年產(chǎn)20萬噸聚氯乙烯合成工段的設(shè)計(jì)-wenkub.com

　 　

【正文】 這是我三年工作順利完成的基礎(chǔ)。在此我謹(jǐn)致以崇高的敬意和衷心的感謝。 本設(shè)計(jì)在很多方面都只是進(jìn)行了粗淺的設(shè)計(jì)，在一些細(xì)節(jié)技術(shù)的處理上因?yàn)閷W(xué)識(shí)的不夠，并沒有進(jìn)行深入的探討，要進(jìn)一步完善該工藝、進(jìn)一步提高工藝的經(jīng)濟(jì) 18 性，希望從以下兩個(gè)方面來取得突破： 第一，結(jié)合工藝指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算出了更加經(jīng)濟(jì)和合理的工藝條件； 第二，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行全局優(yōu)化布置，提高能源的綜合利 用。即：容積 V=，換熱面積 A=，釜高 H=，釜內(nèi)徑 D0=。 K)，甚至在 689 W/(m2一般用單位體積的傳熱面積，即比傳熱面積 A/V(m2/m3)表示。 高徑比的大小不僅影響釜的傳 熱面積，還影響攪拌器的安裝。 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(gè)：一是增大傳熱面積；二是提高傳熱系數(shù)；三是增大傳熱溫度差。聚合釜的材質(zhì)有復(fù)合鋼板、全不銹鋼和搪瓷三種。設(shè)計(jì)中所選用的設(shè)備不但技術(shù)性能要可靠，設(shè)備材質(zhì)也要可靠。 15 聚乙烯 聚乙烯 25 ℃ 水 水 58℃ 引發(fā)劑和助劑 引發(fā)劑和助劑 圖 4 熱量衡算圖 1Cp =(100/)+()= KJ/(Kg 2．熱量衡算 在解決實(shí)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(shè)備和物料的熱量； Q3— 各種熱效應(yīng)，如反應(yīng)熱，溶解熱等； Q4— 各股物料帶走的熱量； Q5— 消耗在加熱設(shè)備上的熱量； Q6— 熱損失； 其中：水的比熱為 (Kg因此，必須進(jìn)行能量衡算 。 [(1ω) /M0＋ ω/M1] =()/247。 M=( 108kg247。 25000= 108kg247。 2500= 108kg247。 由（ 2） 計(jì)算可得氯乙烯的質(zhì)量為 108kg 和原料的配比（質(zhì)量份 ： 單位 /kg）可以計(jì)算出 m m m m m5的質(zhì)量。 配料的比（質(zhì)量份）如表 6 所示： 表 6 配料的比（質(zhì)量份） 去離子水 100 氯乙烯 50～ 70 懸 浮劑 (聚乙烯醇 ) ～ 引發(fā)劑 (過氧化二碳酸二異丙酯 ) ～ 緩沖劑 (磷酸氫鈉 ) 0～ 消泡劑 (鄰苯二甲酸二丁酯 ) 0～ （ 2） 計(jì)算氯乙烯的質(zhì)量 設(shè)原料氯乙烯的質(zhì)量為 m/kg。 （ 2）確定衡算范圍 在物料衡算中，為了便于計(jì)算，常采用劃定衡算范圍的方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般控制在 10 指定溫度的正負(fù) ℃范圍內(nèi)，最好是控制在正負(fù) ℃范圍內(nèi)。 水的用量與樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，緊密型樹脂（以吸膠為分散劑）的生產(chǎn)，單體與水的質(zhì)量比為 1:～ 1:；疏松型樹脂（以聚乙烯醇為分散劑）的生產(chǎn)，單體與水的質(zhì)量比為 1:1～ 1:。 （ 2）引發(fā)劑 多用有機(jī)過氧化物和偶氮類引發(fā)劑，其中有機(jī)過氧化物為過氧化二碳酸的引發(fā)劑復(fù)合使用，復(fù)合使用的效果比單獨(dú)使用好，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度均勻，操作更加穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量好，同時(shí)使生產(chǎn)安全。生產(chǎn)原料對(duì)聚氯乙烯質(zhì)量很重要。再經(jīng)篩分、包裝后入庫 [9]。 