刘兴冰

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    聚碳酸酯聚合反应流程模拟

    刘兴冰

    (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    通过Aspen Plus软件中Polymers功能对碳酸二苯酯和双酚A在熔融状态下逐步聚合生成聚碳酸酯的反应进行了研究。采用POLYNRTL 物性方法模型估算了本体系中纯物质的相关物性并与数据库值进行了比较，验证了POLYNRTL 物性方法模型在本体系的适用性。在此基础上，使用RCSTR反应器模块分析了进料比、反应温度、反应压力及停留时间等工艺参数对反应的影响，结果表明DPC与BPA进料比在1.01 ～ 1.05间是合适的，低压高温有利于聚合反应的进行。完成并优化了连续生产工艺流程，得到了工程放大所需要的物料平衡和热量平衡。

    聚碳酸酯；逐步聚合；Aspen；流程模拟

    聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)作为一种物理、化学性能优良的工程塑料用树脂，可广泛应用于汽车制造、航空航天、医疗电子、光学制品、纺织、农业等许多方面[1，2]。目前，工业上合成PC 的主要路线是光气法，但因其使用剧毒原料光气而存在安全、环境问题，将逐渐被淘汰；而以双酚A(BPA)和碳酸二苯酯(DPC)为原料的非光气熔融酯交换法的“绿色工艺”将逐渐取代光气法[3]。虽然很多高校和研究院对于非光气熔融酯交换法聚合生成PC的反应进行了大量的实验研究[4-12]，也有对与PC反应类型相近的聚酯(PET)的合成进行了流程模拟[13-15]，但对于PC聚合反应和工艺流程的计算机模拟和优化报道较少。本文采用流程模拟软件Aspen Polymers对BPA和DPC合成聚碳酸酯的反应进行了模拟，验证了POLYNRTL物性方法模型在本体系的适用性，并研究了各个反应条件对聚合反应的影响，在此基础上确定了非光气熔融酯交换法聚碳酸酯连续聚合生产工艺流程，优化了操作条件，为下一步开发自有技术奠定基础。

    1 模型的建立

    1.1 组分

    反应体系中的常规组分有原料双酚A和碳酸二苯酯，其熔融混合后进入反应器，在一定的温度、压力及碱性催化剂氢氧化四乙基胺(TEAH)的作用下得到产品PC及副产物苯酚(PhOH)，反应方程式见式(1)。

    Aspen Polymers中聚酯建模是以常规组分和链节为对象 ......