第一篇：氯乙烯的聚合(教案)

氯乙烯的聚合

一、氯乙烯物理性質(zhì)：

氯乙烯:常溫下是一種無(wú)色易燃的氣體，沸點(diǎn)-13.9℃;,凝固點(diǎn)一159.7℃;，閃點(diǎn)一78℃，自燃點(diǎn)472℃，爆炸極限4%一22%。氯乙烯是致癌物，具中等毒性。

二、安全噴淋水系統(tǒng)

聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯單體聚合而成。國(guó)內(nèi)外聚氯乙烯生產(chǎn)廠曾多次發(fā)生聚乙烯單體空間爆炸事故，損失慘重。氯乙烯單體的泄漏，直接威脅著生產(chǎn)的安全。使用安全噴淋水系統(tǒng)，對(duì)泄漏的氯乙烯起到一定的稀釋作用，并且隔絕空氣，降低了環(huán)境溫度，防止了空間爆炸，從而達(dá)到了安全生產(chǎn)的目的。

三、生產(chǎn)工藝流程：

聚氯乙烯生產(chǎn)具有易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)、有毒有害物質(zhì)多、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，生產(chǎn)情況復(fù)雜、條件多變，稍有疏忽就會(huì)發(fā)生事故。

懸浮氯乙烯聚合過(guò)程的工藝流程如圖所示：

先將去離子水加入聚合釜內(nèi),并將聚合配方的助劑如分散劑、緩沖劑等加入釜內(nèi)攪拌,然后加入引發(fā)劑,密封聚合釜,抽除釜內(nèi)空氣,必要時(shí)用氮?dú)馓鎿Q,使釜內(nèi)殘留氧含量降至最低,最后加入氯乙烯單體VCM,然后通過(guò)反應(yīng)釜夾套中的過(guò)熱水加熱,將釜溫升至預(yù)定溫度并進(jìn)行聚合。為了縮短聚合周期,也可以在反應(yīng)釜脫氧后開(kāi)始加熱釜內(nèi)物料,達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)再加入單體并開(kāi)始聚合。聚合反應(yīng)大量放熱“VCM生成PVC時(shí)放熱量1532kJ/kg”。這些聚合反應(yīng)熱通過(guò)3種方式散熱,但是根據(jù)反應(yīng)釜大小,3種途徑可以只利用其中一種或兩種方式散熱:1)釜夾套冷卻水;2)釜內(nèi)冷水管;3)釜頂冷凝器等。要嚴(yán)格操作技術(shù),始終保持預(yù)定反應(yīng)溫度,以保證氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量。如果釜內(nèi)聚合反應(yīng)放熱不足或失控造成溫度過(guò)高不下時(shí),釜內(nèi)飽和蒸汽壓也將大大超過(guò)反應(yīng)釜的操作壓力甚至設(shè)計(jì)壓力,從而造成 聚合釜的物理破壞。對(duì)此在制造聚合釜時(shí)對(duì)溫度及壓力的設(shè)計(jì)留有充分的余量,防止物理爆破釀成的災(zāi)難性后果。聚合反應(yīng)的溫度、壓力的失控事故常常發(fā)生在反應(yīng)的前中期,即VCM聚合為PVC的轉(zhuǎn)化率小于70%時(shí)“單體富相存在,才會(huì)發(fā)生上述溫度!壓力超高”VCM轉(zhuǎn)化率大于70%時(shí),單體富相消失時(shí),壓力穩(wěn)步降低。

四、聚合反應(yīng)的主要風(fēng)險(xiǎn)因素

懸浮法聚合氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程的主要風(fēng)險(xiǎn)是氯乙烯的“暴聚”事故和氯乙烯泄漏事故。聚合反應(yīng)散熱不足,溫度過(guò)高導(dǎo)致“暴聚”事故。易燃易爆有毒的氯乙烯泄漏可能引發(fā)氯乙烯蒸汽云爆炸和火球(BLEVE)事故。避免導(dǎo)致“暴聚”事故3種安全技術(shù)措施:良好的聚合釜反應(yīng)散熱降溫;足夠的攪拌強(qiáng)度和防止“粘釜“等。聚合反應(yīng)的“暴聚”事故

氯乙烯聚合時(shí)如果溫度與壓力失控,將導(dǎo)致聚合反應(yīng)的失控,而導(dǎo)致激烈聚合,產(chǎn)生過(guò)高壓力與溫度,后果嚴(yán)重時(shí),可能產(chǎn)生聚合釜爆炸,稱為沸騰液體擴(kuò)展蒸汽爆炸(BLEVE)“溫度與壓力失控的原因如下: 1)聚合釜攪拌強(qiáng)度不夠或攪拌不均勻;2)聚合釜夾套、冷水管及冷凝器散熱降溫不夠;3)物料粘釜或釜壁水垢造成傳熱不均。2 氯乙烯泄漏引起火災(zāi)、爆炸事故

