乳液聚合生产工艺及设备.

河南理工大学课程设计论文题目：丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计学院：专业：学号：姓名：目录一、概述………………………………………………………….- 1 -1.1 原料介绍 (1)二、生产方法的选择和流程设计 (2)2．1 工艺流程说明及操作步骤……………………….………..- 2 -2．2 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产流程框图………....- 2 -三、设备计算和选型…………………………………………….……- 3 -3.1 反应釜的结构和材质………………………………..……- 3-3.2 反应釜中物质的平均密度ρm的计算…………..…...….- 3 -3.3 反应釜的计算和选型…………………………………….….- 4 -四、环境保护与安全措施……………………………………..….…- 5 -4.1 环境保护 (5)4.2 安全措施 (5)五、心得体会 (6)六、参考文献： (7)一、概述苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液也称苯-丙乳液。

它由苯乙烯和丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂等通过乳液聚合反应制得的共聚物乳液。

用它作建筑涂料的基料，配以各种助剂、颜料和填料就可制成各种色调鲜艳的乳胶涂料。

这类涂料具有突出的耐水、耐候、保光、保色性能，对墙面附着力强，干燥速度快，施工方法多样，可喷、可刷，也可辊涂，施工效率高，既可外用，也可内用；既可制成平光涂料，也可制成半光和有光涂料；既可制成高档涂料在现代化高层建筑中使用，又可制成低档品种在一般建筑中使用。

是当今国外发展最快的水性涂料，也是我国外墙涂料的主要品种。

建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。

不断提高水性涂料的质量，开发新的品种，是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。

苯丙乳液是胶体分散体系，具有明显的胶体化学性质，当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后，苯丙乳粒子向浆体内分散，被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。

目录1 项目简介...………………………………………………1.1 项目名称………………………………………………………1.2 项目设计根据…………………………………………………1.2.1 重要原料及物理性质……………………………………1.2.2 生产措施………………………………………………..1.3 设计根据及必要性………………………………………….1.4 市场前景分析……………………………………………….1.5 生产能力…………………………………………………….1.6 技术方案及设备方案……………………………………..1.6.1 技术方案……………………………………………1.6.2 设备方案……………………………………………..1.7 聚合反应机理及影响反应旳原因……………………….1.7.1 聚合反应机理………………………………………...1.7.2 影响反应旳原因……………………………………..2 生产措施及工艺流程………………………………….2.1 生产措施………………………………………………….2.1.1 原料选择……………………………………………..2.1.2 聚合机理……………………………………………..2.1.3 实行措施…………………………………………….2.1.4 操作过程……………………………………………2.2 集合工艺过程…………………………………………...2.2.2 引起剂旳选择………………………………………….2.2.3 乳化剂旳选择………………………………………….2.2.4 分散介质旳选择……………………………………….2.2.5 其他介质旳选择……………………………………….2.2.6 聚合温度旳选择……………………………………….2.2.7 所选物料物理性质…………………………………….2.3 工艺流程……………………………………………………2.4 工艺参数……………………………………………………2.4.1 工艺配方………………………………………………2.4.2 重要单体参数…………………………………………2.4.3 重要工艺参数…………………………………………2.4.4 产品技术参数…………………………………………2.5 重要设备控制方案………………………………………...2.5.1 反应器温度旳控制……………………………………2.5.2 反应器旳压力控制……………………………………2.5.3 反应器旳液位旳控制…………………………………2.5.4 泵旳控制………………………………………………3 物料衡算及热量衡算…………………………………..3.1 物料衡算…………………………………………………..3.1.1 物料平衡示意图………………………………………3.1.2 所发生旳聚合反应方程式……………………………3.1.4 确定重要物料投料数量……………………………….3.1.5 顺流程设备进行计算…………………………………..3.2 热量衡算…………………………………………………….3.2.1 搜集数据………………………………………………..3.2.2 热量计算………………………………………………..4 设备工艺计算…………………………………………….4.1 反应聚合釜旳设计………………………………………….4.1.1 釜体旳设计……………………………………………..4.1.2 釜体外形尺寸旳设计…………………………………..4.1.3 搅拌装置旳设计………………………………………..4.1.4 传热装置旳设计………………………………………..4.2 各物料进出管口直径确实定……………………………….4.3 轴密封形式………………………………………………….4.4 泵旳工艺设计……………………………………………….4.5 调整釜旳设计……………………………………………….4.6 引起剂罐…………………………………………………….4.7 单体乳化罐………………………………………………….4.8 过滤器……………………………………………………….4.9 工艺管口旳设计…………………………………………….5 参照文献………………………………………………….1 项目简介1.1 项目名称：1万吨/年丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间旳工艺设计。

