《高抗冲聚苯乙烯聚合过程的模拟》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高抗冲聚苯乙烯聚合过程的模拟（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江大学硕士学位论文高抗冲聚苯乙烯聚合过程的模拟姓名：时书军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈丰秋2000.1.1摘要f 经化学接枝改性通用塑料是改善塑料抗冲性能的常用方法，苯乙烯低顺丁 胶热引发聚合过程就是其中之。就目前的研究来看，甫关苯乙烯低顺丁胶热引发聚合动力学及其结合反应器型式的模拟研究还较少4 本文在前人苯乙烯聚 合动力学研究的基础上，提出了较为完善的萎圣缔堡堕! 堕鏊鱼垫立堂夔型，并对所得模型进行了进一步的实验验证，证实该模型既适合于分批操作又适合于连续操作。在此基础之上，本文接下来分别对引进的F T I 苯乙烯低顺丁胶热引发聚合工艺的聚合反应进行了较为全面的过程模拟研究
2、。，一一?一 预聚合全混釜反应器的模拟表明聚合温度和停留时间是苯乙烯低顺丁胶本 ( 体熟聚合过程中的两个关键操作参数。聚合温度决定产物的分子量及其分布，而且对转化率、聚合速率、体系粘度、接枝与偶联的相对程度等都有较大影响。但聚合温度对接枝效率和接枝度的影响较小。停留时间虽然基本不影响产物的分子量及其分布，但对转化率、体系粘度、接枝效率有较大影响。停留时间越长，转化率越高，接枝效率和接枝度越大。橡胶浓度是高抗冲聚苯乙烯聚合过程中的关键工艺参数。橡胶浓度决定了聚合产物的接枝程度，进而决定了聚合产物的性能，且对体系的聚合速率、粘度等也有较大的影响。乙苯作为溶剂，对体系的影响较小。P F R 模拟结果
3、表明管径、壁温和进料流率对反应结果的影响较大，入口温度的影响甚小，而管长的影响比较复杂。对于给定的反应器和进料流率，聚合温度的安排对反应结果的影响也较大。管径增大，停留时间增长，出口转化率升高，传热系数降低，聚合温度略有升高，分子量略有减小，分布略有增大。壁温升高，聚合温度增大，转化率升高，分子量减小，分布变宽。进料流率增大，停留时间减小，出口转化率降低，分子量略有增大，分布略有减小。在管径很小时，出口转化率几乎与管长成正比，而管径较大时，管长的影响与管径相似。在升温聚合过程中，聚合速率的变化比较平缓，可以实现匀速聚合，而产品质量难于调控。鉴于苯乙烯聚合速率变化较大，从经济角度来讲反应器出口转
4、化率不宜太高。本文最终针对工业实际生产过程进行的全流程模拟分析，结果表明单就每l个反应器独立操作而言，聚合温度对其的影响程度是相当的。但在多个反应器串联时，聚合温度对首釜的影响最大，而对后聚三个反应釜的影响较小。所以，在生产中为了保证产品的质量，主要应该控制好预聚反应器的聚合温度。而停留时间的大小可根据生产负荷进行适当的调整，其变化范围决定了生产的操作弹性。全流程的商抗冲聚苯乙烯模拟分析还表明，若把后聚反应器作为C S T R 反应器来处理。则模拟所得的接枝率可能要比实际生产所得的数值要低，而采用P F R 进行模拟，则接枝率数据与工厂生产数据比较吻合，这就进一步验证了本 文前面所做工作的合理
5、性和必要性。jtI I、，。一，p，h，。，：A b s t r a c tT h ec o m m o nm e t h o dt oi m p r o v ei m p a c tp e r f o r m a n c eo fg e n e r Np l a s t i C Si St om o d i f yb yg r a f tc o p o l y m e r i z a t i o n ，s u c ha ss t y r e n eo n t ol o wc i s l ，4 p o l y b u t a d i e n eb y t h e r m a li n i t
6、a t i o nA sf a ra sp r e s e n ts t a t eo fr e s e a r c h 。t h ec o p o l y m e r i z a t i o nk i n e t i c sa n ds i m u l a t i o nr e s e a r c ha r er a t h e rf e wI nt h i st h e s i s ，am o r ed e t a i l e dc o p o l y n e r i z a t i o nk i n e t i c si sp r o p o s e db a s e do np r e
7、 f e rs t u d y , t h e ni l l u s t r a t e db yf u r t h e re x p e r i m e n t s I ti sv e r i f i e dt h a tt h ek i n e t i c si Sn o to n l ys u i t a b a l ef o rb a t c hr e a c t o rb u ta l S Oc o n t i n u o u ss y s t e mB a s e do nt h ea b e v ew o r k , t h es i m u l a t i o no fi n
8、t r o d u c e dF T lp r o c e s so fS ta n d P Bt h e r r n a li n i t a t i o nc o p o l y m e r i z a t i o ni Sc a r r i e d T h er e s u l t so fs i m u l a t i o no fp r e p o l y m e r i z a t i o nc o n t i n u o u ss t i r r e dt a n kr e a c t o ri n d i c tt h a tt h ep o l y m e r i z a t