氯乙烯氣體易燃易爆,沸點(diǎn)為-13.4℃,閃點(diǎn)為-78℃,燃點(diǎn)是472℃,爆炸極限為3.6%~33%”氯乙烯和空氣混合,一定濃度下可形成爆炸氣體。在聚合過(guò)程中可能造成氯乙烯泄漏的原因有: 1)聚合釜軸封泄漏;2)反應(yīng)釜、暴聚時(shí)安全閥的泄放或密封不良等;3)聚合釜人孔、手孔及管口破裂。

泄漏的液態(tài)氯乙烯在常壓常溫的環(huán)境下,迅速氣化,當(dāng)擴(kuò)散濃度達(dá)到爆炸極限范圍時(shí)遇到點(diǎn)火源便可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。3 氯乙烯的毒害作用

VCM對(duì)人有致癌作用，各國(guó)對(duì)PVC生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中氯乙烯允許濃度都做了嚴(yán)格規(guī)定。美國(guó)規(guī)定8h平均質(zhì)量濃度不得超過(guò)2.54mg/m3;日本規(guī)定空氣中VCM平均質(zhì)量濃度不應(yīng)高于(5.08+-1.16)mg/m3;英國(guó)，加拿大和荷蘭規(guī)定空氣中VCM平均質(zhì)量濃度不得超過(guò)25.4mg/m3;中國(guó)規(guī)定空氣中VCM質(zhì)量濃度不得超過(guò)30mg/m3。氯乙烯泄漏時(shí)的急性中毒劑量,大鼠經(jīng)口LD50為50mg/kg。

為使作業(yè)環(huán)境符合職業(yè)衛(wèi)生條例規(guī)定,避免人員在氯乙烯泄漏的環(huán)境下暴露而急性中毒傷害,應(yīng)注意防止VCM泄漏,聚合反應(yīng)后將未反應(yīng)的VCM徹底清除,防止PVC上的VCM殘留過(guò)量,另外避免人員進(jìn)釜內(nèi)清釜。總之,避免泄漏和最大的限度減少人員暴露是防止中毒的重要環(huán)節(jié)" 4 其他事故傷害

氯乙烯聚合過(guò)程中,除上述事故外,設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)和使用過(guò)程中可能造成人員的機(jī)械傷害、高處梯臺(tái)、廊作業(yè)時(shí),防護(hù)設(shè)備缺陷或違章作業(yè),引起人員高處墜落、觸電等事故傷害。

四、安全技術(shù)措施

氯乙烯聚合生產(chǎn)過(guò)程中的安全技術(shù)主要是避免氯乙烯聚合反應(yīng)過(guò)程的“暴聚”發(fā)生和氯乙烯泄漏發(fā)生。因?yàn)椤氨┚邸奔靶孤┒伎梢詫?dǎo)致聚合釜的重大火災(zāi)、爆炸及中毒事故的發(fā)生。因此防止“暴聚”及泄漏發(fā)生的安全技術(shù)措施研究尤為重要。防止“暴聚”的發(fā)生 1)聚合反應(yīng)熱的散放

a)聚合釜良好的傳熱能力可以增加散熱,在相當(dāng)程度上意味著聚合釜的安全情況

b)一般較大的聚合釜需裝釜頂冷凝回流器。在使用釜頂冷凝器時(shí)要注意向釜中加料時(shí)排盡不凝氣體,否則會(huì)使傳熱系數(shù)下降;還應(yīng)避免采用揮發(fā)性引發(fā)劑,防止釜內(nèi)泡沫進(jìn)入冷凝器,因結(jié)垢使傳熱系數(shù)降低。

c)冷卻水可以帶走釋放的熱量。在聚合過(guò)程中,視放熱情況控制閥門調(diào)節(jié)水量,在反應(yīng)出現(xiàn)自動(dòng)加速時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)補(bǔ)充水量和循環(huán)水量的比例降低水溫來(lái)保證放熱增加的要求。2)攪拌安全技術(shù)

a)反應(yīng)熱的散放,釜內(nèi)物料是否均勻與攪拌情況密切相關(guān);b)為了使更好的散熱和反應(yīng)穩(wěn)定,應(yīng)充分?jǐn)嚢?攪拌裝置具有一定剪切強(qiáng)度和循環(huán)次數(shù);c)攪拌強(qiáng)度與槳葉尺寸和層數(shù)有關(guān),因此在選擇攪拌裝置時(shí)要根據(jù)散熱要求合理選擇。

3)防止“粘釜”技術(shù)

“粘釜”會(huì)導(dǎo)致聚合釜散熱能力下降,引發(fā)暴聚。解決“粘釜”問(wèn)題可從以下幾個(gè)方面考慮: a)對(duì)聚合釜表面及有關(guān)構(gòu)件表面要精細(xì)研磨;b)在聚合配方中加添加劑;c)在釜內(nèi)有關(guān)構(gòu)件上涂覆防粘釜涂層;d)已存在“粘釜”情況下時(shí)及時(shí)用溶劑清洗或用超高壓水實(shí)現(xiàn)水力清釜。2 防止泄漏的發(fā)生

