年產20萬噸聚氯乙烯合成工段的設計(留存版)

　　

【正文】 ≥97% ≤ ≤ ≤ 合格 5 二、工藝設計與計算 工藝路線的選擇即生產方法的選擇。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。 聚氯乙烯按聚合方法分四大類：懸浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯 [2]。入世以后，中國聚氯乙烯市場競爭更加激烈，這正是我國聚氯乙烯行業的 一個機遇，也是我們進行企業改造、擴大生產能力的一個極好的機會，要在提高生產規模、生產效率方面開展工作，努力形成生產的一體化。 目前我國聚氯乙烯市場的原料來源短期內還要依靠國內生產廠家供應解決。預計到 2020年全球 PVC的需求量將達到 4600萬噸。無襯底的人造革則是直接由壓延機壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。生產方程式如下： 2CH2=CH2+Cl+1/2O2→ 2CH2=CHCl+H2O 3. 產品規格 產品及副產品規格見表 1。乳液法 PVC樹脂粒徑極細，樹脂中乳化劑含量高，電絕緣性能較差，制造成本高。 1．工藝路線 （ 1） 聚合 懸浮聚合的過程是先將去離子水用泵打入聚合釜中啟動攪拌器 ,依次將分散劑溶液、引發劑及其他助劑加入聚合釜內。生產原料對聚氯乙烯質量很重要。 （ 2）確定衡算范圍 在物料衡算中，為了便于計算，常采用劃定衡算范圍的方法。 25000= 108kg247。 2．熱量衡算 在解決實際問題中，熱平衡方程為： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 ③ 式中： Q1— 各股物料帶入的熱量； Q2— 加熱劑（或冷卻劑）傳給設備和物料的熱量； Q3— 各種熱效應，如反應熱，溶解熱等； Q4— 各股物料帶走的熱量； Q5— 消耗在加熱設備上的熱量； Q6— 熱損失； 其中：水的比熱為 (Kg 由熱量衡算得冷 卻劑移走的熱量 Q2= = 由 Q=KA△ tm 得： mtK QA m ?????? 提高傳熱能力的途徑有三個：一是增大傳熱面積；二是提高傳熱系數；三是增大傳熱溫度差。即：容積 V=，換熱面積 A=，釜高 H=，釜內徑 D0=。這是我三年工作順利完成的基礎。 K)，甚至在 689 W/(m2聚合釜的材質有復合鋼板、全不銹鋼和搪瓷三種。因此，必須進行能量衡算 。 2500= 108kg247。在實際生產中，一般控制在 10 指定溫度的正負 ℃范圍內，最好是控制在正負 ℃范圍內。再經篩分、包裝后入庫 [9]。 （二） 工藝原理 氯乙烯的聚合屬于自由基型聚合反應。國產牌號分為 SG疏松型（“棉花球”型）樹脂； XJ緊密型（“乒乓球”型）樹脂。 主要用途：用作塑料原料及用于有機合成，也用作冷凍劑等。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、 雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。 2021年我國 PVC生產能力約為 972萬噸，產量為 920萬噸，凈進口量達 151萬噸，消費年增長率在 ％左右。在確定聚氯乙烯生產工藝的基礎上進行了物料衡算，熱量衡算，設備選型等。確定了設備反應時所 具備的相關條件后，并對流程中主要設備聚合釜進行了物料衡算，計算出設備反應時各物料的進量和相關參數，得出了一種合理簡便的生產聚氯乙烯方法，從而對以后的生產具有重要意義。電絕緣性優良，一般不會燃燒，但在火焰上能燃燒并放出 HCl，若離開火焰即自熄，是一種“自熄性”、“難燃性”物質。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質板材。 1．生產方法的介紹 （ 1）本體聚合法：一般采用“兩段本體聚合法”，第一段稱為預聚合，采用高效引發劑，在 62～ 75℃下 ，強烈攪拌，使氯乙烯聚合的轉化率為 8%時，輸送到另一臺聚合釜中，再加入含有低效引發劑的等量新單體，在約 60℃溫度下，慢速攪拌，繼續聚合至轉化率達 80%時，停止反應。是目前各種聚合方法中產量最少的一種方法 [7]。未聚合的氯乙烯單體經泡沫捕集器排入氯乙烯氣柜，循環使用。 （ 3）分散劑 工業上常以纖維素類（如羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素等）和醇解度 75％～ 90％的聚乙烯醇為主分散劑，以非離子山梨糖醇，如一月桂酸酯、一硬脂酸酯、三硬脂酸酯等為助分散劑，兩者進行復合使用效果也很好。 已知：氯乙烯的轉化率為 90%，且年產聚氯乙烯為 20 萬噸。 108kg) 100%=% （ 7） 計算摩爾分數 設 XF、 XD、 XW 分別為 氯乙烯原料、塔頂出料、塔底出料的摩爾分數 ， 已知氯乙烯的摩爾質量為 M0=, 聚氯乙烯的摩爾質量為 M1取 8 104kg/mol，則： XF=ω/M0247。℃ ) 2Cp =()+(15/)+()= KJ/(Kg當釜的容積小于30m2時，傳熱面積是主要矛盾，因此 L/D應大些；當釜的容積大于 30m2時，攪拌器是主要矛盾，因此 L/D應小些。 19 參考文獻 [1] 陳煥之 ． 聚氯乙烯技術與市場 [D]． 湖南化工 ， 1987,4(l):41～ 42. [2] 國家醫藥管理局上海醫藥研究院 ． 化工工藝設計手冊 [M]． 2 版 ． 北京 ： 化學工業出社 ， 2021:1～ 218. [3] 汪麗 ， 宋軍 ． 影響聚氯乙烯質量的因素研究 [J]． 國外油田工程 ， 2021,17(1):7～10. [4] 周鎮江 ． 輕化工工廠設計概論 [M]． 北京 ： 中國輕工業出版 ， 2021:14～ 57. [5] 徐國敏 ， 秦舒浩 ， 魯圣軍 ， 張凱舟 ， 何力 ． PVC 的環境問題 [J]． 聚氯乙烯 ． 2021. [6] 劉容德 ， 李靜 ， 桂俊杰等 ． HPVC 與普通 PVC 加工性能比較 [J]． 聚氯乙烯 ． 2021. [7] 李述文 ， 范如霖 ． 實用有機化學手冊 [M]． 上海 ： 上海科技出版社 ． 2021. [8] 廖建綱 ． 高表觀密度聚氯乙烯樹脂的合成 [D]． 浙江大學 ， 2021. [9] 姚玉英 ． 化工原理 ． 上冊 [M]． 天津 ： 天津大學出版社 ， 2021:229. [10] 袁鳳隱 ． 壓力容器與化工設備實用手冊 [M]． 北京 ： 化學工業出版社 ， 2021:185～189. [11] 譚蔚 ． 化工設備設計基礎 [M]． 天津 :天津 大學出版社 ， 2021:75～ 78