【毕业设计】可发性聚苯乙烯生产工艺的设计

工艺流程如图所示二步法工艺二步法是将苯乙烯聚合成定粒度的聚苯乙烯珠粒，再经分级过筛，再重新加水乳化剂发泡剂和其他助剂，于浸渍釜内加热浸渍，故此法又称后浸渍法。

工艺流程如图所示步法与二步法工艺比较两种生产工艺区别就是在步法的生产过程中，聚合和浸渍两个工段是在同个反应釜里发生。

而对于二步法来说生产出的可发性聚苯乙烯珠粒质量较好。

就能耗等来说步法能耗低流程短自动化程度高易于集中控制。

步法虽有缺点，但与二步法比较仍是利多弊少，特别是在经济上占有极大优势，故目前国内外生产较为普遍地应用步浸渍法。

四可发性聚苯乙烯步法工艺生产过程步法生产可发性聚苯乙烯共经过聚合备料投料低温造粒浸渍洗涤干燥分筛涂膜振动检查和包装工序。

每釜料的生产周期般为小时左右。

油系辅料低温引发剂高温引发剂成核剂可塑剂增塑剂聚合浸渍筛分干燥涂层离心分离水包装水系辅料工艺水主分散剂辅分散剂乳化剂粉体滑剂液体滑剂涂层剂次水盐酸抗静电剂图步法工艺流程示意图聚合图二步法工艺流程示意图干燥筛选浸渍烘干包装涂层水苯乙烯分散剂引发剂水聚苯乙烯乳化剂发泡剂其他助剂脱水热空气热空气脱水聚合在生产前，把所需要的料依次投加到反应釜中进行聚合。

接着确认所需的原辅材料是否全部正确投料后，观察体系转相情况不转相的症状是苯乙烯单体与水分开，形成油水分离现象，或者是形成油包水现象。

转相应该是水包油，取样时会发现取样碟上明显是层厚厚的苯乙烯，水在下层。

不转相时油水分层很明显，若发生以上现象则说明体系不转相，确认体系转相后，就开始进行升温工序。

当温度升至时升温时间约在小时左右，反应釜内苯乙烯已经开始聚合反应，应严格控制温度的上升趋势，避免温度上升太快而失去控制。

在升温过程中必须经常取样观察粒子转相情况，了解反应趋势以便于控制粒子大小。

在温度升到低温造粒反应计时零点时，便进入低温造粒恒温阶段，此阶段为聚合反应关键阶段，必须保持温度的平稳，温度控制在左右聚合反应起始温度低，粒子形成时间长，导致生产周期长温度高，虽然粒子形成时间较短，但产品分子量低，挥发物增多，容易引起塌泡，故较适宜的温度为，聚合反应为放热反应，因此需要微开水冷却阀，使少量冷却水进入盘管内并带走释放出的热量。

在零点计时小时后加入高温引发剂。

在恒温至小时时为低温造料重点监控阶段，根据反应的速度及粒径情况及时补加分散剂或解救碳酸钙此时体系的粘度最大，需不断通过加分散剂和碳酸钙防止结块现象的发生来控制到最佳粒径要求，并保持到粒子稳定下沉。

