化工产品分析技术论文

解读乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析毕业论文       乙丙橡胶（EPR）是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯。丙烯为基本单体的共聚橡胶，分为二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两大类。前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物。 EPR具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，加之单体价廉易得，用途广泛，是80年代以来国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。1998年世界EPR总生产能力约为102吨，消费量为81．4万吨。初步统计，1999年消费量约为83．61万吨，预计2003年将达到98．0万吨。1998～2003年EPR的需求增长率为3．8％，高于丁苯橡胶和顺丁橡胶需求量的增长速率。 目前FPR工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。下面将分别详细论述其技术状况及待点，并进行技术经济比较。1、溶液聚合工艺1．1技术状况60年代初实现工业化，经不断完善和改进，技术己成熟，为许多新建装置所使用，是工业生产的主导技术，约占FPR总生产能力的77．6％。该工艺是在既可以溶解产品、又可以溶解单体和催化剂体系的溶剂中进行的均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，采用V一A1催化剂体系，聚合温度为30～50C，聚合压力为0．4～0．8 MPa，反应产物中聚合物的质量分数一般为8％～10％。工艺过程基本上由原材料准备、化学品配制、聚合、催化剂脱除、单体和溶剂回收精制以及凝聚、干燥和包装等工序组成, 但由于各公司在某部分或控制方面有自己的专利技术，因而各具独特的工艺实施方法。代表性的公司有DSM、 Exxon、uniroya1、DuPont、日本三井石化和JSR公司。其中最典型的代表是DSM公司，它不仅是全球最大的EPR生产者，而且在荷兰、美国、日本、巴西所拥有的四套装置均是采用溶液聚合工艺，占世界溶液聚合工艺生产EPR总能力的1/4。下面将以该公司为例进行说明。DSM公司采用己烷为溶剂，乙叉降冰片烯（ENB）或双环戊二烯（DCPD）为第三单体，氢气为分子量调节剂，VOCL3一1／2AL2Et3CL3为催化剂。此外，为提高催化剂活性及降低其用量，还加入了促进剂。催化剂的配比用量、预处理方式、促进剂类型是DSM公司的专有技术。反应物料二级预冷到一500C，根据生产的牌号，单釜或两釜串联操作。聚合釜容积大约为6m3。聚合反应条件为：温度低于650C，压力低于 5 MPa，反应热用于反应器绝热升温。在碱性脱钒剂和热水作用下，聚合物胶液中残留的钒催化剂进入水相，经两次转相过程被彻底脱除。未反应单体经二次减压闪蒸回收并循环使用。此时向胶液中加入稳定剂等助剂（生产充油牌号时加入填充油）。汽提蒸出残存的乙烯、丙烯和大部分溶剂后撇液送至两台串联的凝聚釜进行凝聚，并进一步蒸出回收残余己烷溶剂循环使用, JC胶粒浆液脱水后进入干燥系统，然后压块或粉料包装。含ENB的废热空气送至焚烧炉焚烧，含钒污水送至污水脱钒单元，在脱钒剂的中和絮凝作用下，钒进入钒渣中，定期送堆埋场掩埋，经脱钒的污水排至污水处理厂处理。DSM公司EPR溶液聚合工艺技术成熟，比较先进，有下列优点： （1）投资低，工艺最佳化。反应器的优比设计能满足反应物料混合要求，能准确控制聚合反应工艺参数和产品质量，聚合物胶液浓度高而循环溶剂量少，聚合釜体积小但生产强度高，原料和循环单体不需要精制，催化剂效率高，三废中钒含量低，生产弹性大。