氯乙烯泄漏是火災(zāi)、爆炸及中毒事故的源頭,可從以下3個(gè)方面采取安全措施防止泄漏。

1)軸封采用現(xiàn)代液體密封技術(shù)。目前國(guó)產(chǎn)聚合釜多采用機(jī)械密封,效果和壽命不盡理想;同時(shí)要嚴(yán)格定期檢查維修。

2)防止“暴聚”時(shí)安全閥泄壓造成的物料排放。“暴聚”排料會(huì)使周圍空氣中VCM濃度很高,可能引起爆炸;一旦溫度、壓力超高時(shí),必須制定嚴(yán)格措施緊急降溫處理,準(zhǔn)備足夠的中止劑。

3)壓力容器管道的防泄漏技術(shù)。如果壓力管道及容器發(fā)生破裂,會(huì)造成大量VCM泄漏,并難以現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救和處理,危險(xiǎn)性極大;因此堅(jiān)持開(kāi)釜前嚴(yán)格執(zhí)行檢查,定期更換和試壓制度等對(duì)壓力容器管道的安全管理。3 聚合釜控溫措施

控制好聚合釜的溫度是極為重要的。一方面，控制反應(yīng)溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。另一方面，如果釜溫失控，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。聚合反應(yīng)因釜溫上升而更趨激烈，反應(yīng)放熱量增加，隨之釜溫更加失控，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致釜溫釜壓急升，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

4 其它防火防爆重要措施（1）建筑防火防爆（2）電氣防火防爆（3）防靜電、防雷擊（4）設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 五、一起聚臺(tái)裝置爆燃事故的分析

2005年1月18日凌晨。時(shí)40分，某氯堿企業(yè)年產(chǎn)8萬(wàn)噸聚氯乙烯的聚合裝置發(fā)生爆燃事故，一座六層樓的車間廠房燒得只剩下框架。9人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失30萬(wàn)元。

（一）、基本情況

發(fā)生爆燃事故的聚合裝置是一臺(tái)氯乙烯的聚合反應(yīng)釜。釜內(nèi)的主要反應(yīng)物是氯乙烯單體(VCM)，其分子式: C2H3Cl，分子量:62.5;沸點(diǎn):一13.4℃;25℃時(shí)，蒸汽壓: 346.53kPa;氯乙烯氣體相對(duì)空氣的密度:2.15。

氯乙烯屬有毒、易燃物。其毒性程度按照HGJ43一91的分類規(guī)定:當(dāng)用于確定壓力容器(如:聚合反應(yīng)釜)的致密性、密封性技術(shù)要求時(shí)，定為極度危害化學(xué)介質(zhì);最高允許濃度<0.1 mg/m3。

氯乙烯與空氣組成的混合氣團(tuán)，爆炸極限:3.6% ~31%（V/V);自燃點(diǎn):415℃;閃點(diǎn):一78℃,;所在場(chǎng)所嚴(yán)禁煙火。

聚合反應(yīng)釜釜內(nèi)工作壓辦1.1 MPa(聚合壓力由反應(yīng)產(chǎn)物聚氯乙烯的型號(hào)一平均聚合度而定)。

釜蓋上裝有安全泄壓裝置:防爆膜。

釜體外面有夾套，內(nèi)通熱水或冷水，調(diào)控釜內(nèi)反應(yīng)的聚合溫度(聚合溫度決定了反應(yīng)產(chǎn)物聚氯乙烯的型號(hào)一平均聚合度)。

氯乙烯的聚合反應(yīng)是一種放熱反應(yīng){nC2H3CL引發(fā)劑一((CH2CHCL)n一+熱量}。釜上攪拌機(jī)的連續(xù)攪拌，把釜內(nèi)的反應(yīng)物氯乙烯均勻地分散在水中，進(jìn)行可控的自由基均聚反應(yīng)。通過(guò)調(diào)控聚合溫度生成相應(yīng)型號(hào)(平均聚合度)的聚氯乙烯產(chǎn)物。

(二)、事故經(jīng)過(guò)

2005年1月18日凌晨0時(shí)40分，該廠外線電源電壓發(fā)生波動(dòng)，突然失壓。3臺(tái)反應(yīng)釜瞬間停了動(dòng)力電。攪拌機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，夾套斷水。

當(dāng)時(shí)3臺(tái)反應(yīng)釜的工況:A釜正在借助夾套熱水升溫;B釜已運(yùn)行了2個(gè)多小時(shí)，正在借助夾套冷水對(duì)放熱的聚合反應(yīng)降溫;C釜反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，正在等待出料。

由于當(dāng)時(shí)值班電工在恢復(fù)備用電操作中違規(guī)，沒(méi)能送上備用電。B釜的聚合反應(yīng)因?yàn)閿嚢铏C(jī)較長(zhǎng)時(shí)間停轉(zhuǎn)，造成反應(yīng)物下沉釜底。釜底反應(yīng)物氯乙烯密度的增加大大加劇了反應(yīng)。加上夾套斷水聚合反應(yīng)放出的熱積聚釜內(nèi)，加快了使原本正在進(jìn)行的均聚反應(yīng)變成無(wú)法控制的爆聚反應(yīng)的速度。

