開(kāi)題報(bào)告--年產(chǎn)10萬(wàn)噸苯乙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題 目： 年產(chǎn)10萬(wàn)噸苯乙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　課 題 類(lèi) 型： 科研□ 論文□ 模擬□ 實(shí)踐□</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： &l

2、t;/p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)： 化學(xué)工程與工藝2082班 </p><p>　　系 別： 生物化學(xué)工程系</p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　開(kāi) 題 時(shí) 間： 2012年2月22日 </p><p>　　一、畢

3、業(yè)論文內(nèi)容及研究意義</p><p><b>　　1. 內(nèi)容，</b></p><p>　　設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱本論文的相關(guān)資料，了解苯乙烯合成工藝的進(jìn)展，明確論文的目的和意義。</p><p><b>　　2. 研究意義</b></p><p>　　苯乙烯是重要的化工產(chǎn)品，本文介紹了苯乙烯的性質(zhì)和用途，

4、以及苯乙烯的生產(chǎn)﹑市場(chǎng)需求和生產(chǎn)規(guī)模，發(fā)展前景。通過(guò)設(shè)計(jì)年產(chǎn)10萬(wàn)噸生產(chǎn)苯乙烯工藝的最優(yōu)方案。學(xué)習(xí)有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，設(shè)備計(jì)算和化工原理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算，以及用AutoCAD繪圖的知識(shí)。 </p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1. 研究現(xiàn)狀[1]</p><p>　　苯乙烯是不飽和芳烴中最簡(jiǎn)單的成員，作為重要有機(jī)化工原料廣泛用于生產(chǎn)

5、苯乙烯系列樹(shù)脂及丁苯橡膠，此外還是生產(chǎn)離子交換樹(shù)脂及醫(yī)藥的原料之一。在乙烯衍生物產(chǎn)品中，苯乙烯僅次于聚乙烯、聚氯乙烯和環(huán)氧乙烷。苯乙烯系列樹(shù)脂的產(chǎn)量在世界五大合成材料的產(chǎn)量中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯而名列第三位。 1999 年全球苯乙烯生產(chǎn)能力為21.698Mt/a,同年需求量為20.02 Mt/a,預(yù)計(jì)2004年全球苯乙烯生產(chǎn)能力將增加到約24.56 Mt/a,需求量則約為23.33 Mt/a。我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)始于20 世紀(jì)50年代末，至

6、2000年生產(chǎn)能力已達(dá)約950Kt/a，2000 年實(shí)際產(chǎn)量達(dá)764Kt。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，每年都有較大量的進(jìn)口，其中2000年為1157.5Kt。1999 年全球苯乙烯產(chǎn)能達(dá)到21.698Mt, 其中北美6.73 Mt，占31.0%；中南美0.38 Mt，占1.8%；西歐5.36 Mt，占24.7%；東歐0.50 Mt，占2.3%；亞洲8.0 Mt，占37.0%；中東及大洋洲等為0. 70 Mt，占3.2%。同年全球苯乙烯需求量為20

7、.02。2000年全球苯乙烯產(chǎn)能和需求量分別達(dá)22.9</p><p>　　國(guó)內(nèi)第一套苯乙烯裝置建于20 世紀(jì)50年代中期，前蘇聯(lián)援建的蘭化公司合成橡膠樹(shù)脂廠(chǎng)，年產(chǎn)5kt苯乙烯，該生產(chǎn)工藝采用的是傳統(tǒng)三氯化鋁液相烷基化法。后來(lái)又陸續(xù)建設(shè)的幾套裝置，產(chǎn)量大大的提高。到了80 年代后期我國(guó)陸續(xù)在燕山和齊魯引進(jìn)了改良三氯化鋁液相法工藝技術(shù)，建設(shè)投產(chǎn)了2套大型裝置。90 年代初我國(guó)在大慶、盤(pán)錦和廣州先后引進(jìn)以氣相分子篩工

8、藝苯乙烯裝置，到了90 年代后期又先后在廣東茂名、吉林和南京揚(yáng)子石化引進(jìn)3套以液相分子篩工藝生產(chǎn)苯乙烯裝置。截至2000 年我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)能力已達(dá)到950kt 左右。表1為我國(guó)苯乙烯主要生產(chǎn)裝置及產(chǎn)能[2]。近年來(lái)我國(guó)苯乙烯產(chǎn)量增長(zhǎng)情況如表2[3]。</p><p>　　表1 我國(guó)苯乙烯主要生產(chǎn)裝置及產(chǎn)能/kt/a</p><p>　　表2 近年來(lái)我國(guó)苯乙烯產(chǎn)量情況/kt/a<

9、;/p><p>　　苯乙烯是合成橡膠和塑料工業(yè)的重要原料之一，可以生產(chǎn)聚苯乙烯、丁苯橡膠、ABS樹(shù)脂、不飽和聚酯等，此外還是涂料、染料、合成醫(yī)藥的重要原料。目前其消費(fèi)構(gòu)成用于PS占苯乙烯消費(fèi)總量的58%左右，用于生產(chǎn)ABS、AS樹(shù)脂等占22%，用于生產(chǎn)丁苯橡膠、丁苯膠乳、SBS等占10%，用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹(shù)脂、離子交換樹(shù)脂等占10%。國(guó)內(nèi)近年苯乙烯的進(jìn)出口量、表觀(guān)消費(fèi)量情況見(jiàn)表3[4]。</p>&l

10、t;p>　　表3 近年來(lái)我國(guó)苯乙烯進(jìn)出口量和表觀(guān)消費(fèi)量情況</p><p>　　從表3可以看出國(guó)內(nèi)苯乙烯產(chǎn)不足需，缺口較大，每年需大量進(jìn)口，并呈逐年增加趨勢(shì)。</p><p>　　2. 發(fā)展趨勢(shì)[5] [6]</p><p>　　UOP/Lummus的Classic SM 工藝和SMART 工藝由于無(wú)腐蝕、無(wú)污染且能耗低，代表了當(dāng)今世界苯乙烯生產(chǎn)的最新技術(shù)

11、水平。國(guó)內(nèi)有茂名石化、揚(yáng)子石化等生產(chǎn)廠(chǎng)的苯乙烯裝置采用UOP/Lummus工藝，從發(fā)展趨勢(shì)看，今后我國(guó)苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)，乙苯部分應(yīng)大力發(fā)展分子篩氣相烷基化和分子篩液相烷基化工藝。苯乙烯生產(chǎn)部分應(yīng)發(fā)展UOP/Lummus的Classic SM 工藝和SMART工藝。此外，從干氣中稀乙烯制苯乙烯的技術(shù)路線(xiàn)適應(yīng)我國(guó)目前發(fā)展苯乙烯生產(chǎn)需要，且成本較低，技術(shù)可靠。該技術(shù)路線(xiàn)將有可能成為苯乙烯生產(chǎn)的另一主要技術(shù)路線(xiàn)。</p><p

