聚碳酸酯聚合工艺设计.doc

聚碳酸酯聚合车间工艺设计
摘要:本文介绍了生产聚碳酸酯的基本情况以及聚碳酸酯的工艺流程,介绍了界面缩聚光气法生产聚碳酸酯的生产工艺,聚碳酸酯的工艺条件以及工艺参数,设备的选型和车间布置设计。其中界面缩聚光气法工艺是将双酚A和烧碱溶液配制成双酚A钠盐,同时加入酚,然后送入光气反应器内。加入二氯甲烷,通光气进行光气化反应,反应完成后将反应液送到缩聚反应器内,加入三乙胺和烧碱溶液,进行缩聚反应。然后分离含有聚合物的有机相和水相,对有机相进行洗涤、干燥,最后成粒就得聚碳酸酯成品。 通过本次设计,我们对聚碳酸酯有了进一步认识。对聚合车间工艺设计的基本流程有了一定的了解。
关键词: 聚碳酸酯 ,光气 , 双酚A ,三乙胺
前言
目前国内聚碳酸酯生产的技术水平与国外先进水平比较,具有极大的差异,如果完全靠国内自行开发技术,有相当难度。为了加快发展中国聚碳酸酯项目的步法,建议通过引进国外先进技术、人才、合资建厂等方式来加快中国聚碳酸酯工业的发展步伐。但是由于中国用于生产聚碳酸酯的配套原料双酚A的质量较差,因此应加强配套原料双酚A装置的建设、技术开发,提高产品质量、扩大规模。同时应加强基础建设工程。此外,中国有关部门应也应提供聚碳酸酯装置建设的优惠政策和资金方面的支持,为聚碳酸酯工业在中国快速发展提供有力的保证,也可尽快使中国聚碳酸酯在国际市场中占有一席之地。
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性,现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。不过PC生产工艺进展主要发展趋势是开发非光气合成工艺以替代目前主要合成工艺界面缩聚光气法,GE塑料和拜耳公司都开发各自的非光气法生产技术并推向工业化生产,此外旭/奇美、三菱化学/三菱瓦斯、帝人公司、LG化学公司均开发出非光气工艺技术,正在建设或计划建设非光气法PC装置,非光气法路线将成为未来PC的主要生产路线。全球PC应用已向高功能化、专用化方向发展,鉴于我国PC生产能力和市场需求均呈现快速发展局面,尤其是国内多套规模化装置的建设,加上汽车工业迅猛发展拉动,未来几年我国PC工业进入一个新的发展阶段,其中最为关键的是加快PC的应用研究。
总之未来几年,对人类与环境造成危害的化工生产工艺与原料将逐步受到限制并最终被淘汰。清洁生产、绿色化工产品是21世纪化工行业发展的趋势。PC全非光气法绿色清洁生产技术有着广阔的市场空间,必将成为世界上PC生产技术发展的方向。
目录
第1部分 选题的背景 6-
第2部分 聚碳酸酯的相关介绍 6 -
一. 聚碳酸酯基本资料 6 -
二. 聚碳酸酯的特性 7-
三.聚碳酸酯的成形加工性 8 -
四.聚碳酸酯的加工问题处理方法 9-
五. 聚碳酸酯的应用领域…………………………9
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第3部分 工艺流程设计 …….12 -
1.工艺流程设计的主要原则 12 -
2.工艺方法选择分析与研究 13 -
3.生产工艺流程叙述 16 -
4.工艺流程图 18 -
第4部分 车间布置设计 19 -
一 车间布置设计的意义 19 -
二 车间布置设计的原则及基本依据 19-
1.车间布置设计的原则 19 -
2.车间布置设计的基本依据 20 -
三 车间布置设计与评述 20 -
1.关于车间平面布置方案 20 -
2.关于车间设备布置方案 20 -
第5部分 厂制概况 21 -
1.工厂组织 21 -
2.工作制度 22-
3.人员配备 22 -
第6部分 安全防护 23 -
第7部分 废物治理 26 -
1.废气的治理 26 -
2.废水的治理 26-
3.噪声的治理 27 -
4.固体废弃物的治理 27-
结 束 语 28
参 考 文 献 29
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第1部分 选题的背景
随着中国国民经济的稳定发展,尤其是电子/电气工业、汽车工业已成为中国国民经济的支柱产业,另外,城市建设和西部大开发等基础项目的建设将对新型建筑材料有较大的需求,中国已成为全球聚碳酸酯需求增长最快的国家。业内人士预计未来几年中国聚碳酸酯的需求其年均增长率将保持在15%左右,目前全球PC(聚碳酸酯的简称,以下同上)应用已向高功能化、专用化方向发展,鉴于我国PC生产能力和市场需求均呈现快速发展局面,尤其是国内多套规模化装置的建设,加上汽车工业迅猛发展拉动,未来几年我国PC工业进入一个新的发展阶段,其中最为关键的是加快PC的应用研究。本次对聚碳酸酯的聚合车间工艺及其应用方面进行了研究,以拉动我国聚碳酸酯市场开发,适应环保事业发展要求,推动社会经济发展.
第二部分 聚碳酸酯的相关介绍
一.聚碳酸酯基本资料:
1.英文全名:Polycarbonate
2.中文名称:聚碳酸脂
3.结构式:
4.颜 色:透明无色
二.聚碳酸酯的特性:
化学性质
1.聚碳酸酯对光稳定,但是不耐紫外光;
2.耐热性佳、低温安定性良好;
3.优异的光学性质,透明性、透光度可达90%以上;
4.成型后尺寸稳定性高,耐候性佳;
5.无毒性;
6.聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂,按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型,其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯,并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要,分子量通常为3-10万;
7. 聚碳酸酯耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,长期在水中易引起水解和开裂;
8.因为其抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,耐磨性欠佳;
9.由于其分子链刚性大,树脂熔体粘度大,使其吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;
10.聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理;
物理性质
1.密度:1.20-1.22 g/cm3
2.拉伸强度:630kg/cm2
3.硬度:70(Rockwell M)
4.吸水率:0.24%
5.透光率:93%
6.线膨胀率:3.8×10 cm/cm°C
7.热变形温度:135°C
8.聚碳酸酯是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在60~120℃下长期使用;无明显熔点,在 220-230℃呈熔融状态;属自熄性材料
三.聚碳酸酯的成形加工性:
1.黏度表现:黏度随剪切速率增加而减少;
2.射出成型温度:230~310℃
3.射出成型压力:1000~1400Kg/cm2
4.成形收缩率:0.5%~0.7%
5.模具温度:80~120℃
四.聚碳酸酯的加工问题处理方法
变形问题处理方法
1.对于成形条件:增加保压时间、增加冷却时间。
2.对于模具方面:成型品薄厚均一。
3.其它方法:成型后使用矫正冶具。
不易脱模问题处理方法
1.对于成型条件:减少保压压力、增加冷却时间。
2.对模具方面:平衡流道和模穴设计、检查脱模斜度是否适当。
3.其它方法:降低母模模温或升高公