按照工藝規(guī)程:聚合釜停了動(dòng)力電后，計(jì)算機(jī)應(yīng)在10秒內(nèi)自動(dòng)向反應(yīng)著的B釜加人聚合反應(yīng)終止劑，中止反應(yīng)。但是，該廠在1998年2月，有關(guān)人員沒(méi)有按照規(guī)定申報(bào)，擅自取消了計(jì)算機(jī)自動(dòng)加人的功能，改為人工加人。而當(dāng)這次 事故中要進(jìn)行人工加入終止劑時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)用以加入終止劑的氮?dú)怃撈科績(jī)?nèi)壓力已經(jīng)嚴(yán)重不足。不得不跑到20米外，搬運(yùn)兩瓶新氮?dú)怃撈繐Q上。

就在這段換瓶的時(shí)間里，B釜內(nèi)終于發(fā)生爆聚反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱使溫度飆升，壓力從1.3MPa劇增到1.6MPa。一聲巨響釜內(nèi)氯乙烯氣體沖破釜蓋上的安全防爆膜排出釜外，與大氣組成易燃、易爆的混合氣團(tuán)，彌漫沉降在廠房周圍和底部。

“屋漏又遭連夜雨”，排空管在帶壓的氯乙烯氣體沖擊下意外傾倒，撞在附近鋼構(gòu)件上，產(chǎn)生了火花，引發(fā)了混合氣團(tuán)的爆燃事故。

（三）、事故原因

1、直接原因

①B釜內(nèi)易燃易爆的有毒反應(yīng)物氯乙烯單體(VCM),聚合時(shí)發(fā)生了爆聚。爆聚產(chǎn)生的巨大能量造成釜內(nèi)的升溫、升壓，過(guò)高壓力的氯乙烯氣引發(fā)了釜上安全防爆膜的爆破。

②氯乙烯氣體從排空管噴射而出，與釜外大氣混合形成了爆炸性氣團(tuán)，沉降彌漫在廠房底部和周圍。

③泄放氯乙烯氣體的排空管，經(jīng)不住帶壓氣流噴射而出的沖力意外傾倒，砸在附近的鋼構(gòu)件上，撞出了火花。

上述三項(xiàng)物的不安全狀態(tài)的不期而遇，滿足了釜外爆燃的三要素，爆燃事故 6 難免.2、間接原因

①安全責(zé)任制不到位。如:1998年2月有關(guān)人員未經(jīng)申報(bào)，竟然擅自修改了控制聚合裝置運(yùn)行的計(jì)算機(jī)功能取消了自動(dòng)加人，改為人工加人?？膳碌氖侵钡竭@次事故發(fā)生前都沒(méi)有在日常檢查中發(fā)現(xiàn)。

②安全管理的力度不夠。對(duì)安全設(shè)施的巡查有死角，未能保證安全設(shè)施的完好備用。如:平時(shí)巡查，未能發(fā)現(xiàn)壓送終止劑的備用氮瓶壓力已不足及排氣管不夠牢固等隱患。

③職工素質(zhì)差，不具備應(yīng)對(duì)事故的應(yīng)急處理能力。對(duì)本職工作所需的安全生產(chǎn)知識(shí)缺乏培訓(xùn)，缺乏事故預(yù)防和應(yīng)急處理能力的崗位練兵。如:值班電工沒(méi)能及時(shí)送上備用電以及當(dāng)班班長(zhǎng)沒(méi)能及時(shí)加入終止劑，也沒(méi)有想到啟用聚合裝置上其它幾道安全設(shè)施等。

④為了確保不間斷地向聚合裝置供電，避免停電造成聚合反應(yīng)失控產(chǎn)生事故，聚合裝置安裝有兩路外線電源。由于在兩路外線電源之間，沒(méi)有安裝安全聯(lián)鎖裝置。給人工送上備用電操作的失誤埋下了隱患。

⑥值班電工違反手動(dòng)送備用電的安全操作規(guī)程，沒(méi)有先斷開(kāi)已失壓的一路外線電源，就急急忙忙合上另一路外線電源，結(jié)果未能及時(shí)恢復(fù)送電。

⑥事故前，有人未經(jīng)許可，擅自改動(dòng)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)加入聚合反應(yīng)終止劑的功能。變?yōu)榱巳斯ぜ尤恕Ｊチ俗柚垢獌?nèi)發(fā)生爆聚事故的最佳時(shí)機(jī)。

⑦停電事故出現(xiàn)后，壓送聚合反應(yīng)終止劑人釜的常備氮瓶，卻因平時(shí)的壓力泄漏，瓶壓已下降到不能把聚合反應(yīng)終止劑壓人釜內(nèi)的狀況。而可供更換的新氮瓶遠(yuǎn)在20米外。拆卸舊瓶，搬來(lái)新瓶和裝上所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，為釜內(nèi)可控的自 由基的均聚反應(yīng)變成不可控的爆聚反應(yīng)提供了足夠的時(shí)間。

