【正文】 。 22 熱量衡算 23 第四章 設(shè)備選型 24 聚合工段的主要設(shè)備（聚合釜）的特點(diǎn) 24 聚合釜釜體及筒體厚度設(shè)計(jì) 26 參數(shù)確定 26 釜體設(shè)計(jì) 27 筒體厚度設(shè)計(jì) 28 攪拌器的選型 29 附錄一 30 附錄二 31 致謝 32 參考文獻(xiàn) 33 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 摘要 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 16 萬 噸聚氯乙烯 聚合 工段的初步工藝設(shè)計(jì) 。 聚氯乙烯 (簡稱PVC)是氯乙烯單體 (簡稱 VCM)聚合而成的高分子化合物， 是一種熱塑性塑料。 在我國宏觀經(jīng)濟(jì)向好、國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、 國內(nèi)需求旺盛特別是房地產(chǎn)和汽車行業(yè)的快速增長等因素的推動(dòng)下，我國聚氯乙烯 (PVC)工業(yè)繼續(xù)保持著快速增長的勢頭。 本設(shè)計(jì)簡單介紹了 聚氯乙烯 的性質(zhì)和主要用途 ，產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)狀況，以及其市場預(yù)測。闡述了聚氯乙烯在生產(chǎn)生活中的顯著作用和重要地位。原料的組成和性質(zhì)，聚合工段的聚合方法及聚合原理確定了其生產(chǎn)工藝流程。在生產(chǎn)工藝確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算及設(shè)備選型。 關(guān)鍵詞： 聚氯乙烯 聚合方法 氯乙烯 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 緒論 聚氯乙烯的性能和用途 聚氯乙烯的 性能 聚氯乙烯 (polyvinylchloride,簡稱 PVC)是氯乙烯單體 (簡稱 VCM)聚合而成的高分子化合物 ,它的結(jié)構(gòu)式是 : — [CH2— CH]n— ︱ Cl 式中 n表示平均聚合度 .聚合度 n可用反應(yīng)溫度及聚合分子量調(diào)節(jié)劑進(jìn)行控制 ,國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的通用聚氯乙烯樹脂平均聚合度通常控制在 650～ 1785。由于高分子主鏈上引入氯原子 ,使其高分子結(jié)構(gòu)不同于聚乙烯 ,并 具有一系列獨(dú)特的性能。其主要物化數(shù)據(jù)如下。 外觀：白色粉末 分子量： 3684093750 相對密度（比重）： 表觀密度： 熱容： ℃（ 0100℃） 導(dǎo)熱系數(shù)： m℃ 顆粒直徑：通常緊密型樹脂 30100μ m 疏松型樹脂 60150μ m 折射率 n= 軟化點(diǎn) 7580℃ 熱分解點(diǎn)： 100℃開始降解放出氯化氫 基本性能 聚氯乙烯簡稱（ PVC），由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，具有價(jià)格 便宜、難燃自熄、抗化學(xué)藥品性能好 （耐濃鹽酸、濃度為 90％的硫酸、濃度為 60％的硝酸和濃度 20％的氫氧化鈉） 、電絕緣性能好、耐磨、消聲消震、較好的強(qiáng)度、氣缸性好及材料來源廣泛 （石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）等特點(diǎn)。 PVC 溶解性很差，只能溶于少數(shù)溶劑，另外， PVC 本身無害，如果采濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 用無毒的增塑劑、穩(wěn)定劑等輔助材料制成的制品，對人畜均無害。 主要物理性質(zhì) PVC 系高分子化合物，是一種無定形結(jié)構(gòu)的熱塑性塑料。它具有一般非晶態(tài)線性高聚物的 3 種熱力學(xué)狀態(tài)，即玻璃態(tài) 、 高彈態(tài)和黏流態(tài)，玻璃化溫度一般為 75~85℃。在 紫外光照射下，硬 PVC 產(chǎn)生淺藍(lán)或白色的熒光。 PVC 的物理機(jī)械性能取決于樹脂的相對分子質(zhì)量、增塑劑及填料的含量，樹脂的相對分子質(zhì)量越大，則機(jī)械性能、耐寒性、熱穩(wěn)定性越高，但加工溫度也越高，成型比較困難；樹脂的相對分子質(zhì)量低，則與上述相反。 主要化學(xué)性質(zhì) PVC 對多數(shù)無機(jī)酸和堿是穩(wěn)定的，受熱不穩(wěn)定而被分解釋放出 HCl。 PVC的溶解性與相對分子質(zhì)量大小及聚合方法有關(guān)。一般來說，溶解度隨著聚合體分子的增加而減小。 PVC 在火焰上能燃燒并放出 HCl，但離開火焰立即自熄。難燃性和自熄性是 PVC 的最大特點(diǎn)。 聚氯乙烯的用途 PVC 用途 1 型材 異型材 型材、異型材是我國 PVC 消費(fèi)量最大的領(lǐng)域，約占 PVC 總消費(fèi)量的 25％左右，主要用于制作門窗和節(jié)能材料，目前其應(yīng)用量在全國范圍內(nèi)仍有較大幅度增長。 2 管材 PVC 管材是 PVC 第二大消費(fèi)領(lǐng)域，約占其消費(fèi)量的 20％左右。在我國， PVC 管較聚乙烯（ PE）管和聚丙烯（ PP）管開發(fā)早，品種多，性能優(yōu)良，使用范圍廣，在市場上占有重要位置。 3 薄膜 PVC 薄膜是 PVC 第三大消費(fèi)領(lǐng)域，約占其消費(fèi)量的 10％左右。