懸浮聚合
關注創建者：高老大 創建時間：2018-01-06
懸浮聚合的實例教程
5 聚合
將若干個分子結合為一個較大的組成相同而分子量較高的化合物的反應過程為聚合。
如氯乙烯聚合生產聚氯乙烯塑料、丁二烯聚合生產順丁橡膠和丁苯橡膠等。
聚合按照反應類型可分為加成聚合和縮合聚合兩大類；按照聚合方式又可分為本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合、縮合聚合五種。
(1)本體聚合
本體聚合是在沒有其他介質的情況下(如乙烯的高壓聚合、甲醛的聚合等)，用浸在冷卻劑中的管式聚合釜(或在聚合釜中設盤管、列管冷卻)進行的一種聚合方法。這種聚合方法往往由于聚合熱不易傳導散出而導致危險。例如在高壓聚乙烯生產中，每聚合1公斤乙烯會放出3．8MJ的熱量，倘若這些熱量未能及時移去，則每聚合1％的乙烯，即可使釜內溫度升高12～13℃，待升高到一定溫度時，就會使乙烯分解，強烈放熱，有發生暴聚的危險。一旦發生暴聚，則設備堵塞，壓力驟增，極易發生爆炸。
(2)溶液聚合
溶液聚合是選擇一種溶劑，使單體溶成均相體系，加入催化劑或引發劑后，生成聚合物的一種聚合方法。這種聚合方法在聚合和分離過程中，易燃溶劑容易揮發和產生靜電火花。
(3)懸浮聚合
懸浮聚合是用水作分散介質的聚合方法。它是利用有機分散劑或無機分散劑，把不溶于水的液態單體，連同溶在單體中的引發劑經過強烈攪拌，打碎成小珠狀，分散在水中成為懸浮液，在極細的單位小珠液滴(直徑為0．1um)中進行聚合，因此又叫珠狀聚合。這種聚合方法在整個聚合過程中，如果沒有嚴格控制工藝條件，致使設備運轉不正常，則易出現溢料，如若溢料，則水分蒸發后未聚合的單體和引發劑遇火源極易引發著火或爆炸事故。
(4)乳液聚合
乳液聚合是在機械強烈攪拌或超聲波振動下，利用乳化劑使液態單體分散在水中(珠滴直徑0．001～0．01um)，引發劑則溶在水里而進行聚合的一種方法。
展開 乳液聚合的工藝
在用乳液聚合方法生產合成橡膠時，除加入單體、水、乳化劑和引發劑四種主要成分外，還經常加入緩沖劑（用于保持體系PH不變）、活化劑（形成氧化還原循環系統）、調節劑（調節分子量、抑制凝膠形成）和防老劑（防止生膠及硫化膠老化）等助劑。工業化品種有乳聚丁苯橡膠，聚丙烯酸酯乳液等。
溶液聚合的工藝
溶液聚合所用溶解為有機溶劑時，引發劑為可溶于有機溶劑或偶氮化合物。用水作為溶劑時，采用水溶性引發劑，例如：過硫酸鹽及其氧化還原體系。
在實際操作中，為了便于控制聚合反應速度，溶液聚合通常在釜式反應器中連續操作，即一部分溶劑或全部溶劑先加于反應釜中加熱至反應溫度，再將溶有引發劑的單體按一定的速度連續加于反應釜中。
在溶液聚合過程中，還可以通過改變產品平均分子量、改變引發劑用量、改變單體或者溶劑的用量比、添加分子量調節劑等方法改變產品的分子量構成，進而對產品整體造成影響。
工業上溶液聚合可采用連續法和間歇法，大規模生產常用連續法。聚合反應器一般為攪拌釜，有的釜頂裝有冷凝器供溶劑回流冷凝;釜內通常不裝內冷管等換熱器以防粘壁。
乳液聚合的選擇與應用
乳液聚合最早由德國開發。第二次世界大戰期間，美國用此技術生產丁苯橡膠，以后又相繼生產了丁腈橡膠和氯丁橡膠、聚丙烯酸酯乳漆、聚醋酸乙烯酯膠乳(俗稱白膠)和聚氯乙烯等。與懸浮聚合不同，乳液體系比較穩定，工業上有間歇式、半間歇式和連續式生產，用管道輸送或貯存時不攪拌也不會分層。生產中還可用"種子聚合"(即含活性鏈的膠乳)、補加單體或調節劑的方法控制聚合速度、分子量和膠粒的粒徑。也可直接生產高濃度的膠乳。
溶液聚合的選擇與應用
溶液聚合主要使用水和有機溶劑。根據單體的溶解性質以及所生產的聚合物的溶液用途選擇適當的溶劑。常用的有機溶劑有醇、酯、苯、甲苯等，此外，脂肪烴、鹵代烴、環烷烴等也有應用。
展開 隨后，便是金風玉露一相逢，乙烯和醋酸乙烯（VA）在一定壓力下，通過添加引發劑，發生聚合反應形成EVA。其中醋酸乙烯，作為工業有機原料之一，常溫常壓下是一種無色透明液體，同樣由石油經物理、化學反應制得。
目前，國內外EVA產品的生產工藝主要有4種
高壓法連續本體聚合
中壓懸浮聚合
溶液聚合和乳液聚合
市場上的EVA樹脂大多采用高壓法連續本體聚合工藝生產
高壓法連續本體聚合工藝通常可分為
管式法工藝和釜式法工藝兩種
EVA半個世紀的發展歷程
EVA源起于20世紀30年代
興起于20世紀60年代
國內則于20世紀70年代涉足該領域
經歷半個世紀的發展。
興起
20世紀30年代
EVA由英國帝國化學工業有限公司發明聚乙烯的同一個實驗室合成，于1938年發表了EVA共聚物的高壓自由基聚合專利。最初共聚物的化學結構，僅僅使用低含量的醋酸乙烯共聚用單體，來制造“改性聚乙烯”
1956年
美國杜邦公司以ElVax的商品名稱推出市場。
1960年
采用高壓法連續本體聚合工藝，首先實現了低VA含量的EVA工業化生產。隨后，美國UCC、德國拜耳、埃克森美孚公司、日本三井等30多家公司相繼投產，EVA作為塑料新品種得到迅速發展。