⑧平時(shí)，管理人員安全巡查中，疏忽了對(duì)氮瓶瓶壓和排氣管的檢查。

（四）、事故教訓(xùn)和整改建議

1、事故教訓(xùn)

從上面所作的原因分析可以認(rèn)定這起聚合裝置爆燃事故為人為的重大責(zé)任事故。

2,整改建議

①扎扎實(shí)實(shí)落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。責(zé)任狀指標(biāo)必須清楚，項(xiàng)目盡可能量化。落實(shí)項(xiàng)目、指標(biāo)要具體到人，做到個(gè)個(gè)肩上有責(zé)任，人人頭上有指標(biāo)。重點(diǎn)在各級(jí)主要管理責(zé)任者的責(zé)任指標(biāo)。特別是公司、車間一級(jí)的第一責(zé)任人。

②制定或進(jìn)一步完善聚合裝置安全事故應(yīng)急救援預(yù)案;組織職工(包括班長(zhǎng)、專職安全管理人員和車間甚至公司第一負(fù)責(zé)人)進(jìn)行預(yù)案的培訓(xùn)和加強(qiáng)日常演練的力度，增強(qiáng)職工事故預(yù)防和應(yīng)急處理的能力，提高職工素質(zhì)。

③牢固樹立生產(chǎn)車間第一負(fù)責(zé)人就是安全生產(chǎn)第一負(fù)責(zé)人的觀念。認(rèn)真履行安全檢查、監(jiān)督管理安全生產(chǎn)的職責(zé)。做到安全巡查不漏項(xiàng)、無(wú)死角，認(rèn)真仔細(xì)、一絲不茍。做好每次巡查的書面記錄。確實(shí)保證每一項(xiàng)安全設(shè)施的完好備用，及時(shí)消除發(fā)現(xiàn)的安全隱患。

④對(duì)安全設(shè)施實(shí)行定期的安全檢查。要求根據(jù)安全設(shè)施影響生產(chǎn)安全的程度，把間隔期分別定為每月、每周或者每班，并作好每次檢查的書面記錄。必要時(shí)，遵照安全生產(chǎn)法第三十條的規(guī)定，由取得專業(yè)資質(zhì)的檢測(cè)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行，取得安全使用證或者安全標(biāo)志，方可投入使用。

⑤對(duì)電氣安全運(yùn)行人員進(jìn)行全面培訓(xùn)，嚴(yán)格考核。合格者方可上崗。

⑥建立公司專職安全管理部門對(duì)檢查記錄進(jìn)行定期檢查制度，把檢查結(jié)果作為責(zé)任制考核的依據(jù)。

⑦從提高裝置的本質(zhì)安全著手，在二路外線電源之間，安裝安全聯(lián)鎖裝置，限期上馬。

⑧再次強(qiáng)調(diào)遵守安全生產(chǎn)規(guī)章制度和嚴(yán)肅勞動(dòng)紀(jì)律的重要性。尤其是安全措施的更改，必須經(jīng)過(guò)總工程師的審批同意方可實(shí)施。任何人不得擅自改動(dòng)安全措施。

第二篇：苯乙烯懸浮聚合教案

苯乙烯的懸浮聚合

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解懸浮聚合的原理，特征及配方中個(gè)組分的作用。

2、掌握苯乙烯懸浮聚合的實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方法，攪拌、溫度等各條件對(duì)產(chǎn)品的顆粒度和性能的影響。

二、實(shí)驗(yàn)原理

本體聚合是烯類單體聚合制備高分子聚合物的最簡(jiǎn)單的方法。但這種方法不是在所有情況下都適用的。特別是大型工業(yè)生產(chǎn)中。因?yàn)楸倔w聚合在聚合過(guò)程中，隨著單體不斷轉(zhuǎn)變成聚合物大分子，體系的粘度急劇增高，聚合熱的傳遞越來(lái)越困難，引起自動(dòng)增速效應(yīng)和不規(guī)則的過(guò)熱點(diǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)物有較寬的分子量分布和過(guò)熱點(diǎn)缺陷。

為了克服本體加聚過(guò)程粘度增高和傳熱受阻產(chǎn)生的不良后果，一種辦法是加入一種惰性的、可溶的、低分子量的稀釋劑來(lái)減輕。這種方法就是溶液聚合。雖然溶液聚合提供了較好的熱控制，減緩了自動(dòng)加速效應(yīng)，但溶劑很少對(duì)自由基是真正惰性的。由于溶劑常常發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)使得產(chǎn)物的分子量大大降低，而且聚合溶劑的除去和回收也是相當(dāng)復(fù)雜和浪費(fèi)的，所以在自由基加聚反應(yīng)中用得較少。另一種方法是加入一種不相混溶的液體，通過(guò)強(qiáng)烈的攪拌使單體變成不連續(xù)的小顆?；蛭⒅榉稚⒃谧鳛檫B續(xù)相的液體中。采用能溶解于單體相的引發(fā)劑（油溶性引發(fā)劑），使得引發(fā)、增長(zhǎng)、終止過(guò)程均在單體微珠中進(jìn)行。這樣，實(shí)際上每個(gè)單體微珠均成為一個(gè)獨(dú)立的、微型的本體聚合反應(yīng)體系，但是卻把傳熱距離縮短到了0.2~0.5毫米，從而解決了傳熱問(wèn)題，這就是懸浮聚合。因此，懸浮聚合就本質(zhì)而言仍然是本體聚合，符合本體聚合的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。