9、 i o nt e m p e r a t u r ea n dr e s i d e n tt i m ea r et w ok e yo p e r a t i o np a r a m e t e r sT h ep o l y m e rm o l e c u l a rw e i g h ta n di t sd i s t r i b u t i o ni Sd e t e r m i n e db yt e m p e r a t u r eA tt h es a m et i m et h ec o n v e r s i o n ，b u l kv i s c o s i t
10、 y , g r a f ta n dc r o s s l i n k i n gd e g r e ea r er a t h e rl a r g e l yi n f l u e n c e dB u tt e m p e r a t u r eh a sl ee f f e c to ng r me f f i e n c y a n dg r a f td e n s i t yT h er e s i d e n tt i m eh a sa1 i t t l ee f f e c to nt h ep o l y m e rm o l e c u l a rw e i g h
11、t a n dd i s t r i b u t i o n ，b u th a sr a t h e rl a r g ei n f l u e n c eo nc o n v e r s i o n , b u l kv i s c o s i t ya n dg r a f te f f i e n c yW i t ht h ei n c r e a s eo fr e s i d e n c et i m e 、t h ec o n v e r s i o ni n c r e a s e s ，t h eg r a f te f f i e n c ya n dd e n s i
12、t yb e c o m el a r g e r T h eP Bc o n c e n t r a t i o ni St h ek e yp r o c e s sp a r a m e t e r , t h a td e t e r m i n e dt h eg r a f td e n s i t ya n dp r o p e r t i e so fp r o d u c t s A n di th a sr a t h e rl a r g ei n f l u e n c eo nt h ep o l y n e r i z a t i o nr a t ea n db
13、u l kv i s c o s i t yE t h y l b e n z e n ea s s o l v e n th a s1 i t t l ee f f e C to ns y s t e mT h es i m u l a t i o nr e s u l t so fp l u gf l o wr e a c t o ri n d i c tt h a tr a d i u s ，w a l lt e m p e r a t u r e a n di n l e tf l o w r a t eh a v er a t h e rl a r g ee f f e c to n
14、r e a c t i o n a n di n l e tt e m p e r a t u r eh a sl i t t l ee f f e c to ni tB u tt h ei n f l u e n c eo ft u b el e n g t hi Sm o r ec o m p l e xW i t ht h ei n c r e a s eo fr a d i n s ，r e s i d e n tt i m eb e c o m e sl o n g ，a n dc o n v e r s i o ni n c r e a s e s ，b u tt 1 1 eh e
15、 a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n td e c r e a s e sa n dp o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r ei n c r e a s e sal i t t l eT h ep o l y m e rm o l e c u l a rw e i g h td e c r e a s e sal i t t l ea n di t sd i s t r i b u t i o nb e c o m e sal i t t l ew i d e T h ew a l lt e m p
16、e r a t u r eh i g h e r , t h ep o l y m e r i z a t i o nt e m p e r a t u r eh i g h e r , a n dc o n v e r s i o nb e c o m e sl a r g e r , t h ep o l y m e rm o l e c u l a rw e i g h td e c r e a s e sal i t t l ea n di t sd i s t r i b u t i o nb e c o m e s w i d eW i t ht h ei n c r e a s eo fi n l e tf l o w r a t e ，r e s i d e n tt i m ed e c r e a s ea n dc o n v e r s i o na l s od e c r e a s e m o l e c u l a rw e i g h ti n c r e a s e sal i t t l
