摘 要

可发性聚苯乙烯（EPS）是一种在建筑和包装等领域得到广泛应用的泡沫塑料材料，具有优良的保温隔热性、防水性以及抗老化性等性能。

该设计是对于年产1.8万吨可发行聚苯乙烯生产工艺以及车间布置方面的设计，苯乙烯聚合的机理是自由基聚合，本设计中采用悬浮聚合的一步浸渍工艺方法，使用分散剂将苯乙烯悬浮在分散介质水中，通过与苯乙烯一同加入的引发剂以及其他的相关物料，聚合出含有发泡剂的聚苯乙烯，再经过洗涤、干燥、筛分以及包装获得最终的可发性聚苯乙烯颗粒产品。

本设计先对聚苯乙烯的性质、发展状况、以及应用进行阐述。确定了生产工艺后，进行物料衡算、热量衡算以及设备的计算和选型。最后还包括设备装配图、工艺流程图和车间布置图的绘制。

关键词：可发性聚苯乙烯；悬浮聚合；工艺设计

Abstract

Expandable polystyrene (EPS) is a foam plastic material widely used in the fields of construction and packaging. It has excellent thermal insulation, water resistance and aging resistance.

The design is for the production process of polystyrene with an annual output of 18,000 tons and the layout of the workshop. The mechanism of styrene polymerization is free radical polymerization. In this design, a one-step impregnation process method of suspension polymerization is used. Ethylene is suspended in the dispersion medium water, and the polystyrene containing the blowing agent is polymerized by the initiator and other related materials added together with styrene, and then washed, dried, sieved and packaged to obtain the final expandable polymer. Styrene granule products.

This design first describes the nature, development and application of polystyrene. After determining the production process, carry out material balance calculation, heat balance calculation and equipment calculation and selection. Finally, it also includes equipment assembly drawings, process flow charts and workshop layout drawings.

Keywords: Expandable polystyrene; Suspension polymerization; Technological design

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

第2章 可发性聚苯乙烯及其应用 3

2.1 可发性聚苯乙烯简介 3

2.2 在道路工程中的应用 3

2.3 在水利工程中的应用 4

2.4 在建筑工程中的应用 4

2.5 在其他领域中的应用 4

第3章 工艺设计 5

3.1 设计依据 5

3.2 厂址选择 5

3.3 节能方法以及环境保护 5

3.3.1 节能方法 5

3.3.2 环境保护 5

3.4 安全问题 6

3.4.1 化工工艺物料安全问题 6

3.4.2 化工工艺路线安全问题 6

3.4.3 化工工艺设备安全问题 6

3.5 反应方程式 7

3.6 反应机理 7

3.7 EPS的合成路线 7

3.8 反应原料 9

3.8.1 工艺配比 9

3.8.2 原料信息 9

第4章 物料衡算 10

4.1 衡算任务 10

4.2 衡算依据 10

4.3 物料数据 10

4.4 总收率以及各步骤损失分配 11

4.5 反应釜的进料 11

4.6 聚合步骤物料衡算 12

4.7 洗涤步骤物料衡算 13

4.8 干燥步骤物料衡算 14

4.9 筛分步骤物料衡算 14

4.10 包装步骤物料衡算 15

4.11 反应釜的数量计算 15

第5章 反应釜的设计计算 17

5.1 反应釜的设计 17

5.2 筒体壁厚 17

5.3 夹套高度以及直径计算 17

5.4 夹套的壁厚计算 17

5.5 筒体水压试验校核 18

5.6 夹套水压试验校核 18

5.7 搅拌器设计计算 18

第6章 热量衡算 20

6.1 衡算任务 20

6.2 反应釜生产操作周期时间分配 20

6.3 反应釜热量衡算 20

6.3.1 25℃-90℃升温热量衡算 20

6.3.2 恒温反应阶段热量衡算 21

6.3.3 90℃-80℃降温热量衡算 21

6.3.4 80℃-40℃降温热量衡算 21

6.3.5 反应釜总传热系数K 21

6.3.6 反应釜总传热面积 22

6.4 干燥器的热量衡算 22

第7章 其他设备及辅助设备的选型 23

7.1 过滤器 23

7.2 干燥器 23

7.3 筛分机 23

7.4 反应釜的密封装置 23

7.5 减速机 24

7.6 联轴器 25

7.7 支座 25

7.8 辅助设备 26

7.8.1 人孔 26

7.8.2 视镜 27

7.8.3 接管 27

7.8.4 法兰 27

第8章 结论 28

参考文献 29

附录 30

表1 重要符号表 30

致谢 31

第1章 绪论

随着哥本哈根世界气候峰会的举行，世界上所有的高分子化学产业都面临着一项改革，那就是实现节能、环保模式的高分子材料生产。我国长久以来一直处于一种高速建设的时期，每一年我国都有大量的房屋被建出来，多达20亿平方米，而且在这些建筑中，大部分都属于高能耗的建筑，这些数据说明我国可以提升的能量利用空间提升非常大，在建筑节能方面也有着无限大的潜力，建筑节能已经是世界性的大潮流，在这个大潮流中，各种各样的节能材料应运而生，其中之一就是可发性聚苯乙烯，由于它质轻而又隔热抗震防水的优异性能而被世界各国广泛关注。

德国的巴斯夫公司最早发明了可发性聚苯乙烯，这种材料在生产过程以及最终的产出过程的工艺和所用到的设备相较于之前所应用的材料更加的简便，而且由于它具有很多优秀的性能，所以可以用于不同领域产品的制作，也因此发展极为迅速，很快就成为了苯乙烯数值产品中最重要的品种之一。