【正文】 位居世界前列。 1 總 論 PVC 的作用及發(fā)展 聚氯乙烯簡介 聚氯乙烯是一種無毒、無 臭的白色粉末，它的化學穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。 本 設計是以對年產能力為 萬噸聚氯乙烯（ PVC）聚合干燥工序的 初步設計，以神馬正華化工廠為理論資料，并收集有關的化工設計資料作參考，按畢業(yè)設計大綱和設計任務書的要求進行設計。在設計過程中，根據設計任務書的要求，進行了物料衡算和能量衡算，同時對聚氯乙烯生產過程中的安全注意事項及 “ 三廢 ” 治理作了相關說明。 關鍵詞 ：聚氯乙烯 懸浮聚合工藝 干燥 單體 生產工藝； Abstract： The design for an annual output of 75,000 tons of PVC dry polymerization processes of the preliminary design. In the design of brochures, a brief introduction of the PVC production status, trends, performance and the main purpose of the current PVC also introduced the four mon industrial polymer production methods. And a parison, final Determined to suspension polymerization as a polymerization technology production methods. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, a more detailed material balance and energy balance, while the production of PVC in the process of attention to safety issues and Three wastes governance . Keywords: polyvinyl chloride suspension polymerization Dryness monomer Productive technology 5 前言 ： 聚氯乙烯 是由 氯乙烯單體均聚或與其他多種單體共聚而制得的合成樹脂，聚氯乙烯再配以增塑劑、穩(wěn)定劑、高分子改進劑、填料、偶聯劑和加工助劑 ，經過提煉、塑化、成型加工成各種材料。此次設計旨在理論學習 的基礎上，結合生產實踐，熟悉工藝流程、生產方案的選擇等。除少數有機溶劑外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、 90%以下的硫酸、 5060%的硝酸及 20%以下的少見，對于鹽類亦相當穩(wěn)定： PVC 的熱穩(wěn)定性和耐光性較差，在 140℃以上即可開始分解并放出氯化氫氣體，致使 PVC 變色。到 2021 年，經過購并和重組，聚氯乙烯行業(yè)有 100 萬噸 /年 “ 航母級 ” 生產企業(yè)問世，我國聚氯乙烯產業(yè)進入了 “ 巨頭 ” 爭霸的時代 [1]。加大結構調整力度，實現集約化經營是聚氯乙烯工業(yè)生產發(fā)展的大趨勢。 意義與作用 PVC 是國內外高速發(fā)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，居第二位。其輕質品可制成薄膜用以制作雨披、臺布、包裝材料以及農膜，還可制成人造革、電線、電纜等的絕緣層 [3]。電絕緣性優(yōu)良，一般不會燃燒，在火焰上能燃燒并放出 HCl，但離開火焰即自熄，是一種 “ 自熄性 ” 、 “ 難燃性 ” 物質。 聚氯乙烯由氯乙烯單體通過自由基聚合而成，聚合度 n一般在 50020210 范圍內，其分子結構式如下： 從產品分類看， PVC 屬于三大合成材料 (合成樹脂、合成纖維、合成橡膠 )中的合 8 成樹脂類，其中包括五大通用樹脂，聚乙烯 PE、聚氯乙烯 PVC、聚丙烯 PP、聚苯乙烯 PS、 ABS 樹脂。 