Polimerizarea în Suspensie a Stirenului

Tema proiectului:

Să se poiecteze un reactor de fabricare a polistirenului prin procedeul de polimerizare în suspensie.

Datele iniţiale de proiectare sunt următoarele:

1. Capacitatea de producţie 45000-1000*n t/an

Cp=45000-1000*19=43000 t/an

2. Conversia stirenului 70+n (%)

C=(70+2)/100=0.72 %

3. Reactorul funcţionează izoterm la temperatura de 65+n=67 0C

Capitolul II

Polimerizarea in suspensie:

Procedeul de polimerizare in suspensie a stirenului este aplicat pe scara larga in industrie si se afla in continua dezvoltare.

Princiupiul acestui procedeu consta in polimerizarea stirenului dispersat in apa cu ajutorul unor stabilizatori de suspensie organici sa anorganici ca de exemplu alcool polivinilic sau fosfat de calciu.

Principalele faze de fabricatie a polistirenului dupa procedeul in suspensie sunt: dezinhibarea stirenului, prepararea substantelor auxiliare necesare polimerizarii (initiatori, stabilizatori de suspensie, lubrifianti), polimerizarea propiu - zisa, prelucarea suspensiei de polimer, uscarea, granularea, depozitarea, si ambalarea polistirenului.

Stirenul este un monomer practic insolubil in apa, ceea ce permite conducerea procesului de polimerizare in suspensie in mediu apos. Procedeul consta in dispersarea monomerului in picaturi foarte fine in apa, prin agitare, polimerizarea avand loc in picaturile de monomer, deci in microbloc.

Datorita acestui fapt, polimerizarea in suspensie prezinta avantajul obtinerii unui polimer cu masa moleculara mare si puritate ridicata, realizandu-se in acelasi timp si o eliminare eficienta a caldurii de reactie.

Pe masura ce reactia de polimerizare avanseaza, vascozitatea perlelor creste continuu pana la conversia de circa 20%, ele devin lipicioase deoarece polimerul format ramane dizolvat in monomer si prezinta pericol de aglomerare.

Pentru a impiedica unirea perlelor in acest stadiu se folosesc agenti de suspensie. Acestia au rolul de a mari vascozitatea fazei apoase (ceea ce contribuie la o dispersare mai fina a monomerului in apa) si de a inconjura picaturile de monomer cu un strat fin de agent inert care impiedica unirea acestora in faza critica. Stratul de agent de suspensie care inconjoara picatura de monomer nu permite patrunderea altor particule in perle, ceea ce impune ca initiatorul sa fie solubil in monomer si procesul de polimerizare sa nu aiba loc la reflux.

Agentii de suspensie utilizati sunt: compusi macromoleculari naturali (amidon, gelatina, etc), compusi macromoleculari sintetici sau derivati celulozici solubili in apa (alcool polivinilic, polietilenoxizi, copolimer acetat de vinil - anhidrida maleica), pulberi anorganice hidrofile (Mg(OH)2, BaSO4, CaCl2, Na3PO4 ).

Locul si rolul reactorului in schema tehnologica

Polimerizarea in suspensie consta in dispersarea monomerului in picaturi foarte fine de apa, prin agitare, polimerizarea avand loc in picaturile de monomer, deci in microbloc.

Datorita acestui fapt, polimerizarea in suspensie prezinta avantajul obtinerii unui polimer cu masa moleculara mare si puritate ridicata, realizandu-se si eliminarea suficienta a caldurii de reactie. Pe masura ce reactia de polimerizare avanseaza, vascozitatea perlelor creste continuu pana la conversii de 20%, ele devin lipicioase deoarece polimerul format ramane dizolvat in monomer si prezinta pericol de aglomerare.