懸浮聚合通常采用的是連續(xù)相是水，水是最廉價(jià)易得的。而且熱容高、粘度大、表面張力大，有利于形成懸浮體系。由于懸浮聚合反應(yīng)熱易于排除，保證了反應(yīng)溫度的均一性，減少了爆聚反應(yīng)的可能。因此，可以使用催化劑等來(lái)提高反應(yīng)速度。而且制成的產(chǎn)品呈均勻的顆粒狀，不經(jīng)造粒就可以直接用于成型加工。同時(shí)，因?yàn)榻鉀Q了本體聚合難以大型化的問(wèn)題，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中采用的大型懸浮聚合釜可達(dá)200M2以上。

但是，籍強(qiáng)烈攪拌分散開(kāi)的懸浮體系是亞穩(wěn)狀態(tài)的，特別是在聚合物量增加，顆粒發(fā)粘時(shí)容易凝結(jié)成團(tuán)。加入少量親水的聚合物如明膠、羥乙基纖維素、聚丙烯酰胺或聚乙烯醇，可以在單體微珠外形成一層保護(hù)膠體。加入表面活性劑和無(wú)機(jī)化合物的細(xì)粉如粘土或鈣、鎂的磷酸鹽也能幫助穩(wěn)定懸浮體系。無(wú)機(jī)化合物粉末在防止小珠顆粒粘在一起時(shí)特別有效。

采用懸浮聚合法制備的聚苯乙烯是一種透明的無(wú)定型熱塑性高分子材料，其分子量分布窄。加工流動(dòng)性好而適用于模壓注射制品的加工，其制品有較高的透明度良好的耐熱性和電絕緣性。

苯乙烯單體在引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰（可溶于苯乙烯單體而不溶于水）的作用下，以水為分散介質(zhì)，聚乙烯醇為懸浮劑，按自由基型反應(yīng)歷程進(jìn)行懸浮聚合。

三、實(shí)驗(yàn)部分

1、實(shí)驗(yàn)裝置：（如圖）

2、配方：

苯乙烯 17ml；聚乙烯醇（PVA）0.03~0.09g； 過(guò)氧二苯甲酰0.3g（精確到0.001g）；凈水（去離子水）120ml；磷酸鈣粉末0.2g。裝置圖如下：

1、電爐；

2、水浴鍋；

3、溫度計(jì)；

4、三口燒瓶（250ml）；

5、軸封；

6、攪拌電機(jī)；

7、球形冷凝器

3、實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）如圖裝配好儀器。

（2）用量筒量取17ml苯乙烯單體,放入0.3g過(guò)氧化苯甲酰，在室溫下?lián)u蕩使其完全溶解。

（3）在三口燒瓶中加入90ml去離子水，再加入0.03~0.09g聚乙烯醇，加熱使其溶解；再加入0.2g磷酸鈣粉末。

（4）將錐形瓶中的苯乙烯-過(guò)氧化苯甲酰溶液加入三口燒瓶。并將30ml水沖洗數(shù)次倒入。慢慢開(kāi)動(dòng)攪拌并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使苯乙烯單體在水中分散，形成要求粒徑（直徑0.8mm）的球形微珠懸浮在水中。

（5）冷凝管內(nèi)通冷水保持回流狀態(tài)，待水浴溫度升至90℃時(shí)保持恒溫聚合。當(dāng)反應(yīng)約半小時(shí)，小顆粒開(kāi)始發(fā)粘表明已發(fā)生聚合。這時(shí)要特別控制攪拌速度。適當(dāng)?shù)募涌鞌嚢杷俣?，以免粘性的單體-聚合物顆粒聚成團(tuán)。再升溫至95℃反應(yīng)2.5小時(shí)后，珠體變硬，表示大部分單體已轉(zhuǎn)變成聚合物，使反應(yīng)進(jìn)一步完成。

（6）反應(yīng)結(jié)束后，將體系降至室溫，將得到的珠狀產(chǎn)物過(guò)濾。并用水洗滌數(shù)次。產(chǎn)品在50℃烘箱中干燥（注意溫度不能太高，以防老化或熔結(jié)）。稱重并計(jì)算產(chǎn)率：

產(chǎn)品外觀：無(wú)色珠狀顆粒。

四、思考題

1、懸浮劑的作用原理是什么？其用量一般如何確定？

2、為什么說(shuō)攪拌對(duì)于懸浮聚合是特別重要的？攪拌速度對(duì)顆粒度、顆粒形狀有什么影響？

第三篇：丙烯酸水溶液聚合教案

丙烯酸水溶液聚合

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握聚丙烯酸的合成。

二、實(shí)驗(yàn)原理

高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸(相對(duì)分子質(zhì)量在幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)以上)多用于皮革工業(yè)、造紙工業(yè)等方面。低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸（相對(duì)分子質(zhì)量都在一萬(wàn)以下）作為阻垢用，是水質(zhì)穩(wěn)定劑的主要原料之一。聚丙烯酸相對(duì)分子質(zhì)量的大小對(duì)阻垢效果有極大影響，從各項(xiàng)試驗(yàn)表明，低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸阻垢作用顯著，而高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸喪失阻垢作用。

