【正文】 以上塑化而成。 （ 4）粘合劑與密封膠：聚氯乙烯糊樹(shù)脂及改性樹(shù)脂與其他化工原料相結(jié)合，制成的粘合材料經(jīng)化學(xué)處理后可用于制造汽車(chē)上的密 封膠。 （ 6）糊制品：將聚氯乙烯糊樹(shù)脂分散在液體增塑劑中，使其溶脹塑化而成增塑溶膠，加入穩(wěn)定劑、填料、著色劑等，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、脫氣泡后配成糊，再用浸漬、澆鑄等加工成各種制品，還可以將聚氯乙烯糊樹(shù)脂加熱后，再加入其他輔 助材料，制成一次性用手套等醫(yī)療器材，以及其他材料的墊襯材料。由于各國(guó)加工與應(yīng)用情況不同， PVC 糊樹(shù)脂的生產(chǎn)量占 PVC總量也各不相同。 德國(guó)25%中國(guó)14%法國(guó)13%美國(guó)13%日本9%其它26% 德國(guó)中國(guó)法國(guó)美國(guó)日本其它 圖 2020 年世界 PVC 糊樹(shù)脂產(chǎn)能分布情況 從生產(chǎn)方法來(lái)看，已開(kāi)發(fā)了乳液種子聚合法、乳液連續(xù)聚合法、乳液無(wú)種子聚合法、微懸浮聚合法、種子微懸浮法、乳液徽混合法等等。隨著 PVC 糊樹(shù)脂應(yīng)用開(kāi)發(fā)的不斷深人 ， 市場(chǎng)對(duì) PVC 糊樹(shù)脂的需求量也大大增加 ， 反過(guò)來(lái)也促進(jìn)了 PVC糊樹(shù)脂生產(chǎn)的發(fā)展。摻混樹(shù)脂生產(chǎn)方法不盡相同，有懸浮法、本體聚合法、乳液法等，所得摻混樹(shù)脂大多摻混到 PVC 糊樹(shù)脂中一同出售 ， 即能改善產(chǎn)品性能 ， 又能降低成本。在 20 世紀(jì) 50~70 年代共建有 8個(gè)生產(chǎn)廠，生產(chǎn)規(guī)模為 100~500 t/a，生產(chǎn)工藝以種子乳液法為主，只可生產(chǎn)三個(gè)型號(hào)的 PVC 糊樹(shù)脂。生產(chǎn)工藝以種子乳液聚合為主，其他的還有連續(xù)乳液、微懸浮法等，絕大多數(shù)為電石原料路線。 國(guó)內(nèi) PVC 糊樹(shù)脂產(chǎn)能與產(chǎn)量雖然得到了快速增長(zhǎng)，但我國(guó) PVC 糊樹(shù)脂進(jìn)口量每年仍在 13 萬(wàn) ~15 萬(wàn)噸上下浮動(dòng)，進(jìn)口量最高年份甚至接近了 16 萬(wàn)噸。 除普通型的聚氯乙烯糊狀樹(shù)脂外，其他相關(guān)改性產(chǎn)品如摻混樹(shù)脂、氯醋酸樹(shù)脂等，由于其具有的獨(dú)特的性能而在汽車(chē)塑溶膠、 PVC 方快地毯、 印花 油墨 、人造革底糊和邊糊、壁紙、人造革、浸漬制品中，其用量將隨著應(yīng)用開(kāi)發(fā)力度的不斷加大而增加，大量取代進(jìn)口 。 第二、有利于加速企業(yè)管理與國(guó)際接軌。氯乙烯單體（ VCM）作為大宗化工產(chǎn)品在全球流通，總貿(mào)易量已達(dá)到 萬(wàn) t/a。不僅 VCM 如此，電石、鹽、化學(xué)助劑、 EDC 和一些關(guān)鍵設(shè)備也將如此，有利于企業(yè)執(zhí)行全球采購(gòu)策略。以下是 2020 年 3 月份我國(guó) PVC 糊樹(shù)脂的價(jià)格 [4]，如表 ： 表 2020 年 3 月我國(guó) PVC 糊樹(shù)脂的價(jià)格 產(chǎn)品來(lái)源 規(guī)格 市場(chǎng)價(jià)格 （ 元 /噸） 沈陽(yáng)化 工 手套料 10100～ 10200 皮革料 10200 安徽氯堿 1702 貨源 9900 1152 貨源 10000 1311 貨源 13000 德國(guó)進(jìn)口 C69CQ,E70CQ,E74CC,E72CF 12020～ 13000(上海 ) LG 1120/1752 12600(上海 ) 天津化工 各類(lèi)袋裝料 10200～ 10300 上海氯堿 各類(lèi)袋裝料 11000 西安化工 各類(lèi)袋裝料 9700 今年 2 月份，由于 PVC 糊樹(shù)脂下游加工企業(yè)受到春節(jié)假期的影響基本處于停工狀態(tài)，供需關(guān)系的變化使 得生產(chǎn)企業(yè)銷(xiāo)售面臨一定的壓力，部分企業(yè)在庫(kù)存壓力偏大的情況下對(duì)核心用戶的出貨價(jià)格有一定的優(yōu)惠，部分企業(yè)部分型號(hào)的價(jià)格已經(jīng)在10000 元 /噸以下。