【正文】 對篩分包裝部分做物料衡算知：物料衡算結果是正確的，見表 。 PVC PVC H2O H2O 脫去水 損失 PVC 圖 沸騰干燥物料平衡圖 干燥前后各物質的質量計算 [31] 氣流干燥損失的 PVC 量為： 104=。 物料衡算表 離心部分 物料衡算一覽表 。K1 ， 105 ℃ 時 的 焓 值H=。 表 混料槽物料衡算一覽表 物料名稱 進料 kg/B 出料 kg/B VCM 100240 12530 水 105 蒸汽（水助劑） 其它助 劑 4800 0 堿液 PVC XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 22 頁 共 81 頁 回收 VCM 0 87710 損失 PVC 0 合計 汽提塔物料衡算 [16,34] 物料平衡圖 汽提塔的物料平衡圖 。 引發(fā)劑VCM分散劑緩沖劑脫鹽水終止劑防粘釜劑反應調節(jié)劑消泡劑注入水 回收 VCM損失 PVC引發(fā)劑VCM分散劑緩沖劑脫鹽水終止劑防粘釜劑反應調節(jié)劑消泡劑PVC圖 聚合釜物料平衡圖 反應前后各物質的質量計算 本設計引發(fā)劑 (%單體質量 )全部結合到聚合物中，并且單體 84%轉化為聚合物。a1 生產時間： 300d聚合釜內物料即被輸送到出料罐，大部分未反應的 VCM在此被回收，帶有未反應 VCM 的漿料隨后被泵送到汽提塔進料罐，繼續(xù)回收未反應 VCM，殘留的 VCM 在漿料汽 提塔內脫除并被送往回收系統(tǒng)，來自汽提塔的漿料通過離心機將大部分水脫去，進入流化床干燥器，合格的樹脂送至成品料倉，包裝出廠。 工況溫度的選擇 根據(jù)王振華等 [27]對太原市 1916～ 2020 年氣溫變化規(guī)律研究溫度的研究可知，太原市春季平均溫度變化范圍為： ~℃ ；夏季平均溫度變化范圍為：~℃ ；秋季平均溫度變化范圍為： ~℃ ；冬季平均溫度變化范圍為：﹣ ~﹣ ℃ 。氣流干燥器實際 上就是一根長管，約五分之一部分的管徑較細，屬加速干燥段。但進料溫度也不能過低，否則會嚴重影響干燥器床溫的穩(wěn)定，同時增加干燥系統(tǒng)的能耗?，F(xiàn)有的塔式汽提技術基本上是引進技術，或在消化、吸收引進技術后再創(chuàng)新。單體貯槽出口管通過氣動閥與原有單體泵入口管相連，按比例送入聚合釜，單體貯槽設有分水缸，每次壓料前向單體水分離器排水 1 次，單體水分離器夾套通熱水，排空管接入氣柜，水要不定期排至地溝。 氯乙烯單體回收冷凝系統(tǒng) [20] 1. 回收氯乙烯（ VCM）單體的選用 參考邴涓林等 [1,3]對國內各 PVC 生產廠的回收技術，即傳統(tǒng)的回收技術、日本信越回收技術和美國古德里奇回收技術的介紹，本設計采用主流的美國古德里奇回收技術。 1. 135 m3聚合釜原料的選用標準 選用的 135 m3聚合釜生產 PVC 樹脂使用原料如表 [26]。而且對無機熱穩(wěn)定劑改性效果越好 (如用硅烷或鋁酸酯改性 )，對聚合的影響越小，聚合轉化率也越 高。聚合反應溫度控制在 177。目前大部分生產企業(yè)選用復合引發(fā)劑體系，盡量避免反應放熱峰的出現(xiàn)或盡量減小峰高，使反應速率盡可能均勻，這樣聚合反應熱就能及時移出，達到安全平穩(wěn)生產的目的。 分散劑的影響 [23] 分散劑及適當?shù)臄嚢鑿姸瓤梢詢?yōu)化 VCM 液滴的分散，提高 PVC 顆粒粒徑的規(guī)整度、顆粒的多孔性和干流動性，改善 PVC 的塑化性能，提高 PVC 的白度和加工性能。氯乙烯單體中的高沸物主要為二氯乙烷和乙醛，單體中含量低時，可以清除 PVC大分子端基雙鍵，對 PVC 熱穩(wěn)定性有好處，二氯乙烷和乙醛等高沸物在較高含量下才顯著影響聚合度及反應速率。 本設計采用的是間歇式操作方式。其技術開發(fā)的核心，依然是如何開發(fā)新型引發(fā)劑、分散劑、防粘釜劑以及其它助劑，以提高聚合反應速率，縮短聚合生產周期；關鍵工藝技術所面臨的也還是傳熱和攪拌這兩個基本問題 ?，F(xiàn)在懸浮法聚氯乙烯品種日益廣泛，應用領域越來越廣，除了通用型的樹脂外，特殊用途的專用樹脂的開發(fā)越來越引起 PVC 廠家的關注，球形樹脂、高表觀密度建材專用樹脂、消光樹脂、超高 (或超低 )分子質量樹脂等已成為開發(fā)的熱點 [21]。