【正文】 上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。 11 自由基聚合機理 12 打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 2 第1章 緒論 概述聚氯乙烯（PVC）籠統(tǒng)指的是具有重復單元的氯乙烯均聚物與具有少量其他共聚單體（如乙酸乙烯酯、偏氯乙烯等）的共聚物。聚氯乙烯樹脂是于1931年由德國法本公司采用乳液聚合工藝技術(shù)首先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的，隨著加工工藝技術(shù)的不斷進展，對產(chǎn)品的性能要求越來越高，特別是糊樹脂得到廣泛的應用后，世界各國對聚氯乙烯糊樹脂的生產(chǎn)工藝技術(shù)不斷進行改進。如今，世界上采用乳液聚合生產(chǎn)的樹脂，占據(jù)氯乙烯樹脂生產(chǎn)總量的10%；采用微懸浮聚合生產(chǎn)的樹脂，占據(jù)氯乙烯樹脂生產(chǎn)總量的4%。日本與韓國也經(jīng)過關(guān)停并轉(zhuǎn)，再度優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。其中聚合釜是生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的最關(guān)鍵設備，國外于聚合釜的研究開發(fā)方面經(jīng)歷追求大型化到講究高效合理化的發(fā)展過程。二是各種各種特殊材料的開發(fā)混合成分，使應用程序更加經(jīng)濟合理。作為中國消費最大的合成通用樹脂，近年來于化工、建筑、日用品等行業(yè)帶動下，聚氯乙烯的市場需求與日俱增。據(jù)不完全統(tǒng)計，2006年我聚氯乙烯產(chǎn)能達到1273萬噸，同比增加30％。從聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)分布看，由于資源條不一樣、的區(qū)差異，中國聚氯乙烯生產(chǎn)路明顯有不一樣的傾向性或的域性。在世界PVC總產(chǎn)量中均聚物也占有大約90％的比例。目前PVC在建筑領(lǐng)域中的消費量占總消費量一半以上。因此，VCM的生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中占有重要的地位。 設計內(nèi)容 確定生產(chǎn)8萬噸PVC聚合工段生產(chǎn)工藝，繪制工藝流程框圖、帶控制點的工藝流程圖。第2章 工藝路線的確定 聚氯乙烯的聚合工藝技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)聚氯乙烯時，根據(jù)樹脂的用途，一般采用四種聚合方法：懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合（含微懸浮聚合）與溶液聚合。自從聚氯乙烯裝置問世以來，聚氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)技術(shù)于基礎理論與生產(chǎn)實踐上都取得了巨大進步。本體聚合的主要技術(shù)發(fā)展：一是連續(xù)聚合法，該技術(shù)僅于研究階段，因為技術(shù)問題不易工業(yè)化；二是減輕或防止粘釜技術(shù)的研究，主要是釜壁涂布與添加助劑。因此會引起局部過熱或暴聚而影響最后的產(chǎn)物的質(zhì)量，如變色、產(chǎn)生氣泡、分子量分布寬等。 乳液聚合乳液聚合是非水溶性（或低水溶性）單體于乳化劑的攪拌作用下，于水中形成乳狀液而進行的聚合反應。