丙烯酸單體極易聚合，可以通過(guò)本體、溶液、乳液和懸浮等聚后方法得到聚丙烯酸。它符合一般的自由基聚合反應(yīng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)可通過(guò)控制引發(fā)劑用量和應(yīng)用調(diào)聚劑異丙醇來(lái)調(diào)節(jié)聚丙烯酸分子量大小。

三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

四口瓶，回流冷凝管，電動(dòng)攪拌器，恒溫水浴，溫度計(jì)，滴液漏斗，PH值計(jì)。丙烯酸，過(guò)硫酸銨，氯化鈉，氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。

四、實(shí)驗(yàn)步驟 Ⅰ.聚丙烯酸的合成

1.在裝有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)的250mL四口瓶中，加入 100mL蒸餾水和2 g 過(guò)硫酸銨。待過(guò)硫酸銨溶解后，加入10g丙烯酸單體。開(kāi)動(dòng)攪拌器，加熱使瓶?jī)?nèi)溫度達(dá)到 65~70℃。

2.將40g丙烯酸單體和2.5 g過(guò)硫酸銨在40 mL水中溶解，由滴液漏斗漸漸滴入瓶?jī)?nèi)，由于聚合過(guò)程中放熱，瓶?jī)?nèi)溫度有所升高，反應(yīng)液逐漸回流。滴完丙烯酸和過(guò)硫酸銨溶液約0.5 h。

3.在90℃繼續(xù)回流1h，反應(yīng)即可完成。

五、注意事項(xiàng)

聚丙烯酸樣品需經(jīng)薄膜蒸發(fā)器干燥處理或在石油醚中沉淀，沉淀物晾干后在 50℃烘箱中烘干，然后再于50 ℃真空烘箱中烘干。

六、思考題

1.連鎖聚合合成高聚物的方法有幾種? 本實(shí)驗(yàn)采用的聚合方法是什么? 2.本實(shí)驗(yàn)中需注意的操作有哪些?

第四篇：氯乙烯工段考試題

氯乙烯工段考試題

一．填空題

1.升汞又稱，常溫下是白色結(jié)晶粉末，分子式為。2.催化劑（觸媒）是的物質(zhì)。3.循環(huán)熱水ＰＨ值為：；氯根≤；總磷為：。4.低沸塔塔底壓力為：，塔底溫度為：。

5.粗氯乙烯氣體進(jìn)入機(jī)前冷凝器冷卻至，除去，提高后，經(jīng)壓縮機(jī)加壓冷卻后送至精餾工序。6.我廠使用的壓縮機(jī)是式壓縮機(jī)。

7.乙炔易燃易爆，純度應(yīng)≥，不含、、，且不能與接觸。

8.單體中含高沸物影響樹脂產(chǎn)品的，一般控制單體含高沸物在以下。

9.精餾崗位主要換熱器有、、。10.精餾就是利用物質(zhì)的和，而分離出不同物質(zhì)的過(guò)程。二．判斷題

1.觸媒結(jié)塊會(huì)造成轉(zhuǎn)化器內(nèi)部分列管堵塞，造成設(shè)備管道腐蝕。（）

2.在精餾系統(tǒng)操作中，各冷卻和冷凝溫度的設(shè)定值，一般略低于該壓力下混合液的沸點(diǎn)，而不宜過(guò)冷太甚的控制點(diǎn)，或回流比過(guò)大的操作。（）

3.化工生產(chǎn)中熱工測(cè)量五大參數(shù)是：溫度、壓力、液位、流量、成分。（）4.皮膚被酸、堿灼傷后，應(yīng)立即用大量清水沖洗。（）5.設(shè)備上安裝安全閥的作用是排氣。()

6.精餾塔回流的目的是為了降低塔頂溫度。()

7.混合脫水壓酸時(shí)，應(yīng)保持一定液封，防止混合氣走短路，失去除霧的作用。()8.混合氣體溫度接近轉(zhuǎn)化反應(yīng)的溫度有利于提高轉(zhuǎn)化反應(yīng)效率。（）9.單臺(tái)轉(zhuǎn)化器流量提不上原因，主要是轉(zhuǎn)化器列管內(nèi)觸媒堵塞造成的。（）10.氯乙烯合成要求中氯化氫不含游離氯，含氧＜0.5。（）三．選擇題

1.氯乙烯著火用A.水B.N2C.沙子

2.氯乙烯精餾尾氣排空中氯乙烯含量控制在在。A.≤7% ,≤40PPmB.≤7%，≤36PPmC.≤8%，≤40PPm

3.在抽真空解吸過(guò)程中為何測(cè)定解吸氣含氧量？ A.減少雜質(zhì)B.以含氧量大小來(lái)識(shí)別解吸程度C.防止系統(tǒng)中漏入空氣 4.合成轉(zhuǎn)化率不好的主要原因是？

