【正文】 求出57℃時(shí)單體的密度：ρ57℃=[(5760) /(5060)]()+= 聚合釜（1）物料平衡圖 圖31 聚合釜物料平衡圖（2）已知數(shù)據(jù)釡有效容積V有效=70m3裝料系數(shù)η=轉(zhuǎn)化率x%=92% :1收率=%熱負(fù)荷分布指數(shù) R= 夾套進(jìn)口和出口水溫：t進(jìn)=8℃ t出=13℃擋板進(jìn)口和出口水溫：t進(jìn)=9℃ t出=16℃注入水溫度t=21℃ 聚合溫度t=57℃夾套傳熱面積：F夾套= m2擋板傳熱面積：F擋板= m2夾套傳熱系數(shù)K夾套=509Kcal根據(jù)工廠中取得的數(shù)據(jù)：聚氯乙烯的生產(chǎn)采用懸浮聚合方法，年產(chǎn)8萬噸聚氯乙烯，按年工作的時(shí)間7000小時(shí)計(jì)算，聚合收率按90％計(jì)算。為適應(yīng)不一樣的用途，可于聚氯乙烯中加入一定量的增塑劑，加工成不一樣類型的產(chǎn)品。聚氯乙烯聚集態(tài)由一種物理狀態(tài)到另一種物理狀態(tài)的狀變是一個(gè)松弛過程，過程中聚氯乙烯的熱力學(xué)性質(zhì)、黏彈性質(zhì)以及一些物理性質(zhì)都發(fā)生 改變。聚氯乙烯的熱物理性質(zhì)主要有比容、比熱容、導(dǎo)熱率、熱擴(kuò)散系數(shù)、熱焓、熔體黏度、黏流活化能、彈性模量及松弛型變等。聚氯乙烯的密度隨組分而變化，~使用性好、操作簡單方便。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)緊急事故時(shí)，采用緊急終止劑終止化學(xué)反應(yīng)。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,商品為50%~65%的甲苯、二甲苯、礦物油溶液；%。本設(shè)計(jì)采用過氧化二碳酸2 乙基己酯。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)批量加入釜內(nèi)。具有典型的化學(xué)性質(zhì)的多元醇，能酯化，醚化，縮醛化。cm3。分子式為（C2H2O）n，絮狀PVA的假比重為（分散劑：此時(shí)要求膠乳粒徑大小與分布要適當(dāng)，否則難以控制。如今，聚合工藝技術(shù)用水，工業(yè)上常用陰、陽離子交換樹脂來處理，或用電滲析法處理，以控制水中雜質(zhì)含量。cm12水質(zhì)的影響：聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)用水的質(zhì)量，會(huì)直接影響到聚氯乙烯糊樹脂的質(zhì)量，聚合體系的穩(wěn)定性等。g1202010352300401034250氯乙烯的化學(xué)性質(zhì)：氯乙烯有兩個(gè)起化學(xué)反應(yīng)部分。mL1(3)氯乙烯蒸汽的比容氯乙烯蒸汽的比容見表24所示 表24 氯乙烯飽與蒸汽的比容溫 度, ℃比 容，mL 生產(chǎn)用原輔料氯乙烯（VCM）單體：氯乙烯分子式C2H3Cl，結(jié)構(gòu)式為CH2=CHCl，常溫常壓下是一種無色有乙醚香味的氣體，℃，℃。過濾：料漿經(jīng)過過濾，由泵打入中間槽，再經(jīng)過離心機(jī)甩離心洗滌，出濕物料半成品。 7) 加入分散劑。3) 開始加入回收VCM。助劑：各種聚合裝置需要的助劑原料加入調(diào)配釜，用軟水調(diào)配為一定濃度后，用泵經(jīng)過計(jì)量裝置后打入聚合裝置。一般情況下，回收單體的加料量是取決于回收單體加料時(shí)貯槽中回收單體的儲(chǔ)存量。工藝流程簡圖低分子量成績要求在130?160μm的范圍內(nèi)。使用高濃度通常分散，低孔隙率是容易的（≤10％），在球形樹脂顆粒，特別是使用明膠作為分散劑是最顯著影響。當(dāng)已經(jīng)發(fā)生聚合反應(yīng)，界面層，以氯乙烯的分散劑的接枝聚合，并在降低了分散體的保護(hù)作用的活性的分散性，并且液滴開始合并崩潰由于較大的顆粒和在動(dòng)態(tài)狀態(tài)平衡。當(dāng)聚合反應(yīng)速率小于所述化學(xué)反應(yīng)終止后的總化學(xué)反應(yīng)速率。聚合反應(yīng)于富單體與聚氯乙烯——單體凝膠中間是進(jìn)行，富單體和聚氯乙烯的聚合反應(yīng)在單體中間凝膠進(jìn)行，并產(chǎn)生自動(dòng)加速現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)化率＜5%階段。 自由基聚合機(jī)理范圍廣泛的不同的聚合方法來開發(fā)的生產(chǎn)線方向逐漸傾斜的懸浮聚合方法中，一些過去用來生產(chǎn)樹脂品種的其它方法通過懸浮聚合工藝技術(shù)已經(jīng)開始。