【正文】 H2O= =乙炔預冷器脫去水分： = =忽略水中溶解的乙炔，乙炔預冷器物 料橫算表： 表 2 乙炔預冷器物料平衡 組成 進料 出料 水 Kmol/h Kg/h Kmol/h Kg/h Kmol/h Kg/h C2H2 沈陽化工大學畢業(yè)設計說明書 第一章 總論 16 N2 O2 H2O 求和 氯化氫預冷器： 出口壓力為 250mmHg(表 )，絕壓： 1010mmHg,出口溫度為 110oC， 則 PHCl=(250+760)*=932mmHg 由安托因方程： TBApoi ??lg式中 Poi —— 氯化氫或水的飽和蒸汽壓， mmHg T—— 絕對溫度， K A,B—— 某組成的安托因子方程常數。 ③ 聚合溫度：在 VC 懸浮聚合中不存在鏈轉移劑時 ,聚氯乙烯的分子量幾乎取決于聚合溫 度 ,按照生產樹脂牌號的要求 ,聚 合 溫度一般在 45～ 65℃ 范圍內選擇。 ② 在單體液滴內和聚氯乙烯凝膠相內發(fā)生的化學與物理過程，此過程主要控制所得聚氯乙烯顆粒的形 態(tài)。 ③ 轉化率＞ 65%階段。聚合反應發(fā)生在單體相中，由于所產生的聚合物數量甚少，反應速度服從典型的動 力學方 沈陽化工大學畢業(yè)設計說明書 第一章 總論 13 程，聚合反應速度與引發(fā)劑用量的平方根成正比，當聚合物的生產量增加后，則聚合速度由于 kt降低而發(fā)生偏差。有時活性大分子自由基與金屬器壁中的自由電子結合而終止，即形成粘釜。 ③ 鏈終止 聚合反應不斷進行，當達到一定的聚合度，分子鏈己足夠長，單體的濃度逐漸降低，使大分子的活動受到限制，就會大分子失去活性即失去電子而終 止與其它氯乙烯活性分子反應。是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料。此外， POVC 的光、熱穩(wěn)定性較差，在 100℃ 以上或經長時間陽光暴曬，就會分解產生氯化氫，并進一步自動催化分解、變色，物理機械性能迅速下降，因此在實際應用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。 穩(wěn)定 。它與空氣形成爆炸混合物，在壓力下更易爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，并應添加少量阻聚劑。能發(fā)生加成反應、氧化反應和聚合反應等，與烯烴比較炔烴反應困難些。 6．鏈烴分子里含有碳碳叁鍵的不飽和烴叫做炔烴。乙炔的化學性質比較活潑，能發(fā)生 ①加成反應 ②氧化反應：乙炔的可燃性 ③加聚反應 利用乙炔使溴水或高錳酸鉀酸性溶液褪色來鑒別烷與乙炔，或者是除去烷中的雜質乙炔。 氯化氫： 氯化氫為無色有刺激性的 氣體 ，標準狀態(tài)下密度為 ，沸點 85℃ ，空氣中發(fā)白霧，溶于乙醇，乙醚，極溶于水，干燥的氯化氫氣體不活潑，對鐵、鋅均無反應，其水溶液叫鹽酸，濃鹽酸是揮發(fā)性強酸，對眼睛和呼吸道粘膜有 強烈的刺激作用，不燃 燒 ，無水氯化氫無 腐蝕 ，但遇水具強烈腐蝕性。由海水 (平均含 ％氯化鈉 )引入鹽田，經日曬干燥，濃縮結晶，制得粗品，粗鹽中因含有雜質，在空氣中較易潮解。沸點 1465℃ 。 ④ 與有機物中的不飽和化合物可發(fā)生加成或還原反應（催化劑，加熱條件下）。在空氣中爆炸極限為 ~%（體積）。經過實踐 , 意大利黃在防粘釜效果和對產品白度的影響方面有利于生產 , 但價格較高。防粘釜效果好的釜 , 能有較好的傳熱系數 , 能減少因此產生的塑化片。 ④ 干燥機： 本 設計 中采用臥式內加熱流化床。 ④ 終止劑： 本設計的終止劑為丙酮縮氨基硫脲 ⑤ 阻聚劑：本設計采用壬基苯酚作為阻聚劑。