毕业设计我帮你

年产600吨苯乙烯-丙烯酸酯乳液生产工艺设计

前言

苯乙烯与苯烯酸酯共聚合制得的苯丙乳液,具有原料来源广泛、合成工艺简单、耐久性好、低温性能好、透明性好、粘接性能好、粘接而广、耐酸性‘耐碱性好等特点、广泛用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂和皮革光亮剂的基料。目前国内生产的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物品种不少，但普遍存在着粘度低、涂层强度低、耐水性及成膜性差、成膜温度高等问题、我们从改进制备工艺和配方技术入手、进行了大量的实验和分析、取得了较好的结果、获得了优质水性涂料、并成功地实现了工业化生产。

有机硅对苯丙乳液的改性是指将有机硅通过化学反应和苯丙乳液技术结合起来，用来制备高性能的硅苯丙乳液，其乳液产品广泛应用于涂料改性、塑料改性、橡胶补强等邻域。特别是由其配制的有机硅改性苯丙乳胶作为一种高性能建筑材料备受关注。聚硅氧烷分子主链结构Si-O键性能高，分子体积大，内聚能密度低，使得它具有特殊的耐温、耐候性和较低的玻璃性温度及表面张力等，其乳液在织物整理、皮革涂饰、涂料等行业的应用越来越广泛，但较高的成本和较低的强度又使其应用受到限制。因而将有机硅氧烷、羟基硅油和苯丙乳液这两类极性相差很大的聚合物结合在一起，可以得到兼具二者优异性能的新型乳液材料，这在理论研究和实际应用中都有重要的意义。可以提高苯丙乳液及涂料的性能；提高涂膜的硬度，拉伸强度透气性、粘附力耐水性及耐紫外光照射性能等。

苯丙乳液是由苯乙烯、丙烯酸及其酯类单体共同聚合的产物。其工艺简单成本低廉，可广泛应用于纸张粘合剂、纸张施胶剂、胶黏剂、纸制品涂层以及水性油墨等领域。但这种乳液的耐熔剂性、耐磨性、耐候性、抗老化性等性能还不够理想。而且苯丙乳液高温时粘稠，低温时变脆，限制了其应用。为了克服以上缺点，近年来国内外专业人士进行了大量工作，对苯丙乳液进行改性研究。改性研究主要从以下两方面进行；一是引入功能性单体；二是采取新的聚合方法来改善苯丙乳液的性能。在研究过程中通常将两种方法结合起来。

本课题以苯乙烯、丙烯酸酯为主要原料，下由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得。下设：

1、文献综述

2、生产原理、生产配方设计

3、生产方法的选择

4、工艺流程的确定

5、工艺条件分析与控制

6、产品质量控制，操作规程

7、三废处理及事故处理

8、车间配置及人员配置

9、物料衡算

10、主要设备计算及选型十个章节。

我主要负责三废处理及事故处理的这一章节，在生产过程中所产生的废渣废液和废气进行研究制定处理方案，同时还要考虑生产过程中的突发事故进行分析和制定解决方案。

 