12、>　　三．苯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)</p><p>　　3.1 乙苯生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展[7]</p><p>　　乙苯生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了由傳統(tǒng)AlCl3法到改良AlCl3法，現(xiàn)今主要是分子篩氣相烷基化工藝和分子篩液相烷基化工藝為主流工藝的發(fā)展過(guò)程。</p><p>　?。?）改良AlCl3法[8]。 </p><p>　　改良AlCl3 法由Mo

13、nsanto 公司合作于1974 年開(kāi)發(fā)成功其特點(diǎn)是催化劑絡(luò)合物與反應(yīng)物混溶成均相，減少AlCl3 用量，其工藝流程見(jiàn)圖1。表4為Monsanto/Lummus AlCl3法的單耗。</p><p>　　圖1 Monsanto/Lummus AlCl3法乙苯生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　1. 苯干燥塔；2. 催化劑制備裝置；3. 烷基化設(shè)備； 4.洗滌器；</p>

14、<p>　　5. 苯回收塔；6. 分離槽；7.乙苯塔；8. 多乙苯回收塔；</p><p>　　與傳統(tǒng)的液相烷基化相比，Monsanto 新工藝主要有下述特點(diǎn)。反應(yīng)溫度較高（140~200）、在加壓下反應(yīng)，有利于提高反應(yīng)收率，催化劑用量減少至傳統(tǒng)法的A AlCl3，從而不需單獨(dú)的分離重催化劑絡(luò)合相步驟；反應(yīng)溫度高，使反應(yīng)熱得以回收產(chǎn)生低壓蒸汽，降低了能耗；AlCl3用量減少、不再分離AlCl3絡(luò)合

15、物和循環(huán)使用，減少了對(duì)設(shè)備和管道的腐蝕；廢水量為傳統(tǒng)工藝的1/70；設(shè)備生產(chǎn)能力為傳統(tǒng)法的9倍。由于存在污染和設(shè)備腐蝕問(wèn)題，該法已逐漸淘汰。</p><p>　　表4 Monsanto/Lummus AlCl3 法制乙苯消耗定額（/t乙苯）</p><p>　　（2）ABB Lummmus Globai 乙苯生產(chǎn)工藝[9]。</p><p>　　該法生產(chǎn)乙苯是利用

16、沸石催化劑，使用專(zhuān)利乙苯混合床和催化蒸餾技術(shù)使苯和乙烯發(fā)生烷基化反應(yīng)制得高純度工業(yè)用乙苯，為苯乙烯裝置提供原料。工藝流程見(jiàn)圖2</p><p>　　圖2 ABB Lummmus Globai 乙苯生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　1．烷基化反應(yīng)器；2.苯汽提塔；3.補(bǔ)充反應(yīng)器；</p><p>　　4.轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)器；5.乙苯塔；6.多乙苯塔；</

17、p><p>　　烷基化反應(yīng)器和苯汽提塔如同一座蒸餾塔一同操作。烷基化反應(yīng)器中裝有專(zhuān)利結(jié)構(gòu)堆積的沸石型催化劑。反應(yīng)器頂未反應(yīng)的乙烯和苯蒸汽冷凝后進(jìn)入補(bǔ)充反應(yīng)器。苯汽提塔底產(chǎn)品在乙苯塔和多乙苯塔進(jìn)行分餾，得到乙苯產(chǎn)品、較重的多乙苯和重質(zhì)尾餾分。然后多乙苯返回轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)器與苯在沸石催化劑作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)生產(chǎn)乙苯。該工藝使用的乙烯可以是聚合級(jí)乙烯，也可以是含乙烯10%(mol)的稀乙烯，其工藝流程稍有不同。該工藝

18、特點(diǎn)乙苯收率高， 理論收率可達(dá)99.5%，烷基化和轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)選擇性高，幾乎無(wú)副產(chǎn)品；產(chǎn)品純度高（達(dá)99.9%），適合做苯乙烯裝置原料，二甲苯含量小于50x103，可保證苯乙烯產(chǎn)品不影響聚合用途；催化劑需送外廠(chǎng)異地再生；反應(yīng)器可長(zhǎng)周期運(yùn)行，可進(jìn)行2-4a , 不間斷運(yùn)行；此外，該工藝不產(chǎn)生有害物；操作溫度低，所有設(shè)備均可使用碳鋼制造；能耗低、投資省、操作容易可靠。</p><p>　?。?）Mobil/Badg

19、er的EBMax乙苯工藝[9] [16]。</p><p>　　EBMax乙苯工藝是采用Mobil/Badger ERMax工藝技術(shù)及ExxonMobil的烷基化和轉(zhuǎn)移烷基化催化劑，用苯和乙烯原料/ 或富乙烯的乙烯/ 乙烷原料生產(chǎn)乙苯，工藝流程見(jiàn)圖3。該工藝可用于新廠(chǎng)建設(shè)，及老氣相工藝廠(chǎng)的改造，也可用于AlCl3法生產(chǎn)工藝向沸石型工藝的改造。</p><p>　　圖3 Mobil/B

20、adger的EBMax乙苯工藝流程</p><p>　　1.烷基化反應(yīng)器；2.轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)器；3.苯塔；</p><p>　　4.輕組分分餾塔；5.乙苯塔；6.多乙苯塔</p><p>　　乙烯和苯在烷基化反應(yīng)器（1）中（液態(tài)）進(jìn)行烷基化反應(yīng)，反應(yīng)器（1）中內(nèi)裝多層ExxonMobil 專(zhuān)利催化劑的混合床，生成乙苯和少量多乙苯（PEB）。多乙苯則在轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)器

21、（2）中與苯進(jìn)行轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)生成乙苯，內(nèi)裝填有ExxonMobil的轉(zhuǎn)移烷基化催化劑。烷基化反應(yīng)器（1）和轉(zhuǎn)移烷基化反應(yīng)器（2）的反應(yīng)物流進(jìn)苯塔（3），回收未反應(yīng)的苯。新鮮苯原料和苯塔回收的苯餾分進(jìn)塔（4）進(jìn)一步分餾提純，除去輕組分后返回苯塔（3）。苯塔（3）塔底產(chǎn)品去乙苯塔（5）分離出乙苯產(chǎn)品。乙苯塔（5）塔底產(chǎn)品去多乙苯塔（6）回收多乙苯，塔底的聯(lián)苯化物可作燃料。</p><p>　　EBMax工藝特點(diǎn)催化

22、劑使用壽命長(zhǎng)，烷基化和轉(zhuǎn)移烷基化催化劑可分別使用4a 和3a；工藝條件緩和，無(wú)腐蝕性，工藝設(shè)備可全部使用碳鋼制造；投資省；原料物耗少；且產(chǎn)品純度很高，可達(dá)99.95%~99.99%，乙苯產(chǎn)品中C8+C9雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于100X10-6。</p><p>　　自1980年Mobil/Badger 乙苯工藝工業(yè)化以來(lái)，已發(fā)放許可證42 套，授權(quán)使用的EBMax工藝產(chǎn)能超過(guò)5200kt/a。</p>&l