每年春節(jié)過(guò)后，作為外出務(wù)工人員較多的華南地區(qū)都要面臨招工困難的問(wèn)題，但目前該地區(qū)工廠的招工問(wèn)題已經(jīng)解決，下游加工企業(yè)的開(kāi)工率將不斷提升，糊樹(shù)脂市場(chǎng)逐步進(jìn)入需求旺季。國(guó)內(nèi)企業(yè)近幾年擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能迅速，今年二季度上海氯堿新增 4 萬(wàn)噸項(xiàng)目將投入生產(chǎn)，天津渤天化工新增 6 萬(wàn)噸項(xiàng)目三季度投產(chǎn)，另外東北高新將有 萬(wàn)噸糊樹(shù)脂裝置二季度投入生產(chǎn)，今年總計(jì)新增產(chǎn)能將在 10 萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。 總體分析，目前的市場(chǎng)是利空利好消息交織，雖然市場(chǎng)需求整體向好，但也不能盲目樂(lè)觀。由于 PVC糊樹(shù)脂具有較好的分散性并且成糊性優(yōu)良因此用途非常廣泛。通過(guò)該途徑，使自己具有一定的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及對(duì)工廠主要車(chē)間的初步設(shè)計(jì)能力。隨著世界科技水平的逐步提高，各國(guó)不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，并對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，通過(guò)調(diào)整工藝配料和聚合條件，生產(chǎn)出更具有針對(duì)性和良好糊性能的樹(shù)脂，進(jìn)一步減少均化物料量、提高單釜含固量、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、改進(jìn)樹(shù)脂生產(chǎn)的后處理工藝、提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性等。 本次設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)工序：原料配制工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。在有種子存在的條件下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時(shí) ， 單體聚合生成新的聚合物 都在種子上增長(zhǎng)。操作方式為間歇操作。 D、乳化劑的選擇 ： 在氯乙烯乳液聚合中，乳化劑非常重要。 聚合反應(yīng)機(jī)理及影響反應(yīng)的因素 A、聚合反應(yīng)機(jī)理 ： 氯乙烯聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)，其總反應(yīng)式為： 年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸 PVC 糊樹(shù)脂聚合工藝設(shè)計(jì) 11 CH 2 CHCln ( C H C H )Cln2 B、影響反應(yīng)的因數(shù) ： 在氯乙烯聚合中，嚴(yán)格控制聚合條件，以減少生成新粒子的幾率。由于聚合過(guò)程中，采用銅作為催化劑，但銅離子只適用于堿性條件下的氯乙烯乳液聚合，因此，需控制 PH 值為 ～。車(chē)間設(shè)備采用露天與產(chǎn)房相結(jié)合的原則。5℃ ），經(jīng)過(guò)一冷（〈 40℃ ）和二冷（ 35℃冷鹽水）后，冷卻至 14177。 乙炔工段 乙炔發(fā)生工段主要有兩個(gè)工序：乙炔發(fā) 生工序和乙炔清凈工序。電石遇到發(fā)生器內(nèi)大量的水而迅速反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣體，由發(fā)生器頂部溢出，經(jīng)過(guò)泥漿分離器、冷卻塔氣液分離器進(jìn)入氣柜。 