乳液聚合的優(yōu)點有：用水作分散介質(zhì)、傳熱、控溫容易；黏度與聚合物分子量及聚合物含量無關(guān)，化學反應后期體系黏度仍然較低，有利于攪拌、傳熱與物料輸送，特別適合制備黏性大的橡膠類聚合物；由于特殊化學反應機理，導致聚合速率較快，產(chǎn)物分子量高，且不像其他聚合方法那樣，聚合速率與產(chǎn)物聚合度成反比規(guī)律的限制，能于提高聚合物分子量的同時又不犧牲聚合速率。前者時聚合物溶于所用溶劑，如丙烯腈于DMF中的聚合；后者時聚合物不溶于所用的溶劑，如丙烯腈于水中的聚合。因懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)易于調(diào)節(jié)品種，生產(chǎn)過程易于控制，設備與運行費用低，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)而得到廣泛的應用，因而成為諸多的生產(chǎn)工藝技術(shù)中最主要的生產(chǎn)方法。采用低溫聚合（如42~45℃），生產(chǎn)出高分子量的PVC樹脂。 SPVC品種現(xiàn)在越來越普遍，越來越廣泛的應用領(lǐng)域，除了通用樹脂，特殊用途專用于PVC樹脂制造商開發(fā)越來越多的關(guān)注，由于球形樹脂，高表觀密度建筑專用樹脂，消光樹脂，高（或超低）分子量樹脂已經(jīng)發(fā)展成為一個熱點。此外，為了進一步提高產(chǎn)量懸掛通用的質(zhì)量樹脂與特殊樹脂，以提高專業(yè)化，市場層面，國外廠商在聚合工藝技術(shù)加工技術(shù)系統(tǒng)和其他條件和材料方面的產(chǎn)品做了很多研究工作，一在聚合轉(zhuǎn)化率進一步提高，縮短聚合周期，提高了生產(chǎn)效率，而且還開發(fā)了一系列性能，易于加工專用于聚氯乙烯樹脂，如：聚合樹脂，高的高（或超低）學位堆積密度樹脂，無表皮的樹脂，放射線性樹脂，固化性樹脂，耐熱性樹脂。：單體自由基具有很高的活性，故打開單體的雙鍵形成的自由基，新的自由基活性并不衰減，繼續(xù)與其它單體化學反應生成更多的鏈的自由基。連續(xù)不斷的聚合，當達到一定程度的聚合在分子鏈中的已在單體濃度足夠長的時間逐漸減小，從而使活動受到限制，以大的分子，即，它會失去電子輸終止與其它活性分子的活性大分子氯化物化學反應。：兩個活性大分子自由基相遇時，其中一個自由基奪取另一個自由基上的氫原子而飽與，另一個高分子自由基失去一個氫原子而帶有不飽與基團，這種終止化學反應的方式叫雙基歧化終止。包括向單體的氯轉(zhuǎn)移、向溶劑鏈轉(zhuǎn)移、向引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移、向大分子。 轉(zhuǎn)化率 65％的階段。 分散在水相和氯乙烯在的下水的發(fā)生水界面發(fā)生化學反應，這一過程主要是控制的聚氯乙烯的顆粒尺寸及其分布。當轉(zhuǎn)換速率再次升高，達到約20％，由于抗移植物分散劑著色深，可以防止撞擊合并的顆粒，所得的PVC顆粒的數(shù)量保持穩(wěn)定基態(tài)的開頭，從而攪拌速度其后產(chǎn)品粒子的平線出現(xiàn)不再影響。該產(chǎn)物的平均粒徑為使用，因為它們不變化有不同的要求：土的用于生產(chǎn)軟質(zhì)PVC樹脂的系統(tǒng)要求低的約100?130μm的平均粒徑。 經(jīng)過回收處理的VCM單體儲存于VCM回收罐。軟水：常溫無離子水由界區(qū)外送至界區(qū)內(nèi)，儲存在無離子水儲槽中，這個無離子水槽能為整個裝置提供密封水，沖洗水，注入水和部分加料水。聚合釜加料的程序如下：1) 緩沖劑加料。 5) 停止加水和VCM。 9) 加入引發(fā)劑。