23、t;p>　　3.2 苯乙烯工藝技術(shù)[10]</p><p>　　在乙苯脫氫制苯乙烯方面，典型工藝有UOP/Lummus 法和Fina/Badger 法，為世界苯乙烯生產(chǎn)廠(chǎng)家普遍采用。Monsanto/Lummus、Dow、BASF、Fina/Badger等都推出過(guò)自己的工藝，基本原理一致，反應(yīng)器型式可分為2 大類(lèi)，即等溫式和絕熱式固定床反應(yīng)器。</p><p>　　3.2.1 U

24、OP/Lummus的Classic SM工藝[11] </p><p>　　UOP/Lummus 的Classic SM 工藝流程見(jiàn)圖4[18]，主要設(shè)備有超加熱器、絕熱反應(yīng)器、氣體壓縮機(jī)和乙苯/苯乙烯分離塔。超加熱器將蒸汽過(guò)熱至800，之后與原料及過(guò)熱蒸汽進(jìn)入反應(yīng)器。脫氫工藝條件為550~650，負(fù)壓操作，反應(yīng)出口物經(jīng)冷凝后進(jìn)入乙苯/ 苯乙烯分離塔，塔底分出苯乙烯，塔頂餾出乙苯。截至目前共有36 套Classi

25、c SM 裝置在用，總生產(chǎn)能力6.7Mt/a。</p><p>　　圖4 UOP/Lummus 的Classic SM 工藝流程</p><p>　　3.2.2 Lummus/UOP的“SMART”SM 工藝[11] [12]</p><p>　　Lummus/UOP 的“SMART”SM 工藝是在Classic SM工藝基礎(chǔ)上發(fā)展的一項(xiàng)新工藝，即在 C

26、lassic SM工藝的脫氫反應(yīng)中引入了部分氧化技術(shù)?？商岣咭冶絾纬剔D(zhuǎn)化率達(dá)80%以上?！癝MART”技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)提高乙苯轉(zhuǎn)化率，減少了未轉(zhuǎn)化乙苯的循環(huán)返回量，使裝置生產(chǎn)能力提高，減少了分離部分的能耗和單耗；以氫氧化的熱量取代中間換熱，節(jié)約了能量；甲苯的生成需要?dú)?，移除氫后減少了副反應(yīng)的發(fā)生；采用氧化中間加熱，由反應(yīng)物流或熱泵回收潛熱，提高了能量效率，降低了動(dòng)力費(fèi)用，因而經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。該技術(shù)可用于原生產(chǎn)裝置改造，改造容

27、易且費(fèi)用較低。目前采用“SMART”工藝SM裝置[13]有3套在運(yùn)行。</p><p>　　“SMART”工藝與傳統(tǒng)法比較見(jiàn)表4，具有較高的轉(zhuǎn)化率，提高了裝置的生產(chǎn)能力，并降低了能耗?？梢灶A(yù)期，“SMART”工藝將在苯乙烯生產(chǎn)中起主導(dǎo)作用。</p><p>　　3.2.3 乙苯和丙烯共氧化聯(lián)產(chǎn)SM/PO 工藝[14] [17]</p><p>　　苯乙烯和環(huán)氧丙烷

28、聯(lián)產(chǎn)法，又稱(chēng)共氧化法。該法由Halcon 公司開(kāi)發(fā)，亦稱(chēng)“Halcon”法。這種方法先將乙苯過(guò)氧化，再與丙烯反應(yīng)生成甲基芐醇和環(huán)氧丙烷，甲基芐醇脫水即得苯乙烯，其中乙苯過(guò)氧化條件為0.35MPa。乙苯過(guò)氧化物提濃至17%后進(jìn)入環(huán)氧化工序。工藝條件為4.05MPa。環(huán)氧化過(guò)程生成的a- 苯乙醇可經(jīng)液相或氣相在催化劑存在下脫水成苯乙烯。共氧化法不需要高溫反應(yīng)，而且能同時(shí)得到2種重要有機(jī)化工產(chǎn)品。雖然會(huì)帶來(lái)聯(lián)產(chǎn)品的銷(xiāo)售麻煩，而且反應(yīng)復(fù)雜、副產(chǎn)

29、多、工藝流程長(zhǎng)、乙苯單耗和裝置能耗等都高于脫氫工藝，但從聯(lián)產(chǎn)環(huán)氧丙烷的共氧化法而言，因可避免氯醇法給環(huán)境帶來(lái)的污染，仍有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿?。圖5為Halcon 共氧化法工藝流程[14] [15]。</p><p>　　圖5 Halcon 共氧化法工藝流程</p><p>　　1. 過(guò)氧化塔；2. 提濃塔；3. 環(huán)氧化塔；4、5. 分餾塔； 6. 環(huán)氧丙烷提濃塔；7. 甲基芐醇脫水塔；8.

30、苯乙烯提濃塔；9. 苯乙酮加氫器；</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計(jì)研究方案及工作計(jì)劃</p><p><b>　　1. 研究方案</b></p><p>　　第一階段：查閱文獻(xiàn)得到研究體系主要物料的物性及主要工藝方法</p><p><b>　　1.1苯乙烯的性質(zhì)</b></p>&

31、lt;p><b>　　1.2工藝生產(chǎn)方法</b></p><p><b>　　1.3包裝及貯運(yùn)</b></p><p>　　第二階段：確定設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　2.1苯乙烯的生產(chǎn)</b></p><p><b>　　2.2 原料選擇</b&

32、gt;</p><p>　　2.3 Lummus/UOP的“SMART”SM 工藝</p><p><b>　　第三階段：設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　3.2苯乙烯的物料平衡計(jì)算</p><p>　　3.3苯乙烯的熱量平衡計(jì)算</p>

33、<p>　　第四階段：塔設(shè)備設(shè)計(jì)與廠(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1塔設(shè)備的分類(lèi)</b></p><p>　　4.2設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算程序及步驟</p><p><b>　　4.3廠(chǎng)區(qū)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2. 工作計(jì)劃</b></p

34、><p>　　4月12日~4月19日：查閱本設(shè)計(jì)的資料和各種相關(guān)文獻(xiàn)；</p><p>　　4月20日~4月26日：理解苯乙烯生產(chǎn)工藝的進(jìn)展，明確設(shè)計(jì)的目的和意義；</p><p>　　4月27日~5月03日：查閱文獻(xiàn)，初步繪出Lummus/UOP的“SMART”SM 工藝生產(chǎn)工藝流程圖；</p><p>　　5月04日~5月10日：經(jīng)老師指導(dǎo)，

35、修改上述流程圖；</p><p>　　5月11日~5月16日：撰寫(xiě)綜述和英文翻譯；</p><p>　　5月17日~5月23日：了解苯乙烯的生產(chǎn)狀況。修改綜述和英文翻譯；</p><p>　　5月24日~5月27日： 整理資料，為撰寫(xiě)畢業(yè)論文初稿做準(zhǔn)備；</p><p>　　5月28日~6月05日：撰寫(xiě)畢業(yè)論文初稿；</p>&

