聚丙烯颗粒是塑料丙纶的成品,我们需要把它加热到300度融化,然后像挤面条一样挤成细丝,这就是丙纶纤维。
而乙纶和丙纶的生产过程差不多,只不过两者是分开进行的。乙纶用的是乙烯作为原料进行粘合催化,而丙纶用的是丙烯。
最后是较为复杂的腈纶和腈纶,但是实际上原理和工艺流程是差不多的。
它们都是从石油中获取原料,然后处理后进行粘合催化反应后得到不同性能的塑料。
接着说腈纶合成与生产工艺流程的设计。
腈纶的原料也是丙烯,丙烯的获取就不再复述了。
姒启获得丙烯后,将丙烯与氨气在催化剂的作用下发生氨氧化反应来制取丙烯腈,这是生产腈纶的关键中间体。
常见的催化剂为钼铋系催化剂,反应通常在固定床反应器或流化床反应器中进行,反应温度一般在400-500c,反应压力为0.1-0.5mPa。反应后的产物经过冷却、吸收、精馏等工序,分离出丙烯腈,得到纯度较高的丙烯腈产品。
姒启忙完这里,又点燃了一锅旱烟,眯着眼思考着接下来将丙烯腈产品制作成聚丙烯腈的工艺流程。
花汐指着图纸上的“聚丙烯腈”说道:“为什么聚丙烯腈,聚乙烯,聚酯纤维,丙烯又要加工成聚丙烯?为什么都有一个聚字?”
姒启回过神,看向花汐,解释道:“如果把乙烯,丙烯……这些所有的塑料初代原材料在微观层面上,它们的分子就像一个个珍珠。而我们需要把这些珍珠用催化剂当作线将它们串联起来,变成美丽的珍珠项链,使它们更结实。所以只要带一个“聚”字的化学品,那么从微观分子层面上,它的分子结构就像一条有珠子的项链被黏连起来的。聚酯纤维,聚乙烯,聚丙烯类似都是如此,它们都是在催化剂和高温高压下串联起来的分子形态。”
姒启用通俗易懂的方式解释了半天,但是花汐还是感觉一知半解,他又继续解释道:“嗯……你看腈纶这个塑料中的“纶”,它其实与聚字是一样的,它也是表达它是有规律的排列的同类型的纤维分子结构。”
“我们可以简单理解为一个丙烯腈分子就是一个小珠子,而聚丙烯腈就是将这些珠子串成一条有不同颜色珠子的长项链。”
“而这个过程需要大量的化学试剂,首先是第二单体丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯,第三单体如衣康酸、丙烯磺酸钠,这些单体试剂加入后会让丙烯腈份子游动。然后加入引发剂偶氮二异丁腈、过硫酸铵。这些试剂会给分子一个信号,让他们手拉手的连接起来,行成长长的链路。最后是稳定剂二甲基亚砜活着二甲基甲酰胺,他可以保证聚合反应在均相体系中进行……”
说到这里,他转过头看向花汐,发现她已经趴在桌上,睡着了……一阵凉风从窗外涌入,他苦笑摇摇头,将墙上一件崭新的白大褂取下给花汐披上。
吸完最后一口,他将烟锅中的烟灰抖了出来,随后揉揉肩膀看着眼前的偌大的反应釜,他招呼着工人上前。
最后是腈纶融合工艺,这个工艺需要一个耐高压低压腐蚀的反应釜。
在反应釜内通入氮气进行置换釜内的空气,再将反应釜的温度升高到设定的反应温度,一般在40-80c之间。依次加入丙烯腈、第二单体、第三单体和引发剂,在加入过程中,保持搅拌,使物料充分混合均匀。在聚合反应过程中,通过在线监测实时监测反应体系的粘度、转化率等参数,以了解反应的进行程度。当反应达到预期的转化率和分子量时,停止反应,腈纶就这样做出来了。
接下来是关于锦纶的生产流程;
中质石油要经过一系列的催化裂化以及加氢裂化工艺后,将重质的石油大分子转化为较小的烃类分子。在此过程中,会产生一些烯烃、芳烃等基础有机化工原料,其中就包括用于生产锦纶的重要原料环己烷、苯。
当然苯也可通过加氢反应生成环己烷,环己烷经过催化氧化反应,生成环己酮和环己醇的混合物,这一过程通常在一定的温度和压力条件用钴盐做催化剂下进行。然后环己酮经过肟化反应生成环己酮肟,一般是与羟胺反应来实现。环己酮肟在浓硫酸等催化剂作用下发生贝克曼重排反应,生成己内酰胺。
姒启将己内酰胺加入到聚合反应釜中,加入适量的水、引发剂等助剂。在250c高温和一定压力下,己内酰胺发生开环聚合反应,形成聚己内酰胺,即锦纶6。
姒启把己二酸和己二胺按照1:1溶解在水中,制成盐溶液。将溶液进行浓缩后,接着加入到聚合反应釜中,在高温240c和一定压力下进行缩聚反应,生成聚己二酰己二胺,也就是锦纶66。
完成这些一整套的流程规划后,又过去了一个月,但是聚酯纤维,腈纶,锦纶的生产可以极大提高青龙国的纺织业,让青龙国的服装达到近代工业初级水平。
最后是重质石油的提取生产了;
重质石油的主