般在从低温造成粒计时小时左右，聚合反应转为平稳状态，并开始慢慢硬化。

在粒子下沉至分钟时粒子不再粘手时，可以开始进行灌气前准备工序。

灌气小时前应加入适量的悬浮剂和高温引发剂，在加入适量的分散剂和乳化剂后可以密封手孔，再检查已备好的戊烷是否符合要求以及反应釜上各阀门是否全部关闭。

先小压试验已密封的手孔将洗衣粉水均匀的喷洒在手孔连接处，在确认无泄漏后，打开相应的阀门向釜内加入规定量的发泡剂戊烷。

在加完戊烷后即进入中温控制阶段。

当温度升到时关闭蒸气让其自升。

中温恒温阶段大约为小时，此阶段温度控制在范围内，最高温度不能超过，若超过则打开冷却水阀稍许冷却降温。

待中温工序结束后，即进入高温阶段。

开启蒸气阀进行升温，将反应釜内温度升至时，关闭蒸气阀，让其自升至，在经过小时的恒温后结束高温期进行冷却。

此阶段特别要注意的是温度压力的控制要在工艺要求的范围内，严禁超温超压现象。

在冷却出料过程中，要注意水源水压情况，最终冷却的温度，严禁高温出料。

并要与洗涤岗位密切联系。

出料时釜内压力不得超过，以免颗粒在管道中流速过快而造成粒子发泡现象，电机转速应适当减慢直至停止，这样可以使釜内颗粒彻底的出尽。

在出完料待釜内压力降至为时，则才可慢慢松开釜上的手孔螺栓，用水冲洗釜内的残余粒子，直至冲净为止。

洗涤洗涤工序是将反应过程中的分散剂悬浮剂等杂质用水洗涤除去，对于非水溶性的物质，还须加入适量盐酸进行中和，然后再用水洗。

洗涤后的含水树脂经离心脱水，除去大部份表面水份，以便进步的干燥。

也可以通过加入消泡剂的方式进行消泡，然后用水冲洗粒子即可。

洗涤时，用流量计向正在洗涤的粒子中冲水，洗涤水与粒子的比例为。

干燥因离心脱水后的表面还会残留左右的水份水份高会对制品加工有影响。

本工序通过气流干燥进行，在被的热空气吹动的过程中，表面残留水份受热蒸气进入空气中，气固混合物沿切线方向进入扩散式旋风分离器，在离心力的作用下，粒子被甩向器壁，经碰撞后速度减慢而降低落下，从下端料口进入过滤料仓，高速旋转的气流，在旋风分离器的中心区形成低压区，湿热空气由中心管向上流出，从而达到除去水份的目的。

被热空气干燥过的物料还需冷风降温，以除去热空气中的水蒸气，使产品水份进步降低，以利于筛分。

在干燥过程中，需加入抗静电剂，防止静电积聚，产生火花。

筛分被干燥过的颗粒不匀，必须经过筛机进行筛分，获得不同规格的颗粒并分别进入料仓在范围内，最高温度不能超过，若超过则打开冷却水阀稍许冷却降温。

待中温工序结束后，即进入高温阶段。

开启蒸气阀进行升温，将反应釜内温度升至时，关闭蒸气阀，让其自升至，在经过小时的恒温后结束高温期进行冷却。

此阶段特别要注意的是温度压力的控制要在工艺要求的范围内，严禁超温超压现象。

在冷却出料过程中，要注意水源水压情况，最终冷却的温度，严禁高温出料。

并要与洗涤岗位密切联系。

出料时釜内压力不得超过，以免颗粒在管道中流速过快而造成粒子发泡现象，电机转速应适当减慢直至停止，这样可以使釜内颗粒彻底的出尽。

在出完料待釜内压力降至为时，则才可慢慢松开釜上的手孔螺栓，用水冲洗釜内的残余粒子，直至冲净为止。

洗涤洗涤工序是将反应过程中的分散剂悬浮剂等杂质用水洗涤除去，对于非水溶性的物质，还须加入适量盐酸进行中和，然后再用水洗。

洗涤后的含水树脂经离心脱水，除去大部份表面水份，以便进步的干燥。

也可以通过加入消泡剂的方式进行消泡，然后用水冲洗粒子即可。

洗涤时，用流量计向正在洗涤的粒子中冲水，洗涤水与粒子的比例为。

干燥因离心脱水后的表面还会残留左右的水份水份高会对制品加工有影响。

本工序通过气流干燥进行，在被的热空气吹动的过程中，表面残留水份受热蒸气进入空气中，气固混合物沿切线方向进入扩散式旋风分离器，在离心力的作用下，粒子被甩向器壁，经碰撞后速度减慢而降低落下，从下端料口进入过滤料仓，高速旋转的气流，在旋风分离器的中心区形成低压区，湿热空气由中心管向上流出，从而达到除去水份的目的。