乳液聚合⽅法在材料制备上的应⽤聚合⽅法在材料制备上的应⽤及发展材料的合成与制备⾸先是单体通过聚合反应合成聚合物，然后通过相应的加⼯⼯艺制备成所需的材料或产品。

聚合反应常需要通过⼀定的聚合⽅法来实施，根据聚合物的性能指标以及应⽤环境条件等要求，常⽤的聚合⽅法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及固相聚合、熔融聚合、界⾯聚合等等，不同的聚合反⽅法有不同的⼯艺及设备要求，所得的聚合物产物在纯度、分⼦量、物态及性能等⽅⾯也各有差异。

如本体聚合体系中仅有单体和引发剂组成，产物纯净后处理简单，可直接⽤模板模具成型，如有机玻璃的制备；溶液聚合是将单体和引发剂均溶于适当的溶剂中的聚合⽅法，体系得粘度较低，具有传热散热快、反应条件容易控制，可避免局部过热，减少凝胶效应等特点适应于聚合物溶液直接使⽤的场合，如涂料、胶粘剂等；悬浮聚合是单体以⼩液滴状悬浮在⽔中进⾏的聚合⽅法，，其特点是以⽔作为反应介质，为了让⾮⽔溶性的单体能在⽔中很好地分散需要使⽤分散剂，所以悬浮聚合体系⼀般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及⽔组成，悬浮聚合的产物⼀般以直径为0.05~2mm的颗粒沉淀出来，后处理简单⽅便⽣产成本低，但产物中常带有少量分散剂残留物；乳液聚合是在乳化剂的作⽤下，单体分散在⽔中形成乳液状态的聚合⽅法，体系由单体、⽔溶性引发剂、乳化剂和⽔组成，由于是以⽔为介质，具有环保安全、乳胶粘度低、便于传热、管道输送和连续⽣产等特点，同时聚合速度快，可在较低的温度下进⾏聚合，且产物分⼦量⾼，所得乳胶可直接⽤于涂料，粘结剂，以及纸张、织物、⽪⾰的处理剂等众多领域，乳液聚合因其⽣产过程中安全、环保等特点深受⼈们的⼴泛重视，下⾯主要以乳液聚合为例就聚合⽅法在材料制备上的应⽤及进展进⾏概述。

⼀、乳液聚合法的特点：1、乳液聚合的优点：以⽔为分散介质价廉安全。

乳液的粘度低，且与聚合物的分⼦量及聚合物的含量⽆关，这有利于搅拌、传热及输送，便于连续⽣产；也特别适宜于制备粘性较⼤的聚合物，如合成橡胶等。

悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计摘要本文概述了聚氯乙烯的性质、应用、发展状况、工艺进展以及聚合过程中的影响因素，在此基础上确定了聚氯乙烯悬浮聚合的生产工艺路线和相关参数。

然后在物料衡算、热量衡算的基础上进行了设备选型、车间布置和经济核算。

文中还对防火防爆防雷和三废的处理回收等方案进行了简单的阐述。

最后绘制了带控制点的工艺流程图、主体设备图和车间布置图。

关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合，反应釜，工艺设计聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC，下同。

它是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。

PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。

工业生产的PVC相对分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，相对分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～8 5℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。