可見 ,各種專用料的開發(fā)是懸浮聚合樹脂發(fā)展的標志 ,是提高產品使用性能、開發(fā)新的應用領域的重要手段。 懸浮法 PVC 的發(fā)展趨：在工業(yè)化生產 PVC 時 ,以懸浮法產量最大 ,懸浮法生產具有設備投資少和產品成本低等優(yōu)點。使用低溫聚合時 (如 42~45℃ ),可生產高分子質量的聚氯乙烯樹脂；使用高溫聚合時 (一般在 62~71℃ )可生產出低分子質量 (或超低分子質量 )的聚氯乙烯樹脂。第二階段將聚氯乙烯膠乳，經噴霧干燥得到產品聚氯乙烯糊樹脂，它是初級粒子聚集而成得的直徑為 1~100 微米，主要是 20~40 微米的聚氯乙烯次級粒子。當VCM 的轉化率達到 8%12%停止反應，將生成的 “ 種子 ” 送人聚合釜內進行第 2 步反應。 聚合工藝實踐方法 目前 ,世界上 PVC 的主要生產方法有 4 種 :懸浮法、本體法、乳液法和微懸浮法。但反應動力學實驗證實，當無催化劑存在時，該 反應在上述溫度范圍的速度幾乎等于零，而以升汞的活性炭催化劑用于反應時，反應過程就大大地被加速，這時的平衡常數時很大的，催化劑與乙炔生成了中間絡合物，再由中間絡合物進一步生成氯乙烯，即催化劑的存在改變了反應的歷程和反應所需要的活化能，以達到加速反應的效果。 升汞 在常溫下是白色的結晶粉末，分子式 HgCl2 分子量 ，升華點 302oC。然后進入高沸塔后進入成品冷凝器冷卻后進入單體儲槽。除去酸霧的氣體經如預熱器預熱，預熱后進入轉化器。 氫氣和氯氣分別經過流量調節(jié)器進入合成爐燃燒，合成爐出來到氣體進入石墨冷卻器，使溫度降到 45oC 以下，一部分去合成樹脂一部分去制酸。陰離子在陽極上發(fā)生氧化反應，陽離子在陰極上發(fā)生還原反應。再通過精制的固體鹽酸層重新飽和，進入高位儲槽。氯氣和氫氣再在氯氣和氫氣燃燒爐里燃燒值得氯化氫氣體。 最后進入中和塔中和過多的酸性氣體，處理后的乙炔氣經塔頂除霧器除去飽和水分，制得純度達 %以上，不含 S、 P的合格精制乙炔氣送氯乙烯合成工序。在進入 21 世紀以后 ,我們要學習和借鑒國外的先進技術和發(fā)展模式 ,結合我國的具體情況 ,發(fā)展我國的聚氯乙烯工業(yè)。二是硬制品，約占總消費量的 ％，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。其中懸浮法 PVC(SPVC)樹脂產量最高，占 80％，其次是乳 液法 PVC(EPVC)，本體法 PVC(MPVC)。中國已經成為世界上最大的 PVC 生產國， 2021 年我國 PVC 產量達 萬噸，同比增長 %，自 給率約為 90%，在我國通用樹脂中，自給率最高。 沈陽化工大學畢業(yè)設計說明書 第一章 總論 2 第一章 總論 國內外 pvc 發(fā)展狀況及發(fā)展趨勢 2021 年以來，我國聚氯乙烯行業(yè)發(fā)展速度驚人，新建、擴建項目紛紛上 馬，產能迅速擴大， 2021 年 — 2021 年，我國聚氯乙烯產能年均增長率達 25%，但從 2021年起，產能增速呈現放緩趨勢。 世界 PVC 自 30 年代實現工業(yè)化以來，已有近 70 年的歷史，而我國聚氯乙烯起步于 50 年代，僅次于酚醛樹脂是最早工業(yè)化生產的熱性樹脂，我國第一個 pvc 裝置于 1958 年錦西化工長建成投產，年產 3000t，之后全國各地的 pvc 裝置相繼建成投產，目前我國有 pvc 樹脂生產企 業(yè)80 余家，遍布全國各地， PVC 樹脂在我國塑料工業(yè)中具有舉足輕重的地位，同時 PVC 作為氯堿工業(yè)中最大的有機耗氯產品，對維持氯堿工業(yè)的氯堿平衡具有極其重要的作用。 