（2）生产操作费用低，装置年操作时间长，原料和催比剂的消耗低，采用先进控制系统对生产进行控制。（3）产品质量具有极强的竞争力。产品中催化剂残渣含量低，生产中次品少，产品牌号切换灵活，切换废品量少，产品特性能够按用户要求进行调整，产品牌号多，门尼值可在20～160宽范围内调节，质量稳定，重复性好，产品规格指标变化幅度窄和产品加工性能优异。1．2技术特点技术比较成熟，操作稳定，是工业生产EPR的主要方法；产品品种牌号较多，质量均匀，灰分含量较少，应用范围广泛；产品电绝缘性能好。但是由于聚合是在溶剂中进行，传质传热受到限制，聚合物的质过分数一般控制在6％～9％，最高仅达11％～14％，聚合效率低。同时，由于溶剂需回收精制，生产流程长，设备多，建设投资及操作成本较高。2 悬浮聚合工艺2．技术状况EPR悬浮聚合工艺产品牌号不多，其用途有局限性，主要用作聚烯烃改性，目前只有Enichem公司和Bayer公司两家使用，占EPR总生产能力的4%。该工艺是根据丙烯在共聚反应中活性较低的原理，将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既是单体又兼作反应介质，靠其本身的蒸发致冷作明控制反应温度，维持反应压力。生成的共聚物不溶于液态丙烯，而呈悬浮于其中的细粒淤浆。又可分为一般悬浮聚合工艺和简化悬浮聚合工艺。2．1．1一般悬浮聚合工艺Enichem公司采用此工艺：以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂，二氯丙二酸二乙酯为活化剂，HNB或DCPD为第三单体，二乙基锌和氢气为分子量调节剂。视所生产产品牌号的不同，将乙烯、丙烯、第三单体以及催化剂加入具有多桨式搅拌器的夹套式聚合釜中，反应条件为：温度一20～20oC，压力0．35～1．05MPa。反应热借反应相的单体蒸发移除。反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30％～35％，整个聚合反应在高度自动控制下进行，生成的聚合物丙烯淤浆间歇地（10～15次／h）送入洗涤器，用聚丙二醇使催化剂失活，再用NaOH水溶液洗涤。悬浮液送入汽提塔汽提，未反应的乙烯、丙烯和ENB分别经回收系统精制后循环使用。胶粒一水浆液经振动筛脱水、挤压干燥、压块和包装即得成品胶。该工艺特点是聚合精制不使用溶剂，聚合物浓度高，强化了设备生产能力，同时省略了溶剂循环和回收，节省了能量。2．1．2简化悬浮聚合工艺该工艺是在一般悬浮聚合工艺基础上开发成功的，主要是采用高效钛系催化体系，不必进行催化剂的脱除，未反应单体不需处理即可返回使用。通常用于生产EPM，这是因为闪蒸不易脱除未反应的第三单体。其工艺流程为：反应在带夹套的搅拌釜中进行，采用TiC1、一MgC12一A1（i一Bu），催化剂体系，催化剂效率为50kg聚合物／g钛，反应温度27C，压力1．3MPa，聚合物的质量分数为33％。反应釜出来的蒸汽物料压缩到2．7 MPa并冷却后返口反应釜。聚合物淤浆经闪蒸脱除未反应单体，不需精制处理，压缩和冷却后直接循环到反应釜使用。脱除单体的聚合物不必净化处理即可作为成品。产品可以为粉状、片状或颗粒状。近年来，Enichem公司采用改进后的V一A1催化体系，催化剂效率提高到30～50kg聚合物/g钒，省去了洗涤脱除催化剂工序，同样简化了工艺流程。2．2技术特点EPR悬浮聚合工艺的特点是：聚合产物不溶于反应介质丙烯，体系粘度较低，提高了转化率，聚合物的质量分数高达30％～35％，因而其生产能力是溶液法的4～5倍；无溶剂回收精制和凝聚等工序，工艺流程简化，基建投资少；可生产很高分子量的品种；产品成本比溶液法低。而其不足之处是：由于不用溶剂，从聚合物中脱离残留催化剂比较困难；产品品种牌号少，质量均匀性差，灰分含量较高；聚合物是不溶于液态丙烯的悬浮粒子，使之保持悬浮状态较难，尤其当聚合物浓度较高和出现少量凝胶时，反应釜易于挂胶，甚至发生设备管道堵塞现象；产品的电绝缘性能较差。