【正文】 現(xiàn)象，可采用高壓（～）水沖洗法清洗。因此需要加入水溶性碳酸鹽、磷酸鹽、醋酸鈉等物質(zhì)作為緩沖來調(diào)節(jié)pH值。其水的用量與樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，緊密型樹脂（以吸膠為分散劑）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）單體與水的質(zhì)量比為1：1～1：。（3） 分散劑 工業(yè)常用分散劑主要有明膠、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素和苯乙烯順丁烯二酸酐等。它們既可以單獨使用，也可以兩種或兩種以上引發(fā)活性不同的引發(fā)劑復(fù)合使用，引發(fā)劑復(fù)合使用的效果比單獨使用更好，可另反應(yīng)速度更均勻，操作更加穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量好，同時加強了反映的安全性。所以生產(chǎn)原料對聚氯乙烯（PVC）質(zhì)量很重要。聚氯乙烯（PVC）由氯乙烯單體通過自由基聚合而成，聚合度n一般在50020000范圍內(nèi)，其分子結(jié)構(gòu)式如下：氯乙烯的懸浮聚合是生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC）的主要方法，這種方法具有操作簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)效益好，用途廣泛等特點，比較適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。聚合時所采用的引發(fā)劑為油溶性的偶氮類、有機(jī)過氧化物類和氧化還原引發(fā)體系。表13 原、輔料規(guī)格序號名稱含量％1乙烯2丙烯3乙炔4丁二烯5１丁烯３炔06二氧化合物7水8HCl0去離子水規(guī)格見下表。這種溶液聚合反應(yīng)生產(chǎn)的共聚物純凈、均勻，具有獨特的溶解性和成膜性。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應(yīng)熱由單體回流冷凝帶出。乳液法聚合的配方復(fù)雜，產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑，十二烷基硫醇作調(diào)節(jié)劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合釜經(jīng)多次使用后要除垢。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制。聚合后，物料流入單體回收罐或汽提塔內(nèi)回收單體。懸浮法(主要是水相懸浮法)生產(chǎn)的氯化聚氯乙烯（PVC）為非均質(zhì)產(chǎn)品,溶解度相對于溶液法產(chǎn)品低,但熱穩(wěn)定性高,主要用于制造管材、管件、板材等[4]。型號中各字母的意思：X懸浮法；S疏松型；J緊密型； 。懸浮法聚氯乙烯是目前產(chǎn)量最大的一個品種，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。 聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)品的分類和命名 聚氯乙?。≒VC）產(chǎn)品分類根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，PVC可分為：通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂、交聯(lián)PVC樹脂。 聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景聚氯乙烯（PVC）廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、電力電訊、包裝業(yè)等各個領(lǐng)域。加工可分為各組分的混合、塑化及成型加工三個步驟。其生產(chǎn)方法有兩種：（A） 溶液氯化法將聚氯乙烯溶于氯苯或四氯乙烷，在襯鋁或搪瓷的反應(yīng)釜中，于光或自由基引發(fā)下，攪拌并通入氯氣，在70℃下氯化，氯化過的氯化聚氯乙烯溶液經(jīng)水析、水洗、過濾、干燥即得白色絮狀顆粒成品。白色或淡黃紫色粉末，溶解性比聚氯乙烯好，能溶于丙酮、氯苯、二氯乙烷和四氯乙烷，耐熱性比聚氯乙烯高20～40℃，耐寒性比聚氯乙烯約低25℃，不易燃燒，耐氣候、耐化學(xué)藥品及耐水性均優(yōu)，可以用擠出法生產(chǎn)管材,主要作熱水上水管使用。聚氯乙烯與丁腈橡膠，氯化聚乙烯或 ABS樹脂共混，也可以顯著改善韌性，耐寒性和加工性。用聚丙烯酸酯與氯乙烯的接枝共聚物。(C) 丙烯 氯乙烯或乙烯－氯乙烯共聚物丙烯含量約10%的共聚物，用于吹塑成型和注射成型等。(B) 氯乙烯 偏二氯乙烯共聚物美國陶氏化學(xué)公司在30年代就研制成功了偏二氯乙烯含量在50%以上的氯乙烯共聚物，商品名莎綸B(Saran B)這種共聚物耐老化，耐臭氧，機(jī)械性能好，能溶于四氫呋喃、環(huán)己酮及氯苯等有機(jī)溶劑，溶液具有較好的粘合性與成膜性。 