m，主要是 20~40181。 本體聚合生產工藝 [20] 本體聚合生產工藝，其主要特點是反應過程中不需要加水和分散劑。平均聚合周期約為 。反應時加入酒石酸、 NaNO2等抑垢劑。第二反應器的工藝作用僅僅是為了使聚合進一步進行，單體轉化率控制在 30％~35%；第一反應器的長徑比為 10:1，采用電化拋光表面處理，材料為不銹鋼。主要目的是避免氣液界面形成粘壁聚合物。其流程概況是：流程主體為兩個或三個串聯(lián)的塔式反應器。 從防粘釜技術層面上看，意大利的賽斯 (Cirs)公司居世界領先地位。 從綜合技術方面上看，日本公司具有較高的水平并各具特色。1978 年齊魯石化率先引進信越 127m3大釜，隨后錦化、北二化引進古德里奇 70. 5m3大釜。 國內聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進展 國 內 PVC 生產行業(yè)的發(fā)展近幾年來一直呈現(xiàn)良好的勢頭。 2020 年 7 月全球約有 50 個國家、 150 個廠家生產聚氯乙烯，這一數(shù)據(jù)還在不斷攀升 [4]。 工業(yè)生產 的 PVC 相對分子量 一般在 5 萬～ 12 萬范圍內，具有較大的多分散性，相對 分子 量隨聚合溫度的降低而增加；無固定 熔點 ， 80～ 8 5℃ 開始軟化， 130℃ 變?yōu)檎硰棏B(tài)， 160～ 180℃ 開始轉變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的 機械性能 ，抗張強 度 60MPa 左右， 沖擊強度 5～ 10kJ/m2；有優(yōu)異的 介電性能 。 畢業(yè)設計說明書 懸浮聚合法年產 30 萬噸聚氯乙烯 車間工藝設計 XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 懸浮聚合法年產 30 萬噸聚氯乙烯車間工藝設計 摘要 本 文概述了 聚氯乙烯的 性質 、 應用、發(fā)展狀況、工藝進展以及聚合過程中的影響因素 ， 在此基礎上 確定了聚氯乙烯 懸浮聚合 的生產工藝 路線和相關參數(shù) 。但對光和熱的穩(wěn)定性差，在 100℃ 以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，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 。 2020 年全球產量達 3130 萬噸，需求量達 3117 萬噸。各主要廠家 都在積極采用先進的生產技術，不斷改進工藝控制條件和工藝配方，努力提高產品質量，縮短聚合時間。特別是錦化與錦化機聯(lián)合開發(fā) 的 大釜在國內得到廣泛使用，小型釜所占比重逐步下降 [10]。西素 (Chisso)公司、吉昂 (Zeon)公司等擁有先進的懸浮技術和工藝。其NOXOLWSW和 NOXOLETH 的防粘釜劑系列十分著名。第一個 反應器采用注水工藝操作，同時加入 NaNO2 等抑垢劑，以減少粘壁物和污垢 ， 該反應器結構新穎。該工藝生產的樹脂具有相同 的粒度和粒度分布，生產強度達198~259t/(m3攪拌采用 7 層攪拌器，等距安裝在中心軸上。工藝設備在連續(xù)操作 500h 以后，釜內粘壁物大約為 15~30ppm(以聚合物計 )。為了進一步縮短聚合周期，提高生產效率，清釜和密閉加料出料工藝的研究也取得了新進展。聚合分 2步進行，第 1 步在預聚釜中加人定量的 VCM 單體、引發(fā)劑和添加劑，經加熱后在強攪拌 (相對第 2 步聚合過程 )的作用下，釜內保持恒定的壓力和溫度進行預聚合。m 的聚氯乙烯次級粒子。 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。 間歇式操作 間歇法工藝流程具有生產品種靈活多樣、工藝挖掘潛力大等諸多優(yōu)點。 氯乙烯懸浮聚合生成聚氯乙烯過程中的影響因素 純水的影響 [23] 入料的水質直接影響樹脂產品的質量，如硬度 (表征水中金屬等陽離子含量 )過高，會影響產品的電絕緣性能和熱穩(wěn)定性；氯根 (表征水中陰離子含量 )過高，特別是對于聚乙烯醇分散體系，易使顆粒變粗，影響產品的顆粒形態(tài)；純水的 PH 值影響分散劑的穩(wěn)定性，較低的值對明膠有明顯的破壞作用 ，較高或較低的值都會引起聚乙烯醇的部分醇解，影響分散效果及顆粒形態(tài)，還會影響引發(fā)劑的解速率。 