《干法腈纶聚合物性能控制分析与优化毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《干法腈纶聚合物性能控制分析与优化毕业论文（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 干法腈纶聚合物性能控制分析与优化题 目：干法腈纶聚合物性能控制分析与优化 作 者： 指导教师： 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 学 号： 时 间： 1摘 要腈纶工业伴随经济高速稳定增长，社会需求量稳步增加，其发展前景可观，尤其是干法腈纶性能与用途优于湿法腈纶。随着科学技术和社会经济发展，市场对腈纶产品质量要求越来越高，如何发挥干法腈纶优势，增加市场份额，提升用户的信任度，是国内干法腈纶生产厂急需解决的问题。本文通过对聚合釜工艺条件的优化，以达到提高聚合物产品质量。本文通过两个途径的实施：一、聚丙烯腈质量主要取决于三单体配比、系统中硫的分布、反应温度和 pH 值等要素的合理最优控制，对其理
2、论分析，结合生产实际，给出聚合釜最佳工艺控制点。二、通过对聚合釜内液固相流动状态分析，控制搅拌转速，改变聚合釜内进料方向，优化工艺。反应数据过程跟踪，工业试验结果表明：反应转化率得到提高，分子量分布宽度变窄，产品疵点降低，优级品率得到大幅度提高，实现优化聚合物性能的目的。关键词：聚合釜 聚丙烯腈 温度 转化率 分子量2The dry acrylon polymer performance optimization.AbstractAlong with the rapid development of the economic, the social demand of acrylic prod
3、ucts is increasing. The development prosped of the acrylic fiber industry is optimistic, especially the dry acrylon method. At the same time, the market needs higher quality acrylic products. The domestic dry acrylon company should urgently resolve these problems: how to exert the advantage of the d
4、ry acrylon, increase its market share and promote the trust degree of customers. This paper studies on the optimization of the technic conditions of the polymerizer in order to improve the quality of polymer.In this paper, mainly research from two way: First, the quality of polyacrylonitrile mainly
5、is decided by the distribution of the sucfur and the three monomers, the reaction temperature and the pH value. I try to find the best condition through studying theoretical analysis and producing. Second, through studying on the flow state analysis of the liquid phase and the solid phase in polymer
6、izer, the stirving rate, the feeding direction, the technology process and tracking the reaction data, the experiment result shows: the conversion rate has been improved. The width of the molecular weight distribution become narrow. The product defects have been reduced. As a result, the rate of hig