乳液聚合： 乳液聚合是生產糊樹脂的方法，通常采用水溶性引發(fā)劑 （ H2O2 或 K2S2O8 等）把氯乙烯單體、水溶性物質、水、乳化劑及非離子型表面活性劑加入集合釜中進行聚合反應。 主要原料規(guī)格及技術指標 1． 聚氯乙烯配方： 表 2 聚氯乙烯生產配方 [5] 原 料 名 稱 相對分子質量 摩 爾 比 質 量 /kg 投 料 量 /kg 氯乙烯 100 軟水 200 聚乙烯醇 IPP（引發(fā)劑） 103 抗魚眼劑 由于用量較少，故可忽略不計 防粘釜劑 丙 酮 縮氨 基硫 脲 （終 止劑） 2． 聚氯乙烯 懸 浮聚合操作周期： 表 3 聚氯乙烯生產操作周期 [5] 操 作 時 間 （ h） 水相加料 11 抽真空 加 VCM 加熱至 60℃ 1 持溫聚合 7 回收單體 1 出料 清釜 合 計 12 3． 相 關 技 術 指 標 表 4 聚氯乙烯生產相關技術指標 [5] 項目內容 技術指標 項目內容 技術指標 聚合物處理損失率 2% 聚合率 83% 水相及聚氯乙烯 溶液中溶解 VC 量 3% 氯乙烯單體純度 % 聚合物含水量 % 聚合度 700 4． 相 關 控制指 標 ： 表 5 聚氯乙烯生產相關控制指標 [6] 項目內容 技術指標 項目內容 技術指標 新鮮單體貯槽 液位 30~70% 回收單 體貯槽 液位 ≤70% 壓力 ＜ 溫度 0~30℃ 溫度 ＜ 25℃ 壓力 0~ MPa 無離子水貯槽 液位 60~80% 循環(huán)水總管 壓力 溫度 ＜ 35℃ 溫度 ≤30℃ 分散劑 壓力 引發(fā)劑 壓力 聚合釜 溫度 ≤60℃ 循環(huán)水 壓力 壓力 ≤1MPa 溫度 ≤30℃ 12 2 工藝設計與計算 工藝 流程簡介 懸浮聚合過程是向聚合釜中加入無離子水和懸浮劑，加入引發(fā)劑后密封聚合釜， 真空脫除釜內空氣和溶于物料中的氧，然后加入單體氯乙烯之后開始升溫、攪拌、反應開始后維持溫度在 50℃ 左右， 壓力 ，當轉 化率 達 到 70%左 右開始 降壓 ，在 壓力 降至 時 即可停止反 應 。反之， 則生 成 緊 密型 樹 脂 [7]。 樹 脂 懸 浮 液進 入沉析槽后， 回收單 體氯乙烯。1000247。塔底液體含乙炔 XW=%（可忽略不計） (1)進料各組分的量： C2H3Cl: ( kmol) C2H4Cl2: () C2H2: ( kmol) (2)溜出液： C2H2: C2H3Cl: 247。℃ M=2640%+60%= kg/mol tw=40℃ 下： CC2H3Cl= kJ/kmol℃ 20℃ 時 ， C2H3Cl的蒸發(fā)潛熱為 ： r1=（近似為平均蒸發(fā)潛熱） （ 1） 原料液帶進的熱量： QF=(++)30= （ 2） 塔頂以 0℃ 為基準， 0℃ 時塔頂上升蒸汽的熱量： QV=VCPtp+VrM=20+= （ 3） 塔底產品帶出的熱量： QW=△ t=(+) 40= （ 4） 回流液帶進的熱量： C C2H2= kJ/kmol T 平均 =（ 3712） /2=℃ 查表得 40%鹽水的比熱容： C 鹽水 =(kg℃ ) )()3712( )12 kgttC Qm c ??????? （鹽水 進口水由轉化器的循環(huán)水再利用 加熱水進口溫度： 99℃ 。℃ C C2H4Cl2= kJ/kmol℃ tF=35℃ 下： CC2H3Cl= kJ/kmol℃ Cp=%+%= kJ/kmol 提高化工行業(yè)的安全性主要 從兩方面著手：在硬件方面，提高設備的可靠性；在軟件方面，加強現代化的安全管理。 從生產的角度看，工業(yè)安全有兩個側面。急性健康危害容易引起人們的重視，慢性健康危害卻常常被人們忽視 [8]。 （ 4）所有盛裝易燃易爆物料的設備和運輸管道，均應有良好的靜電接地裝置，接地總電阻不得大于 4 歐姆，廠房和裝置的避雷裝置應保持良好，不得損壞，每年要檢測校驗一次，接地線的測試由動力廠負責，檢測記錄應報生產單位和生產機動部、安環(huán)質檢部各一份，以備待查。 21 ② 物料管道等斷開并堵盲板，切斷物料等。 ⑤ 外面應留一人監(jiān)護，監(jiān)護人應高 度負責，不得隨意離開崗位。 （ 11）系統(tǒng)設備管