在最近幾年中，為了提高速度和聚合的效率，國外的研究中，以兩步懸浮聚合工藝技術(shù)的成功，通常是在控制為600左右的聚合度，增加了一些的第一步聚合前的單體的新的第二步驟繼續(xù)聚合。缺點(diǎn)是體系單體濃度小，聚合速率較慢而使生產(chǎn)效率下降；由于使用溶劑，對人體與環(huán)境都有污染；同時(shí)產(chǎn)物是聚合物溶液，必然涉及聚合物分離純化，溶液回收等后序，增加 成本；再者由于溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用，溶液聚合難以合成分子量較高的聚合物。 溶液聚合把單體與引發(fā)劑溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，于溶液狀態(tài)下進(jìn)行的聚合反應(yīng)稱溶液聚合。而與同是液液非均相聚合的懸浮聚合比較，顯然都是將單體分散于水中，但兩者有明顯的區(qū)別：①懸浮聚合反應(yīng)于單體液滴中進(jìn)行，而乳液聚合則發(fā)生于乳化劑形成的膠束內(nèi)，后者的粒徑較前者小得多；②懸浮聚合使用油溶性引發(fā)劑，于單體相中分解，而乳液聚合使用水溶性引發(fā)劑，再水相中分解?？捎诘蜏叵骂A(yù)聚合，然后逐漸升高溫度進(jìn)行后聚合。另為，單體濃度高，聚合反應(yīng)速率較快、產(chǎn)率高。主要缺點(diǎn)是分散劑易殘留于聚合物中，而使其純度與透明性降低。表21 氯乙烯四種聚合方法的比較項(xiàng)目懸浮聚合本體聚合溶液聚合乳液聚合配方組成單體、引發(fā)劑、分散劑、水單體、引發(fā)劑單體、引發(fā)劑單體、引發(fā)劑、乳化劑、水聚合場所單體液滴內(nèi)本體內(nèi)溶液內(nèi)膠束與乳膠粒內(nèi)溫度控制容易困難容易容易聚合速率較大中等小大分子量控制較困難困難容易容易生產(chǎn)特征間歇生產(chǎn)間歇操作可連續(xù)生產(chǎn)可連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)物特性及主要用途適合于注塑或擠塑樹脂聚合物純凈、硬質(zhì)注塑品涂料、黏合劑涂料、黏合劑 懸浮聚合懸浮聚合是于分散劑存于下，借助攪拌把非水溶性單體分散成小液滴懸浮于水中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 完成對標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)備選型、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，并對所選的設(shè)備進(jìn)行校核。做到了理論與實(shí)際結(jié)合，真正做到學(xué)有所用。在引發(fā)劑的作用下，易聚合成聚氯乙烯樹脂。加入一定額增塑劑后也可以制造柔軟的產(chǎn)品，如薄膜、片材、地板、電線電纜、涂層、合成革和其它消費(fèi)性產(chǎn)品?？傊?，我國聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)以電石法為主，生產(chǎn)裝置模普遍偏小，聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)多通過外購主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，上下游一體化的裝置較少，絕大多數(shù)企業(yè)不具備原料優(yōu)勢，因而原料價(jià)格的大幅度蕩將大大壓縮企業(yè)的盈利空間。1995～2005年，％％。此外，2003年 中國對產(chǎn)自美國、韓國、日本、俄羅斯及 中國臺(tái)灣的區(qū)的產(chǎn)品實(shí)施反傾銷，國內(nèi)產(chǎn)企業(yè)也得到喘息機(jī)會(huì)。 國內(nèi)狀況 中國聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)要集中于華北、西北與華東等的，廠家依附北方的資源優(yōu)勢，降低生產(chǎn)成本；但如今國內(nèi)聚氯乙烯下游制品企業(yè)主要集中于長三、珠三角與渤海的區(qū)，供求的區(qū)域失衡使得運(yùn)輸成為聚氯乙烯行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。實(shí)踐證明，超大型釜有利于簡化操作，減少輔助設(shè)備，降低氯乙烯排放，對增加生產(chǎn)強(qiáng)度、降低消耗、穩(wěn)定質(zhì)量起到作用。追求新技術(shù)一直是聚氯乙烯領(lǐng)域的長期目標(biāo)。面對市場蕭條形勢，歐美關(guān)閉了不少舊的生產(chǎn)裝置，采取更新設(shè)備與新建具有先進(jìn)水平的大型聚氯乙烯裝置措施。