)行自由基加成聚合或離子加成聚合來生產(chǎn)高聚物的一種聚合方法，對(duì)于在充分混合的間歇反應(yīng)器中進(jìn)行的乳液聚合過程來說，據(jù)反應(yīng)機(jī)理可分為四個(gè)階段：分散階段、乳膠粒生成階段、乳膠粒生長(zhǎng)階段、聚合反應(yīng)完成階段。該方法有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）聚合體系具有粘度低、易散熱，乳液穩(wěn)定性高．具有較高的