81 附錄 79 電石渣上清液的處理 77 車間照明及采暖措施 69 泵、鼓風機、過濾器 60 設備的計算及選型 44 物料衡算 錯誤 !未定義書簽。 聚合系統(tǒng) 聚合機理 錯誤 !未定義書簽。 懸浮聚合生產工藝 7 本體法聚合生產工藝 新鄉(xiāng)學院 畢業(yè)設計 題 目 : 年產 5 萬噸聚氯乙烯生產 氯乙烯 車間工段 的設計 院 系 : 化 學與工程學院 專 業(yè) : 化學工程與工藝 班 級 :07級化工本科二班 學生姓名 : 指導教師 : 論文提交日期： 2021年 月 日 論文答辯日期 ： 201 年 月 日 內容摘要 ： 本設計是年產五萬噸聚氯乙烯的氯乙烯合成工段的初步設計，設計介紹了我國的聚氯乙烯工業(yè)生產過程中氯乙烯的生產過程和目前國內外的發(fā)展及發(fā)展趨勢，本設計根據心連心化工合成工段的生產原理、流程進行物料衡算、能量衡算，進行主要設備的設計和選型，管道的設計和選型，并對三廢處理安全防火技術進行描述，同時畫出整個設計圖。 4 聚合工藝實踐方法 最佳的配方、后處理設備的選擇 9 后處理設備側選擇 9 防粘釜技術 12 成粒機理與顆粒形態(tài) 13 工藝流程敘述 漿料汽提及廢水汽提系統(tǒng) 55 聚合釜 55 沸騰床的熱量計算 77 防靜電，防雷措施 本設計為年產量 萬噸聚氯乙烯車間聚合工段工藝。 2021 年，我國聚氯乙烯產能達 1208 萬噸 /年，同比增長 %，其中電石法產能達 1000 萬噸，其余是乙烯法 PVC； 2021 年 PVC 產能為1581 萬噸 /年，同比增長 9%。 2021 年受國內外各種因素影響，產量同比下降 9%，為 882 萬噸，自給率約為 95%，其中電石法的產量接近 75%。 VCM 懸浮聚合是以水為介質，加入 VCM、分散劑、引發(fā) 劑 、 pH 值調節(jié)劑等，在攪拌和一定溫度條件下進行聚合反應； VCM 本體聚合僅在 VCM 和引發(fā)劑存在下進行，無分散劑、表面活性劑等助劑； VCM 乳液聚合在 VCM、引發(fā)劑、乳化劑、 H2O以及其他助劑存在下進行 {而 VCM溶液聚合是在 VCM；引發(fā)劉和溶劑存在下進行，這種方法有溶劑回收和殘留污染問題，并且生產成本高，該方法已逐漸被懸浮法聚合或 乳液法聚合代。預計今后幾年我國 PVC 樹脂的需求量將以年均約 ％的速度增長，到 2021 年總消費量將達到約 1250 萬噸，其中硬制品的年均增長速度將達到約 ％，而在硬制品中異型材和管材的發(fā)展速度增長最快， 年均增長率將達到約 ％。我們要發(fā)揮全行業(yè)的力量 ,克服前進過程中的各種困難 ,一定能夠在較短的時間內趕上世界聚氯乙烯工業(yè)的先進水 平 [4]。 乙炔 氣生產的 設備工藝簡單，但耗電量大，對環(huán)境污染嚴重。 具體工藝：粗鹽進入化鹽桶溶解， 制的飽和鹽水，在 600C 左右加入碳酸鈣、氫氧化鈉。 經自壓到電解工段。前者稱為陽極反應過程，后者稱為陰極過程。 生產工藝流程 ： 沈陽化工大學畢業(yè)設計說明書 第一章 總論 5 ： 1．乙炔法： CH CH+HCl—— CH 2=CHCl 1 2．乙烯法： CH 2=CH 2+Cl 2—— ClCH 2CH 2Cl 2 ClCH 2CH2Cl—— CH2=CHCl+HCl 3 3．聯合法： 1+2+3 4．烯炔法 5．氧氯化法 CH2=CH2+Cl2—— ClCH2CH2Cl 2 CH2=CH2+2HCl+ 2—— ClCH2CH2Cl+H2O 4 2ClCH2CH2Cl—— 2CH2=CHCl+2HCl 3 加 NaCO3 沈陽化工大學畢業(yè)設計說明書 第一章 總論 6 氯乙烯是由乙炔與氯化氫在升汞催化劑存在下的氣相加成的。轉化器出來的合成氣進入合成氣