3气相聚合工艺3．1技术状况EPR的气相聚合工艺是由Himont公司率先于20世纪80年代后期实施工业化的。UCC公司则于90年代初宣布气相法EPR中试装置投入试生产，其9．1万吨/年的气相法EPR工业装置于1999年正式投产。目前，该工艺占EPR总生产能力的9％。UCC公司的EPR气相聚合工艺最具代表性，它分为聚合、分离净化和包装三个工序。质量分数为60％的乙烯、35．5％的丙烯、4．5％的ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反应器，在50～65C和绝对压力2．07 kPa下进行气相聚合反应。乙烯、丙烯和ENB的单程转化率分别为5．2％。58％和4％。来自反应器的未反应单体经循环气压缩机压缩后进入循环气冷却器除去反应热，与新鲜原料气一起循环回反应器。从反应器排出的EPR粉未经脱气降压后进入净化塔，用氮气脱除残留烃类。来自净化塔顶部的气体经冷凝回收ENB后用泵送回流比床反应器。生成的微粒状产品进入包装工序。3．2技术特点与前两种工艺相比，气相聚合工艺有其突出的优点：工艺流程简短，仅三道工序，而传统工艺有七道工序；不需要溶剂或稀释剂，毋需溶剂回收和精制工序；几乎无三暖排放，有利于生态环境保护。但其产品通用性较差，所有的产品皆为黑色。这是由于为避免聚合物过粘，采用炭黑作为流态化助剂之故。虽然开发成功了用硅烷粘土和云母代替炭黑生产的白色和有色产品，但第一套工业化生产装置仍然只能生产黑色FPR。4 各种生产工艺的技术经济比较FPR各种生产工艺技术经济比较如表：所示。由表1可以看出，在FPR的各种生产工艺路线中，溶液聚合工艺投资和成本最高。投资高是因为流程长，高粘度散热难，设备生产强度低，反应后聚合物流浓度太稀（仅为6％～14％，悬浮聚合工艺为33%），单体、溶剂回收需较高的费用；成本高主要是因为公用工程费、折旧费、固定成本费用高。这是由于生产过程中消耗较高的电和蒸汽所致。悬浮聚合工艺的投资与成本工艺分别相当于相同规模溶液聚合工艺的77％和88％，具有投资少、原料消耗和能耗低、生产成本低、三废处理费用少等特点。气相聚合工艺的投资和产品成本最低，分别相当于同等规模溶液聚合工艺的42％和68％。表： EPR各种生产工艺的技术经济比较项目溶液聚合悬浮聚合气相聚合生产能力／（万t/a）4．54．59．1投资，／百万美元 界区内690052506000界区外251020201900总投资941072707900相对单位投资／％1007742生产成本／（美元／t） 原料691688686公用工程17810334其它353513可变成本/(美元／t)904826733固定成本/(美元／t)20016883总现金成本/(美元／t)1104994816折日费／(美元／t)261201109总成本(美元／t)13651195925相对总成本／％10088685结论综上所述，虽然EPR溶液聚合工艺的投资和成本最高，但其产品综合性能好，硫化速度快，产品应用范围广，是目前国外最广泛使用的方法。悬浮聚合工艺生产流程短，投资和成本较低，然而产品性能没有突出优点，应用范围较窄，故目前不及溶液聚合工艺使用广泛。气相聚合工艺产品中含有大量炭黑，通用性较差，限制了它的使用范围，但其工艺流程短。生产高效和清洁，有利于降低生产成本和保护生态环境，对长期沿用的溶液聚合工艺具有根本变革性意义，是合成橡胶工业技术今后发展的必然趋势，已成为国外大石化公司竞相开发和优先发展的项目。该工艺虽然目前尚有不尽如人意之处，有的公司对它甚至持谨慎态度，还不大可能很快取代长期工业应用的溶液聚合技术，但从长远来看，其发展前景是乐观的。而且，该技术正在向聚丁二烯橡胶气相合成技术的方向扩展，必将对合成橡胶生产技术的未来发展产生重大的导向性作用。