干燥、包裝：濕物料通過沸騰干燥設備進行干燥，干燥半成品中的水，得到最終產(chǎn)品。(1)氯乙烯的蒸汽壓氯乙烯蒸汽壓力與溫度的關(guān)系見表22所示 表22 氯乙烯的蒸汽壓溫度，℃壓力，10kPa溫度，℃壓力，10kPa(2)液體氯乙烯的密度與一般液體一樣，溫度愈高，氯乙烯的密度愈小，液體氯乙烯密度見表23所示 表23 液體氯乙烯密度溫度，℃密度，gg13063520204183010284400199501060(4)氯乙烯的蒸發(fā)潛熱潛熱即蒸發(fā)或冷卻1g氯乙烯所需的熱量，見表25所示 表25 氯乙烯的潛熱溫 度, ℃潛 熱，J但一般來講，連接于雙鍵上的氯原子步態(tài)活潑，故有關(guān)雙鍵上的化學反應則比有關(guān)氯原子的化學反應多，現(xiàn)分別舉例如下。⑴總硬度影響：生產(chǎn)用脫離子水中若總硬度過高，即鈣、鎂離子過多，這不僅影響聚合體系的膠乳穩(wěn)定性，而且影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。于PVC樹脂生產(chǎn)中，多種各樣的工藝技術(shù)不一樣，水與單體比率是不一樣的。當然，若追求含固量高，則水——單體比還可以小。cm3，片狀PVA的假比重為（177。 消泡劑：采用乳化硅油為消泡劑（含30%—35%低粘度硅油）其用量16mg分子式NH4HCO3；分子量 ；含氨量≥%；含水量≤%。：故而加入終止劑。適用于解決懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)過程中反應釜、內(nèi)冷管、擋板和攪拌葉的粘料問題。用量少，對產(chǎn)品無污染。聚氯乙烯的吸水率低，硬質(zhì)聚氯乙烯長期浸入水中，％；浸水24小時，％；選用適當增塑劑的軟質(zhì)聚氯乙烯，％。盡管聚氯乙烯中含有5％~10％的結(jié)晶，但因其結(jié)晶度低，晶粒尺寸很小，由于聚合物大分子的鏈段運動得以進行，聚氯乙烯將從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，當溫度再度提高達到熔流溫度時，聚氯乙烯又再度從高彈態(tài)轉(zhuǎn)化為黏流態(tài)。聚氯乙烯的熱擴散系數(shù)、彈性模量與熔體黏度等則隨溫度升高而降低，而且于玻璃劃溫度以后降低幅度更大與更快，彈性模量與熔體黏度的降低更為明顯。 本章小結(jié)本章主要介紹生產(chǎn)聚氯乙烯所用的主要原料氯乙烯的合成路線及其主要性質(zhì)、脫離子水的水質(zhì)要求及對生產(chǎn)的影響、不一樣乳化劑的性質(zhì)與引發(fā)劑的選擇等，同時介紹聚氯乙烯的一些主要性質(zhì)。t1，干燥過程進口樹脂含的水20％，出口含的水6％，進口的風溫20℃，出口的風溫70℃。 m2 h1℃1%（3）計算① 單體及水加入量計算單體密度ρ60℃=m3 ρ60℃=m3=③ 聚合反應時間夾套傳熱量=傳熱面積傳熱系數(shù)Δtm夾Δtm夾=[(577)(5712)]/ln[(577)(5712)]=℃Q夾=51080=106kcal℃1Cp40℃=℃1=VCM x%為轉(zhuǎn)化率取熱負荷指數(shù) R=R=(Qmaxτ反)/Q總τ反=Rh1損失PVC量:－=h1（3）物料平衡表見表32表32 離心機物料平衡表序號品名進料量，kg出料量，kg1PVC2VCM3水、助劑+（與PVC結(jié)合）合計 沸騰床 （1）物料平衡圖 圖32 沸騰床物料平衡圖﹙2﹚已知數(shù)據(jù)收率99% % 含VCM 5ppm﹙3﹚ 計算出料中PVC的量：=㎏h1﹙＋x＋y﹚=x y/﹙＋x＋y﹚=5106解得：x=㎏h1 ﹙4﹚物料平衡表見表33表33 沸騰床物料平衡表序號品名進料量，㎏(NRe)a(ρmμm/λm)b(μb/μw)c式中: A:懸浮液對壁面的傳熱膜系數(shù)； T：釡內(nèi)徑； D：攪拌槳葉直徑； N：攪拌器轉(zhuǎn)速； μw：壁溫下流體粘度； λm ，Cpm，ρm，μb：分別為懸浮液于化學反應溫度下的導熱系數(shù)，恒壓熱容，密度與黏度。