【正文】 聚合前加入部分新單體繼續(xù)聚合。各種聚合方法的發(fā)展方向是逐步向懸浮法聚合生產(chǎn)路線傾 斜 ,一 些過去采用其它方法生產(chǎn)的樹脂品種已開始采用懸浮聚合工藝生產(chǎn)。 本設(shè)計(jì)采用懸浮法 PVC 生產(chǎn)技術(shù)。常用非離子型的脫水山梨醇單月硅酸酯。本設(shè)計(jì)采用過氧化二碳酸 2乙基己酯。 ⑤ 阻聚劑：本設(shè)計(jì)采用壬基苯酚作為阻聚劑。我國已開發(fā)出 70 立方米聚合釜， 樣機(jī)已在錦西化工機(jī)械廠研制成功。在大型聚合釜上，國外采用了體外回流冷凝器，體內(nèi)增設(shè)內(nèi)冷管等除熱手段。隨著攪拌技術(shù)的不斷進(jìn)步及攪拌試驗(yàn)手段的不斷提高，使我們有條件為 PVC 釜配備更理想的攪拌器。但這樣動(dòng)力消耗大 , 產(chǎn)品質(zhì)量不是很好。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)多室沸騰床的花板容易漏料 , 不同牌號切換時(shí)比較麻煩 , 且 生產(chǎn)能力有限。 PVC 生產(chǎn)過程中需要大量的邏輯判斷和離散控制，因此本設(shè)計(jì)采用二位式控制組件，如通 /斷式二位開關(guān)閥控制各種物料的傳輸，和二位控制的電機(jī)和泵機(jī)。很多無堰篩板塔塔盤是整體裝卸的 , 隨著生產(chǎn)能力的提高 , 設(shè)備 整體裝卸很不方便 , 目前 , 生產(chǎn)能力較大的的增大汽提塔的塔盤 , 可以采用可拆卸式的塔盤。 防粘釜技術(shù) 聚合釜的防粘釜是聚合生產(chǎn)中最重要的工序之一。其次 , 通過專用的設(shè)備使用高效的防粘釜?jiǎng)?, 實(shí)行聚合釜自動(dòng)噴涂防粘釜液和自動(dòng)水沖洗釜。首先打開蒸汽進(jìn)料閥噴入適量的蒸汽 , 用泵將已配制成規(guī)定濃度的涂壁劑注入蒸汽管路 , 借助蒸汽流速使其霧化進(jìn)釜 , 在釜壁形成一層均勻的疏油親水膜 , 在聚合過程中此膜有效地防止有機(jī)相與釜壁接觸 , 從而起到防粘釜的作用。經(jīng)過實(shí)踐 , 意大利黃在防粘釜效果和對產(chǎn)品白度的影響方面有利于生產(chǎn) , 但價(jià)格較高。沸點(diǎn) 13． 9℃ 。臨界壓力 。遇明火、高溫有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 ② PVC 樹脂：密度 ；工業(yè)品是白色或淺黃色粉末；低分子量的易溶于酮類、酯類和氯代烴類溶劑，高分子量的則難溶；用于制塑料、涂料和合成纖維等。不會燃燒。不溶于水、乙醇和乙醚。 ④ 聚乙烯醇：是一種高分子聚合物，無臭、無毒，外觀為白色或微黃色絮狀、片狀或粉末狀固體。具有多元醇的典型化學(xué)性質(zhì)，能進(jìn)行酯化、醚化及縮醛化等反應(yīng)。 ⑥ 丙酮縮氨基硫脲：為白色片狀結(jié)晶 ,熔點(diǎn) 179180℃ 。如 2（ 2甲酰肼基） 4（ 5硝基 2呋喃基）噻唑 ,即硝呋噻唑。沸點(diǎn)（ 95%） 283302℃ 。 聚合機(jī)理 自由基聚合機(jī)理 氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)，屬于自由基鏈鎖加聚反應(yīng)，它的反應(yīng)一般由鏈引發(fā)，鏈增長，鏈終止，鏈轉(zhuǎn)移及基元反應(yīng)組成。終止有偶合終止和歧化終止。 ④ 鏈轉(zhuǎn)移 在氯乙烯聚合反應(yīng)中，大分子自由基可以從單體，溶劑，一個(gè)氯原子或氫原子而終止，失去原子的分子將成為自由基，引發(fā)劑或大分子上奪取繼續(xù)進(jìn)行新的鏈增長反應(yīng)。 ② 轉(zhuǎn)化率 5%～ 65%階段。轉(zhuǎn)化率超過 65%以后，游離的氯乙烯基本上消失，釜內(nèi)壓力開始下降，此時(shí)聚合反應(yīng)發(fā)生在聚合物凝膠相中，由于殘存的氯乙烯逐漸消耗，凝膠相得粘度迅速增高，因此聚合反應(yīng)速度仍繼續(xù)上升，大到最大值后逐漸降低。 