精细化学品生产技术培养目标： 精细化工生产一线的高技能人才。主要课程： 无机及分析化学、有机化学、物理化学、化工单元操作、化工仪表及自动化、精细化学品化学、精细化学品检验技术、精细合成化学、精细化工工艺、日用化学品工艺、涂料化学与工艺学、化工安全技术等。基本能力素质： 具有精细化工产品生产实施、分析检验、新产品开发，设备维护等能力以及化工生产技术人员所必需的能力。职业技能培训及鉴定 分析工、化工工艺试验工。毕业生适应的领域： 从事精细化工；医药、农药、；轻化工；环境保护等领域的化工生产、分析、检验；工艺设计、技术改造；生产管理等技术应用性工作。培养具有化学的基本理论、基本知识和较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。应用化学技术主要学习化学方面的基础知识、基本理论和基本技能以及相关的工程技术知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养,具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。 具有扎实的数学、物理、化学等自然科学理论基础； 应用化学专业学生毕业后可从事精细化学品的生产、石油炼制和深加工、材料表面处理等工作，并能在石化、塑料、化纤、涂料、表面活性剂、电化学处理、生物医用材料等相关领域内进行研究、开发和应用，能在相关的行业中承担生产组织、技术管理和科研工作； 具备应用计算机解决实际问题的能力，掌握中外文资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法，具有一定的实验设计、实验归纳、数据整理、实验结果分析、论文撰写及参与学术交流的能力，

化工类文章关于聚四氟乙烯材料切削加工写作及其投稿办法聚四氟乙烯材料切削加工质量的方法聚四氟乙烯由于其良好的化学在许多领域都得以应用，如石油化工、电子电气、军工、航空、等多领域，本文主要针对聚四氟乙烯乙烯材料性能特点，对聚四氟乙烯材料的切削加工特点及其改善措施进行了研究探讨。针对聚四氟乙烯材料在机械加工中的切削力小、导热系数低、热膨胀系数较大、熔点低的工艺特点，研究了聚四氟乙烯材料在几种常用机械加工工艺中出现的难点及问题，提出了能有效提高聚四氟乙烯乙烯材料切削加工质量的方法。通常情况下，聚四氟乙烯材料的切削加工可在常用的金属切削机床上进行，但与金属材料切削加工相比，其加工规范性还不是很完善，它的可切削性、切削规律、刀具结构和切削量均与金属材料的加工有所不同，采用用传统的加工工艺和工装加工往往达不到产品的设计精度要求。化工类文章投稿期刊《化工设计通讯》外文名字：ChemicalEngineering Design CommunicationsB刊省级期刊 月刊审稿周期：1-2天知网收录2200字符价格：650元基本信息主办单位：湖南化工医药设计院出版周期：月刊ISSN：1003-6490CN：43-1108/TQ出版地：湖南省长沙市语种：中文开本：大16开邮发代号：42-52创刊时间：聚四氟乙烯材料切削工艺特点及切削参数的选取聚四氟乙烯材料的刚度、硬度、强度都相对较小，其拉伸强度为21-28MPa，弯曲强度为11-14MPa，伸长率为250%-300%。在应力长期作用下会变形，过载时容易出现蠕变现象。由于聚四氟乙烯以上性能特点，就导致其在切削加工时具有独特的工艺特点。1聚四氟乙烯材料的切削工艺特点(1)切削力小。由于聚四氟乙烯刚度、强度、硬度均较低，在相同的切削条件下，切削45钢的主切削力是切削聚四氟乙烯材料的14-20倍[2]。(2)聚四氟乙烯材料具有较小的导热系数，仅为27W/M·K-1，加之较低的耐热温度，其最高耐热温度仅为250℃。若切削量过大、切削速度较高，工件的切削温度则会升高，会使聚四氟乙烯材料发生软化，甚至出现熔化、焦化和“粘刀”现象。(3)聚四氟乙烯具有较大的热膨胀系数，因此聚四氟乙烯材料在切削过程中会因摩擦产生较大的热量，容易刀具和工件的局部过热，从而导致聚四氟乙烯工件受热发生弹性变形，最终影响聚四氟乙烯材料工件的表面质量和尺寸精度。