聚氯乙烯（PVC）改性品種聚氯乙烯（PVC）性脆，熱穩(wěn)定性差，不易加工。另外，聚氯乙烯（PVC）具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和彈性。工業(yè)生產(chǎn)的聚氯乙烯（PVC）分子量一般在5萬～12萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；聚氯乙烯（PVC）無固定熔點，80～85℃時開始軟化，130℃時轉(zhuǎn)變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～180℃時則開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。鑒于知識和實際經(jīng)驗所限，設(shè)計難免存在欠缺，懇請批閱老師批評指正。結(jié)合所選擇的生產(chǎn)工藝方案和產(chǎn)品生產(chǎn)實際情況，進(jìn)行了有關(guān)物料和熱量平衡的計算。其再加工產(chǎn)品在全球不同領(lǐng)域都有著非常廣泛的應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，本設(shè)計進(jìn)行了年產(chǎn)10萬噸聚氯乙烯（PVC）工藝的設(shè)計。安排每日三班次，每班8小時的生產(chǎn)強度，設(shè)計可達(dá)到日產(chǎn)303噸年產(chǎn)達(dá)10萬噸的聚氯乙烯生產(chǎn)車間。目錄1總論 2 概述 2 聚氯乙烯（PVC）概述與應(yīng)用范圍 2 聚氯乙烯（PVC）改性品種 2 聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 2 聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)品的分類和命名 2 聚氯乙?。≒VC）產(chǎn)品分類 2 聚氯乙稀（PVC）產(chǎn)品命名 2 聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)方法[5] 2 懸浮聚合法[6] 2 乳液聚合法 2 本體聚合法 2 溶液聚合法 2 設(shè)計規(guī)模原料選擇與產(chǎn)品規(guī)格 2 2 2 22工藝設(shè)計與計算 2 工藝原理 2 工藝條件影響因素 2 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影響因素 2 工藝路線選擇 2 工藝路線選擇原則 2 懸浮法聚氯乙烯（PVC）工藝流程具體工藝路線 2 工藝流程示意圖 2 工藝配方與工藝參數(shù) 2 工藝配方（質(zhì)量份）： 2 工藝參數(shù)： 2 物料衡算 2 物料衡算的方法與步驟 2 物料衡算 2 2 熱量衡算的意義和作用 2 熱量衡算 23設(shè)備選型 2 選型原則 2 關(guān)鍵設(shè)備選擇與計算 2 傳熱元件計算 2 攪拌器的選擇 2 關(guān)鍵設(shè)備選用 2 其它設(shè)備選擇 2 關(guān)鍵設(shè)備一覽表 24車間布置設(shè)計 2 車間設(shè)備布置原則 2 車間設(shè)備平面布置原則 2 車間設(shè)備立面布置原則 2 車間操作人員安排 2 車間平面布局圖 25 非工藝設(shè)計 2 環(huán)境保護(hù) 2 公用工程 2 供水 2 供電 2 供暖 2 通風(fēng) 2致 謝 2參考文獻(xiàn) 21總論 概述 聚氯乙烯（PVC）概述與應(yīng)用范圍聚氯乙烯簡稱PVC，是由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯（PVC）有較好的機(jī)械性能，抗張強度60MPa左右，沖擊強度5～10kJ/m2，有優(yōu)異的介電性能但對光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長時間陽光曝曬，就會分解而產(chǎn)生氯化氫并進(jìn)一步自動催化分解，引起變色其物理機(jī)械性能也迅速下降，在實際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。聚氯乙烯（PVC）可通過模壓成型、層合成型、注塑成型、擠塑成型、壓延成型、吹塑中空成型等方法進(jìn)行加工，所以聚氯乙烯（PVC）制品廣泛用工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、電子電氣、交通運輸、電力、電訊通信業(yè)、包裝業(yè)等各個領(lǐng)域。為了改善其性能，增加品種，可進(jìn)行改性，改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等。用這種共聚物制得的薄膜無毒、透明，具有極低的透氣性與透濕性，是極好的食品包裝材料。與氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物相比，加工溫度較低、且與熱分解溫度間隔大，熔體流動性好，無毒，透明。在西歐，接枝共聚物已有逐步取代相應(yīng)的共混物的趨勢。與甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（見聚苯乙烯）的共混物，不僅沖擊強度高，而且可以得到透明制品。