【正文】 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。遇明火、高溫有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。臨界溫度142℃。液體的密度0．912lg／cm3。為了生產(chǎn)更高質(zhì)量的聚乙烯，產(chǎn)品本設(shè)計(jì)采用意大利黃防粘釜?jiǎng)?。為了達(dá)到較好的涂壁效果, 對(duì)于噴涂的蒸汽, 防粘釜?jiǎng)┑膲毫χ鸩絻?yōu)化, 對(duì)于防粘釜?jiǎng)┑牧恳哺鶕?jù)釜的特點(diǎn)而定。釜涂布與水洗設(shè)備分開(kāi), 釜內(nèi)設(shè)置雙伸縮頭自動(dòng)噴洗高壓水槍, 設(shè)定雙固定或者可伸縮涂布設(shè)備(如費(fèi)閥,噴吐環(huán)等)。防粘釜效果好的釜, 能有較好的傳熱系數(shù), 能減少因此產(chǎn)生的塑化片。汽提塔的塔頂操作壓力也逐漸從微正壓操作向微負(fù)壓操作發(fā)展, 使得塔頂物料沸騰溫度低, 節(jié)約了蒸汽卻提高了單體脫出效率。⑥氣體塔：汽提技術(shù)及設(shè)備也有改進(jìn)汽提塔朝著節(jié)能、高效的方向發(fā)展。兩段流化床改進(jìn)了, 操作穩(wěn)定性好, 易于產(chǎn)品牌號(hào)的切換, 生床的花板產(chǎn)能力較大。目前主要用的是旋風(fēng)干燥器和臥式內(nèi)加熱流化床。大量的攪拌實(shí)驗(yàn)研究證明，三葉后掠式攪拌器的傳質(zhì)效果好，循環(huán)和剪切性能均適合于PVC生產(chǎn)的需要，因此，本設(shè)計(jì)在PVC生產(chǎn)中采用三葉后掠式攪拌器。近幾年，美國(guó)古德里奇公司又研制出一種薄不銹鋼襯里聚合釜，以便提高釜壁的傳熱能力，為使薄壁能承受反應(yīng)壓力，在不銹鋼襯里與聚合釜套之間安裝了支撐內(nèi)襯套的加強(qiáng)筋，這種釜的結(jié)構(gòu)大大提高了聚合釜傳熱效率，且有較好的承壓能力[9]。本設(shè)計(jì)采用76立聚合釜。⑥緩沖劑： 碳酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸銨。④終止劑：反應(yīng)結(jié)束后殘余的自由基和引發(fā)劑殘留在樹(shù)脂內(nèi), 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量, 需要消除它們, 故而加入終止劑。本設(shè)計(jì)采用88%%的聚乙烯醇。、后處理設(shè)備的選擇①單體： %以上。自從乳液聚合法工業(yè)化以后,歐洲、日本在連續(xù)懸浮聚合工藝方面開(kāi)展了大量的研究工作,目前尚未工業(yè)化生產(chǎn),但連續(xù)法設(shè)備費(fèi)用低,生產(chǎn)效率高,工藝難題少,已引起了各國(guó)科研院所和生產(chǎn)廠家的重視。采用兩步法聚合的優(yōu)點(diǎn)是顯著縮短了聚合周期,生產(chǎn)出的樹(shù)脂具有良好的凝膠性能、模塑性能和機(jī)械強(qiáng)度。 因采用懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)易于調(diào)節(jié)品種，生產(chǎn)過(guò)程易于控制，設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用低，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，成為諸多生產(chǎn)工藝中最主要的生產(chǎn)方法。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%一85%(根據(jù)配方而定)時(shí)終止反應(yīng)，并在聚合釜中脫氣、回收未反應(yīng)的單體，而后在釜內(nèi)汽提，進(jìn)一步脫除殘留在PVC粉料中的VCM，最后經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)將釜內(nèi)PVC粉料送往分級(jí)、均化和包裝工序。 本體聚合生產(chǎn)工藝，其主要特點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中不需要加水和分散劑。采用該生產(chǎn)工藝，乙烯和氯的轉(zhuǎn)化率超過(guò)98%，目前世界上已經(jīng)有50多套裝置采用該工藝技術(shù)，總生產(chǎn)能力已經(jīng)超過(guò)470萬(wàn)噸/年[6]。直接氯化有低溫氯化法和高溫氯化法； 氧氯化按反應(yīng)器型式的不同有流化床法和固定床法， 按所用氧源種類分有空氣法和純氧法；EDC裂解按進(jìn)料狀態(tài)分有液相進(jìn)料工藝和氣相進(jìn)料工藝等。乙烯和氯氣在直接氯化單元反應(yīng)生成EDC。目前，該方法在國(guó)外基本上已經(jīng)被淘汰，由于我國(guó)具有豐富廉價(jià)的煤炭資源，因此用煤炭和石灰石生成碳化鈣電石、然后電石加水生成乙炔的生產(chǎn)路線具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，我國(guó)的VCM 生產(chǎn)目前仍以乙炔法工藝路線為主。 