目录

第一章  文献综述 3

1.涂料的发展 3

2．苯丙乳液的发展 6

3.苯丙乳液的基本用途 7

4.乳胶发展的阶段 9

5.丙烯酸树脂发展方向与前景 10

第二章   生产原理与生产配方 14

1 生产原理 14

1.1 乳液聚合机理 14

（2）苯丙乳液的合成 15

2.原料及配方 24

第三章 生产工艺技术的选择原则 26

1.高聚物的形成反应 26

2  聚合反应实施方法的选择 32

3.工艺流程说明及操作步骤 33

4. 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产流程框图 34

第四章  工艺条件分析与控制 35

1.丙烯酸酯类聚合物优点 35

2.原料纯度 35

3.物料加入方式 36

4.助剂 37

5.温度 43

第五章  产品质量控制 46

1  配方质量的控制 46

1.1 识别配方设计水平的高低 46

1.2 配方质量的控制 46

2  原材料质量的控制 46

2.1 确认原材料的质量 46

2.2 控制原材料的质量 47

3. 生产过程的质量控制 47

4．生产质量过程的工艺选择 48

第六章  操作规程 53

1投料前准备工作 53

2主操操作规 53

3  配料操作岗位 55

4 真空泵的操作 56

5 过滤灌装岗位 57

6 搅拌罐的设计 58

7 过滤机的操作规程 59

8  容器的操作规程 60

9 滴加单体混合物的操作规程 61

第七章   三废处理及事故处理 63

1 事故处理 63

1.1防毒管理措施 63

1．2.防毒技术措施 63

2 三废处理 67

第八章  车间配备及人员配置 76

1.收集资料、整理数据 76

1.1苯乙烯-丙烯酸酯乳液的简介 76

1.2苯乙烯-丙烯酸酯乳液 76

1.3年产600吨苯乙烯丙烯酸酯乳液的设备选型和检测设备 77

1.4生产车间的人员配置 77

2.设计车间生产工艺流程 77

3.根据工艺需求和流程图的设计安排车间配置 79

4.设置车间人员组织结构图 80

5.车间人员各岗位简要说明 80

6.人工成本、车间配置的设备的费用预算。 82

第九章  物料衡算 83

1 物料衡算 83

2.热量衡算 85

第十章  设备的选型及计算 88

1. 釜式反应器 88

1.1 概述 88

1.2  釜式反应器的壳体结构 89

1.3 釜式反应器的搅拌装置 92

2反应釜的结构和材质 104

3反应釜中物质的平均密度ρm的计算 104

4.反应釜的计算和选型 105

5.确定夹套的直径和高度 107

6.确定夹套的材料及壁厚 107

7.确定釜体的材料和壁厚 107

8.水压试验及强度校核 108

9.反应釜台数的确定 109

参考文献 110

附：带控制点的工艺流程图 111

后 记 112

 

参考文献

[1]杨宪一.我国粉末涂料用环氧树脂市场现状与前景分析.热固性树脂，2014（5）.

[2]陶子斌，丙烯酸生产与应用技术：北京：化学工业出版社，2007

[3]沈开，不饱和聚酯树脂及应用。北京：化学工业出版社，1993

[4]吴卫，陈瑞珍主编 .化工设计概论.北京：科学出版社，2009.

[5]历蕾，颜悦；丙烯酸树脂及其应用 北京：化学工业出版社2012.1

[6]刘宏；涂料静电喷涂与生产 ，北京：化学工业出版社，2009.7

[7]高献英; 田秋平; 李中华；苯丙乳液改性的研究进展；现代涂料与涂装；期刊；2007.3.2

[8]燕冲; 张心亚; 黄洪; 陈焕钦；苯丙乳液最新研究进展；期刊；2007.10.15

[9]张俊智主编.粉末涂料与涂装工艺学.北京：化学工业出版社，2008.

[10] 汪长春，包启宇；丙烯酸酯涂料；北京：化学工业出版社，2005

[11] [日]大森英三著，丙烯酸及其聚合物.朱传启译.北京：化学工业出版社，1985

[12] 历蕾，颜悦；丙烯酸树脂及其应用 北京：化学工业出版社2012.1

[13] 刘宏；涂料静电喷涂与生产 ，北京：化学工业出版社，2009.7

[14] 高献英; 田秋平; 李中华；苯丙乳液改性的研究进展；现代涂料与涂装；期刊；2007.3.20

[15]燕冲; 张心亚; 黄洪; 陈焕钦；苯丙乳液最新研究进展；期刊；2007.10.15

[16]刘宏；涂料静电喷涂与生产 ，北京：化学工业出版社，2009.7

[17]汪长春，包启宇；丙烯酸酯涂料；北京：化学工业出版社，2005

[18]安普杰，王国建，刘琳等；现代涂料与涂装，2003.5.

[19]刘国杰，现代涂料工艺新技术；北京：中国轻工业出版社，1999

[20]洪啸吟，冯汉宝；涂料化学；北京：科学出版社；1997

[21]袁保厘，涂料工艺.第二分册，北京：化学工业出版社；1996.8

[22]汪长春，包启宇. 丙烯酸酯涂料.北京.化学工业出版社，2005.2

[23]刘宏. 铝型材粉末涂料静电喷涂与生产.北京.化学工业出版社，2009

[24]薛叙明.精细有机合成技术.北京.化学工业出版社，2008

[25]厉蕾，颜悦.丙烯酸树脂及其应用.北京.化学工业出版社，2012

[26]陶子斌.丙烯酸生产与应用技术.北京.化学工业出版社，2007

[27]汪盛藻.丙烯酸涂料生产实用技术问答.北京.化学工业出版，2007