36、lt;p>　　6月06日~6月12日：修改畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿；</p><p>　　6月13日~6月14日：答辯。</p><p>　　五、主要參考文獻(xiàn) </p><p>　　[1]饒興鶴. 苯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀及工藝技術(shù)進(jìn)展. 化工生產(chǎn)與技術(shù), 2002, 9(5): 32~36.</p><p>　　[2]李明, 張啟東. 建設(shè)大型苯乙烯生產(chǎn)

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39、;<p>　　[9]賈紹義, 柴誠(chéng)敬. 化工原理課程設(shè)計(jì)[M] . 天津大學(xué)出版社, 2007. </p><p>　　[10]左識(shí)之. 精細(xì)化工反應(yīng)器及車(chē)間工藝設(shè)計(jì)[M]. 華東理工大學(xué)出版社, 1998. </p><p>　　[11]湯善莆, 朱思明. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)[M]（第二版）. 上華東理工大學(xué)出版社, 2004.</p><p>　　[

40、12] I.G. Jung, C.H. Park, Characteristics of Rhodococcus pyridinovorans PYJ-1 for the biodegradation of benzene, toluene, m-xylene (BTX), and their mixtures, J.Biosci. Bioeng. 2004, 21(97): 429~431.</p><p>　

41、　[13]顧芳珍, 陳國(guó)桓. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 天津大學(xué)出版社, 1994. </p><p>　　[14]鄺生魯. 化學(xué)工程師全書(shū)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2002.</p><p>　　[15]張軍. 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1992.</p><p>　　[16] M.L. Shuler, F. Kargi, Bioproc

42、ess Engineering, Prentice-Hall Inc., New Jersey,</p><p>　　1992, 58(36): 302~308.</p><p>　　[17] N.D. O’Leary, K.E. O’Connor, A.D.W. Dobson, Biochemistry, genetics and physiology of microbial styr

43、ene degradation, FEMSMicrobiol. Rev. 2002, 67(26): 403~417.</p><p>　　[18] K. Okamoto, M. Izawa, H. Yanase, Isolation and application of a styrenedegrading strain of Pseudomonas putida to biofiltration, J. Bi

44、osci. Bioeng. 2003, 36(95): 633~636.</p><p><b>　　英文文獻(xiàn)翻譯</b></p><p>　　管式反應(yīng)器中聚苯乙烯反應(yīng)研究</p><p><b>　　金和布魯斯·瑙曼</b></p><p>　　倫塞勒理工學(xué)院，化學(xué)工程伊塞爾曼部門(mén)，特洛

45、伊，紐約 12180-3590</p><p>　　因?yàn)榫郾揭蚁┦歉弋a(chǎn)量產(chǎn)品，所以生產(chǎn)者一貫使用降低成本的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。盡管這樣，因?yàn)楦鞣N各樣的聚合反應(yīng)穩(wěn)定問(wèn)題，商業(yè)生產(chǎn)中的陰離子聚合都是按批次生產(chǎn)的。本篇論文探索一種高分子量在管狀反應(yīng)器中聚苯乙烯的生產(chǎn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在1.05～1.42的分子量的分布下，平均鏈長(zhǎng)度為600～2600。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了生產(chǎn)的可行性。一個(gè)全面生產(chǎn)過(guò)程模型可以通過(guò)運(yùn)輸、動(dòng)力的特性進(jìn)行

46、預(yù)測(cè)。如果模型改善參數(shù)是單獨(dú)可調(diào)的，那么這純粹是人為設(shè)計(jì)出來(lái)的。因?yàn)樵牧系牟患儍簦l(fā)現(xiàn)可調(diào)參數(shù)由一個(gè)初始原料正丁基鋰決定的。雖然大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)可能，但是還需要長(zhǎng)期探索更穩(wěn)定的方法。</p><p><b>　　介紹</b></p><p>　　陰離子聚合被歸類(lèi)于第三種重要聚合，僅排在自由基聚合和引發(fā)劑聚合之后。在1990年，超過(guò)77000公噸聚合物通過(guò)陰離

47、子聚合反應(yīng)合成，在世界上大約20家工廠(chǎng)生產(chǎn)出來(lái)。還有其他幾種類(lèi)型聚合物也是通過(guò)陰離子聚合方式生產(chǎn)的。其中有典型熱塑性塑料的橡膠生產(chǎn)的，如聚異戊二烯、聚丁二烯和苯乙烯丁二烯共聚物。陰離子聚合的優(yōu)點(diǎn)和其產(chǎn)品已經(jīng)被多次論證了。近來(lái)來(lái)其已經(jīng)有了堅(jiān)實(shí)的專(zhuān)利權(quán)，包括US5391655、US4829135、DE4327495、DE4235786、WO98/07765、US4829135、DE4327495、DE4235786、WO98/07766和W

48、O96/18682。這些專(zhuān)利權(quán)強(qiáng)烈影響產(chǎn)業(yè)的利益，不過(guò)一些根本進(jìn)程上的可行性問(wèn)題沒(méi)有答案。陰離子聚合可以發(fā)生在批次反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器或管狀反應(yīng)器中。雖然連續(xù)的反應(yīng)過(guò)程有理論的好處，但大多數(shù)商業(yè)過(guò)程是批次反應(yīng)的。連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)可以是相當(dāng)廣闊的聚合物分子量分布，但是反應(yīng)沒(méi)有陰離子聚合的優(yōu)點(diǎn)。理想管狀反應(yīng)器能進(jìn)行窄分子分配，但是真正實(shí)施中管狀反應(yīng)器有兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。一是穿過(guò)反應(yīng)器時(shí)粘性漸變的發(fā)展可能導(dǎo)致流體力學(xué)的不穩(wěn)定，例如反向制動(dòng)。

49、二是由</p><p>　　由于這些原因，只有少數(shù)刊物在討論管式反應(yīng)器的陰離子聚合反應(yīng)。第一個(gè)建模被林恩和霍夫建立用來(lái)丁二烯同正丁基鋰的聚合。他們使用一個(gè)包括軸向流速剖面數(shù)的分布參數(shù)模型。他們的結(jié)果顯示出很高的拉長(zhǎng)和不正常的速度剖面。盡管這樣，他們的計(jì)算分子量分布很低。格伯特和拜德曼研究在一個(gè)管式反應(yīng)器中異戊二烯同正丁基鋰的聚合。引發(fā)劑被使用在反應(yīng)器進(jìn)口和反應(yīng)器的中間。梅拉和約翰遜在單體提供聚合物一個(gè)周期中優(yōu)化苯