m3 PVC：x3= ρ3=1400 kgPVC分散于VCM中的懸浮體系—有機粒子的λPVCVCMφPVC=（+）=液態(tài)VCM導熱系數(shù)公式λVCM=Acm3 C VCM= Kcal m℃)1λ=[2+()]/[2++()] = Kcal(M℃)1 λ水60℃=102W m℃)1懸浮液的比熱Cm:57℃時：Cvcm= Kcal℃1 C水50℃= kg1℃= Kcal℃1② 懸浮液的平均粘度μmμm=（1+∮s）μ/（1∮s）4式中：∮s為分散相體積分率 μ為化學反應溫度下水的粘度μ水50℃=103mPas近似認為釡內(nèi)壁溫度為夾套冷卻水溫度t進=7℃ t出=12℃ t平均=℃ μ水0℃=103mPas③ 其它參數(shù)的確定攪拌轉(zhuǎn)數(shù)：N=釡內(nèi)徑： T=4000mm=取槳葉直徑：D===釡內(nèi)壁給熱系數(shù)αiαi= AD2/μm)a mω3600/λ)h1Q夾=W夾℃1 Cp10℃= kJ℃1= Kcalh1℃下，ρH20= kgkg1(m℃)1內(nèi)差法得：℃=102w(m℃)1=102 Kcal(h m℃)1粘釡物： δ3= λ3= Kcal(h℃(Kcal)1(4) 夾套傳熱系數(shù)K1/k=1/αi+1/α0+∑δ/λ =1/+1/+103 解得：K=(h m2h1廠址的氣溫為： 夏天平均氣溫：25℃ 平均相對濕度：65% 冬天平均氣溫：13℃ 平均相對濕度：53%(3) 熱量衡算干空氣用量的計算：公式：ω=G1h1空氣濕度的計算：濕度公式：H0=∮Ps/（P∮Ps） 其中以P=760mmHg計算式中：∮：相對濕度；Ps：飽與蒸汽壓冬天：于13℃時，Ps=H0=（）=104 kgkg1Q1=（）=℃1 Cp，H2O平均= Kcalh1Q2= QPVC +QH2O=+=Δt式中：ΔH為汽化熱，Cp為比熱50℃到60℃, Kcal℃1Q3=+（6050）=h1熱風放熱：L（kgkg1絕干氣夏天：H1＇= kgh1絕干氣 公式L1= ω/（ H2 H1）式中：ω為單位時間內(nèi)水分的蒸發(fā)量kgh1絕干氣 H2=W/ L1＇ + H1＇ =+ = kg kg1絕干氣冬天絕干空氣用量：h1廢氣出口溫度t2濕度的計算前五室出來的干空氣為：L冬天= kgkg1絕干氣又已知溫度：t2=60℃由已知第六室冷風用量為熱風用量的1/5 故有：冬天：1/5L冬天=1/5= kgkg1絕干氣用于各處的焓值可求得t2I=[(+)t+2490H] （1J=）冬天 I1=[(+)60+2490] = Kcalkg1絕干氣I總=5/6 I1+1/6 I2即（5/61/6）（1/）=[(+)t2＇＇+2490]解得: t2＇＇=℃ 冬天出口溫度：t2＇=℃夏天出口溫度：t2＇＇=℃冷卻水用量：冷卻水：t進=20℃ t出=30℃濕物料于第Ⅴ室出口溫度：θ2=55℃產(chǎn)品出口溫度：θ3=40℃PVC放熱量為：Q= m℃Cp，H2O平均= Kcalh1Q放熱= QPVC+ QH2O=+=kg1絕干氣夏天：I1=[(+)20+2490] = Kcalh1干空氣 夏天：h1夏天： M= 解得M=kg1= Kcalh1預熱空氣蒸汽用量設循環(huán)水使用中無熱量損失蒸汽為3atm，℃，I= Kcalh1夏天：I85℃I25℃=（+）（8525） = Kcalh1（由物料衡算得）G= Gs/R=第4章 主