HCl 氣體與乙炔氣體經(jīng)混合塔充分混合后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行反應(yīng)生成氯乙烯氣體，之后進(jìn)入除汞器中除去催化劑汞，再分別進(jìn)入水洗塔和堿洗塔，除去氣體中未反應(yīng)的氯化氫氣體和一些酸性物質(zhì)。從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)來(lái)的濃度為 20%的氨水儲(chǔ)存在氨劑貯槽中，以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。從種子乳漿槽中出來(lái)的種子乳漿經(jīng)過(guò)種子計(jì)量泵過(guò)濾器過(guò)濾后，由種子計(jì)量泵輸送到種子計(jì)量槽中，通過(guò)計(jì)量槽輸送到 各聚合釜。 脫氣工序： 脫氣工序中主要設(shè)備是卸料槽，從聚合釜中過(guò)來(lái)的乳漿含有雜質(zhì)，必須要經(jīng)過(guò)卸料槽進(jìn)行排氣剝離，除去未反應(yīng)單體和雜質(zhì)。之后，純產(chǎn)品直接進(jìn)入旋風(fēng)分離器，而帶雜質(zhì)的膠乳經(jīng)過(guò)袋濾器后也進(jìn)入旋風(fēng)分離器。因?yàn)?VCM蒸汽密度比空氣大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要防止在封閉空間內(nèi)存在 VCM。在開(kāi)始生產(chǎn)前要對(duì)管線、泵、閥門(mén)等進(jìn)行仔細(xì)吹掃。 ② 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗 位消防措施的種類(lèi)及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場(chǎng)物料的性質(zhì)。 二、膠乳粒子的分布對(duì) PVC 樹(shù)脂質(zhì)量的影響 種子乳液法生產(chǎn)的成品膠乳的粒徑是呈雙峰分布的，大小粒子的粒徑分布是否合理是評(píng)價(jià)成品膠乳內(nèi)在質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所以在使用品質(zhì)較好的種子的前提下，還要嚴(yán)格控制好初始乳化劑的加入量，只有兩者的使用量合理匹配，才能生產(chǎn)出質(zhì)量較好的 PVC 樹(shù)脂。當(dāng)乳化劑加入量過(guò)低時(shí)，僅部分膠乳粒子表面被乳化劑分子覆蓋保護(hù)，易造成大部分膠乳凝聚，甚至出現(xiàn)破乳情況；而乳化劑加入量過(guò)多又會(huì)造成反應(yīng)劇烈，不易控制，使小粒子數(shù)增多，粒徑 分布不合理，同樣會(huì)影響樹(shù)脂質(zhì)量。 (3)影響種子粒徑大小相當(dāng)明顯的 Cu 劑由工藝人員專門(mén)配制，并且配制的種子Cu 劑只用在種子生產(chǎn)中，使每批種子使用的 Cu 劑濃度保持一致。 三、對(duì)前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱的現(xiàn)象采取的措施 (1)保證單體質(zhì)量滿足入料要求。 四、對(duì)乳化劑瞬時(shí)加入量進(jìn)行調(diào)整 乳化劑用量為 %~%單體，采用復(fù)合乳化劑體系，在聚合過(guò)程中先加入一半乳化劑，聚合結(jié)束再加入另一半。 聚合配方 [6] 表 聚合配方列表 原 料 用 量 氯乙烯單體 100 介質(zhì)（水） 110～ 140 引發(fā)劑 催化劑 乳化劑 后混合劑 種子 一代 1 二代 2 操作周期 年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸 PVC 糊樹(shù)脂聚合工藝設(shè)計(jì) 19 （ 1） 聚合操作時(shí)間估計(jì) 表 聚合釜操作時(shí)間統(tǒng)計(jì)表 加水及配料 15 分 加單體 15 分 攪拌 10 分 升溫 30 分 反應(yīng) 8 小時(shí) 出料 20 分 清釜置換 50 分 共計(jì) 10 小時(shí) 20 分 （ 2） 出料系統(tǒng) 沉析時(shí)間估計(jì) 表 出料系統(tǒng)操作時(shí)間統(tǒng)計(jì)表 排氣、加料、回收 1 小時(shí) 升溫 1 小時(shí) 保溫 小時(shí) 冷卻 小時(shí) 出料 6 小時(shí) 共計(jì) 9 小時(shí) （ 3） 干燥時(shí)間估計(jì) 干燥約 3 小時(shí) 通過(guò)上述數(shù)據(jù)計(jì)算可得，整個(gè) PVC 糊樹(shù)脂生產(chǎn)周期約為 22 小時(shí) 20 分，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在聚合的同時(shí)可以進(jìn)行脫氣和干燥，所以每生產(chǎn)一批料約需要 12 小安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 20 時(shí)，取每天生產(chǎn) 2 批 。