聚合过程及设备高分子制备工程聚合反应工程授课教师:黄宗祥教材说明主要参考书：《聚合反应工程》，淡宜编著，向福如审核四川大学高分子材料系自编教材。其它参考书：《化学反应工程》，陈甘棠编，化工出版社《聚合过程及设备》，计其达化工出版社《聚合反应工程》浙江大学史子瑾主编《搅拌设备》王凯化工出版社教学说明课程性质与特点以高分子材料工业化制备为目标以搅拌釜式反应器为重点进行反应器的开发、设计、放大及优化操作。教学要求与考试第一章绪论一，聚合反应工程的研究对象、内容及方法二，工欲善其事，必先利其器原料与工艺路线确定以后,设备就是决定的因素反应器在高分子工程中的重要性三，工程实践是高聚物制备工程的最重要的研究方法四，聚合反应工程要适应国际潮流企业规模化，设备大型化，控制自动化(小企业,小装置也有适合自己之路）讨论和思考题请网上查出以下資料我国石油化工企业规模最大的是多少万吨乙烯，在十年，二十年前是多少。也可结合实习参观过的企业，了解企业规模化，设备大型化，控制自动化的发展趋势高聚物制备工程的核心是聚合反应过程一般而言，聚合物生产由以下过程组成生产的准备单元聚合反应单元低分子物与高聚物分离单元聚合物后处理单元回收物处理及循环利用单元催化剂或引发剂配制溶剂或水相配制单体精制除去阻聚剂回收单体以一定比例与新鲜单体或溶剂混合贮存计量加入反应器进行聚合反应一、生产的准备单元本单元过程一般包括以下工作内容。1、催化剂或引发剂配制2、溶剂或水相配制3、单体精制或除去阻聚剂4、将新鲜单体与回收单体以一定比例混合：二、聚合反应单元聚合反应单元的任务是将原料或单体，在反应器中进行加成聚合或缩合聚合，使低分子原料转化成高分子。这是高聚物生产过程中最为关键的一个环节。生产同一种聚合物,如果选择不同的聚合反应的工艺路线或工艺条件，例如：反应机理、催化剂体系、聚合反应的实施方法、反应器的型式和反应条件，都会导致高聚物结构和性能相应不同。另外，聚合反应的工艺路线不同，直接影响产品的成本或市场竞争力，在某些情况下，也影响到生产过程的安全和环境保护三、低分子物与高聚物的分离单元经聚合反应得到的物料，多数情况下，既含有聚合物，也含有未转化的单体，同时还包含有催化剂残留物、溶剂或水等反应介质。一般情况下，高聚物生产过程中，都设置有分离过程，将低分子物除去。低分子物包括未转化单体、溶剂或水、聚合反应助剂残留物、低聚物。四、聚合物后处理单元高聚物生产过程中，即使经历分离单元操作，所得的聚合物还会有少量高聚物生产过程中的未转化单体，水份或溶剂，须经进一步的分离。对有些品种，聚合后为粉状型态，还须在聚合物中添加抗氧剂等助剂经挤出造粒、混批、包装，例如聚烯烃树脂。对某些合成橡胶，还须加入油类，制成充油橡胶产品。对于聚酯（聚对某二甲酸二乙二酸酯）瓶用料的生产，在聚合后有后缩聚方法处理，进一步提高分子量。对某些本体法或熔融缩聚生产的聚合物,须进一步脱去微量的单体。对聚氯乙烯生产，须将离心分离得到的湿物料充分干燥。五、回收物处理及循环利用单元无论从生产成本考虑，还是从环境保护角度看，回收物都必须经过处理并且再利用，回收单体或溶剂的方法很多。一般情况下，单体或溶剂若为气态，可经压缩、冷凝得到液态的单体或溶剂。回收单体或溶剂的精制一般是通过精馏操作实现，聚氯乙烯生产，则是将反应釜上部的未转化单体经压缩冷凝后，不必经精馏工序，直接以一定比例与新鲜单体掺混，循环利用。高压聚乙烯生产，单程转化率只达到20-30%，未转化的乙烯气体分别经高压分离器、低压分离器后，再送入一次压缩机，二次压缩机，加压后重新进入反应系统。一、聚合反应的特点聚合反应是高聚物生产过程中最主要的化学反应过程，它与一般的化工产品生产相比，具有以下特点：①同一种单体生产同一种聚合物，其反应机理可以是多样的。例如由乙烯生产聚乙烯，可以选择自由基聚合机理的气相本体聚合方法。也可以选择配位聚合机理的气相流化床法或溶液淤浆法。②即使反应机理相同，但反应实施的方法也可以不同。...