具體工藝為：從乙炔發(fā)生器來(lái)的乙炔氣經(jīng)水洗一塔溫度降至35℃以下，在保證乙炔氣柜至一定高度時(shí)，進(jìn)入升壓機(jī)組加壓至80kpa中國(guó)聚氯乙烯工業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景,中國(guó)地大物博、人口眾多,為聚氯乙烯產(chǎn)品提供了廣大的市場(chǎng)。我國(guó)PVC樹(shù)脂的消費(fèi)主要分為兩大類，一是軟制品，％，主要包括電線電纜、各種用途的膜(根據(jù)厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門(mén)等)、鋪地材料、織物涂層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用涂料和密封件等。VCM懸浮聚合是以水為介質(zhì)，加入VCM、分散劑、引發(fā)劑、pH值調(diào)節(jié)劑等，在攪拌和一定溫度條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)；VCM本體聚合僅在VCM和引發(fā)劑存在下進(jìn)行，無(wú)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(jìn)行{而VCM溶液聚合是在VCM；引發(fā)劉和溶劑存在下進(jìn)行，這種方法有溶劑回收和殘留污染問(wèn)題，并且生產(chǎn)成本高，該方法已逐漸被懸浮法聚合或乳液法聚合代。我國(guó)聚氯乙烯(PVC)工業(yè)起步于50年代，僅次于酚醛樹(shù)脂是最早工業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性樹(shù)脂，第一個(gè)PVC裝置于1958年在錦西化工廠建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為3000噸／年[1]。可通過(guò)模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工，而且具有較好的機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性和難燃性等特點(diǎn)，以其低廉的價(jià)格和非常突出的性能而廣泛地用于生產(chǎn)板材、門(mén)窗、管道和閥門(mén)等硬制品，也用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線電纜等軟制品。 。目前全世界PVC糊樹(shù)脂總生產(chǎn)能力約200萬(wàn)t/a,其中,西歐是PVC糊樹(shù)脂生產(chǎn)廠家最多、產(chǎn)量最大的地區(qū)。 PVC糊樹(shù)脂自20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)以來(lái),已有近70年的歷史。PVC樹(shù)脂在我國(guó)塑料工業(yè)中具有舉足輕重的地位，同時(shí)PVC作為氯堿工業(yè)中最大的有機(jī)耗氯產(chǎn)品，對(duì)維持氯堿工業(yè)的氯堿平衡具有極其重要的作用。59 湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 總論第一章 總論 國(guó)內(nèi)外 pvc發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì) 聚氯乙烯（ PVC）是五大熱塑性合成樹(shù)脂之一，塑料制品是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的品種之一。盡管目前世界對(duì)PVC的生產(chǎn)和使用存在許多爭(zhēng)議，特別在歐洲，對(duì)PVC 生產(chǎn)和制品的環(huán)保制約政策越來(lái)越嚴(yán)厲，但由于性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低廉，仍具有較強(qiáng)的活力，特別在塑料門(mén)窗、塑料管道等建材領(lǐng)域。其中懸浮法PVC(SPVC)樹(shù)脂產(chǎn)量最高，占80％，其次是乳液法PVC(EPVC)，本體法PVC(MPVC)。北京化工二廠、錦西化工廠、福州化工二廠引進(jìn)美國(guó)B．F古德里奇公司懸浮法PVC樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)高型號(hào)樹(shù)脂，其它還有引進(jìn)美國(guó)西方化學(xué)公司的高型號(hào)樹(shù)脂和釜式汽提技術(shù)及設(shè)備，法國(guó)阿托公司、前德國(guó)布納公司、日本吉昂公司、日本鐘淵公司、日本三菱公司的糊樹(shù)脂生產(chǎn)裝置和技術(shù)、法國(guó)本體聚合技術(shù)和設(shè)備等，這些技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)，使我國(guó)PVC樹(shù)脂的生產(chǎn)技術(shù)和水平有了很大提高，產(chǎn)品品種有所增加，帶動(dòng)了我國(guó)PVC工業(yè)的發(fā)展[2]。