在聚合反應(yīng)釜中液態(tài)氯乙烯單體在強(qiáng)力攪拌和分散劑的作用下，被破碎為平均直徑 30～ 40μm的液珠分散于水相中，單體液珠與水相得界面上吸附了分散劑。最終產(chǎn)品的粒徑在 100～ 180μm范圍，個(gè)商品牌號的粒徑個(gè)有其具體范圍，取決于生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂用途、分散劑類型、用量和反應(yīng)起始階段的攪拌速度等參數(shù)。此數(shù)據(jù)不能絕對化，因工廠生產(chǎn)條件的不同而有所不同。 PVC 樹脂平均粒徑與攪拌轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線呈馬鞍形。就邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 13 宏觀而 言 ,要 求分散劑應(yīng)具有降低單體和的界面張力 ,以利于 VCM 的分散和保護(hù)滴或顆 粒 ,減少 聚并。 ③ 聚合溫度：在 VC 懸浮聚合中不存在鏈轉(zhuǎn)移劑時(shí) ,聚氯乙烯的分子量幾乎取決于聚合溫 度 ,按照生產(chǎn)樹脂牌號的要求 ,聚合 溫度一般在 45～ 65℃ 范圍內(nèi)選擇。通過以上的理論了解更加深了對聚合反應(yīng)的理解。用VCM 泵（ 3）連續(xù)從回收貯槽抽料、并經(jīng)過 VCM 加料過濾器（ 5a， b）過濾，循環(huán)回收到 VCM 貯槽（ 7）中。冷脫鹽水經(jīng)加熱器（ 15）加熱到要求溫度后進(jìn)入熱脫鹽水貯槽（ 17）中，待加邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 14 料用，該槽有溫度范圍或液位低時(shí)聚合釜不能入料。 沖洗水泵泵出口壓力 ，用于沖洗管理，并為助劑配制提水，同時(shí)為沖洗水增壓泵（ 16）提供水及設(shè)備沖洗水，沖洗水泵的水經(jīng)沖洗水增壓泵（ 16）增壓后向聚合釡（ 42）、回收分離器（ 54）、汽提加料槽（ 61）等提供 MPa 的沖洗水。 分散劑 B： 配置過程如分散劑（ I），然后將配制好的分散劑（ II）放入分散劑貯槽（ 33）中單獨(dú)貯存，同樣有個(gè)冷凍鹽水冷卻并用充裝泵（ 34）循環(huán)。引發(fā)劑貯槽（ 26）用冷卻水冷卻到規(guī)定的低溫，攪拌并用循環(huán)泵（ 27）打循環(huán)。 事故終止劑 NO，在停車或停電等緊急情況下加入聚合釜、迅速終止聚反應(yīng)。脫鹽水啟動(dòng)后，加入 VCM、開動(dòng)攪拌，當(dāng)脫鹽水和 VCM 加完后，釜內(nèi)溫度應(yīng)接近聚合溫度，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，使 VCM 液滴在水中形成，然后加入分散劑，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，以保證分散體系形成，最后加入引發(fā)劑，使聚合反應(yīng)開始。 出料結(jié)束后，用 的水沖洗后即可即可進(jìn)行涂壁操作準(zhǔn)備。 （ 3） VCM 回收系統(tǒng) 聚合反應(yīng)結(jié)束后，未反應(yīng)的 VCM，一部分隨漿料進(jìn)入汽提塔加料槽（ 47），這部分 VCM 從槽頂出來，經(jīng)汽液分離器（ 54）除去水分，并經(jīng)過濾器（ 65）過濾后用壓縮機(jī)（ 66）升壓至 以上，送至回收冷凝器（ 67）中；另一部分是殘留在聚合釜中的單體，這部分未反應(yīng)的單體是在聚合釜出料達(dá) 50m3 時(shí)回收，在塔頂壓力大于 時(shí)，單體進(jìn)入回收冷凝器（ 67），當(dāng)釡頂壓力小于 時(shí)，啟動(dòng)間斷回收壓縮機(jī)（ 66），把單體壓縮送到冷凝器（ 67），經(jīng)漿料汽提，廢水汽提等來回收 VCM。 干燥所需冷風(fēng)，由冷風(fēng)機(jī)（ 99）經(jīng)空氣過濾器（ 100）過濾后進(jìn)入沸騰床六室。