聚合體系中氧的影響 [23] 氧對氯乙烯聚合起阻聚作用，氯乙烯單體易吸收氧，而生成平均聚合度低于10 的氯乙烯過氧化物。分散劑用量的選擇，要根據(jù)聚合釜的形狀、大小、攪拌狀態(tài)以及產品要求而定。 涂釜劑的影響 [23] 涂壁效果不好易造成粘釜，粘釜會導致聚合釜傳熱系數(shù)和生產能力降低；粘釜料若混入產品中，會導致塑化加工中不塑 化的 “ 魚眼 ” 產生，影響產品外觀及內在質量；粘釜物的清理將延長聚合釜的輔助時間及增加人工勞動強度，降低設備的利用率。℃ 以內，這樣使聚合度分布集中，易于加工，產品熱穩(wěn)定好。聚合體系中添加 CaCO3后，在聚合溫度和引發(fā)劑用量相同的條件下，達到相同 壓差 (△P)所需的聚合時間隨 CaCO3用量的增加而縮短。 XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 81 頁 表 135 m3 聚合釜生產 PVC 樹脂使用原料 原料名稱 規(guī)格 來源 VCM 單體 純度 ≧ %，二氯乙烷 ≦ 20ppm， 水 ≦ 100ppm，乙炔 ≦ 現(xiàn)購 脫鹽水 PH 值 ~7，電導率 ≦ /cm，鐵 PVA 醇解度 (mol)80177。該技術采用壓縮、冷凝法。當壓縮機的壓力大XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 共 81 頁 于尾排壓力時，氯乙烯氣體不經過水環(huán)壓縮機，而是通過直通閥直接進入一、二級冷卻器，當壓縮機入口壓力小于尾排壓力時，關閉直通閥，啟動水環(huán)壓縮機，打開氣水分離器出口閥，抽氣體進入一級冷卻器。 離心系統(tǒng) [20] 目前，國內外聚氯乙烯行業(yè)均采用離心機來完成 PVC 漿料的脫水工藝。一般經汽提后的漿料從汽提塔出來經螺旋板換熱器冷卻后溫度為 40～ 50℃ ，適于離心脫水的要求。一方面物料在熱氣流的作用下，流速越快越容易分散；另一方面物料越是分散，熱交換面積越大，干燥速率越快。本設計會按照不同的季節(jié)合理利用熱量，并對相關設備進行合理的保溫和散熱，以獲取最大的收益。 主要工藝參數(shù) [31] 1. 聚合 聚合溫度 50～ 58℃ 聚合壓力 初始 ～ ，結束 ～ 聚合時間 8～ 12h 轉化率 84％ 2. 堿處理 NaOH 濃度 36％～ 42％ 加入量 聚合漿液的 ％～ ％ 溫度 70～ 80℃ 時間 ～ 3. 氣提 氣提溫度：塔頂溫度 80℃ ，塔底溫度 105℃ 。a1，每天生產 2 批， 7200h則 VCM 單體的投料量為： 錯誤 !未找到引用源。 圖 汽提塔物料平衡圖 汽提前后各物質的質量計算 本步驟到篩分、包裝為連續(xù)過程，計算 標準相應的轉換為 kg/h。 設通入水蒸氣量 y kg/h，則蒸汽冷凝放熱量為 Q 放 =y() 設物料吸收熱量為 Q1，部分 VCM 汽化熱為 Q2，可知 Q 吸 = Q1+ Q2=Q 放 （ ） Q1=CpPVCWPVC△t+CpVCMWVCM△t+W 水 CP 水 △t （ ） Q1=(10580)+(10580)+(10580)= kJ/h ， Q2=() 247。 表 離心部分物料衡算一覽表 物料名稱 進料 kg/h 出料 kg/h PVC XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 25 頁 共 81 頁 VCM 母液含水 分散劑等助劑 排出水和助劑量 0 0 PVC 損失 0 合計 氣流干燥部分物料衡算 物料平衡圖 離心部分的物料平衡圖 。 出料 PVC 量為： =。 物料衡算表 篩分包裝部分 物料衡算一覽表 。 則包裝入庫的絕干 PVC 樹脂量為： =。 表 氣流干燥部分物料衡算一覽表 物料名稱 進料 kg/h 出料 kg/h PVC 水 PVC 損失 0 脫走水分 0 氣流干燥 XXXX2020 屆畢業(yè)設計說明書 第 26 頁 共 81 頁 合計 沸騰干燥部分物料衡算 物料平衡圖 沸騰干燥部分物料平衡圖 。 對離心部分做物料衡算知：物料衡算結果是正確的，見表 ?！? ， 105℃ 時的汽化熱Δ