50、乙烯的陰離子聚合，不可能有穩(wěn)態(tài)的高分子量。龐克實(shí)施和模擬在一個(gè)管式反應(yīng)器中一個(gè)苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯的陰離子聚合反應(yīng)。摩金以及其他人模擬己內(nèi)酰胺陰離子在0.8~1.0的范圍內(nèi)聚合。他們的流速剖面成為很延長(zhǎng)的聚合然而給出一個(gè)開(kāi)始0.34的出峰時(shí)間。在一次合作研究，摩金以及其他人考慮在低分子量下可變黏度、管狀和正在進(jìn)行的聚合的計(jì)算問(wèn)題。馬蘭士和喬研究乙烯聚合的引發(fā)劑，丙烯給將近單分散和共聚物。盡管不是陰離子聚合，他們的系統(tǒng)近似一個(gè)活性聚合。

51、過(guò)程現(xiàn)在被確定一個(gè)多分散性為1.35的彈性過(guò)程。它看起來(lái)經(jīng)營(yíng)在鏈態(tài)，至少在反應(yīng)器進(jìn)口。目前紙面上說(shuō)明關(guān)注在層流。</p><p>　　一個(gè)理想陰離子聚合在批次反應(yīng)中有以下特征：</p><p>　?。?）低分散性的聚合物分配可以被制造出來(lái)。多分散性的一個(gè)陰離子聚合物可以被近似看成：</p><p><b>　　····

52、;·(1)</b></p><p>　　和代表平均重量和平均數(shù)量</p><p>　　（2）平均數(shù)量鏈長(zhǎng)可以被預(yù)測(cè)從化學(xué)計(jì)量學(xué)上預(yù)測(cè)，它可以容易控制操作條件：</p><p><b>　　······（2）</b></p><p>　　（3

53、）嵌段共聚物可以通過(guò)被順序增加的單體而準(zhǔn)備。</p><p>　　同一個(gè)組合高分子量、低多分散性的陰離子聚合物，自由基聚合物將預(yù)期區(qū)分了市場(chǎng)。還有，專(zhuān)業(yè)聚合物例如嵌段共聚物、同功能末端基團(tuán)聚合物、星狀聚合物和循環(huán)的聚合物可以由陰離子聚合生產(chǎn)。</p><p><b>　　動(dòng)力學(xué)模型</b></p><p>　　在一個(gè)理想、陰離子聚合可以簡(jiǎn)單地分

54、析分子量分布，以下為主題：（1）起始反應(yīng)的快速比喻為傳播反應(yīng)。在任何傳播發(fā)生前，所有的引發(fā)劑應(yīng)同單體和積極放生的改變。（2）增殖率是獨(dú)立鏈長(zhǎng)。（3）在聚合反應(yīng)中沒(méi)有終止或鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。（4）由于鏈長(zhǎng)n的增長(zhǎng)和聚合物濃度增長(zhǎng)，所以n和可以被疏略的為充分大的n。（5）聚合繼續(xù)等溫地進(jìn)行。</p><p>　　一個(gè)理想的陰離子聚合反應(yīng)機(jī)制</p><p>　　引發(fā)反應(yīng) ··

55、······（3）</p><p>　　增長(zhǎng)反應(yīng) ·······（4）</p><p>　　雖然起始反應(yīng)非?？?，但是只有增長(zhǎng)反應(yīng)得到關(guān)注。一個(gè)間歇反應(yīng)器組成的積極的平衡鏈</p><p>　　···

56、83;·······(5) </p><p>　　，for > 1··· (6)</p><p><b>　　聯(lián)想初始條件是</b></p><p>　　·······&

57、#183;·······(7)</p><p>　　················(8) </p><p>　　····

58、·········(9)</p><p>　　附屬的意思是（6），這常微分方程的無(wú)限集容易解決，例如，由矩估計(jì)。金與瑙曼使用一個(gè)間歇反應(yīng)器和一個(gè)理想化流反應(yīng)器解決問(wèn)題。實(shí)際反應(yīng)機(jī)制更復(fù)雜的的均衡器是3和4?；衔锏幕瘜W(xué)復(fù)合存在于關(guān)聯(lián)物質(zhì)中，聚合機(jī)理依賴(lài)單體的濃度、發(fā)起人和溶劑?，F(xiàn)在有許多建議應(yīng)對(duì)對(duì)反應(yīng)機(jī)制，但是以下被普遍接受

59、的機(jī)制為苯乙烯-碳丁基鋰-甲苯系統(tǒng)。</p><p>　　引發(fā)反應(yīng) ·····（10）</p><p><b>　　·····（11）</b></p><p>　　增長(zhǎng)反應(yīng) ···

60、;·（12）</p><p><b>　　·····（13）</b></p><p>　　在陰離子聚合中一些鏈發(fā)生轉(zhuǎn)移。如果甲苯被使用由于一個(gè)溶劑，金屬化反應(yīng)能容易被檢測(cè)。鏈轉(zhuǎn)移是在高的溫度或以延長(zhǎng)聚合的為期。通常，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率比主要聚合速率低約5個(gè)數(shù)量級(jí)。實(shí)驗(yàn)中引發(fā)率和增長(zhǎng)率計(jì)算為</p>

61、<p>　　··········（14）</p><p>　　···········（15）</p><p>　　反應(yīng)在理想反應(yīng)體系中，起始反應(yīng)要充分的和快速的反應(yīng)是不現(xiàn)實(shí)

62、的。均衡器10和13的平衡反應(yīng)，也是很快。即使關(guān)聯(lián)積極的鏈參與聚合，活躍的反應(yīng)機(jī)制可以被近似看作兩分子的同單體。那里，在一個(gè)間歇反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)率積極的中心</p><p>　　····················&

63、#183;·····（16）</p><p>　　········（17）</p><p>　　真正傳播速率常數(shù)由速率常數(shù)在均衡器16，17被聯(lián)系于</p><p>　　·····

64、3;····················（18）</p><p>　　對(duì)應(yīng)這個(gè)適應(yīng)，批次的結(jié)果是反應(yīng)器理想的流量不變。在危險(xiǎn)品標(biāo)志之間的關(guān)系是在與那在一個(gè)與理想的系統(tǒng)一樣的真實(shí)系統(tǒng)。唯一效果快速的影響，平衡會(huì)阻礙

65、聚合速率以便更多的時(shí)間被要求實(shí)現(xiàn)同一實(shí)驗(yàn)結(jié)果。使用緩慢方法平衡，然而，擴(kuò)大分子重量分配是很有意義的。</p><p>　　因?yàn)殛庪x子聚合反應(yīng)對(duì)原料雜質(zhì)很敏感，導(dǎo)致的反應(yīng)速率常常不相同。拜德曼為苯乙烯的陰離子聚合收集已公布數(shù)據(jù)，決定使用這個(gè)平均增長(zhǎng)率</p><p>　　··········&

66、#183;···（19）</p><p>　　因?yàn)橐l(fā)劑非常活躍，造成污染不能被完全消除。因此慣例介紹一個(gè)引發(fā)劑效率，反映存在的污染哪個(gè)作為即刻降低。</p><p>　　················

