年產20萬噸聚氯乙烯合成工段的設計(更新版)

　　

【正文】 ③ m3:m=:50=1:2500 m3=m247。 由工藝參數可知，氯乙烯的轉化率為 90%，且年產聚氯乙烯為 20 萬噸。 （ 6）聚合溫度 氯乙烯懸浮聚合溫度的高低決定著聚合產物的相對分子質量大小，因此，當配方確定以后必須嚴格控制聚合的溫度。不飽和多氯化物存在，不但降低聚合速率、降 低產物聚合度還容易產生支鏈，使產品性能變壞。經脫水后的樹脂具有一定含水量，經螺旋輸送器送入氣流干燥管，以 140～ 150℃熱風為載體進行第一段干 燥，出口樹脂含水量小于 8 4%；再送入以 120℃熱風為載體的沸騰床干燥器中進行第二段干燥，得到含水量小于%的聚氯乙烯樹脂。待釜內壓力從最高 ～ ，可泄壓出料，使聚合物膨脹。即 本設計選用 懸浮聚合法 作為基本原理 [8]。 （ 4）溶液聚合法：以甲醇、甲苯、苯、丙酮作溶劑，使氯乙烯單體在溶劑中聚合， 聚合得到的 PVC樹脂因不溶于溶劑而不斷析出。選取不同的懸浮分散劑，可得到顆粒結構和形態不同的兩類樹脂。工藝路線一經確定，即可進行工藝流程的設計，因此，工藝路線是工藝流程設計的依據。 能被空氣中的氧所氧化成苯甲醚、甲醛及少量苯乙醇。也可用擠出機制成低發泡硬 PVC 板材和異型材，可替代木材試用，是一種新型的建筑才材料。 （ 2） PVC 薄膜 PVC 與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機制成規定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。K 熱容 (c)： kJ/(kg 2. 國內外的現狀及發展前景 PVC廣泛應用于工業、農業、建筑、交通運輸、電力電訊和包裝等各領域。要有意識地將國外在亞太地區的投資引進我們國內來，壯大我們的聚氯乙烯行業，減少西方大國在亞太地區擴大生產能力對我國市場造成的壓力，同時要進一步提高我國聚氯乙烯行業的技術水平。通過對溶液聚合法，懸浮聚合法，乳液聚合法的工藝比較，制定了一套后處理簡單，產品質量好，雜質少，產品熱穩定性好，產量占聚氯乙烯的 90%的生產工藝。傳統的聚氯乙烯電線、電纜以及包裝市場也有了進一步的發展。 一、 總論 （一）概述 1. 聚氯乙烯的 意義與作用 聚氯乙烯（ PVC）是國內外高速發展的合成材料中 5大熱塑性合成樹脂之一，以其價廉物美的特點，占合成樹脂消費量的 29%左右，僅次于聚乙烯（ PE），居第二位。隨著節水灌溉、建筑化學建材、包裝、電子電氣、汽車等行業對 PVC需求的快速增長，未來幾年我國對 PVC的需求仍將保持較高的增長速度。主要用于生產透明片、管件、金卡、輸血器材 、軟、硬管、板材、門窗、異型材、薄膜、電絕緣材料、電纜護套、輸血料等 [3]。 （ 3） PVC 涂層制品 有襯底的人造革是將 PVC 糊涂敷于布上或紙上，然后在100℃以上塑化而成。板材可以制成各種耐化學腐蝕的貯槽、風道及容器等。 而乙烯成為生產氯乙烯更經濟、更合理的原料。本體聚合氯乙烯單體中不加任何介質，只有引發劑。目前各樹脂廠所生產的懸浮法 PVC樹脂，基本上都是疏松型的。 2．生產方案的確定 以上幾種方法盡管聚 合工藝不同，但聚合反應機理相同，即都是自由基聚合。反應迅速，同時放出大量的反應熱。被氯乙烯氣體帶出的少量樹脂在泡沫捕集器捕集下來，流至沉降池中，作為次品處理。 旋振篩 漿料排放槽 堿處理釜 氣 提 塔 離心分離槽 9 2．工藝流程示意圖、工藝流程圖 聚氯乙烯懸浮聚合工藝流程示意圖、工藝流程圖如圖 圖 2 所示。 （ 4）水質與水量 氯乙烯懸浮聚合用水應是去離子，其 規格要求如表去離子的規格所示。 4．工藝參數的確定 （ 1）聚合 表 3 聚合釜的工藝參數 聚合溫度 50～ 58℃（依 PVC型號而定） 聚合壓力 初始 ～ ；結束 ～ 聚合時間 8～ 12h 轉化率 90％ （ 2）堿中和 表 4 堿中和釡的工藝參數 NaOH濃度 36％～ 42％ 加入量 聚合漿液的 ％～ ％ 溫度 70～ 80℃ 時間 ～ （ 3）干燥 表 5 氣流干燥管、沸騰床干燥器的工藝參數 （三）聚合釜的物料衡算 第一段氣流干燥管干燥 第二段沸騰床干燥 干燥溫度 140～ 150℃ 120℃ 物料停留時間 12min 物料停留時間 ＜ 4％ ＜ ％ 11 1．物料衡算的方法與步驟 （ 1）畫物料流程圖 根據計算任務畫物料流程圖或物料衡算方框圖。 由已知條件可得聚氯乙烯的質量為： 12 m 90%=20 萬噸 =2 108kg m=2 108kg247。 500= 108kg247。 [ω/M0＋ (1ω)/M1] =247。生產過程中所產生的熱會使物料溫度上升或下降，為了保證生產過程在一定溫度條件下進行則需要環境對生產系統有熱量的加入或放出，通過熱量衡算，可以確定傳熱設備的熱負荷，即在規定時間中加入和移出的熱量，從而確定傳熱劑的消耗量，選擇合適的傳熱方式，計算傳熱面積。℃ ) Q3=124400= Q1= 1Cp mt1 ④ Q4= 2Cp mt2 ⑤ Q5+Q6=Q210% ⑥ 利用 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6（ Q2符號為負）可求得： Q2= 三、設備選型 （一）選型原則 1．滿足工藝要求 設備的選擇和計算必須充分考慮工藝上的要求，力求做到技術上先進，經濟上合理，亦即選用的設備能與生產規模相適應，并應獲得最大的單位產量；能適應產品品種變化的要求，并確保產品的質量；能降低勞動強度，提高勞動生產率；能降低原材料及相應的公用工程（水，電，氣）的單耗；能改善環 境保護，設備制造較易，材料易得，操作及維修保養方便。聚合釜的傳熱能力可以用下式表示： Q=KA△ tm ⑦ 式中 ： Q— 傳熱能力或傳熱速度 /(kJ/h)； A— 傳熱面積 / m2； K— 傳熱系數 /[W/(m2一般 L/D在 ～ 4左右。 K)以上。在這里我首先感謝導師在我學習期間給予的關心、指導和培養