VCM x%為轉(zhuǎn)化率 取熱負(fù)荷指數(shù) R= R=(Qmaxτ反 )/Q 總 τ反 =R℃ b、 3atm大氣壓下求水蒸氣的焓及溫度（ 3atm=304Pa） 水蒸氣的焓 ΔH300kPa= ΔH350kPa=水蒸氣的溫度 t300kPa=℃ t350kPa=℃ 分別用內(nèi)插法得 ΔH3atm=℃ c、 1atm大氣壓下 110℃ 水的焓 =設(shè)蒸汽冷凝放熱量為 Q 放 ，通入蒸汽量為 ykg/h ∴ Q 放 =y（ ） = 設(shè)物料吸收熱量為 Q1 部分 VCM 氣化吸熱為 Q2 ∴ Q 吸 =Q1+Q2=Q 放 Q1=CpPVCWPVCt+CpPVCWVCMt+CpH2ot Cp=℃ =℃ ∴ Q1=（ 11080） +（ 11080） + （ 11080） =設(shè)從塔頂回收 xkg/hVCM ∴ Q2= ∴ Q 吸 =Q1+Q2=+=…………………………………… . （ 1） 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 25 汽提塔出料中 VCM 含量為 50ppm （ ） /[++()+y]=50106 ……………… （ 2） 聯(lián)立（ 1）（ 2） 解得： x= y= ∴ 出料中 VCM： = 出料中 PVC:=損失 PVC:=（ 4）物料平衡表 表三 汽提塔物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 損失 2 VCM 回收 3 水、助劑 4 蒸汽 合計(jì) 離心機(jī) （ 1）物料平衡圖 表 4 離心機(jī)物料平衡表 （ 2）已知數(shù)據(jù) 收率 99% 出料 PVC 含水量 25% 助劑及少量 VCM 隨母液排出，假設(shè)在這邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 26 一步，助劑和少量 VCM 全部除掉 （ 3）計(jì)算 出料中 PVC 量： = ㎏ /h 損失 PVC 量 :－ =設(shè)出料含水 x ㎏ /h ∴ x/﹙ ＋ x＋ ﹚ =25% 解得： x=排出水、助劑的量： ＋ － = ㎏ /h （ 4）物料平衡圖 表四 離心機(jī)物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 損失 2 VCM 3 水、助劑 + （和 PVC 結(jié)合） 合計(jì) 沸騰床 （ 1）物料平衡圖 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 27 表 5 沸騰床物料平衡表 ﹙ 2﹚已知數(shù)據(jù) 收率 99% PVC 含水量 % 含 VCM 5ppm ﹙ 3﹚ 計(jì)算 出料中 PVC 的量： = ㎏ /h 損失 PVC 的量： － = ㎏ /h 設(shè)出料中 PVC 含水量 x ㎏ /h， VCM y ㎏ /h ﹙ ＋ x＋ y﹚ =x…………………………… ..(1) y/﹙ ＋ x＋ y﹚ =510﹣ 6…………………………. ..(2) ∴ 聯(lián)立（ 1）（ 2） 解得： x= ㎏ /h y= ㎏ /h 排出水： = ㎏ /h 回收 VCM： =﹙ 4﹚物料平衡表 表五 沸騰床物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量㎏／ h 出料量㎏／ h 1 PVC 損失 2 VCM 回收 3 水 ﹙結(jié)合水﹚ 合計(jì) 包裝 ﹙ 1﹚物料平衡圖 表 6 包裝物料平衡圖 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 28 ﹙ 2﹚已知數(shù)據(jù) 收率 % ﹙ 3﹚計(jì) 算 損失 PVC： ﹙ 1－ ﹚ = ㎏／ h 得到的產(chǎn)品： － = ㎏／ h 核算： 8000=29909920≈3萬噸 ﹙ 4﹚物料平衡表 表六 包裝物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量（㎏／ h） 出料量（㎏／ h） 1 PVC 損失 2 VCM 3 水 合計(jì) 熱量衡算 聚合釜 夾套傳熱系數(shù)的校核 已知數(shù)據(jù)： ?！? Cp95℃ = 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課