摘要摘 要可发性聚苯乙烯，简称是EPS通称聚苯乙烯及苯乙烯系共聚物，由一种树脂和物 理性发泡剂和其它添加剂混合而成可发性聚苯乙烯因为具有优异耐久的保温隔热性 能、独特的抗老化性能、缓冲抗震性和防水性能，因此在许多领域得到了较广泛的应用本设计为年产80万吨的可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计，采用工艺是悬浮聚合， 单体是苯乙烯，水做悬浮介质，采用了低温的悬浮聚合一步法的生产工序，反应的原理 是自由基聚合此工序是将水、苯乙烯的单体、分散剂、引发剂、发泡剂和其他助剂一 起加入到反应釜里，聚合后得到含有发泡剂的树脂颗粒，再经洗涤、离心分离及干燥，最 后制备可发性聚苯乙烯珠粒产品；在这个工序基础上对聚合工段进行物料的衡算、热量 的衡算、设备选型的具体计算，绘制得到带控制点流程图、平面布置图和配管图，并编 排了设计说明书及计算书关键词：可发性聚苯乙烯；物料衡算；工艺设计;悬浮聚合AbstractAbstractExpandable 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 mixture. Expandable Polystyrene with excellent durable insulation, unique buffer shock resistance, aging resistance and waterproof, and therefore has been widely used in many fields.The design for the annual production capacity of 800,000 tons can be made of polystyrene polymerization process 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, dispersing 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 balance, 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 ； Craft calculation ； Technological design ;Suspension Technique目录前言 7第一章绪论 81.1设计依据、指导思想 81.1.1设计依据 81.1.2指导思想 81.2厂址的选择 81.3设计地区的自然条件. 91.4车间布置、岗位人员配制 91.4.1车间布置 91.4.2岗位人员配制 91.5节能与环境保护 91.5.1 节能 91.5.2环境保护 101.6安全防火 101.6.1消防设施 101.6.2灭火程序 10第二章工艺论证 112.1工艺原理 112.1.1实施方案 112.1.2工艺路线 112.1.3工艺流程 112.1.4反应原理 112.2发泡聚苯乙烯技术工艺比较 122.2.1塔式本体聚合技术3] 122.2.2添加少量溶剂的单釜连续本体聚合技术 122.2.3苯乙烯的悬浮聚合4] 132.2.3.1聚合原理 132.2.4苯乙烯种子法悬浮聚合 132.3发泡聚苯乙烯生产工艺 142.3.1 一步法聚合工艺 142.3.1.1技术原理 142.3.2二步法聚合工艺 142.3.2.1技术原理 142.3.3 一步法工艺与二步法工艺的比较[5] 142.4可发性聚苯乙烯基本性能 152.4.1力学性能 152.4.2绝热性能 162.4.3化学性能 16第三章聚合车间工艺流程 173.1本岗位管理范围和任务 173.1.1岗位管理范围及任务 173.1.1.1管理范围 173.1.2岗位任务 173.2生产原理及工艺流程. 173.2.1生产原理 173.2.2生产流程 173.2.2.1开车前的准备工作 183.2.2.2短期停车后，开车前的准备工作 183.2.2.3正常停车后，正常开车。
