Batch Reactor Design for Polystyrene Production

Yıl 2019, , 137 - 144, 29.12.2019

Nihayet Koçyigit , Necati Yalçın

https://doi.org/10.17100/nevbiltek.556835

Öz

In this paper, batch
reactor design is described. The suspension polymerization reaction is the most
preferred element for EPS production. In suspension polymerization, the
particle size obtained from the reaction is very important. Parameters such as
mixing speed, stirrer shape, reactor size and reactor geometry, reaction
temperature and pressure affect the particle size. Furthermore, since suspension
reaction is an exothermic reaction, temperature and pressure increase during
the reaction. This situation negatively affects the reaction. Therefore, the
reaction should be carried out at constant pressure and temperature. A batch
reactor design has been made considering this situation and the necessary
parameters. 

Anahtar Kelimeler

Expandable Polystyrene, Polystyrene, Reactor Design

Polistiren üretimi için kesikli reaktör tasarımı

Öz

Kimya proseslerde sıvı akışı, kütle transferi ve
ayırma işlemleri gibi fiziksel işlemler çok büyük bir rol oynar. Bununla
birlikte, kimyasal bir değişimin meydana geldiği herhangi bir üretim işleminde,
kimyasal reaktör üretimin kalbini oluşturur. Bu çalışmada, polistiren(PS)
üretimi için kullanılacak kesikli reaktör tasarımı açıklanmaktadır. Süspansiyon
polimerizasyonu, PS üretimi için en çok tercih edilen metottur. Süspansiyon
polimerizasyonunda, reaksiyondan elde edilen parçacık boyutu çok önemlidir.
Karıştırma hızı, karıştırıcı şekli, reaktör boyutu ve reaktör geometrisi,
reaksiyon sıcaklığı ve basıncı gibi parametreler parçacık boyutunu
etkilemektedir. Ayrıca, süspansiyon reaksiyonu ekzotermik bir reaksiyon olduğu
için, reaksiyon sırasında sıcaklık ve basınç  zamanla artar. Bu durum reaksiyonu olumsuz
yönde etkiler. Bu nedenle, reaksiyon sabit bir basınç ve sıcaklıkta
gerçekleştirilmelidir. Bu durum ve gerekli parametreler dikkate alınarak bir kesikli
reaktör tasarımı yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Genişleyebilen Polistiren, Polistiren, Reaktör Dizayn

Kaynakça

• References
• [1] Yalçın N., Kocatepe K.,“Genişleyebilen polistiren üretiminde Kalıplama Yoğunluğunun Tane Kaynaması ve Ağırlığa Etkisi”, Journal of advanced Tech.Sci.,3(2):131- 137, 2014.
• [2] Vakili, M. H., Esfahany, M.N., “CFD Investigation of Hydrodynamics in an Industrial Suspension Polymerization Mixing Reactor” Iranian Journal of Chemical Eng., 9(2), 2012. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2007.09.011
• [3] Uzi M., “Principles of chemical reactor analysis and design: New tools for industrial chemical reactor Operation(Second Edition)”, John Wiley & Sons, Inc. Publication, 2009. DOI:10.1002/9780470385821
• [4] https://www.google.com.tr/search?q=Reactor+Types&source Erişim Tarihi:2018
• [5] Aziz, N., Mujtaba, I.M., “Optimal operation policies in batch reactors”, Chemical Eng. J., 85:313–325,2002. DOI: 10.1016/S0959-1524(98)00010-9
• [6] Vasanthi, D., Pranavamoorthy, B., Pappa, N., “Design of a self-tuning regulator for temperature control of a polymerization reactor”, ISA Transactions,51:22– 29,2012. DOI:10.1016/j.isatra.2011.07.009
• [7] Richards, J.R., Congalidis, J.P., “Measurement and control of polymerization reactors”, Computers and Chemical Eng., 30: 1447–1463, 2006. DOI:10.1016/j.compchemeng.2006.05.021
• [8] https://www.mixmachinery.com/news/paddle-stirrer-types-reactor-choose.html Erişim Tarihi:2019
• [9] https://www.google.com/search?tbm=isch&q=radial+flow+impeller&chips Erişim Tarihi:2019
• [10] Bonvin, D., “Optimal operation of batch reactors—a personal view”, Chemical Engineering Science, 60: 5574–5589,2005.
• [11] Kotoulas, C., Kiparissides, C., “A generalized population balance model for the prediction of particle size distribution in suspension polymerization reactors”, Chemical Engineering Science,61:332–346, 2006.
• [12] Jahanzad, F., Sajjadi, S., Brook, B.W., “Characteristic intervals suspension polymerization reactors: An experimental and modeling study”, Chemical Engineering Science, 60(20): 5574-5589,2005.
• [13] http://pediaa.com/difference-between-styrene-and-polystyrene. Erişim tarihi:2018 [14] Kılıçaslan, H., “Endüstriyel boyutta Kesikli süspansiyon polimerleştirme reaktörü Ta sarımı Ve Sıcaklık Kontrolü”,Gazi Academic Publishers,Turkey,2008.
• [15] https://www.tts-group.co.uk/polystyrene-balls-and-eggs/1004322.html Erişim Tarihi:2018
• [16] Kichadi, B.V., Korshunov, A.M., Assorova, P.V., “Particle Size Distribution of the Product of Suspension Polymerization”, Theoretical Foundations of Chemical Eng., 37, (3): 306 – 309, 2003. DOI: 10.1021/ie50497a031
• [17] Dowding, P.J., Vincent, B., “Suspension Polymerisation to Form Polymer Beads”, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 161:259– 269, 2000. DOI: 10.1016/S0927-7757(99)00375-1