但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。

PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。

PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。

具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性。

目录1绪论 (1)1.1聚氯乙烯简介 (1)1.2聚氯乙烯的发展状况 (1)1.3国内外聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展 (1)1.3.1 国内聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展 (2)1.3.2 国外聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展 (3)1.4聚合工艺实践方法 (5)1.4.1本体聚合生产工艺 (5)1.4.2乳液聚合生产工艺 (5)1.4.3悬浮聚合生产工艺 (5)1.5 悬浮聚合生产工艺的两种操作方法的比较 (6)1.5.1连续式操作 (6)1.5.2间歇式操作 (7)1.6 氯乙烯悬浮聚合生成聚氯乙烯过程中的影响因素 (7)1.6.1纯水的影响 (7)1.6.2乙炔的影响 (7)1.6.3高沸物的影响 (8)1.6.4聚合体系中氧的影响 (8)1.6.5聚合体系中铁的影响 (8)1.6.6分散剂的影响 (8)1.6.7引发剂的影响 (9)1.6.8涂釜剂的影响 (9)1.6.9调节剂的影响 (9)1.6.10聚合温度的影响 (9)1.6.11无机添加剂的影响 (9)2 本设计的工艺流程和相关参数的设定 (11)2.1本设计拟采用的方法 (11)2.1.1生产方法 (11)2.1.2反应机理 (11)2.2本设计拟采用的工艺条件 (11)2.2.1聚合釜的选择 (11)2.2.2氯乙烯单体回收冷凝系统 (13)2.2.3气提系统 (14)2.2.4离心系统 (14)2.2.5P V C树脂的干燥系统 (15)2.3工况温度的选择 (15)2.4 本设计拟采用的生产工艺路线和工艺参数 (16)2.4.1生产工艺路线 (16)2.4.2主要工艺参数 (16)2.4.3工艺流程图 (17)3物料衡算 (18)3.1有关设计参数设定 (18)3.2本工艺的配方 (18)3.3聚合釜的物料衡算 (18)3.3.1物料平衡图 (19)3.3.2反应前后各物质的质量计算 (19)3.3.3物料衡算表 (19)3.4混料槽的物料衡算 (20)3.4.1物料平衡图 (20)3.4.2混料前后各物质的质量计算 (21)3.4.3物料衡算表 (21)3.5汽提塔的物料衡算 (21)3.5.1物料平衡图 (21)3.5.2 汽提前后各物质的质量计算 (22)3.5.3 物料衡算表 (23)3.6 离心部分的物料衡算 (23)3.6.1 物料平衡图 (24)3.6.2 离心前后各物质的质量计算 (24)3.6.3 物料衡算表 (24)3.7 气流干燥部分的物料衡算 (24)3.7.1 物料平衡图 (25)3.7.2 干燥前后各物质的质量计算 (25)3.7.3 物料衡算表 (25)3.8 沸腾干燥部分的物料衡算 (25)3.8.1 物料平衡图 (25)3.8.2 干燥前后各物质的质量计算 (26)3.8.3 物料衡算表 (26)3.9 筛分部分的物料衡算 (26)3.9.1 物料平衡图 (26)3.9.2 筛分前后各物质的质量计算 (26)3.9.3 物料衡算表 (26)3.10全过程物料衡算 (27)3.10.1 间歇操作过程物料衡 (27)3.10.2 连续操作过程物料衡算 (27)4 能量衡算 (29)4.1 热量衡算方程 (29)4.2 聚合釜的热量衡算 (29)4.2.1 有关参数的选择 (29)4.2.2 春季时聚合釜热量衡算 (30)4.2.3 夏季时聚合釜热量衡算 (31)4.2.4 秋季时聚合釜热量衡算 (32)4.2.5 冬季时聚合釜热量衡算 (33)4.3 汽提塔的热量衡算 (34)4.4 汽流干燥部分的热量衡算 (34)4.4.1 气流干燥部分的相关数据 (35)4.4.2 热量衡算 (35)4.5 沸腾干燥部分的热量衡算 (34)4.5.1 相关数据的选择和设定 (39)4.5.2 热量衡算 (40)5 设备选型 (45)5.1 聚合釜的选择 (45)5.1.1 釜外型尺寸及内部构件辅助设备的参数 (45)5.1.2 聚合釜台数及设备后备系数的计算 (45)5.1.3 聚合釜外形尺寸的设计 (46)5.1.4 搅拌装置的设计 (47)5.1.5 工艺管口的设计 (47)5.2 混料槽的选择 (49)5.3 汽提塔的选择 (49)5.3.1 塔尺寸及塔的特性参数 (49)5.3.2 操作工艺条件 (50)5.3.3 气提塔的数量 (50)5.4 离心机的选择 (50)5.5 气流干燥床的选择 (51)5.6 沸腾干燥床的选择 (52)5.6.1 适宜操作气速的计算 (52)5.6.2 沸腾床和挡板高度的计算 (53)5.6.3 分布板结构设计 (54)5.7 换热设备的选型和工艺计算 (55)5.7.1 气提塔中螺旋板换热器设计 (55)5.7.2 沸腾干燥中空气预热器设计 (57)5.8 流体输送机械的选型设计 (57)5.9 贮罐的选型和工艺设计 (57)5.9.1 原料氯乙烯单体的贮罐设计 (57)5.9.2 原料氯乙烯计量罐设计 (59)6 厂址选择及车间布置设计 (60)6.1 厂址选择的依据和原则 (60)6.2 车间厂房布置 (60)6.2.1 车间厂房布置的原则 (60)6.2.2 车间厂房结构设计 (61)6.2.3 车间各部分组成及布置要求 (61)6.3 车间设备布置 (62)6.3.1 车间设备布置的原则 (62)6.3.2 车间设备布置的要求 (63)6.4 本设计的车间布置 (65)7 技术经济 (67)7.1 技术经济分析概述 (67)7.2 主要技术经济指标 (67)7.3 投资估算 (67)7.3.1 总投资费用估算 (67)7.3.2 成本估算 (68)7.3.3 收入、税收和利润 (70)7.3.4 经济评价 (71)8 安全操作、三废防治和环境保护 (73)8.1 厂内的防火、防爆措施 (73)8.1.1 氯乙烯聚合的安全规范 (73)8.1.2 防火防爆措施 (73)8.2 废气防治 (75)8.2.1 废气危害 (75)8.2.2 废气防治措施 (75)8.3 废水防治 (75)8.3.1 废水危害 (75)8.3.2 废水防治措施 (75)8.4 废渣防治 (76)8.4.1 废渣危害 (76)8.4.2 废渣防治措施 (76)9 结论 (77)参考文献 (78)致谢 (81)1 绪论1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC，下同。