7、h-grade product has been greatly raised. Keywords: polymerizer ； polyacrylonitrile ；temperature ； 3Ocnversion rate ； molecular Iight。4目 录摘 要 1第 1 章 前 言 5第 2 章 文献综述 72.1 聚丙烯腈化学性质及特征72.1.1 丙烯腈和聚丙烯腈化学性质72.1.2 高聚物的玻璃化温度 102.1.3 干法腈纶三单体聚合机理 1 102.1.4 共聚物单体竞聚机理 5 142.1.5 悬浮聚合反应成粒机理 4 172.1.6 悬浮聚合影响颗粒大小及分布
8、因素 4 182.1.7 特性粘度测量方法 6 192.2 高聚物平均分子量影响与分布 202.2.1 成纤聚合物平均分子量（聚合度）与机械性能关系 202.2.2 聚合反应不同终止形式对聚合物分子量分布影响 212.3 抚顺腈纶厂目前干法腈纶生产定位与不足 23第 3 章 干法腈纶聚合反应控制分析 253.1 聚合反应中 AN/MA/SSS 比例 253.2 聚合反应中 pH 值控制 5283.3 聚合反应温度控制与原理293.4 高聚物中硫的控制与影响 24 323.5 聚合反应影响疵点因素34第四章 聚合釜内部液体运行状态分析 374.1 聚合釜内部流体流动原理 25 374.2 聚合釜
9、内部结构模型 27 384.3 聚合反应转化率影响因素确定404.3.1 聚合釜内物料反应计算404.3.2 聚合反应转化率与分子量分布28测定414.3.3 聚合反应转化率提高分析43第五章 聚合釜进料位置优化 445.1 聚合釜进料位置改变方案制定（一） 445.1.1 聚合釜进料位置改变后数据测定445.1.2 聚合釜进料位置改变前后数据对比 465.2 聚合釜进料位置改变方案制定（二）465.2.1 聚合釜进料位置改变后数据测定475.2.2 聚合釜进料位置改变前后数据对比 48第六章 结 论 50附 号 表516参 考 文 献 52 第 2 章 文件综述7第 1 章 前 言腈纶是聚丙
10、烯纤维在我国的商品名，目前国内现有腈纶生产企业十三家，年产量可达 45-55 万吨，但仍不能满足后加工工业的需求，年 20 万吨左右缺口仍要依靠进口来满足，这给我国腈纶企业有一个很大发展空间，同时也给企业一个接受挑战机会。在消费者导向占主导地位的今天，提高产品的质量和档次，降低消耗，增加产品的竞争力，是市场赋予的行为准则和行动指南。抚顺腈纶厂干法腈纶装置是我国第一套采用技贸结合引进美国杜邦公司干法腈纶生产技术，由美国凯姆泰克公司设计，同时也是第一个引进干法腈纶纺丝技术的厂家，其腈纶产品具有色泽光洁、柔软蓬松、毛感性强、结实保暖、外形美观等优点，该产品分为棉型和毛型两种纤维，可进行纯纺和混纺多种
11、形式的纺织加工，素有“人造羊毛”的美称。采用美国杜邦公司二步法干法腈纶聚合装置是将原料丙烯腈（AN） 、丙烯酸甲酯（MA） 、苯乙烯磺酸钠（SSA）三单体于聚合釜中，通过严格工艺条件控制，水相悬浮聚合成 “A-7”聚合物1。目前年生产能力可达 5.5 万吨，腈纶产品质量已有很大提高，干法腈纶工艺复杂，条件苛刻，操作难度大，但该工艺生产腈纶产品以品种多、质量优而备受市场青睐，如何保证腈纶产品质量稳定，提高优级品率，真正达到“奥纶”标准，已成为关注焦点，目前影响抚顺腈纶厂产品质量主要是疵点， 第 2 章 文件综述8而影响疵点主要因素之一是聚合物质量。针对聚合物质量控制，一方面严控聚合釜工艺条件，如
12、温度、进料浓度、pH 值、搅拌速度等，另一方面，控制聚合物分子量的分布，它是评定聚合物质量关键2。将聚合釜最佳工艺条件有机结合并时时监控，及时调整，是生产优质聚合物前提，同时跟踪分析聚合物分子量分布是其保证。本研究拟通过工艺控制机理的分析，找出最佳控制点：用理论指导践，同时分析聚合釜进料方向对聚合物分子量分布的影响，找出最佳进料点，确保生产出聚合物优质稳定，满足后续生产需要，以提高抚顺腈纶厂腈纶产品优级品率。 第 2 章 文件综述9第 2 章 文献综述2.1 聚丙烯腈化学性质及特征2.1.1 丙烯腈和聚丙烯腈化学性质（1）丙烯腈化学性质2丙烯腈的结构式：CH2=CH-CN丙烯腈在常温常压下是具
13、有独特气味的无色透明，易流动液体。相对分子质量为 53.06，沸点为 77.30C，凝固点为-83.60C，相对密度为 0.8060，易燃、易爆，在空气中的爆炸极限（体积分数）为 3.05-17.0%，丙烯腈与苯、四氯化碳、甲醇、乙醇、丙酮等许多有机溶剂任何比例互溶，也能溶于水，其相互溶解度如表 2-1 表示。表 2-1 丙烯腈与水的相互溶解度（质量分数）温度 0C 0 10 20 30 40 50 60 70 80丙烯腈在水中，% 7.15 7.17 7.30 7.51 7.90 8.41 9.10 9.90 11.10水在丙烯腈中，% 2.10 2.55 3.08 3.82 4.85 6.15 7.65 9.21 10.95