被热空气干燥过的物料还需冷风降温，以除去热空气中的水蒸气，使产品水份进步降低，以利于筛分。

在干燥过程中，需加入抗静电剂，防止静电积聚，产生火花。

筛分被干燥过的颗粒不匀，必须经过筛机进行筛分，获得不同规格的颗粒并分别进入料仓。

涂膜在的生产储存运输以及加工过程中，发泡剂逸失是不可避免的。

若逸失过多，就会造成发泡倍率减小，密度增大，成型困难等缺陷。

为了延长的存放期，防止发泡剂的过多逸失，提高发泡倍率而采用涂膜粉覆盖在颗粒表面，可有效的地延长保存期限。

振动检查振动检查是为了检查粒子的筛析效率，达到去除杂质及不合格粒子的目的。

包装按照不同的规格对成品进行称量包装，每包标准重量般为公斤。

纸袋内有聚乙烯五层或七层共挤塑料袋包装，其包装的目的主要是便于运输和避免发泡剂的挥发，使产品保质期延长。

五工艺指标的要求表工艺指标要求去离子水值投水系料后值升温阶段温度低温阶段温度中温阶段温度高温阶段温度出料温度出料压力夹套蒸汽压力循环水压力电机电流温升不超过铭牌标定值三影响聚合反应的因素水的影响水作为分散剂，起两个作用维持体系形成稳定的悬浮状态作为传热介质，将反应热导出。

悬浮聚合时，水质对体系有较大影响。

水中的杂质主要包括铁镁钙的离子及可见杂质，同时含有氧分子。

金属离子及会使聚合物带色，并使其机械性能热性能及介电性能变差。

对反应有阻聚作用，原因是与引发剂分解的自由基发生电子转移，而将自由基消耗掉，从而降低了反应速度。

反应式如下自由基水中的能消耗掉自由基而起阻聚作用。

另外，会破坏悬浮体系的稳定性，使聚合物粒子较粗。

所以，作为悬浮体分散介质的水质，要求使用经过处理的软化水或纯水。

二温度的影响总的来说，温度升高，聚合速度加快，分子量下降。

在引发剂用量定时，反应温度对可发性聚苯乙烯粒子形成以及产品分子量影响较大。

同时起始温度低，粒子形成时间长，平均粒径减小，生产周期长。

聚合温度升高，粒子形成时间较短，有利于可发性聚苯乙烯平均粒径增大，但产品分子量低，挥发物增多，容易引起塌泡，较适宜温度为。

聚合后期，若珠粒尚未硬化，过早地升温热化会导致结块现像。

故要严格控制各阶段反应温度和升温速率，温度偏差在以内，才能保证工艺过程的稳定和重复。

三分散剂的影响在定的水比和搅拌转速下，分散剂量增加，粒子粒径变小，反之则增大。

分散剂用量过多会造成产品粉料多。

分散剂可以在聚合开始前次加入，也可以在聚合过程中分批补加，采用补加分散剂的方法较好，但补加时间要适当，补加太迟，苯乙烯转化率太高，油滴内粘度较大合并倾向较大，即使补加也难以避免结快补加太早，又不能有效地控制粒径及粉料的产生。

因此，选择补加时间至关重要。

四引发剂的影响不同引发剂的分解速度是不样的。

因此，它们对聚合速率的影响也不同。

在聚合反应过程中，引发速率对聚合总速率有决定性的影响，在稳态条件下，聚合速率与引发剂浓度平方根成正比。

引发剂用量直接影响高聚物的分子量。

般情况下，提高引发剂用量，分子量减小，减少引发剂用量，分子量就增加。

四可发性聚苯乙烯步法工艺主要生产设备反应釜反应釜是聚合及浸渍的主要设备，主要由釜体搅拌器换热器和传动装置组成。

生产时，物料由上部加入釜内，在搅拌器作用下迅速混合并进行反应。

当需要加热时，则在夹套内通入加热蒸汽当需要冷却时，则通入冷水或冷冻剂。

反应结束后，物料由釜体底部放出。

釜体釜体般为圆筒形，其高与直径之比在之间。

壳体由钢板焊成，因生产树脂过程中要采用腐蚀性物料，则在壳体内用不锈钢作衬里。

反应釜上所有人孔手孔接管排料管除外和其他装置都安装在反应器的顶盖上。

搅拌器搅拌器增加反应器中的传质与传热作用，使单体分散均