氯化聚氯乙烯的溶液有良好的粘合性、成膜性和成纖性，可用于膠粘劑、清漆和紡絲。此法操作和設(shè)備均較簡單，但氯化時間較長。樹脂與按配方添加的各種助劑配合時，可用捏和機(jī)或高速攪拌混合機(jī)均勻混合，再經(jīng)擠出機(jī)塑化、切粒，即得到塑化好的粒料。2010年我國聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)能力約為1200萬噸，產(chǎn)量為1100萬噸，凈進(jìn)口量達(dá)近200萬噸，％左右。通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂；交聯(lián)PVC樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹脂。[3]表11 不同合成方法制得聚氯乙烯（PVC）產(chǎn)品特性比較生產(chǎn)方法特性懸浮聚合法不含金屬離子，有良好的電絕緣性及熱穩(wěn)定性乳液聚合法顆粒較細(xì)，含雜質(zhì)較多，電絕緣性及熱穩(wěn)定性不及懸浮法本體聚合法含雜質(zhì)極少純度高。[4]表12 國產(chǎn)懸浮法聚氯乙烯的特性產(chǎn)品型號絕對黏度mPa 懸浮聚合法[6]使單體呈微滴狀懸浮分散于水相中，選用的油溶性引發(fā)劑則溶于單體中，聚合反應(yīng)就在這些微滴中進(jìn)行，聚合反應(yīng)熱及時被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩(wěn)定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。然后流入混合釜，水洗再離心脫水、干燥即得樹脂成品。樹脂的質(zhì)量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質(zhì)含量及粉末自由流動性等性能來表征。以聚乙烯醇和纖維素醚類等為懸浮穩(wěn)定劑制得的聚氯乙烯（PVC）一般較疏松，孔隙多，表面積大，容易吸收增塑劑和塑化。聚合方法有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種。 本體聚合法聚合裝置比較特殊，主要由立式預(yù)聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構(gòu)成。此法生產(chǎn)過程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本也較低。在本設(shè)計中，采用傳統(tǒng)懸浮聚合法生產(chǎn)聚氯乙烯。表14 去離子水的規(guī)格序號項目數(shù)值1導(dǎo)電率/2pH值3氧含量,％4硬度05SiO2,％06SO3,％7氯,％08蒸發(fā)殘留物％0產(chǎn)品及副產(chǎn)品規(guī)格見下表。其反應(yīng)迅速并且同時會放出大量的反應(yīng)熱。在樹脂質(zhì)量上，用懸浮聚合生產(chǎn)的聚氯乙烯（PVC）樹脂的孔隙率提高了300%以上，%%以下。氯乙烯中雜質(zhì)的含量應(yīng)盡可能低一些，其中脫鹽水PH值最好近乎中性，導(dǎo)率應(yīng)小于2um/cm。引發(fā)劑的用量可以采用下式進(jìn)行估算后，再通過少量實驗進(jìn)行微量調(diào)整，其計算公式如下： I（％）=NrM104/[1exp()式中： I：工業(yè)上引發(fā)劑用量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），％；Nr：引發(fā)劑理論消耗量，等于（）mol/tpvc)；用AIBN時,；用DCPD、EHP等過氧化二碳酯時，；M：引發(fā)劑的相對分子質(zhì)量；t：聚合時間/h；t1/2：引發(fā)劑分解半衰期/h。工業(yè)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％的聚乙烯醇作為主分散劑，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）作為輔助分散劑，也可兩者進(jìn)行復(fù)合使用。（5） 系統(tǒng)中的氧由于氧對聚合有緩聚和阻聚作用，在單體自由基存在下，氧能與單體作用生成過氧化高聚物[CH2CHCLOO]n，此物質(zhì)易水解行成酸類物質(zhì)破壞懸浮液和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，因此從聚合角度以及安全角度考慮，應(yīng)將各種原料中的氧和系統(tǒng)中的氧完全清除干凈。（B） 防黏釜劑 在氯乙烯的懸浮聚合中，存在黏釜現(xiàn)象，不但影響聚合的傳熱，也影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，而且人工清釜勞動強度大，會影響到工人健康，所以應(yīng)采用一定措施防止黏釜現(xiàn)象的產(chǎn)生。（C） 泡沫抑制（消泡劑） 消泡劑在此選用鄰苯二甲酸二丁酯或（未）飽和的C6～C20羧酸甘油酯。（B） 聚合壓力 在反應(yīng)溫度下，氯乙烯有一定的蒸汽壓力，只有在聚合末期，大最單體聚合后，其蒸氣壓力才會有一定程度的下降[6