堿處理的目的：破壞殘存的引發(fā)劑、分散劑、低聚物和揮發(fā)性物質(zhì)，使其變成能溶于熱水的物質(zhì)，便于水洗清除。因?yàn)榫勐纫蚁┝５氖杷沙潭扰c泄壓膨脹的壓力有關(guān)，所以要根據(jù)不同要求控制泄壓壓力。 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(dòng)攪拌器 ,依次將分散劑溶液、引發(fā)劑及其他助劑加入聚合釜內(nèi)。 （二） 工藝原理 氯乙烯的聚合屬于自由基型聚合反應(yīng)。 各種聚合方法的發(fā)展方向是逐步向懸浮聚合生產(chǎn)路線傾斜。此種 PVC樹脂不宜于作一般成型用，僅作為涂料、粘合劑，與乙酸乙烯酯等共聚時(shí)使用。乳液法 PVC樹脂粒徑極細(xì)，樹脂中乳化劑含量高，電絕緣性能較差，制造成本高。國產(chǎn)牌號(hào)分為 SG疏松型（“棉花球”型）樹脂； XJ緊密型（“乒乓球”型）樹脂。但聚合時(shí)操作控制難度大， PVC樹脂的分子量分布一般較寬。 （一）生產(chǎn)方案的確定 在工業(yè)化生產(chǎn)氯乙烯均聚物時(shí)，根據(jù)樹脂應(yīng)用領(lǐng)域，一般采用 4種方法生產(chǎn)，即本體聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法和溶液聚合法。生產(chǎn)方程式如下： 2CH2=CH2+Cl+1/2O2→ 2CH2=CHCl+H2O 3. 產(chǎn)品規(guī)格 產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格見表 1。 主要用途：用作塑料原料及用于有機(jī)合成，也用作冷凍劑等。在有些國家已與木門窗鋁窗等共同占據(jù)門窗的市場(chǎng)；仿木材料、代鋼建材 (北方、海邊 )；中空容器 [4]。 （ 5） PVC 硬板和板材 PVC 中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機(jī)可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或 4 樓梯扶手。無襯底的人造革則是直接由壓延機(jī)壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。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。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃ 開始分解變色，并析出 HCl[3]。K) 吸水率 ： ～ % 聚氯乙稀是一種無毒、無臭的白色粉末。預(yù)計(jì)到 2020年全球 PVC的需求量將達(dá)到 4600萬噸。 2021年我國 PVC生產(chǎn)能力約為 972萬噸，產(chǎn)量為 920萬噸，凈進(jìn)口量達(dá) 151萬噸，消費(fèi)年增長率在 ％左右。因而聚氯乙烯（ PVC） 2 制品廣泛用工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、電子電氣、交通運(yùn)輸、電力、電訊和包裝及人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。因此制定了一套后處理簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，雜質(zhì)少，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)量占聚氯乙烯的 90%的生產(chǎn)工藝流程。 目前我國聚氯乙烯市場(chǎng)的原料來源短期內(nèi)還要依靠國內(nèi)生產(chǎn)廠家供應(yīng)解決。在確定聚氯乙烯生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型等。 摘 要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 20 萬噸聚氯乙烯（ PVC）車間合成工段初步設(shè)計(jì)，生產(chǎn)方法為懸浮聚合法。 關(guān)鍵詞： 聚氯乙烯，氯乙烯，懸浮聚合法，物料衡算，熱量衡算，聚合 1 由于聚氯乙烯化學(xué)建材的需求量上升，使聚 氯乙烯管材，管件，門、窗異型材，護(hù)墻板消費(fèi)量繼續(xù)增加。入世以后，中國聚