白乳胶常规粘结材料、粘接设备及生产工艺一、白乳胶定义聚醋酸乙烯酯胶黏剂（PV Ac）是以醋酸乙烯酯（VAc）作为单体, 在分散介质中经乳液聚合而制得, 俗称“白乳胶”。

聚醋酸乙烯酯胶黏剂粘接强度大、无毒、使用以便, 且价格廉价, 已经广泛应用于诸多工业部门, 但其耐水性、耐热性、抗冻性及抗蠕变性差, 大大限制了应用范围。

长期以来, 人们通过共聚、共混、交联、后缩醛化等措施来克服聚醋酸乙烯酯乳液聚合物固有旳缺陷, 拓展了其应用范围。

因此, 目前旳白乳胶, 已经不是单单指聚醋酸乙烯酯胶黏剂, 而是该类胶黏剂通过多种措施改性旳胶黏剂产品。

二、应用范围皮革、木材、织物、商品包装、纸品、鞋材等诸多工业部门。

三、我司白乳胶类别1.包装类胶黏剂: 裱纸裱盒胶、彩盒封口胶、书籍制作胶等；2.木材类胶黏剂: 拼板胶、木皮胶等；3、织物类胶黏剂: 鞋材胶、定型胶、卷材与无纺布贴合胶等；四、基材知识白乳胶常见基材有: 木材、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、织物、纸张及多种金属等, 其中, 我司白乳胶常用旳基材为木材、塑料、纸张、织物。

