聚苯乙烯生产培训讲学.ppt

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1、聚苯乙烯生产二、生产工艺1、原材料苯乙烯的物理常数：熔点－30.6℃相对密度0.9019沸点145.2℃折射率1.5463闪点31℃临界温度373℃临界压力4.1MPa苯乙烯为无色或微黄色易燃液体。有芳香气味和强折射性。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有机溶剂。由于苯乙烯分子中的乙烯基与苯环之间形成共轭体系，电子云在乙烯基上流动性大，使得苯乙烯的化学性质非常活泼，不但能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。是合成塑料、橡胶、离子交换树脂和涂料等的主要原料。苯乙烯的来源乙苯脱氢法苯乙酮法共氧化法氧化脱氢

2、法C2H5+Cl2C2H4Cl脱HClCH=CH2C2H5O2CH2CHOH2CH2CH2OH脱H2OCH=CH2+C2H4催化剂C2H5催化剂620℃CH=CH2+H2乙苯脱氢催化剂：主催化剂Fe2O3助催化剂K2CO3Cr2O3最后生成99.7%以上的聚苯乙烯苯乙烯单体在贮存、运输过程中，需要加入少量的对叔丁基邻苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止其发生自聚。外观相对密度（30℃）粘度（25℃）/cP折射率色度（ApHA）聚合物/%纯度/%水/%聚合热/kJ/mol清洁无悬浮物0.897≤0.751.5435～1.5445≤15

3、≤0.001≥99.7≤0.0269.9醛（以苯甲醛计）/%硫/%氢/%过氧化物(以H2O2计)/%乙苯/%α-甲基苯乙烯二乙苯/%对叔丁基邻苯二酚/%≤0.005≤0.005≤0.0005≤0.001≤0.1≤0.05≤0.0005≤0.001～0.0015（2）阻聚剂（3）引发剂R1-O-O-CO-R-CO-O-O-R2加热·O-CO-R-CO-O·+·OR1+·OR2·O-CO-R-CO-O·+CH=CH2～O-CO-R-CO-O～（4）溶剂为了去除聚合热，控制反应物料粘度，加少量甲苯、乙苯等芳烃，让其与未反应的单体苯乙烯共同

4、发挥溶剂的作用。苯乙烯聚合的各基元反应链引发链增长链终止：苯乙烯100%以偶合终止其中X为苯基即三、聚合工艺本体聚合法是聚苯乙烯树脂最主要的生产方法，用于通用型PS和HIPS树脂的生产。（1）聚合工艺A单体：乙苯脱氢合成聚合级纯度99.6%以上。B引发剂：偶氮类、过氧类引发剂均可，以在100～140℃温度下半衰期为1小时的引发剂最适当。也可不用引发剂，在120～160℃下进行热聚合。C阻聚剂：醌、苯酚、硝基苯之类D溶剂：甲苯、乙苯等芳烃溶剂。作为溶剂要求不含硫化物和醛。溶剂量在2%～20%范围内。E聚合条件：一般根据生产聚苯乙烯的分

5、子量要求及生产量决定。引发剂引发反应温度在90～140℃为好。反应一般以连续操作为主，有单釜连续操作，也有多釜串联连续进行。苯乙烯能按离子型聚合（包括配位离子型）、自由基型聚合机理进行聚合。并可以按各种聚合方式进行聚合。但应用较多的是本体聚合和悬浮聚合。苯乙烯的本体聚合苯乙烯的本体聚合是最早的工业化生产通用聚苯乙烯的方法。用于苯乙烯本体聚合的反应器有塔式、釜式、槽式和管式等各种形式，一般采用两个或更多反应器串联。先在预聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然后在后面的反应器中使其他单体全部聚合。最早的本体聚合装置是由二个釜和一个塔串联

6、组成，其流程如图所示。N2N212345678100～110℃100～110℃150℃150℃180℃180℃200℃苯乙烯放空聚苯乙烯粒苯乙烯悬浮聚合苯乙烯悬浮聚合苯乙烯低温悬浮聚合苯乙烯高温悬浮聚合苯乙烯低温悬浮聚合的单体与水的比值为1∶1.4～1∶1.6，分散剂一般为磷酸三钙，引发剂为过氧化苯甲酰（占总引发剂的90%～80%）和过氧化叔丁基苯甲酸酯（占总引发剂的10%～20%）复合型引发剂。单体的纯度在99.5%以上，各种杂质如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等要控制规定指标之内，尤其有二乙烯苯存在时，还会使聚合产物呈凝胶状

7、，表面粗糙而不透明，熔融指数可能下降为零，致使产品无法使用，因此更要严格控制。含阻聚剂的单体聚合前碱洗后再用水洗涤至中性。另外，聚合温度对聚合影响较大，一般是温度越高，反应速度越快。聚合转化率一般控制在90%左右。123456789101112131415161718192021苯乙烯高温悬浮聚合采用MgCO3（也可以在聚合釜中直接用Na2CO3与MgSO4制备）也为主分散剂，以苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物为助分散剂。其典型工艺流程如图所示。12346789101112513141516171819202122232425262728

8、2930313233343536373839404142苯乙烯软水去回收去沉降槽粗聚苯乙烯粒氮气排空排空成品粉料热风冷风生产聚苯乙烯的原料多为易燃、易爆、有毒化学品，由其工艺生产路线和原料特性决定了以下一些特点及不安全因素：1.在一定