(4)相对于金属材料，聚四氟乙烯的弹性模量很低，当切削加工进给量过大或转速过快时，较大的加工摩擦力以及刀具施加给工件的力共同作用，导致聚四氟乙烯工件产生较大的变形，从而影响聚四氟乙烯工件的加工精度。2聚四氟乙烯材料切削参数的合理选取(1)刀具材料的选择聚四氟乙烯材料在切削时，刀具材料一般为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢等。相对于刀具而言，工件材料的硬度较低，因此刀具的硬度对于聚四氟乙烯材料工件的加工质量影响不大。(2)刀具的几何参数刀具前角：对于聚四氟乙烯材料，由于工件材料强度、硬度较低，应选取相对较大的前角，从而减小切削力并降低切削热。刀具后角：聚四氟乙烯材料硬度、强度低，塑性越大，因此在机械加工时应选择较大的后角，从而减小刀具和聚四氟乙烯工件之间的摩擦力，进而降低工件的局部过热现象，提高工件表面的加工质量。(3)切削参数的选取由于聚四氟乙烯材料强度低、硬度小，相对于金属制品而言，在切削加工时可以选择相对较大的切削量和较高的切削速度，但聚四氟乙烯的导热系数低，且具有较高的热膨胀系数大，在较大的进给量和较高的切削速度下又容易发生局部过热引起的变形、焦化等现象。因此为了提高聚四氟乙烯材料的加工质量及加工精度，在保证一定加工效率的前提下，应尽量选取较小的切削量和较低的切削速度。(4)其他措施聚四氟乙烯材料在切削加工过程中，由于工件材质较软，在较大的夹持力下，工件容易发生变形，影响加工精度，因此其夹持力不易过大。与此同时，聚四氟乙烯工件在切削加工时需要及时进行去屑工作，通过增加断屑槽等措施，使切屑能及时排出。聚四氟乙烯在常见切削加工过程中出现的问题及改善措施1聚四氟乙烯车削加工氟乙烯材聚四料在车削加工时，外径尺寸和内、外圆椭圆度以及内外圆锥度的变化较大，且没有规律。因此在车削加工过程中，工件在粗加工时，前角应取大些，从而降低切削力，防止工件产生弹性变形;精加工时，可取较小的前角，改善刀具散热条件，降低切削温度。2聚四氟乙烯钻削加工聚四氟乙烯材料在钻削加工时，最大的问题在于如何及时的去屑。通常情况下，可采取以下措施：(1)使用小螺旋角和具有容屑槽的钻头，利于切屑排除;(2)尽量降低钻头转速，在保证钻削效率的前提下选取较低的进给量，同时采用多次退刀的方式保证及时去屑，从而提高钻削加工的表面质量和加工精度。一般钻头刃磨后的螺旋角约为10o～15o，后角为9o～20o，钻头锥角为60o～120o，采用的钻速不仅与被钻材料有关，而且与钻孔的大小和钻孔深度有关，一般手电钻钻速为900r/min时效果最佳，而固定式台钻则在转速为2100r/min和进给量为3mm/s时效果最佳。[3]3聚四氟乙烯铣削加工聚四氟乙烯材料在进行铣削加工时，铣刀的前角应比铣削金属的前角大些，铣削的前角应大于6o(一般在6o～15o)。铣刀的后角同样应比铣削金属时的后角大，后角应大于10o(一般在15o～30o)。铣削加工时的切削速度应控制在(180-300)mm/min范围内，进刀量采用(05-13)mm/r，吃刀量约为1mm/s，表面粗糙度值随进给量减小而降低。在生产中建议采用侧铣法，可避免工件烧伤。此外聚四氟乙烯材料在粗加工时，应选择强度高、制造简单的直线齿背式铣刀;进行精加工时应选择强度较小，但容屑空间大的折线齿背式铣刀。总结综上所述，聚四氟乙烯具有强度低、硬度小、热传导性较差、热膨胀系数高等特性。聚四氟乙烯材料在切削加工时，应根据工件材料的性能及加工条件、加工质量要求，选择合适的刀具、确定合理的切削参数，考虑适当的加工余量，并供给充足冷却装置(一般用压缩空气进行风冷)，均可获得具有较高加工质量和加工精度。参考文献[1]鲍秀森聚四氟乙烯的切削加工[J]1999(5)[2]杜兰萍塑料的切削加工[J]机械工程师，1999(10)[3]赵祖虎复合材料的加工技术简介[J]航天返回与遥感，1997(01)

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