1、木材·木材旳组织构造: 地球上树木种类繁多, 但从植物分类学及生物解剖学角度来看, 木材可分为两大类, 即软木和硬木。

软木属于裸子植物, 是常绿树木, 而硬木属被子植物, 是冬季落叶韵阔叶树木。

常见旳硬木有水曲柳、橡木、柚木等；软木有松木、杨木等。

·木材旳化学成分: 木材旳重要成分是纤维素、半纤维素及木质素, 其副成分有灰分、油脂、树脂、精油、单宁、色素、含氮化合物等。

·木材旳物理性质:（1）相对密度与水分：木材旳相对密度均不小于1, 为1.45~1.60, 且一切种类木材旳真实密度几乎都是相似旳。

（2）膨胀收缩性：木材因吸湿或烘干而发生膨胀与收缩, 其膨胀收缩率因切面方向不一样而有所差异。

一般而言, 切线方向旳膨胀率是半径方向膨胀率旳2倍左右, 而长度方向是切线方向旳1/10左右。

乳液聚合实验操作应注意哪些问题在进行乳液聚合实验操作时，有几个重要的问题需要特别注意。

首先，实验室环境的卫生是非常重要的。

在操作之前，确保实验室的工作台、
仪器设备和实验用具都进行了充分的清洁和消毒。

这样可以减少可能的污染源，确保实验结果的准确性。

其次，需要仔细选择和准备实验所需的原材料。

乳液聚合实验通常包括水相
和油相两个部分。

确保所使用的水和油的纯度和质量都达到要求，避免因为原材料的质量问题而影响实验结果。

在操作过程中，要注意控制实验中所需的温度和pH值。

温度和pH值的变化
可能会直接影响乳液的稳定性和聚合效果。

因此，根据实验要求，严格控制温度和pH值，避免过高或过低的影响。

此外，实验操作过程中要注意搅拌速度和时间的选择。

搅拌速度和时间会影响
乳液的稳定性和粒径分布，因此在实验操作中要根据具体要求选择适当的搅拌条件，确保乳液的质量和性能。

最后，实验结束后还需要进行适当的分析和测试。

通过测量乳液的稳定性、粒
径分布、粘度等指标，评估实验结果的准确性和乳液的质量。

根据实验结果，可以调整实验方案和工艺条件，进一步改进乳液聚合的效果。

在进行乳液聚合实验操作时，需要综合考虑上述问题，并根据实验要求和要求
的指导，进行详细的操作和记录。

这样可以保证实验结果的准确性和可靠性，并进一步推动乳液聚合研究的进展。

河南城建学院毕业设计年产10 万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计Annual production capacity of 75,000 polymerization styrene-butadiene plant process design section学生学号学生姓名专业班级指导教师联合指导教师完成日期tons rubber摘要本设计为年产7.5 万吨乳聚丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计，在文献调研和现场调研的基础上，进行了丁苯橡胶生产方法及工艺的论证，确定了以丁二烯、苯乙烯为单体，采用氧化还原体系为引发剂，歧化松香酸甲皂为乳化剂，配合其他助剂进行低温乳液共聚合的生产工艺。

在掌握各种物料的基本性质、聚合机理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行聚合工段的物料衡算、热量衡算、设备选型计算，并对丁苯橡胶车间进行了技术经济分析。