探索
20世紀70年代初
我國開始進行EVA中壓法和高壓法聚合工藝的研究。1976年，北京有機化工廠建成20噸/年中試裝置，用溶液法工藝生產EVA乳液。
20世紀80年代
大慶石化引進德國伊姆豪森管式法LDPE裝置，可兼產EVA樹脂。
展開 湍球塔除塵器
湍球塔除塵器
原理：塔內放油一定量的聚乙烯球形填料，氣速達到一定值時，小球懸浮并劇烈翻騰旋轉和相互碰撞，達到傳質和除塵的效果。
特點：它克服了傳統塔器易結垢、易堵塞、脫硫效率低、運行不穩定、運行費用高等缺點，同時把液氣比降至最低1～3L/m3，運行費用也較低。
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缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
原理：液體依靠重力作用，由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤，然后橫向流過塔板，從另一側的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動下，自下而上穿過各層塔板的氣體通道（泡罩、篩孔或浮閥等），分散成小股氣流，鼓泡通過各層塔板的液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進行熱量和質量的交換。在板式塔中，氣液兩相逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化，在正常操作下，液相為連續相，氣相為分散相。
3. 氣體冷卻塔
氣體冷卻塔
冷卻塔作用：工業生產過程中產生的廢熱，一般要用冷卻水來帶走。冷卻塔的作用就是將挾帶廢熱的冷卻水在塔內與空氣進行熱交換，使廢熱傳輸給空氣并散入大氣中。例如：火電廠內，鍋爐將水加熱成高溫高壓蒸汽，推動汽輪機做功使發電機發電，經汽輪機作功后的廢汽排入冷凝器，與冷卻水進行熱交換凝結成水，再用水泵打回鍋爐循環使用。這一過程中乏汽的廢熱傳給了冷卻水，使水溫度升高，挾帶廢熱的冷卻水，在冷卻塔中將熱量傳遞給空氣，從風筒處排入大氣環境中。
冷卻塔應用范圍：主要應用于空調冷卻系統、冷凍系列、注塑、制革、發泡、發電、汽輪機、鋁型材加工、空壓機、工業水冷卻等領域，應用最多的為空調冷卻、冷凍、塑膠化工行業。
4. 篩板萃取塔
篩板萃取塔
塔板結構
篩板萃取塔特點：處理量大、結構簡單、造價低廉，廣泛應用于化工生產過程中。
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高壓法連續本體聚合工藝通常可分為
管式法工藝和釜式法工藝兩種
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EVA
缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
填料塔也有一些不足之處，如填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
性能特點：
利用塔內填料，以增加吸收劑（植物油或礦物油）與尾氣接觸面積的溶劑回收設備。通過氣液接觸進行的一種氣液交換設備。
填料塔由填料、塔內件及筒體構成。
填料塔也有一些不足之處，如填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
性能特點：
利用塔內填料，以增加吸收劑（植物油或礦物油）與尾氣接觸面積的溶劑回收設備。通過氣液接觸進行的一種氣液交換設備。
填料塔由填料、塔內件及筒體構成。填料分規整填料和散裝填料兩大類。
缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
缺點：填料造價高;當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對側線進料和出料等復雜精餾不太適合等。
2. 板式精餾塔
板式精餾塔
板式精餾塔內部流動情況
板式塔為逐級接觸式氣液傳質設備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構成。
與懸浮聚合不同，乳液體系比較穩定，工業上有間歇式、半間歇式和連續式生產，用管道輸送或貯存時不攪拌也不會分層。生產中還可用"種子聚合"(即含活性鏈的膠乳)、補加單體或調節劑的方法控制聚合速度、分子量和膠粒的粒徑。也可直接生產高濃度的膠乳。
溶液聚合的選擇與應用
溶液聚合主要使用水和有機溶劑。根據單體的溶解性質以及所生產的聚合物的溶液用途選擇適當的溶劑。
(3)懸浮聚合
懸浮聚合是用水作分散介質的聚合方法。它是利用有機分散劑或無機分散劑，把不溶于水的液態單體，連同溶在單體中的引發劑經過強烈攪拌，打碎成小珠狀，分散在水中成為懸浮液，在極細的單位小珠液滴(直徑為0．1um)中進行聚合，因此又叫珠狀聚合。