未來(lái)我國(guó)PVC樹(shù)脂消費(fèi)將繼續(xù)以硬制品為主的方向發(fā)展[3]。 單體合成工藝路線 原料為來(lái)自電石水解產(chǎn)生的乙炔和氯化氫氣體，在催化劑氧化汞的作用下反應(yīng)生成氯乙烯。 乙炔法路線VCM 工業(yè)化方法，設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，但耗電量大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。乙烯氧氯化法的反應(yīng)工藝分為乙烯直接氯化制二氯乙烷（EDC）、乙烯氧氯化制EDC和EDC裂解3個(gè)部分，生產(chǎn)裝置主要由直接氯化單元、氧氯化單元、EDC裂解單元、EDC 精制單元和VCM單元精制等工藝單元組成。然后在精EDC 裂解單元裂解生成的產(chǎn)物進(jìn)入VCM單元，VCM精制后得到純VCM產(chǎn)品，未裂解的EDC返回EDC精制單元回收，而HCl則返回氧氯化反應(yīng)單元循環(huán)使用。來(lái)自VCM裝置的含水物流被汽提，并送至界外處理，以減少?gòu)U水的生化耗氧量（BOD）。其中以懸浮法生產(chǎn)的PVC占PVC總產(chǎn)量的近90%,在PVC生產(chǎn)中占重要地位,近年來(lái),該技術(shù)已取得突破性進(jìn)展。聚合釜在接收到預(yù)聚合的“種子”后，再加人一定量的VCM單體、添加劑和引發(fā)劑，在這些“種子”的基礎(chǔ)上繼續(xù)聚合，使“種子”逐漸長(zhǎng)大到一定的程度，在低速攪拌的作用下，保持恒定壓力進(jìn)行聚合反應(yīng)。這種次級(jí)粒子與增塑劑混合后，經(jīng)剪切作用崩解為直徑更小的顆粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，工業(yè)上稱之為聚氯乙烯糊。近年來(lái),為了提高聚合速度和生產(chǎn)效率,國(guó)外還研究成功兩步懸浮聚合工藝,一般是第一步聚合度控制在600左右,在第二步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(guò)去采用其它方法生產(chǎn)的樹(shù)脂品種已開(kāi)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(guò)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(guó)已開(kāi)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(guó)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(hào)切換時(shí)比較麻煩, 且生產(chǎn)能力有限。PVC生產(chǎn)過(guò)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(kāi)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(wú)堰篩板塔塔盤(pán)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(pán), 可以采用可拆卸式的塔盤(pán)。 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(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)實(shí)踐, 意大利黃在防粘釜效果和對(duì)產(chǎn)品白度的影響方面有利于生產(chǎn), 但價(jià)格較高。 ，無(wú)色易液化的氣體。自燃點(diǎn)472℃。能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限3．626．4％。長(zhǎng)距離 運(yùn)輸時(shí)應(yīng)加入阻聚劑氫醌。后者可用于制板材、管道、閥門(mén)和門(mén)窗等；具有極好的耐化學(xué)腐蝕性，但熱穩(wěn)定性和耐光性較差，在100℃以上或長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光暴曬開(kāi)始分解出氯化氫，制造塑料時(shí)需加穩(wěn)定及，電絕緣性優(yōu)良。溶于稀鹽酸、硝酸、磷酸、乙酸、亞硫酸，生成可溶性酸式磷酸鹽，也能溶于銨鹽溶液。天然礦物叫磷灰石礦，純品可用氰化鈣和磷鈉酸溶液作用或者用氫氧化鈣跟磷酸作用制得。 聚乙烯醇有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及良好的絕緣性、成膜性。含量為46%的EHP溶液的半衰期為40℃，；50℃，；受熱或見(jiàn)光易分解，儲(chǔ)運(yùn)溫度＜－15℃，時(shí)間少于3個(gè)月。用途。略有苯酚氣味。用于制備合成洗滌劑、增濕劑、潤(rùn)滑油添加劑、增塑劑等。 ②鏈增長(zhǎng) 單體自由基具有很高的活性，所以打開(kāi)單體的雙鍵形成自由基，新的自由基活性并不衰減，繼續(xù)與其它單體反應(yīng)生成更多的鏈自由基。 