在此基础上绘制出丁苯橡胶工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编制了设计说明书.关键词：丁苯橡胶; 乳液聚合; 生产工艺AbstractThe design for the 65,000 tons annual production capacity ofpolystyrene-butadiene rubber emulsion polymerization plant process design section, in the literature research and field research on the basis of a styrene-butadiene rubber production methods and technology demonstration to determine a butadiene, styrene for the monomer, the redox initiator system, a disproportionation rosin acid soap as emulsifier, in conjunction with other additives for low-temperature emulsion copolymerization of the production process. In the grasp of the basic properties of various materials, polymerization mechanism, polymerization methods, the development process and the status quo at homea nd abroad based on the section of polymeric material balance, heat balance, calculation of equipment selection, and styrene-butadiene rubber plant techno-economic analysis carried out. On this basis SBR process to map out plans, equipment layout, piping layout, the preparation of the design specification and calculation of the book.Key Words：Emulsion; styrene-butadiene rubber ;production technology目录摘要 .......................................................................................Abstract ........................................................................... I第1 章第一篇绪论 (3)1.1设计依据、指导思想. (3)1.1.1设计依据. (3)1.1.2指导思想. (3)1.2厂址的选择. (3)1.3设计地区的自然条件. (3)1.4产品方案及生产规模. (4)1.5车间布置、岗位人员配制. (4)1.6节能与环境保护. (4)1.6.1节能. (4)1.6.2环境保护. (5)1.7厂区的安全防护. (5)1.7.1有毒害物质的防护. (5)1.7.2安全防火. (5)1.7.3厂房的防爆. (5)第2 章工艺论证 (6)2.1工艺原理. (6)第3 章工艺设计 (7)3.1工艺流程叙述. (7)3.1.1岗位管理范围. (7)3.1.2岗位操作任务. (7)3.2生产原理及工艺流程. (8)3.2.1生产原理. (8)3.2.2工艺流程叙述. (8)3.3原料产品规格及公用工程条件. (10)3.3.1原料的技术条件. (10)3.3.2公用工程条件. (12)3.4工艺过程主要控制指标. (13)3.4.1丁二烯（BD）净化 (13)3.4.2聚合. (13)第二篇设计计算书 (15)第4 章设计计算说明书 (15)4.1物料衡算. (15)4.1.1进料计算. (16)4.1.2新鲜进料. (16)4.1.3出料计算. (17)4.1.4配方的计算. (18)4.1.5总物料衡算表. (19)第5 章聚合工段热量衡算 (19)5.1冷却显热. (20)5.2聚合热. (20)5.3聚合釜的搅拌热. (22)5.4大气给热. (22)5.5氨用量计算. (24)第6 章反应器和搅拌桨的选择 (25)6.1反应釜的选型. (25)6.1.1聚合釜直径和高度的计算. (26)6.2聚合釜搅拌装置的计算. (26)6.2.1计算桨叶直径. (26)6.2.2搅拌功率P的计算 (28)6.2.3聚合釜传热的计算. (28)第7 章泵的设计 (29)7.1.1管内流速的计算. (29)7.1.2直管阻力和局部阻力的计算. (31)7.1.3理论压头的计算. (31)7.1.4泵的选型. (32)第8 章换热器的设计 (32)8.1 热负荷的计算. (33)8.2计算管程压降及给热系数α i . (34)8.3计算壳程压降及给热系数α 0 . (34)8.4计算传热面积. (36)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)第1 章第一篇绪论1.1设计依据、指导思想1.1.1设计依据吉林化工学院下发的毕业设计（论文）任务书1.1.2指导思想本设计的指导思想是：由国内外丁苯橡胶生产技术的对比可知，而国内丁苯橡胶80%以上采用乳液聚合方法，所以本设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，利用传统乳液聚合生产技术，确保产品质量高，生产过程安全。

实验报告课程名称：化工专业实验指导老师：成绩：实验名称：PVC抗冲改性剂ACR的制备及性能同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握丙烯酯类单体精制的基本方法。

2.掌握乳液聚合的基本实验技能，了解乳液聚合体系的组成的特点聚合原理，观察乳液聚合的实验现象。

3.掌握ACR改性PVC的原理和方法。

二、实验内容和原理1.乳液聚合乳液聚合是指在机械搅拌下或者剧烈震荡下，用乳化剂使不溶或者微溶于水的单体分散在介质（如水）中，形成乳液，在水溶性引发剂的引发下进行的聚合反应。

由于“隔离效应”作用，乳液聚合可以在不降低聚合速率的条件下，同时获得较高的分子量，并且具有散热容易、温度易控制、工艺简单、无污染、容易连续化生产、聚合产品可以直接使用等优点，在工业得到了广泛的应用。

在乳液聚合中，单体是以较大的单体液滴和较小的增溶胶束的形式分散在水中，由于胶束的比表面积比液滴要大百倍，更有利于捕捉水相中的初级自由基和短链自由基，因而聚合反应不是发生在单体液滴中，而是主要发生在增溶胶束中，从而形成M/P(单体/聚合物)乳胶粒。

在每个M/P乳胶粒中仅含一个自由基，因此聚合反应速率主要取决于乳胶粒子的数目。

乳液聚合分为三个阶段：（1）成核阶段：从聚合开始到胶束全部消失，随着乳胶粒数目的不断增加，聚合反应速率递增。

（2）粒子成长阶段：从胶束消失开始到单体液滴消失为止，此阶段乳胶粒数目保持恒定，单体液滴不断向乳胶粒提供单体以维持其单体浓度的稳定，聚合速率基本保持不变。

（3）减速阶段：从单体液滴消失开始到聚合结束。

常规乳液聚合体系主要是由微溶于水或不溶于水的单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂四部分组成。