67、;··········（20）</p><p>　　先驗(yàn)留的預(yù)測(cè)是很困難。它通常作為一個(gè)可調(diào)參數(shù)用來(lái)常常糾正觀(guān)測(cè)轉(zhuǎn)變或觀(guān)測(cè)分子的重量。瞬間去活的增長(zhǎng)聚合物逐漸有反應(yīng)。因此普里迪將逐漸鈍化作用作為階段進(jìn)程的速率常數(shù)。</p><p>　　····

68、3;·······（21）</p><p>　　4040K的活化溫度被作為普里迪的回歸的基準(zhǔn)。指數(shù)前因子是很適合作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　　管式反應(yīng)器的過(guò)程模型</p><p>　　我們使用在層流中一個(gè)管狀的聚合反應(yīng)器作為正規(guī)運(yùn)輸模型。軸向擴(kuò)散和傳導(dǎo)被忽略。熱導(dǎo)率、熱容量和聚合熱被作為常數(shù)

69、。分子擴(kuò)散隨聚合物濃度和溫度的變化而變化但獨(dú)立鏈長(zhǎng)不變。流體是牛頓學(xué)說(shuō)的，但它的粘性強(qiáng)函數(shù)是由一個(gè)組成和溫度構(gòu)成的。密度是一個(gè)弱功能由組成和溫度構(gòu)成的。徑向分速度被當(dāng)解決運(yùn)動(dòng)方程，但包括使用連續(xù)性方程，以及被包括在對(duì)倆散方程為熱量和質(zhì)量中的。有這些臆說(shuō)和特別的常數(shù)分子擴(kuò)散被進(jìn)一步考慮在下面。</p><p>　　總體的質(zhì)量保持平衡，z軸向分量運(yùn)動(dòng)方程給軸向的和徑向的速度為</p><p>

70、　　················（22）</p><p>　　················

71、;··（23）</p><p>　　能量平衡，它的聯(lián)想邊界條件是</p><p><b>　　·····（24）</b></p><p>　　at z=0··········&

72、#183;·····························（25）</p><p>　　at r=0·&#

73、183;····································

74、··（26）</p><p>　　at r=R·····························&

75、#183;········（27）</p><p>　　質(zhì)量平衡為單體，它的聯(lián)想邊界條件</p><p>　　·················

76、;······（28）</p><p>　　at z=0·························

77、···············（29）</p><p>　　at r=0,R················

78、;······················（30）</p><p>　　能承擔(dān)分子擴(kuò)散獨(dú)立鏈長(zhǎng)，使平日說(shuō)法為陰離子聚合，組成的平衡為積極的鏈在一個(gè)管式反應(yīng)器能被轉(zhuǎn)換為時(shí)刻平衡狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)，例如，

79、金和瑙曼。作為第一個(gè)三個(gè)時(shí)刻</p><p>　　······························

80、83;····（31）</p><p>　　······················（32）</p><p>　　·&

81、#183;·······（33）</p><p>　　邊界條件為時(shí)刻是===在反應(yīng)器入口，零通量在r=0,R。</p><p>　　一個(gè)非穩(wěn)定型號(hào)被使用用來(lái)結(jié)合示蹤研究：</p><p>　　·········

82、;····························（34）</p><p>　　初始條件是在所有的z和r下，當(dāng)t=0時(shí)，c=0。

83、進(jìn)口邊界條件是z= 0, 時(shí)，c=0。零通量在r=0時(shí)，R被再次強(qiáng)加。由于聚合繼續(xù)進(jìn)行，在組成和物理性質(zhì)的聚合物溶液有伴隨變動(dòng)。熱導(dǎo)率和聚合熱不是很重要。價(jià)值使用這里被從陳的研究成果中拿出。一個(gè)聚苯乙烯解在甲苯密度實(shí)驗(yàn)被陳、多伯特和丹納發(fā)現(xiàn)，結(jié)果是</p><p><b>　　····（35）</b></p><p>　　粘性的

84、聚苯乙烯解被從金和瑙曼那的獲得關(guān)連。聚苯乙烯的擴(kuò)散率在甲苯被從關(guān)連的維塔斯和居中獲得?？吹浇饘?shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　示蹤實(shí)驗(yàn)。示蹤實(shí)驗(yàn)被進(jìn)行檢驗(yàn)流模型。過(guò)程流體是甲苯和10%聚苯乙烯，聚苯乙烯有一個(gè)230萬(wàn)的重量平均分子量。蘇丹三號(hào)在一個(gè)濃度的20鎂/半導(dǎo)體技術(shù)情況下為示蹤劑。實(shí)驗(yàn)聚合裝置如圖1所示，在與未成年人進(jìn)

85、行示蹤試驗(yàn)修改中使用了兩個(gè)反應(yīng)堆的尺寸。第二反應(yīng)的大小被使用在聚合實(shí)驗(yàn)和模型。小型反應(yīng)器制造從0.5起。40英寸管道(內(nèi)徑為1.58厘米)，長(zhǎng)度125.2厘米。大反應(yīng)器被從1.5起制造。40英寸管道(內(nèi)徑為4.09厘米)，長(zhǎng)度為130.7厘米。在一個(gè)預(yù)熱器被加熱提供溫度。一個(gè)正片階躍變化在示蹤劑濃度中被使用。示蹤劑濃度使用一個(gè)分光光度計(jì)在進(jìn)出口被測(cè)量在510波長(zhǎng)范圍。</p><p>　　聚合實(shí)驗(yàn)。聚合實(shí)驗(yàn)使用苯

86、乙烯作為單體，甲苯作為溶劑，正丁基鋰作為引發(fā)劑。無(wú)水的甲苯被從奧爾德里奇化學(xué)合作組織采購(gòu)和使用最新的處理方式。己烷中的1.6米的正丁基鋰解在被從光譜化學(xué)合作組織采購(gòu)。苯乙烯被從奧爾德里奇化學(xué)合作組織采購(gòu)?；?yàn)純度是99%，由于需要一個(gè)抑制劑，它包含脈位調(diào)制為10-15的4-叔丁基鄰苯二酚。使用一個(gè)包含1/8的3分子篩柱進(jìn)行水蒸氣和氧的消除。玻璃粉從美國(guó)環(huán)球石油產(chǎn)品公司采購(gòu)。在25-30°c，抑制劑使用真空蒸餾方法進(jìn)行消除。在這

87、以后的的證實(shí)，沒(méi)有聚合物已經(jīng)生成，它被轉(zhuǎn)到儲(chǔ)罐進(jìn)行聚合。氦被過(guò)去常常用來(lái)進(jìn)行將無(wú)水的甲苯轉(zhuǎn)移到一個(gè)溶劑儲(chǔ)槽。引發(fā)劑然后使用一個(gè)注射器轉(zhuǎn)移到溶劑罐使用。在正丁基鋰被增加到溶劑儲(chǔ)槽，氦被從底部噴射加入罐促進(jìn)混合。氦過(guò)去也常常使用增壓方法向反應(yīng)器提供反應(yīng)物。冷卻水通過(guò)一個(gè)冷卻水套在反應(yīng)器周?chē)１砻媸褂貌Ａ薷綦x。在聚合實(shí)驗(yàn)反應(yīng)前，管道和反應(yīng)器被凈化苯乙烯或引發(fā)劑處理過(guò)。清潔度的反應(yīng)體系被確認(rèn)從反應(yīng)器附近的顏色引發(fā)劑進(jìn)行處理。聚合物樣本通過(guò)脫氣

