聚丙烯酸-丙烯酸钠的合成工艺流程设计

M7M8V103M9 图5-4 V103物料平衡示意图

已知：正庚烷：单体=4：1、分散稳定剂=2%单体量 M7(正庚烷)=848.64×4=3394.56 kg·B-1

循环正庚烷=3394.56×0.9=3055.10 kg·B-1 新鲜正庚烷=3394.56×0.1=339.46 kg·B-1 M8(分散稳定剂)=848.64×0.02=16.97 kg·B-1 M9(分散液)=3394.56+16.97=3411.53 kg·B-1 4、R101(聚合反应器)物料衡算

M11M10R101M12 图5-5 R101物料平衡示意图

M10(待聚合液)=M4+M9

单体：848.64 kg·B-1 水：1037.23 kg·B-1 正庚烷：3394.56 kg·B-1 分散稳定剂：16.97 kg·B-1

合计：848.64+1037.23+3394.56+16.97=5297.4 kg·B-1 M11（引发剂水溶液）

已知：引发剂用量=0.2%单体质量、引发剂水溶液浓度=50%（质量）

引发剂：848.64×0.002=1.70 kg·B-1

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H2O：1.70 kg·B-1

合计：1.70+1.70=3.40 kg·B-1 M12(聚合物混合液)

分散稳定剂：16.97 kg·B-1 正庚烷：3394.56 kg·B-1

H2O：1037.23+1.70=1038.93 kg·B-1

聚合物：848.64+1.7=850.34（与设计任务相符合） 合计：850.34+1038.93+3394.56+16.97=5300.8 kg·B-1

对R101做全物料平衡计算，进行校核。由物料守恒定律有：M10+M11=M12

5297.4+3.40=5300.8=M12(说明物料衡算是正确的)

5、V104（引发剂调配罐）物料衡算

已知：引发剂溶液每天配制一批，供8批反应使用。 M13(引发剂)：1.70×8=13.60 kg·B-1 M14(H2O)：1.70×8=13.60 kg·B-1

5.8 整理并校核计算结果

对聚合工序做全物料平衡计算（图5-6），进行校核。由物料守恒定律应有：

M1M5M7M8M2聚合工序M3M11M12 图 5-6 总物料平衡示意图

M1+M2+M3+M5+M7+M8+M11=M12

690.42+575.36+383.57+236.52+3394.56+16.97+3.40=5300.8=M12 说明整个聚合工序的物料衡算过程是正确的。

5.9 绘制物料流程图，编写物料平衡表

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图5-7 丙烯酸反相悬浮聚合间歇操作物料流程示意图

T101—丙烯酸贮罐；T102—浓NaOH溶液贮罐；V101—NaOH溶液调配罐；

V102—中和罐；V103—分散介质调配罐；V104—引发剂调配罐；

R101—聚合反应器；P101，P102，P103—液体输送罐

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表5-2丙烯酸反相悬浮聚合间歇操作物料平衡制表

物流号 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14

丙烯酸 单体 NaOH H2O 引发剂 正庚烷 分散稳定剂 聚合物 合计 690.42 3394.56 3394.56 3394.56 3394.56 16.97 16.97 16.97 16.97 690.42 575.36 383.57 958.93 236.52 1885.87 3394.56 16.97 3411.53 5297.4 3.40 287.68 287.68 383.57 287.68 671.25 236.52 848.64 1037.23 848.64 1037.23 1.70 1.70 1038.93 13.60 13.60 850.34 5300.8 13.60 13.60 第6章 聚合物反应器的设计

6.1 反应器形式的选择

由于聚合工艺的限制，反相悬浮法合成聚丙烯酸钠均采用立式搪瓷釜。我们选用了搪玻璃反应器。

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