乳化剂是乳液聚合的重要组成部分，常用乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂，其作用之一是使单体乳化程=成微小液滴，成为稳定的乳液。

本体聚合：本体聚合（bulk polymerization ；mass polymerization ）是单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。

有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。

液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。

：概念；单体（或原料低分子物）在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由引发剂或光、热作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。

英文名称bulk polymerization ；mass polymerization ，是制造聚合物的主要方法之一。

特点：产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。

优点：生产工艺简单，流程短，使用生产设备少，投资较少；反应器有效反应容积大，生产能力大，易于连续化，生产成本低•缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大•由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难；在自由基聚合情况下，有时还会岀现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。

应用应用于制造透明性好的材料，以及介电性好的电器；由于混合和传热困难，工业上自由基本体聚合不及悬浮聚合、乳液聚合应用广泛，离子聚合由于多数催化剂易被水破坏，故常采用本体聚合和溶液聚合。

溶液聚合：将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应，溶液聚合（solution polymerization）是高分子合成过程中一种重要的合成方法。

定义溶液聚合为单体、引发剂（催化剂）溶于适当溶剂中进行聚合的过程。

溶剂一般为有机溶剂，也可以是水，视单体、引发剂（或催化剂）和生成聚合物的性质而定。

如果形成的聚合物溶于溶剂，则聚合反应为均相反应，这是典型的溶液聚合；如果形成的聚合物不溶于溶剂，则聚合反应为非均相反应，称为沉淀聚合，或称为淤浆聚合。

试对比本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合的特点。

以下是本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合的特点对比：1.本体聚合：其主要特点是产品纯净，电性能好，可直接进行浇铸成型；生产设备利用率高，操作简单，不需要复杂的分离、提纯操作。

但缺点是聚合热不易排除，聚合温度和压力较难控制；生产连续性差，产品品种更换困难；存在自动加速现象，反应速率难以控制，有时还会出现聚合失控（爆聚）。

2.悬浮聚合：体系粘度低，聚合热容易导出，散热和温度控制比本体聚合、溶液聚合容易；产品相对分子质量及分布比较稳定，聚合速率及相对分子质量比溶液聚合要高一些，杂质含量比乳液聚合低；后处理比溶液聚合和乳液聚合简单，生产成本较低，三废较少；粒子大小可以在较大范围内调节。

缺点是存在自动加速作用；必须使用分散剂，且在聚合完成后，分散剂很难从产品中完全除去，会影响产品的性能如外观、老化性能等；聚合物粒子大小不均匀时，在加工过程中会影响制品的物理机械性能。

3.溶液聚合：体系粘度低，易传热，反应温度易控制；体系组成稳定，聚合速率平稳，产品分子量及其分布变化小；溶剂可作流动介质，借以生产具有特定形态、尺寸的产品；易消除自动加速现象。

缺点是反应速率较慢，设备生产能力和利用率低；单体浓度低和大量溶剂的回收精制使生产成本提高；溶剂的使用导致环境污染和公害。

4.乳液聚合：聚合反应速度快，分子量高；聚合热易扩散，聚合反应温度易控制；聚合体系即使在反应后期粘度也很低，因而也适于制备高粘性的聚合物；用水作分散机介质，有利于传热和防火；生产设备和工艺简单，操作方便灵活；可直接以乳液形式使用。

缺点是聚合物中含有乳化剂等杂质影响制品性能；为得到固体聚合物，还要经过凝聚、分离、洗涤等工序；反应器的生产能力和产品纯度不及本体聚合法。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询化学领域专业人士。

PAM丙烯酰胺项目工艺装置技术及设备方案1工艺技术选择1.1原料路线确定装置主要原料丙烯懵来自XX公司丙烯旗厂，目前,丙烯旗厂年销量5万吨，本装置消耗2.34万吨，其它原料均国内采购。