2)歧化終止兩個(gè)活性大分子自由基相遇時(shí)，其中一個(gè)自由基奪取另一個(gè)自由基上的氫原子而飽和，另一個(gè)高分子自由基失去一個(gè)氫原子而帶有不飽和基團(tuán)，這種終止反應(yīng)的方式叫雙基歧化終止。 鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來(lái)看，根據(jù)轉(zhuǎn)化率可分為三階段： ①轉(zhuǎn)化率＜5%階段。其原因在于鏈終止反應(yīng)主要在兩個(gè)增長(zhǎng)的大分子自由基之間進(jìn)行，而他們?cè)谡吵淼木酆衔铩獑误w凝膠相的擴(kuò)散速度顯著降低，因而鏈終止速度減慢，所以聚合速度加快，呈現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。 成粒機(jī)理與顆粒形態(tài)關(guān)于氯乙烯懸浮聚合過(guò)程生成多孔性不規(guī)整的理論解釋，認(rèn)為成粒過(guò)程分為兩部分；①單體在水中的分散和發(fā)生在水相和氯乙烯——水相界面發(fā)生的反應(yīng)，此過(guò)程主要控制聚氯乙烯顆粒的大小及其分布。此時(shí)單體轉(zhuǎn)化率約為4%～5%。由于地孔隙率樹(shù)脂的反應(yīng)結(jié)束后，脫除殘存的單體較困難，而且吸收增塑劑速度慢，難以塑化所以逐漸淘汰。 因素有攪拌、分散劑、聚合溫度等,結(jié)合樹(shù)脂的成粒過(guò)程等。隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加,能使聚氯乙烯樹(shù)脂的初級(jí)直徑變小,孔隙率增加,吸油率增大。單一分散劑較難同時(shí)滿足上兩方面要求,為制得顆粒規(guī)整、粒度分布中,既疏松表觀密度又適合的聚氯乙烯脂,往往將兩種和兩種以上分散劑復(fù)合用。在較高溫度下聚合,樹(shù)脂粒徑增長(zhǎng)減慢,最終平均粒徑減小。 ④ 汽提控制的影響：汽提工藝主要影響聚氯乙烯樹(shù)脂中單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等指標(biāo)。目的是保留VCM加料的壓力，使VCM不汽化，以避免再加料時(shí)損壞流量計(jì)。加料時(shí)，根據(jù)聚合溫度的要求把冷熱脫鹽水混合，用冷脫鹽水加料泵（14）和熱脫鹽水加料泵（18）打入聚合釜中，混合溫度在兩泵出口匯總管處由冷、熱脫鹽水量來(lái)調(diào)節(jié)。(4) 助劑的配制及加料： ① 緩沖劑系統(tǒng)緩沖劑是在配制槽（37）中配制，配制時(shí)需15～30分鐘，不設(shè)單獨(dú)貯槽，加緩沖劑時(shí)，計(jì)算機(jī)程序關(guān)閉循環(huán)線，打開(kāi)充料伐，經(jīng)（38）充裝泵，將緩沖劑加到稱重槽（39）中到規(guī)定時(shí)間用加料泵（40）加入到聚合釜（42）中，同時(shí)重新使用循環(huán)系統(tǒng)使緩沖劑配制槽中物料續(xù)循環(huán)。此溶液攪拌較強(qiáng)烈，以防分散劑分離。加引發(fā)劑時(shí)，先由貯槽（26）放到引發(fā)劑稱重槽（28）中，然后用加料泵（29）定量加入聚合釜（42）內(nèi)。⑥ 涂壁系統(tǒng)涂壁劑溶液在配制槽（22）中按規(guī)定配方進(jìn)行配度和貯存。 聚合反應(yīng)開(kāi)始后，向擋板通入冷卻水并達(dá)到最大流量，然后向夾套中通入冷卻水，并保持反應(yīng)溫度，冷卻水流量由計(jì)算機(jī)根據(jù)聚合釜上、中、下溫度控制，同時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，并與聚氯乙烯聚合動(dòng)力浮模型的理論計(jì)算值比較，計(jì)算出VCM到PVC的轉(zhuǎn)化率。（1）漿料汽提系統(tǒng)由汽提塔漿料槽（47）底部來(lái)的漿料，經(jīng)塊料破碎機(jī)（48）破碎后，用汽提塔供給泵（49）經(jīng)板式換熱器（50）與汽提完畢的漿料換熱，一部分從塔頂加入汽提塔，另一部分回流到漿料槽（47），同時(shí)蒸汽由汽提塔底部進(jìn)入； VCM由蒸汽汽提帶走?；炝喜郏?4）的PVC漿料，用漿料泵（85）送至沉降式離心機(jī)（86 ad），超過(guò)離心機(jī)能力的部分漿料返回混料槽（84），這兩個(gè)槽有保溫系統(tǒng)同時(shí)槽底部還有氮?dú)夂驼羝苈?，通過(guò)槽中以便攪拌或清洗換型時(shí)用。干燥好的樹(shù)脂由星型加料器（96）和排風(fēng)機(jī)（102）抽至旋風(fēng)分離器，使氣固相分離，氣相在用2雙筒旋風(fēng)分離器（110）分離，氣體排空，（107）（110）兩個(gè)分離器分離出的樹(shù)脂經(jīng)雙重闡（112）和星型加料器（109）進(jìn)入圓型振動(dòng)篩（111）進(jìn)行篩分，合格的成品進(jìn)入中間料倉(cāng)（113）然后由工人包裝送至倉(cāng)庫(kù)。 本設(shè)計(jì)廠址選擇在沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)化學(xué)工業(yè)園。Q總/Qmax=366/（