88、原油的甲醇沉淀收集。重量測(cè)量的轉(zhuǎn)化，小的通用計(jì)算機(jī)通過(guò)分子量處理利用一個(gè)資料來(lái)源系統(tǒng)和貳奧特奇線(xiàn)性欄包含填</p><p><b>　　結(jié)果與討論</b></p><p>　　停留時(shí)間分布。方程24和34使用一個(gè)交替方向隱式方法解決。進(jìn)口速度使用拋物線(xiàn)作出。典型的計(jì)算和以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為累積的停留時(shí)間分布函數(shù)(由于測(cè)量附近的的一個(gè)正片階躍變化)使用數(shù)字2。直到流體很快鎮(zhèn)降低

89、壁溫，經(jīng)過(guò)兩次計(jì)算，在30°c實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確符合那些在其他的進(jìn)口溫度的結(jié)果。數(shù)值的研究使用隨溫度而變的標(biāo)準(zhǔn)，在本質(zhì)上有相同結(jié)果。這里非牛頓流模型比牛頓的模型更不適應(yīng)。細(xì)節(jié)見(jiàn)金的實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　數(shù)字1：儀器用來(lái)進(jìn)行聚合實(shí)驗(yàn)</p><p>　　數(shù)字2.停留時(shí)間尺寸大小在0.5在。反應(yīng)器(普通溶劑，壁溫)30°c 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；實(shí)線(xiàn)：特性在平均溫度；折線(xiàn):變量特性；虛

90、線(xiàn)：特性在壁溫)。</p><p>　　表1 實(shí)驗(yàn)的操作條件</p><p>　　苯乙烯濃度。反應(yīng)器直徑0.5在為步驟1-9，1.5在為步驟10。</p><p>　　表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果同模型預(yù)測(cè)使用引發(fā)劑效率進(jìn)行對(duì)照</p><p>　　和作為引發(fā)劑效率被選擇分別地相配單體轉(zhuǎn)變和平均鏈長(zhǎng)。</p><p>　　聚合。聚合

91、實(shí)驗(yàn)參數(shù)有進(jìn)氣溫度、壁溫、苯乙烯、濃聚物濃聚物在加進(jìn)原料，以及反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)器直徑。實(shí)驗(yàn)操作條件被列舉在表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，模型預(yù)測(cè)在表2。預(yù)測(cè)包含引發(fā)劑效率，，是單可調(diào)參數(shù)。它是適合兩個(gè)方法，匹配單體轉(zhuǎn)變和觀(guān)測(cè)的平均鏈長(zhǎng)。兩個(gè)數(shù)值的價(jià)值在于有合理的協(xié)議。由于他們從運(yùn)行理論上將最多污染物含量標(biāo)準(zhǔn)成為依靠原料純度比較操作條件。由于他們從運(yùn)行理論上將最多污染物含量標(biāo)準(zhǔn)作為依靠原料純度的操作條件。在基礎(chǔ)數(shù)量平均鏈子長(zhǎng)度上，由于觀(guān)測(cè)在批次反應(yīng)中類(lèi)似

92、的0.2-0.4，污染水平有每升0.22-0.71毫摩爾。</p><p>　　表3 摘要信息最好的型號(hào)預(yù)測(cè)</p><p>　　表4 最高溫度和無(wú)量綱的最大軸向速度</p><p>　　和x分別是無(wú)量綱的軸向速度和無(wú)量綱的軸向的距離。</p><p>　　表3實(shí)驗(yàn)中對(duì)適合結(jié)果為模型包含三個(gè)可調(diào)整的的參數(shù)：，和一個(gè)規(guī)模因素，過(guò)去被常常作為調(diào)整

93、傳播速率常數(shù)。這里，相當(dāng)好適用可以獲得同時(shí)作為單體轉(zhuǎn)變和平均數(shù)鏈長(zhǎng)。適合多分散性合理。然而，大規(guī)模試驗(yàn)到試驗(yàn)變異在的建議這個(gè)合理的的參數(shù)有沒(méi)有多少根本的意義。這些數(shù)使用一個(gè)平衡方程的第二組為聚合物分配的時(shí)刻。見(jiàn)金實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)。</p><p>　　表4給模型預(yù)測(cè)為最大入口溫度反應(yīng)器，在反應(yīng)器出口無(wú)量綱的最大的速度內(nèi)反應(yīng)器。由于聚合速率為自由基聚合的陰離子聚合比，有更快速和粘性急速變化，比在自由基聚合給一個(gè)偶數(shù)的趨勢(shì)

94、行將到來(lái)的伸長(zhǎng)更優(yōu)越。為穩(wěn)定一個(gè)的管式反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)，最大軸向速度是少于10次的平均速度。然而，目前造型結(jié)果表明，在我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果常常超過(guò)10次。本地的溫度超過(guò)60°c時(shí)原料被預(yù)測(cè)有幾個(gè)連續(xù)實(shí)驗(yàn)。一個(gè)最高溫度為115°c原料被實(shí)驗(yàn)是10(大管直徑)。在這樣溫度和熱啟動(dòng)，鏈轉(zhuǎn)移成為重要，陰離子聚合給更高的轉(zhuǎn)變和分子量分布比將預(yù)測(cè)為簡(jiǎn)單的模型。步驟的對(duì)照1（基本案例)同經(jīng)營(yíng)6(高壁溫)節(jié)目，更高壁溫有一個(gè)相對(duì)速度有影響的伸長(zhǎng)

95、。這些步驟的的彈性更多速度剖面比步驟1。一個(gè)更低苯乙烯濃度(步驟7)，或高的引發(fā)劑濃度在反應(yīng)(步驟9)，顯示較少的速度伸長(zhǎng)。在反應(yīng)器最大的對(duì)照軸向速度在反應(yīng)器出口顯示，由于反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行流速剖面有一個(gè)拋物線(xiàn)外形。最大反應(yīng)的軸向速度8(半存期)比步驟1更大。</p><p>　　模型方程與一個(gè)溫度函數(shù)不同，允許擴(kuò)散率像和總的聚合物濃度，但沒(méi)有鏈長(zhǎng)。擴(kuò)散率在出口，以混合杯的平均條件為依據(jù)，比進(jìn)口以4-17的因素以更低擴(kuò)