1.2工艺技术路线的介绍1.2.1丙烯酰胺工艺技术路线的介绍a)丙烯酰胺生产技术路线概况世界上工业化生产丙烯酰胺均以丙烯懵为原料，进行催化水合。

根据催化剂种类的不同，有三种生产方法。

1)硫酸水解法1954年美国氟胺公司首先开发了硫酸水解法生产丙烯酰胺技术。

即在90~100°C下，丙烯月青与98%硫酸进行水解反应，生成硫酸丙烯酰胺。

然后用氨中和反应产物，在40~50C析出硫酸筱；经过滤分离出副产物硫酸铉。

将反应物冷却形成丙烯酰胺结晶，经分离、干燥得到结晶单体。

母液循环使用，单体用重结晶蒸储提纯精制。

该法易得结晶单体。

其工艺复杂，消耗大量的硫酸和氨，设备腐蚀和环境污染严重，生产成本高。

70年代中期，铜系催化剂问世后，该法被淘汰。

2)铜催化水合法铜催化水合法分为固定床催化水合法和悬浮床催化水合法。

固定床催化水合法以美国道化学公司为代表，采用CU-Cr催化剂。

该法用N2首先吹出7%丙烯懵溶液中的氧气,而后进入三级反应系统,丙烯旗催化水合成丙烯酰胺,经过滤、真空蒸发、活性炭处理、离子交换获得成品。

该法具有催化剂易活化、易再生的特点，丙烯懵转化率为99.8%~99.9%,系统全封闭。

悬浮床催化水合法以日本三井东压公司和三菱化成公司为代表，采用CU-Ni催化剂，产品为50%丙烯酰胺溶液。

该法无离子水和丙烯酰懵以2:1的重量比，在悬浮的RaneyCU催化剂存在下于120℃、单级上流反应器中反应，停留时间为25小时，反应产物为含22%(wt)的丙烯酰胺和17%(wt)的丙烯懵水溶液。

经真空蒸播回收丙烯懵，并把丙烯酰胺溶液浓缩到30%(Wt),将此溶液用活性炭处理除去齐聚物和共聚物后，再经离子交换，产品浓缩至50%(wt)即得成品。

文章标题：深入探讨乳液聚合实验操作中需要注意的问题一、引言在化学实验中，乳液聚合是一种重要的实验操作，它在合成高分子材料、胶体化学等领域具有广泛的应用。

然而，乳液聚合实验操作涉及到许多细节和注意事项，只有严格遵循操作规程和注意相关问题，才能保证实验结果的准确性和可靠性。

本文将从深度和广度两个方面，全面评估乳液聚合实验操作中需要注意的问题，并据此撰写一篇有价值的文章。

二、评估乳液聚合实验操作中需要注意的问题1. 实验前的准备工作在进行乳液聚合实验前，需要进行充分的实验准备工作。

首先要确保实验室设备和试剂齐全，并对实验操作过程中可能遇到的安全风险进行充分的评估与控制。

其次要对实验操作步骤和条件有充分的了解和掌握，包括乳液的稳定性、乳液颗粒的大小和分布等。

2. 乳液聚合实验操作中的关键步骤在实验操作过程中，有几个关键步骤需要特别注意。

首先是乳化剂的选择和添加，乳化剂的种类和添加量对乳液的稳定性和颗粒大小有重要影响。

其次是单体的选择和添加，不同单体的选择和添加顺序都会对聚合反应产生重要影响。

最后是聚合反应的控制，包括温度、搅拌速度、溶剂选择等方面的控制都需要严格遵守。

3. 实验操作中的注意事项在实验操作中，还需要注意一些细节问题。

比如在称量试剂时，要注意准确度和精度；在废液处理时，要注意对废液进行合适的处理和处置；在实验结束后，要对试剂瓶和设备进行清洗和消毒。

4. 安全问题在进行乳液聚合实验时，也需要重视安全问题。

包括对实验室设备和试剂的安全操作规程的严格遵守，对可能产生的废气、废液和废固进行合理的处置，对个人身体安全进行充分的保护等。

三、对乳液聚合实验操作中需要注意的问题的个人观点和理解从我的角度来看，乳液聚合实验操作的注意问题主要包括实验前的准备工作、关键步骤的控制、细节问题的处理和安全问题的重视。

只有对这些问题充分认识和认真处理，才能保证乳液聚合实验的顺利进行和结果的准确可靠。

四、总结通过本文的深入探讨，我们对乳液聚合实验操作中需要注意的问题有了更加深入的了解。