因此，可以計(jì)算得到聚合釜平均每天能夠生產(chǎn)乳漿： 86 77 1 2 17 35 42kg?? 式（ ） 乳漿的固含量為 %， PVC 糊樹(shù)脂顆粒密度為： 31 /1400 mkg?? 水的密度為： 32 1000 /kg m? ? 乳漿的密度為： 61 140 0 39 100 0m? ? ? ? ? 式（ ） /kg m? 查找資料 [7]得，攪拌釜反應(yīng)器的裝料系數(shù)可以取 ～ [7]。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的直邊高度與封頭的直徑有關(guān)： 封頭的高度： 封頭側(cè)面積： D 封頭體積： D 從力學(xué)角度，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的應(yīng)力分布均勻，封頭的強(qiáng)度與和其相連的筒體強(qiáng)度相等，所以攪拌反應(yīng)器的封頭大都選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。 （ 3） 、選擇長(zhǎng)徑比（ H/D） H——釜體總高度（包括封頭高度） D——釜體直徑 一般攪拌釜的長(zhǎng)徑比為 1～ 2， 在本次設(shè)計(jì)中初步選擇長(zhǎng)徑比 H/D=[10] （ 4） 、計(jì)算釜體內(nèi)徑 PVC 糊樹(shù)脂聚合工藝操作方式為間歇操作，反應(yīng)液體積 RV 為 3m ，反應(yīng)釜總體積 TV 為 3m ，每臺(tái)反應(yīng)釜體積 TiV 24 3m 。s； 飽和蒸汽壓 P= 無(wú)毒無(wú)腐蝕性 經(jīng)離心泵輸送的水的流速范圍為 1～ 2m/s 管的內(nèi)徑為 200mm （ ⅱ ）離心泵的特性 [11] 流量： ～ 30000 hm/3 ，流量不穩(wěn)定； 揚(yáng) 程： 10～ 2600m，對(duì)應(yīng)一定流量只能達(dá)到一定揚(yáng)程； 效率： ～ ，在設(shè)計(jì)點(diǎn)最高，偏離愈遠(yuǎn)，效率愈低； 使用范圍：黏度較低的各種介質(zhì) 流量的確定 已知水的流速 u 為 1～ 2m/s，取流速為 ，且管徑 d 為 200mm， 流量 Vq 的計(jì)算公式為： 42udqV ?? 式（ ） 其中， d——管內(nèi)徑， m； Vq ——體積流量， sm/2 ； U——流速， m/s 將數(shù)據(jù)代入上述公式得： 2 33 . 1 4 0 . 2 1 . 6 0 . 0 5 /4Vq m s???? 式（ ） 即 3180 /Vq m h? 在選擇泵的型號(hào)時(shí)，應(yīng)以正常流量的 ～ 倍為依據(jù)，故 泵的流量為 318 0 1. 1 19 8 /vQ m h? ? ? 式（ ） 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 36 揚(yáng)程的確定 圖 聚合釜夾套泵流程 如圖，取 21,zz 兩截面， 根據(jù)伯努力方程式得： ????????fhuuPPgzzW 2)(21221212 ? 式（ ） 其中， W——外加機(jī)械能 ， J/kg； 21,zz ——所選取 兩 截面距離地面的高度 ， m； 21PP， ——所選取 兩 截面的壓力 ， Pa； 21,uu ——所選取兩截面的 液體流速， m/s； ?fh ——兩截面間管路中的壓頭損失， J/kg 由于聚合釜夾套泵是循環(huán)泵，所選取的兩截面為同一截面。經(jīng)查表 [8]可得： 。 軸功率及電機(jī)的計(jì)算 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計(jì) 38 泵有效功率的計(jì)算公式為： gHQP Ve ?? 式（ ） 其中，