A.冷卻水溫度高B.水循環(huán)量過(guò)大C.觸媒進(jìn)入后期D.轉(zhuǎn)化器阻力大 5.轉(zhuǎn)化器混合氣流量提不上來(lái)，是因?yàn)?/p>

A.原料氣壓力不足B.原料氣純度低C.乙炔量低D.觸媒失活 四．問(wèn)答題

1.單體含水過(guò)高對(duì)生產(chǎn)有何危害？

2.合成反應(yīng)后為什么控制氯化氫:3.2~8.8%乙炔：<0.1%?

3.前、后臺(tái)石墨冷卻器的控制指標(biāo)分別為多少?并說(shuō)出設(shè)定在該控制范圍的原因。

第五篇：實(shí)驗(yàn)三-丙烯酸水溶液聚合教案

丙烯酸水溶液聚合

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握聚丙烯酸的合成。

二、實(shí)驗(yàn)原理

高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸(相對(duì)分子質(zhì)量在幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)以上)多用于皮革工業(yè)、造紙工業(yè)等方面。低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸（相對(duì)分子質(zhì)量都在一萬(wàn)以下）作為阻垢用，是水質(zhì)穩(wěn)定劑的主要原料之一。聚丙烯酸相對(duì)分子質(zhì)量的大小對(duì)阻垢效果有極大影響，從各項(xiàng)試驗(yàn)表明，低相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸阻垢作用顯著，而高相對(duì)分子質(zhì)量的聚丙烯酸喪失阻垢作用。

丙烯酸單體極易聚合，可以通過(guò)本體、溶液、乳液和懸浮等聚后方法得到聚丙烯酸。它符合一般的自由基聚合反應(yīng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)可通過(guò)控制引發(fā)劑用量和應(yīng)用調(diào)聚劑異丙醇來(lái)調(diào)節(jié)聚丙烯酸分子量大小。

三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

三口瓶，回流冷凝管，電動(dòng)攪拌器，恒溫水浴，溫度計(jì)，滴液漏斗。丙烯酸，過(guò)硫酸銨。

四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.聚丙烯酸的合成

在裝有攪拌器、回流冷凝管、和溫度計(jì)的250mL三口瓶中，加入 140mL蒸餾水和5ml丙烯酸單體，開(kāi)動(dòng)攪拌器；加熱使水浴溫度達(dá)到70℃，將1g 過(guò)硫酸銨溶于10ml水中，加入反應(yīng)瓶?jī)?nèi)；將溫度升至80℃繼續(xù)回流1h，反應(yīng)結(jié)束。

2.固含量測(cè)定

在已經(jīng)稱好的錫紙中加入0.2g左右樣品（精確至0.0001g），120℃烘箱中烘30min，按下式計(jì)算固含量：

固含量＝m2-m0

m1-m0式中，m0為錫紙質(zhì)量；m1為干燥前樣品質(zhì)量和鋁箔質(zhì)量之和；m2為干燥后樣品質(zhì)量和鋁箔質(zhì)量之和。

3.轉(zhuǎn)化率的測(cè)定

在已經(jīng)稱好的錫紙中加入0.2g左右樣品（精確至0.0001g），120℃烘箱中烘30min，按下式計(jì)算轉(zhuǎn)化率：

轉(zhuǎn)化率＝mc-S×mb/ma

G×mb/ma式中，mc為取樣干燥后的樣品的質(zhì)量，=m2-m0；mb為取樣干燥前的樣品的質(zhì)量，=m1-m0；ma為三口燒瓶?jī)?nèi)反應(yīng)體系總質(zhì)量；S為實(shí)驗(yàn)中加入的引發(fā)劑總質(zhì)量；G為聚合反應(yīng)體系中加入單體的總質(zhì)量；ma，S，G均可以由配方中計(jì)算得出。

五、思考題

1.連鎖聚合合成高聚物的方法有幾種? 本實(shí)驗(yàn)采用的聚合方法是什么? 答案：本體聚合、懸浮聚合、乳液聚合、溶液聚合；本實(shí)驗(yàn)采用的聚合方法是溶液聚合。2.測(cè)試轉(zhuǎn)化率時(shí)，反應(yīng)體系單體和溶劑的在反應(yīng)過(guò)程中的揮發(fā)、烘干時(shí)間（殘留溶劑，及烘干過(guò)程的聚合反應(yīng)）、稱重準(zhǔn)確度對(duì)結(jié)果有何影響？

答案：溶劑揮發(fā)了，則算出的單體溶度偏低，則分母更小，轉(zhuǎn)化率偏高；有殘留溶劑也使得轉(zhuǎn)化率偏高，有聚合反應(yīng)也使得轉(zhuǎn)化率偏高。

改進(jìn)方法：加個(gè)氣球封閉反應(yīng)體系，降低反應(yīng)溫度等。（不影響充氮?dú)猓?/p>