193.2.2.4正常操作 193.3产品规格、原料及公用工程条件 203.3.1产品规格 203.3.2生产方式及规模 213.3.3 原料 213.3.3.1原材料规格 213.3.4公用工程 233.3.4.1动力规格 233.3.5工艺控制条件 23第四章技术经济分析 254.1原料消耗定额 254.2生产成本 254.3盈亏平衡 26第五章 设计基础 275.1聚合工艺介绍. 275.1.1聚合工段工艺过程叙述9】 27第六章物料衡算 286.1计算依据 286.2聚合工段物料衡算 286.2.1进料阶段 286.2.2出料阶段 29第七章聚合工段热量衡算 317.1衡算式 317.2显热计算 317.3聚合热 327.4聚合釜的搅拌热 337.5热量损失 337.6蒸汽的用量 337.7冷却水的用量m 34第八章设备计算 358.1聚合釜的设让 358.1.1聚合基本数据 358.1.2聚合釜容积确定 358.1.3聚合釜的选型原则 358.1.4釜的选择 368.1.5聚合釜搅拌器的设计 368.1.5.1搅拌浆叶的排出流量1幻 368.1.5.2计算搅拌转速 378.1.5.3搅拌功率P 388.2泵的设计 398.2.1计算依据 398.2.2管内流速的计算 398.2.3直管阻力和局部阻力损失的计算 398.2.4确定泵轴功率 408.2.5泵的选型[13] 408.3换热器的设计 418.3.1设计依据： 418.3.2计算总传热系数 418.3.3计算传热面积 428.3.4工艺结构尺寸 42结 论 44参考文献 45附录 A 仪表测量及控制一览表 46附录B 设备一览 47致 谢 49刖言 刖言可发性聚苯乙烯首先是由德国BASF公司的Fritz Stastny先生于1949年发明的一 种可制成塑料泡沫的材料。
这种材料最先由瑞典政府进行大规模商品化生产救生圈 由于EPS具有热传导率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防潮、防震及成型工艺 简单等优良特性，因而在建筑、船泊、汽车、火车、冷藏等行业广泛作为隔热防烟材 料和抗震材料，同时也被广泛用作包装材料悬浮聚合具有产品纯度高、成本低、聚合热容易除去、无回收问题、随分子量增 大体系粘度变化小、温度易控制，以及颗粒大小可以控制在较小的幅度范围内等优点 此法是以水为分散介质或连续相，而单体液滴和聚合物颗粒为分散相，通过搅拌，单 体在水中形成悬浮油珠，加入的引发剂在反应温度下分解出初级自由基从而引发苯乙 烯的聚合反应开始生成的聚苯乙烯溶解在苯乙烯单体液滴中使液滴的粘度增大当 溶解了聚合物的粘度增大了的小液滴相互碰撞时，很容易粘并成大液滴，而在搅拌剪 切力的作用下，大液滴又会分解成小液滴这样就形成了一个大液滴和小液滴的平衡 态，在适宜温度下反应6-8小时后加入发泡剂浸渍一段时间便可制得EPS大量文献资料显示，悬浮分散剂以及其助剂的加入应该在室温条件下，而引发剂 系列的加入一般是在65°C左右，然后升温至88°C反应，直至有PS珠粒出现并且硬化， 再加入发泡剂升温至120C反应一段时间便可以让其自然冷却至近50C，便可出料从动力学观点来看，可以看成是在小颗粒中进行的本体聚合，苯乙烯的悬浮聚合 和本体聚合类似。
分散剂和反应历程没有关系因为苯乙烯的悬浮聚合相似于本体聚 合，因而它的分子链的形成也必须经历链引发、链增长、链终止和链转移的过程苯 议席进行低温悬浮聚合时，它的分子量主要决定于引发剂加入量的多少，因为加入了 引发剂调节聚苯乙烯的分子量通常很少使用分子量调节剂（如叔十二碳硫醇）苯 乙烯在高温悬浮聚合时，温度决定分子量，并且通常认为通过自由基的转移和两个自 由基之间的歧化而发生链终止苯乙烯悬浮聚合的优点为聚合时所放出的反应热比较容易扩散开来被介质带走， 所以生产出的聚苯乙烯树脂比老式本体聚合法所生产出的聚苯乙烯耐热度高，总体上 克服了反应温度分布范围宽的现象实质上来说，反应温度分布范围变窄，促使分子 量分布范围也变窄，从而提高了聚苯乙烯树脂耐热度苯乙烯悬浮聚合比本体聚合相 飞产品纯净度偏低，是因为它的珠粒表面比较容易黏有悬浮分散剂等残留物，电的性 能、光学的性能会受到了影响此外，悬浮聚合苯乙烯转化率不可能达到100%，剩 下的单体被放空一部分，另有5000-6000mg/kg的单体残余在树脂中如果悬浮剂采 用酸洗技术来除去，还会产生更多的化学污染，废单体排空则会污染环境第一章绪论1.1设计依据、指导思想1.1.1设计依据设计所参考和依据：(1) 广东石油化工学院毕业设计(论文)任务书(80万吨发泡聚苯乙烯聚合工段 工艺设计)(2) 湛江新中美化工有限公司聚合岗位操作法(3) 化学工业部编制的《化工工艺设计施工图内容及深度的统一规定》(4) 《化工设计》(5) 《化工工艺手册》(6) 《石油化工数据手册》。
1.1.2指导思想本设计的主要指导思想为：(1) 保证生产过程安全，采用悬浮聚合工艺，产品质量高；(2) 生产过程应用自动化控制，机械化的操作；(3) 对于易爆易燃地方，采用了可靠的控制，及设置报警消防设施；(4) 保证达到环保的要求，应用技术成熟的溶液聚合方法，对生产过程中的排放 物应通过处理，可以达到环保局的要求；(5) 厂房、车间、设备的布置严格按照土建标准，为保证生产正常的运行和操作 便利和操作人员的安全为主1.2厂址的选择本车间建于广东省湛江市霞山。