利用壓延機(jī)可將 PVC 制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜， 用這種方法生產(chǎn)的薄膜稱為壓延薄膜。也可以將 PVC 的粒狀原料利用吹塑成型機(jī)吹制成薄膜，用這種方法生產(chǎn)的薄膜稱為吹塑薄膜。薄膜的用途很大，可以通過剪裁、熱合方法加工成包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以建造溫室和塑料大棚，或者用作地膜。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 4 硬材和板材 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、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用 PVC 焊條用熱空氣焊接成各 種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。 5 一般軟質(zhì)品 利用擠出機(jī)可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機(jī)配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。 6 包裝材料 PVC 制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。 PVC 容器主要生產(chǎn)礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。 7 護(hù)墻板 地板 PVC 護(hù)墻板主要用于取代鋁制護(hù)墻板。 PVC 地板磚中除一部分 PVC樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應(yīng)用在機(jī)場候機(jī)樓地面和其它場所的堅(jiān)硬地面。 8 日用消費(fèi)品 在我們 的日常生活領(lǐng)域中處處可見到 PVC 產(chǎn)品。 PVC 被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運(yùn)動(dòng)制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護(hù)設(shè)備的皮帶。服裝用 PVC 織物一般是吸附性織物 (不需涂布 )，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。 PVC還用于許多體育娛樂品，如玩具、唱片和體育運(yùn)動(dòng)用品。 聚氯乙烯的生產(chǎn)狀況與市場預(yù)測 聚氯乙烯生產(chǎn)與消費(fèi)狀況 聚氯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀 2021 年世界 PVC 生產(chǎn)能力達(dá)到 3267 萬 t/a。美國、日本、中國（大陸）、德國、法國、中國臺(tái)灣省是 PVC 生產(chǎn)能力較大的國 家和地區(qū)。北美約占 %，西歐約占 %，日本約占 %，除日本以外的亞洲國家和地區(qū)約占 %，其他地區(qū)約占 %。產(chǎn)量達(dá)到 2616 萬 t，開工率 80%左右。世界聚氯乙烯產(chǎn)量中約 95%是以乙烯為原料生產(chǎn)的，其余是以乙炔為原料，以乙炔為原料的PVC 生產(chǎn)國主要有俄羅斯、波蘭、南非和我國。北美、西歐和亞洲等地區(qū)的聚濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 氯乙烯發(fā)展情況各不相同 ,其中 ,亞洲聚氯乙烯增長最快 ,其次是北美 ,西歐聚氯乙烯增長率低于世界平均增長率。各地區(qū)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)量見下表 11。 表 11 世界各地區(qū) PVC 的供需情況（萬 t） 地區(qū) 能力 產(chǎn)量 進(jìn)口 出口 消費(fèi)量 北美 拉丁美 西歐 亞洲 東歐 非洲 中東 澳洲 合計(jì) 聚氯乙烯世界消費(fèi)狀況 2021 年，世界 PVC 消費(fèi)量約 2641 萬 t，其中北美約占 %，西歐%，日本 %，亞洲其他國家和地區(qū) %，其他地區(qū) %。自 1996年以來，日本 PVC 的消費(fèi)量有所下降。世界 PVC 的消費(fèi)年均增長率約為 34%。在 PVC 消費(fèi)中軟制品約占總消費(fèi)量的 3035%， 用量最大的是膜和片；硬制品約占總消費(fèi)量的 6065%，用量最大的是管材和管件。今后 PVC 硬制品的比例逐步擴(kuò)大。硬制品的發(fā)展將以復(fù)合材料、摻混材料及其它適應(yīng)建材市場要求的制品為主。軟制品則仍以電線電纜、包裝材料和壁紙為主，向無毒、低增塑劑方向發(fā)展。 國內(nèi) PVC 生產(chǎn)情況 2021 年以來，我國聚氯乙烯行業(yè)發(fā)展速度驚人，新建、擴(kuò)建項(xiàng)目紛紛上馬，產(chǎn)能迅速擴(kuò)大， 2021～ 2021 年，我國聚氯乙烯產(chǎn)能年均增長率達(dá) 25%，但從 2021 年起，產(chǎn)能增速呈現(xiàn)放緩趨勢。 2021 年，我國聚氯乙烯產(chǎn)能達(dá) 1208萬噸／年， 同比增長 %，其中電石法產(chǎn)能達(dá) 1000 萬噸，其余是乙烯法PVC； 2021 年 PVC 產(chǎn)能為 1581 萬噸 /