96、散率。模擬使用相同常數(shù)本質(zhì)上和那些同變量擴(kuò)散率完全相同。模擬使用相同常數(shù) 5-10%在轉(zhuǎn)變和鏈長(zhǎng)給錯(cuò)誤的意思。反向制動(dòng)，由于近的的反應(yīng)器墻說(shuō)明由建設(shè)的一個(gè)高分子的重量聚合物，一個(gè)潛在的問(wèn)題在陰離子聚合。在初步的實(shí)驗(yàn)，高的進(jìn)口溫度或苯乙烯內(nèi)容以上0.54是即時(shí)反向制動(dòng)。在模型數(shù)，差異在鏈長(zhǎng)度在之間近的的墻流體中心流體成為最大，一個(gè)大徑向比軸向速度大約或，，所以低分子數(shù)給一個(gè)不穩(wěn)定解。實(shí)驗(yàn)中，同一個(gè)分子量的聚合物上超過(guò)一百萬(wàn)被從堵塞的反應(yīng)器

97、清潔出來(lái)。反應(yīng)器的反向制動(dòng)立刻可以避免啟動(dòng)和操作條件的合理選擇。一個(gè)更難的問(wèn)題將長(zhǎng)期存在。被給擴(kuò)展操作，一個(gè)緩慢和循序漸進(jìn)聚合物的屏障建設(shè)可以導(dǎo)致最后的反向制動(dòng)。數(shù)學(xué)建模的這可能性要求使用隨鏈長(zhǎng)而變化的擴(kuò)散，是此后的近期論文。我們將鼓勵(lì)長(zhǎng)時(shí)間的中試，表明了幾個(gè)小時(shí)的穩(wěn)定性。作為一個(gè)最壞的情況，管狀的實(shí)驗(yàn)中陰離子聚合將給予一些用定期清理的可行性。</p><p>　　和發(fā)熱的一樣的反應(yīng)，有大直徑管控制的一個(gè)入口溫度

98、問(wèn)題。當(dāng)有1.5的管給出一個(gè)計(jì)算最高溫度和絕熱反應(yīng)溫度。為了擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)率，一個(gè)長(zhǎng)的單管可以進(jìn)行一個(gè)高壓力聚乙烯進(jìn)程。一個(gè)更好方法是，在此行動(dòng)一個(gè)大直徑管將也許將增加沖淡的水平。因?yàn)槭潜揭蚁┚酆?，如果沖淡濃度85%，絕熱操作將可起始于關(guān)于30°c原料的一個(gè)陰離子聚合。類(lèi)似的填料水平共同溶解著聚合，但是不要強(qiáng)加經(jīng)濟(jì)的嚴(yán)重包袱。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

99、<p>　　苯乙烯的自由基聚合充分地了解允許先了解設(shè)計(jì)聚合反應(yīng)器。注意，例如，馬略卡和瑙曼。這不是同陰離子聚合的實(shí)驗(yàn)，然而進(jìn)展在是造成。存在使用關(guān)連，模型預(yù)測(cè)在公平與實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)成的協(xié)議。主要錯(cuò)誤出現(xiàn)是因?yàn)樵仙喜豢蓽y(cè)量污染，能糾正附近的的一個(gè)獨(dú)自可調(diào)參數(shù)，引發(fā)劑效率。另外更正因素，和有邊際效用。</p><p>　　陰離子聚合啟用專(zhuān)業(yè)材料例如被生產(chǎn)的嵌段共聚物。它也啟用降低分子量分布，本事實(shí)可能允許

100、它去與自由基聚合聚合物的競(jìng)爭(zhēng)。特別是，一個(gè)過(guò)程處理給聚苯乙烯的同一個(gè)數(shù)均分子量200000，一個(gè)多分散性低于1.5出現(xiàn)概率相當(dāng)高。在擠壓應(yīng)用中，如此產(chǎn)品應(yīng)該有一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　命名法</b></p><p><b>　　c = 示蹤物濃度</b></p><p><b>　　Cp =

101、熱容量</b></p><p><b>　　D = 分子擴(kuò)散率</b></p><p>　　Din = 進(jìn)口的分子擴(kuò)散率</p><p>　　Dout = 出口的分子擴(kuò)散率</p><p><b>　　I = 引發(fā)劑濃度</b></p><p>　　I0 = 初步

102、的引發(fā)劑濃度</p><p>　　Ieff = 有效的引發(fā)劑濃度</p><p>　　keff = 真實(shí)系統(tǒng)中起作用的反應(yīng)速率常數(shù)</p><p>　　kd = 去活速率常數(shù)</p><p>　　kd0 = 去活的頻率因子速率常數(shù)</p><p>　　ki = 引發(fā)速率常數(shù)</p><p>　　

103、kp = 增長(zhǎng)反應(yīng)速率常數(shù)</p><p><b>　　M = 單體濃度</b></p><p>　　Mn = 見(jiàn)均衡器10-13</p><p>　　M0 = 初始的單體濃度</p><p><b>　　n = 鏈長(zhǎng)</b></p><p><b>　　PD =

104、多分散性</b></p><p>　　Pn = 鏈長(zhǎng)n為活性聚合物的濃度</p><p><b>　　r = 徑向坐標(biāo)</b></p><p><b>　　R = 反應(yīng)器半徑</b></p><p><b>　　Ri = 引發(fā)速率</b></p>&l

105、t;p><b>　　Rp = 傳播速度</b></p><p><b>　　T = 溫度</b></p><p>　　t = 平均滯留時(shí)間</p><p><b>　　t = 時(shí)間</b></p><p>　　Tin = 進(jìn)口溫度</p><p>

106、;　　Twall = 壁溫</p><p>　　u = 平均軸向速度</p><p><b>　　u = 軸向速度</b></p><p>　　Umax = 最大軸向速度</p><p><b>　　v = 徑向速度</b></p><p>　　wp = 聚合物重量分?jǐn)?shù)<

107、;/p><p>　　ws = 苯乙烯重量分?jǐn)?shù)</p><p><b>　　X = 轉(zhuǎn)化單體</b></p><p><b>　　x = 軸向的距離</b></p><p>　　xn = 平均數(shù)鏈長(zhǎng)</p><p>　　xw = 平均重量鏈長(zhǎng)</p><p>

108、;<b>　　z = 軸向的坐標(biāo)</b></p><p><b>　　希臘語(yǔ)</b></p><p><b>　　?H = 反應(yīng)熱</b></p><p><b>　　Κ = 熱導(dǎo)率</b></p><p><b>　　Ø = 引發(fā)劑效

109、率</b></p><p>　　Øx = 字母f相配轉(zhuǎn)變的單體</p><p>　　Øxn = 字母f相配平均鏈長(zhǎng)</p><p>　　λ = 比例因子的增長(zhǎng)反應(yīng)率</p><p><b>　　p = 密度</b></p><p><b>　　p = 平均

110、密度</b></p><p>　　µi = i 增長(zhǎng)的時(shí)刻聚合物鏈長(zhǎng)</p><p><b>　　µ = 粘性</b></p><p>　　(1) Ulrich, H. Introduction to Industrial Polymers, 2nd ed.; Hanser Publisher: New York

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