江汉大学课程设计报告课题：年产49000吨聚醋酸乙烯酯的工艺设计
学院：化学与环境工程学院
专业：高分子材料与工程
学号：************
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指导老师：***
《聚醋酸乙烯酯乳液聚合课程设计》任务书
一、本课程设计的性质、任务与目的
1. 本课程设计的性质
本课程是应用化学专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。学生在聚合物工艺学课程后，综合运用所学的高分子化学与材料及化工原理相关知识，进行初步的聚醋酸乙烯酯合成的工艺设计。
2.本课程任务是：
①撰写简要设计说明书。
②绘制物料流程示意图、车间平面图各一张。
③设计并绘制聚合釜
3.本课程设计的目的
①了解和掌握聚醋酸乙烯酯的、结构与性能，其制备过程中的基本反应类型、添加剂与材料成型工艺等内容的基础知识；
②掌握检索文献的方法；
③通过阅读文献，了解并掌握聚醋酸乙烯酯制备与设计的基本原理，并能完成聚醋酸乙烯酯的整个工艺流程。
④通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本高分子化工设计技能。
二、课程设计的主要内容
1.设计方案选择，对给定或选定的设计方案进行简要论述。
2.工艺计算，应完成工艺流程各过程的物料衡算，能量衡算。绘制物料流程示意图，编写物料平衡表及热量平衡表。
3.主要设备设计，在满足工艺条件的前提下，进行主要设备的选型及结构设计。
4.典型辅助设备设计选型，包括典型设备主要结构尺寸计算和设备型号规格的选定。
目录
一、概述 (5)
二、工艺流程和方案的说明和论证 (6)
1、工艺流程 (6)
2、方案的说明 (7)
3、聚醋酸乙烯酯乳液聚合的工艺条件 (7)
三、物料衡算 (10)
四、热量衡算 (16)
五、聚合釜及各设备选型 (19)
六、生产车间布置 (21)
1. 要满足生产工艺要求 (22)
2. 要符合经济原则 (22)
3. 要符合安全生产要求 (22)
4. 便于安装和检修 (22)
5．要有良好的操作条件 (23)
八、参考文献 (24)
一、概述
聚合物工艺设计是化工生产装置建设的灵魂，是将人们的要求变为现实生产的第一步。先进的设计思想、科学的设计方法、现代化的设计手段与工具、高水平高质量的设计作品是工程设计人员坚持的设计方针和追求的设计目标。聚合物合成生产装置设计属于化工设计的范畴，是针对聚合物合成生产过程的化工设计。聚合物合成工艺设计就是指将单体原料通过聚合反应制得聚合物产品的生产过程中所用的方法、技术等，全部用图纸、表格、文字说明等方式概述出来的过程及结果。
我们现在所要着手的就是关于聚醋酸乙烯酯的工艺设计。
聚醋酸乙烯酯(PV Ac)乳液是指以醋酸乙烯酯为主单体，水为分散介质，借助乳液聚合或其他聚合方法，通过均聚或与其他单体共聚制成的聚合物乳液。
聚醋酸乙烯酯(PV Ac)乳液也称醋酸乙烯酯乳液，作为乳液工业的重要原料，近年来得到了长足的发展。聚醋酸乙烯酯乳液是无臭、无毒的热塑性聚合物，具有良好的粘接、耐光、不易老化等性能，是水基复合胶黏剂的重要基材。随着聚醋酸乙烯酯乳液产量和品种的不断增长，其应用范围也日趋广泛，已经成为粘接各种环保性材料的中胶黏剂。
聚醋酸乙烯酯乳液俗称白乳胶，是目前大批量生产的聚合物乳液品种之一，现在我国PV Ac及其共聚物乳液胶黏剂的产量仅次于三醛树脂胶，在胶黏剂的产量中居第二位。其合成工艺简单，主要以醋酸乙烯酯为主单体，以聚乙烯醇(PV A)为保护胶体，以水为分散介质，以水溶性过硫酸盐为引发剂，经乳液聚合而成。PV Ac乳液具有成本低廉、无毒、无刺激性气味、使用方便、无环境污染、节省资源等特点，被认为是一种绿色环保型胶黏剂。它对木材、纸张、纤维等材料粘接力强，已广泛地应用于木材粘接、织物层合、商品包装、纸品加工、建筑装饰装修、皮革整饰等诸多工业部门。但聚醋酸乙烯酯乳液聚合物耐水性、耐热性、抗冻性及抗蠕变性差，也在一定程度上限制了其应用范围。
长期以来，人们一直致力于聚醋酸乙烯酯乳液的改性研究，通过共聚、共混、交联、互穿网络、后缩醛化等方法来克服聚醋酸乙烯酷乳液聚合物固有的缺点，改善聚合物的性能，大大拓宽了其应用领域。
二、工艺流程和方案的说明和论证
1、工艺流程
（1）把软水经过软水计量槽（W101）计量后放入聚乙烯醇溶解釜(V101)。（2）把规定量的聚乙烯醇由入孔投入聚乙烯醇溶解釜(V101)内。
（3）向聚乙烯醇溶解釜(V101)的夹套中送入水蒸汽，升温至80摄氏度，搅拌4-6小时，配制成聚乙烯醇溶液。
（4）把醋酸乙烯酯投入单体计量槽(W102)内，把邻苯二甲酸二丁酯投入增塑剂计量槽(W103)内，并把预先配制的规定量的过硫酸钾溶液和碳酸氢钠溶液分别投入引发剂计量槽(W105)和PH调节剂计量槽(W104)。
（5）把聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇溶解釜(V101)通过过滤器（V102）用隔膜泵（P101）输送到聚合釜(R101)中，并由入孔加入规定量的OP-10，并开动搅拌使其溶解。
（6）向聚合釜(R101)中由单体计量槽(W102)加入单体醋酸乙烯酯，并通过引发剂计量槽(W104)加入过硫酸钾溶液，在搅拌下乳化30min。
（7）向聚合釜(R101)夹套内通水蒸汽，将釜中物料升温至60摄氏度，向聚合釜(R101)加入单体和引发剂，聚合反应开始，并通过回流冷凝器(H101)和聚合釜(R101)夹套通入冷却水进行换热，控制温度，稳定在60摄氏度进行反应，反应时间10hr。
（8）反应完全后，向聚合釜(R101)夹套通入冷却水冷却至50摄氏度，再加入PH调节剂和增塑剂，搅拌均匀。出料，通过过滤器过滤(V103)后，进入乳液储罐(T104)。
（9）用泵将乳液送至闪蒸塔（D101）中，乳液中的液相醋酸乙烯酯进入D101前绝大部分已经在大闪蒸线中汽化。
聚醋酸乙烯酯随气相醋酸乙烯酯从大闪蒸线出来后，沿切线方向进入闪蒸罐D301中D101操作温度约为80℃，操作压力约为1.8MPa。
聚醋酸乙烯酯从D101下面流出进入D102.
（10）干燥
