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1、化工与材料工程学院毕业设计 年产0.8万吨发泡聚苯乙烯聚合工段工艺设计Annual production capacity of 8,000 tons of expanded polystyrene polymerization 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吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology化工与材料工程学院毕业设计独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引
2、用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二一年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一年九月二十
3、日摘要可发性聚苯乙烯（Expandable PolyStyrene，简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度（07100ibft3）的泡沫塑料剂品。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。本设计为年产0.8万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计，反应机理是自由基聚合，采用悬浮聚合工艺，以苯乙烯为单体，水做悬浮介质，采用低温悬浮聚合一步法生产工艺。此方法是将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂一起加入反应釜内,聚合后得含发泡剂的树脂颗粒,经洗涤、离心分离和干燥,制得可发性聚苯乙烯珠粒产品；在此基
4、础上对聚合工段进行物料衡算、热量衡算、设备选型计算，绘制了带控制点的流程图、平面布置图及配管图，并编制了设计说明书和计算书。关键词：可发性聚苯乙烯；悬浮聚合；物料衡算；工艺设计AbstractExpandable Polystyrene (Expandable PolyStyrene, referred to as EPS) commonly known as the Department of polystyrene and styrene copolymer is a resin with the physical blowing agent and other additives mix
5、ture. EPS can be processed into low-density (0.7-10.0ib/ft3) goods of the foam agent. The most common is to be made of polystyrene with n-pentane as a blowing agent aggregates of transparent PS. The design for the annual production capacity of 8,000 tons can be made of polystyrene polymerization pro
6、cess design section, the reaction mechanism is free radical polymerization, suspension polymerization process used to styrene as monomer, water suspension medium done using one-step production of low-temperature suspension polymerization process. This method is a styrene monomer, initiator, dispersi
7、ng agent, water, blowing agent and other auxiliaries to join reactor, the polymer containing a foaming agent, after the resin particles by washing, centrifugal separation and drying, the system may be made of polystyrene beads products; in this section based on the polymer material balance, heat bal
8、ance, equipment selection, the mapping of control points with the flow chart, diagram and layout of piping plans and the preparation of the design specification and calculation of the book.Key Words：Expandable PolyStyrene；Suspension Technique;Craft calculation；Technological design- III -目录摘要IAbstrac
9、tII第1篇 设计说明书1第 1 章 绪论11.1 设计依据、指导思想11.1.1 设计依据11.1.2 指导思想11.2 厂址的选择11.3 设计地区的自然条件21.4 车间布置、岗位人员配制21.4.1 车间布置21.4.2 岗位人员配制21.5 节能与环境保护21.5.1 节能21.5.2 环境保护31.6 安全防火31.6.1 消防设施31.6.2 灭火程序4第 2 章 工艺论证52.1 工艺原理52.1.1 实施方案52.1.2 工艺路线52.1.3 工艺流程52.1.4 反应原理52.2 发泡聚苯乙烯技术工艺比较62.2.1 塔式本体聚合技术62.2.2 添加少量溶剂的单釜连续本体
10、聚合技术72.2.3 苯乙烯的悬浮聚合72.2.4 苯乙烯种子法悬浮聚合72.3 发泡聚苯乙烯生产工艺82.3.1 一步法聚合工艺82.3.2 二步法聚合工艺82.3.3 一步法工艺与二步法工艺的比较82.4 可发性聚苯乙烯基本性能92.4.1 力学性能92.4.2 绝热性能92.4.3 化学性能10第 3 章 聚合车间工艺流程113.1 本岗位管理范围及任务113.1.1 岗位管理范围及任务113.1.2 岗位任务113.2 生产原理及工艺流程113.2.1 生产原理113.2.2 生产流程113.3 产品规格、原料及公用工程条件143.3.1 产品规格143.3.2 生产方式及规模153.
11、3.3 原料153.3.4 公用工程163.3.5 工艺控制条件173.3.6 仪表测量及控制一览表183.4 工艺设备选择183.4.1 聚合工段设备型号选择18第 4 章 技术经济分析194.1 原料消耗定额194.2 生产成本194.3 盈亏平衡20第2篇 工艺设计计算21第 5 章 设计基础215.1 聚合工艺介绍215.1.1 聚合工段工艺过程叙述921第 6 章 物料衡算226.1 计算依据226.2 聚合工段物料衡算226.2.1 进料阶段226.2.2 出料阶段23第 7 章 聚合工段热量衡算25第 8 章 设备计算298.1 聚合釜的设计298.1.1 聚合基本数据298.1
12、.2 聚合釜容积确定298.1.3 聚合釜的选型原则298.1.4 釜的选择298.1.5 聚合釜搅拌器的设计308.2 泵的设计338.2.1 计算依据338.2.2 管内流速的计算338.2.3 直管阻力和局部阻力损失的计算338.2.4 确定泵轴功率348.2.5 泵的选型348.3 换热器的设计358.3.1 设计依据：358.3.2 计算总传热系数358.3.3 计算传热面积368.3.4 工艺结构尺寸36结论38参 考 文 献39附录A 仪表测量及控制一览表40附录B 设备一览41致谢44- 45 -第1篇 设计说明书第 1 章 绪论1.1 设计依据、指导思想1.1.1 设计依据设
13、计所参考和依据:(1)吉林化工学院毕业设计（论文）任务书（0.8万吨发泡聚苯乙烯聚合工段工艺设计）(2)吉林市龙山化工厂聚合岗位操作法(3)化学工业部发布的化工工艺设计施工图内容和深度的统一规定(4)化工工艺手册(5)化工设计(6)石油化工数据手册。1.1.2 指导思想本设计的指导思想是：(1)采用悬浮聚合工艺，确保产品质量高，生产过程安全；(2)生产过程采用自动化控制，机械化操作；(3)对于易燃易爆的地方，采用了可靠的控制，并设置了报警消防设施；(4)采用技术成熟的溶液聚合方法，达到了环保要求，对生产过程中的排放物要经过处理，以达到环保要求；(5)厂房、车间、设备布置严格按照土建标准，以保证
14、生产正常的运行和操作方便以及操作人员的安全为主。1.2 厂址的选择本车间建于吉林市江北化工区，这里是全国最大的化工基地，地处松花江畔，水源充足，水质优良，且原料充足，便利。同时有铁路与全国各地相连，交通便利。附近有动力厂、电厂，所需动力，蒸汽供应方便，经济合理，特别是化工区地处吉林市的东北部，而该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。该处的下游还有污水处理厂，能将工业、生活污水进行有效的处理。综合考虑，于该处建厂，地址最为理想。1.3 设计地区的自然条件本设计的发泡聚苯乙烯车间建在吉林市江北区原吉化有机合成厂旧址。该地区的自然条件如表1-1所示：表1-1 吉林地区的自然条件土壤最大冻土深度：1.8米土壤设计冻土深度：1.7米全年主导风向：西南风夏季主导风向：东南风年平均风速：3.4米/秒地震裂度：7度年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量：119.3毫米平均气压：745.66mmH最高气温：36.6最低气温：-38平均相对温度：71%最大降雪量：420毫米水温：151.4 车间布置、岗位人员配制1.4.1 车间布置本设计的设备布置，既满足了生产实际需要，又考虑了设备的安装，检修