普朗克公司于乳液聚合與懸浮聚合的基礎(chǔ)上開發(fā) 微懸浮聚合（MSP1）工藝技術(shù)；1974年開發(fā)了種子微懸浮聚合（MSP2）工藝技術(shù)，然后又于1974年開發(fā)了種子微懸浮聚合（MSP3）工藝技術(shù)。聚氯乙烯由在于大分子結(jié)構(gòu)中引入了氯原子，使其于許多物化性能及機(jī)械性能（如透明性、耐析性、難燃性、耐腐蝕性）及力學(xué)性能等方面優(yōu)于聚烯烴，成為當(dāng)今價(jià)廉物美的通用樹脂品種。工藝流程簡圖 13 工藝流程簡述及原輔料 15 工藝流程簡述 15 生產(chǎn)用原輔料 15 產(chǎn)品介紹 19 本章小結(jié) 19第3章 工藝計(jì)算 20 計(jì)算依據(jù) 20 物料衡算 20 聚合釜 20 離心機(jī) 23 沸騰床 24 熱量衡算 25 聚合釜 25 沸騰床 28 本章小結(jié) 34第4章 主要設(shè)備的選擇 35 聚合釜 35 離心機(jī) 35 干燥器 36 袋式除塵器 36第5章 廠區(qū)選址及本文附件 38 選址 38 本文附件 40 外文文獻(xiàn)翻譯及原文 40 廠區(qū)總平面布置圖 40 帶控制點(diǎn)工藝流程圖 40 設(shè)備平面布置圖 40結(jié)論 41致謝 42參考文獻(xiàn) 43附錄A 45附錄B 50第1章 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 1 第2章 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文年產(chǎn)8萬噸聚氯乙烯聚合車間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 2目錄 4第1章 緒論 6 概述 6 國內(nèi)外聚氯乙烯市場供需狀況及發(fā)展趨勢 6 國外狀況 6 國內(nèi)狀況 7 設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容 8 設(shè)計(jì)目的 8 設(shè)計(jì)內(nèi)容 8第2章 工藝路線的確定 9 聚氯乙烯的聚合工藝技術(shù) 9 懸浮聚合 9 本體聚合 9 乳液聚合 10 溶液聚合 10 工藝技術(shù)的確定 11 懸浮聚合生產(chǎn)工藝技術(shù)這一術(shù)語不僅指的是聚合物本身，還包括這些樹脂與助劑（如穩(wěn)定劑、增塑劑及填料）組成的配混物以及采用多種各樣的加工方法所加工成的多種各樣的最后的制品。1936年，德國布納于乳液聚合的基礎(chǔ)上開發(fā) 連續(xù)乳液聚合工藝技術(shù)；1966年，法國羅納 國內(nèi)外聚氯乙烯市場供需狀況及發(fā)展趨勢 國外狀況世界聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展趨勢為：調(diào)整機(jī)構(gòu)，組建大型公司或跨國公司，開展多種經(jīng)營，向規(guī)模經(jīng)濟(jì)要效益。使聚氯乙烯產(chǎn)品供需更加平衡，避免無序競爭，提高整個(gè)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益。日本于20世紀(jì)40年代使用1～4M3聚合釜，50年代使用10～20M3,60年代使用30～50M3，70年代開始發(fā)展大型聚合釜，一般為60～80M3，大的有130～200M3；美國從11M3發(fā)展到90～180M3，而德國有200M3聚合釜。第三，為滿足市場需求，不斷推出的PVC新品種改良如此普遍，以產(chǎn)品開發(fā)，工程或功能的性能。受利益驅(qū)動(dòng)，各的紛紛上馬聚氯乙烯生產(chǎn)項(xiàng)目。 中國聚氯乙烯工業(yè)化生產(chǎn)已有進(jìn)50年的歷史，近10年隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增加以建筑業(yè)與聚氯乙烯加工業(yè)對聚氯乙烯消費(fèi)的大幅度拉動(dòng)，國內(nèi)聚氯乙烯工業(yè)有 相當(dāng)大的發(fā)展。石化系統(tǒng)及相關(guān)企業(yè)與合資企業(yè)的聚氯乙烯生產(chǎn)全部采用乙烯法，華北、華東的區(qū)沿海沿江企業(yè)的聚氯乙烯生產(chǎn)采用乙烯或電石法；而西部、中部的區(qū)則全部采用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯。PVC是應(yīng)用最廣泛的樹脂，可以生產(chǎn)強(qiáng)度和硬度大的硬質(zhì)制品，如管材和管件、包裝片材和門窗等。氯乙烯是PVC聚合的單體，是聚氯乙烯的基本原料。本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出8萬噸PVC單體的工藝流程。 完成年產(chǎn)8萬噸PVC聚合工段的部分工藝計(jì)算，根據(jù)工藝計(jì)算確定部分生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格。氯乙烯四種聚合方法的比較見表21。凡能進(jìn)行本體聚合的單體一般多可進(jìn)行懸浮聚合，此法的優(yōu)點(diǎn)是水做分散介質(zhì)，無毒安全，散熱好，溫度易控制；由于產(chǎn)物是珠狀或粉狀的固體微粒，分離、干燥等后處理方便，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。本體聚合的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，有利于制備透明與電性能好的產(chǎn)品，聚合設(shè)備也較簡單。為 解決聚合熱的導(dǎo)出問題，實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)上往往采用分段聚合工藝技術(shù)，即分預(yù)聚合與后聚合兩段進(jìn)行。顯然它不一樣于本體與溶液聚合，屬于液液非均相聚合體系。缺點(diǎn)是產(chǎn)物含乳化劑而純度差，除涂料、粘合劑等直接使用乳液的場合，需經(jīng)破乳、洗滌、干燥等后工序，增加生產(chǎn)成本。與本體聚合相比，此法的優(yōu)點(diǎn)是溶劑可作為傳熱介質(zhì)，有利于聚合熱的導(dǎo)出，溫度容易控制；體系黏度低，自加速現(xiàn)象較弱，同時(shí)也有利于物料輸送；體系中聚合物濃度被溶劑稀釋而變小，向聚合物鏈轉(zhuǎn)移生成支化或交聯(lián)產(chǎn)物的概率大大降低。本設(shè)計(jì)選取懸浮法生產(chǎn)PVC。當(dāng)使用高溫聚合物聚（通常62~71℃），可產(chǎn)生低分子量（或超低分子量）氯乙烯樹脂。懸浮法PVC的發(fā)展趨勢：當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)PVC，懸浮產(chǎn)量最大，吊銷生產(chǎn)設(shè)備，在資本和產(chǎn)品投資少的優(yōu)點(diǎn)成本較低?？梢?，許多種類的開發(fā)了特殊的材料是懸浮聚合樹脂發(fā)展的標(biāo)志，提高產(chǎn)品性能，開發(fā)新的地球應(yīng)用的重要工具。引發(fā)：過氧化物的引發(fā)劑受熱后過氧鏈斷裂生成兩個(gè)自由基:初級自由基與VCM形成單體自由基。有偶合終止終止終止和歧化。偶合終止：兩個(gè)活性大分子自由基相遇時(shí)，兩個(gè)自由基頭部獨(dú)立電子對配對形共價(jià)鍵所形成的飽與大分子叫偶合終止。有時(shí)活性大分子自由基與金屬器壁中的自由電子結(jié)合而終止，即形成粘釜。鏈化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來看，根據(jù)轉(zhuǎn)化率可分為三階段： 轉(zhuǎn)化率5%～65%階段。65％以上的轉(zhuǎn)化率，基本上無氯乙烯消失，在高壓釜中的壓力開始下降，然后在聚合反應(yīng)發(fā)生在聚合物凝膠相，由于殘余氯乙烯逐漸消耗，快速的高粘度凝膠相得，因此，聚合速率不斷增加，大后逐漸降低到最大。 在反應(yīng)器中的液體的氯乙烯單體在劇烈攪拌下用分散劑的聚合作用，被粉碎到分散在水相30?40μm的液滴的平均直徑，吸附在單個(gè)珠子和體液相得水界面的分散劑。在100?180μm，直徑大小的商品牌號其特定的范圍，這取決于使用的PVC樹脂的生產(chǎn)，分散劑的類型，與初始階段的化學(xué)反應(yīng)，攪拌速度的量和范圍的最終產(chǎn)品其它參數(shù)。用于生產(chǎn)在150?180μm范圍內(nèi)請求的剛性的產(chǎn)品。新鮮單體和回收單體都是用來進(jìn)行聚合加料，二者的配比是可調(diào)整的，但通?？刂?∶1。軟水由三組泵進(jìn)行輸送，經(jīng)過泵或預(yù)熱器后分為各種不同壓力，不同溫度的軟水，分別為裝置提供密封水，沖洗水，注入水和加料水。2) 開始加水。6) 如果需要，用溫度平衡方法延遲配方分散劑加入時(shí)間，以保證VCM在水相中形成液滴。反應(yīng)，出料。產(chǎn)品經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，包裝入庫。mL1溫度，℃密度，gg1溫 度, ℃ 潛 熱，J(1)有關(guān)氯原子的化學(xué)反應(yīng)與苛性鈉共熱時(shí)，脫掉氯化氫生成乙炔：CH2=CHCl+NaOH→CH≡CH+NaCl+H2O(2)有關(guān)雙鍵的化學(xué)反應(yīng)①與氯化氫加成生成二氯乙烷：CH2=CHCl+HCl→CH2Cl—CH2Cl②紫外線照射下能與硫化氫加成生成2氯乙硫醇：CH2=C