【正文】 Q 總 /Qmax=366/（ +） = ④ 引發(fā)劑用量 引發(fā)劑用量 Nr=N0(1[I]/[I0])=N0() ∴ N0=Nr/（ ） 引發(fā)劑的理論消耗量取 引發(fā)劑的半衰期 lnτ1/2=A/TB 式中 A=15108 B= T=+57= Lnτ1/2=15108/= τ1/2= N0=Nr/（ ） =實(shí)際加入量 EHP 量（分子量 346）： 346 ⑤ 緩沖劑用量 緩沖劑 =單體 緩沖劑用量 =（ ） = ⑥ 分散劑用量 88% PVA 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 21 % PVA ⑦ 終止劑（ ATSC） ATSC=[I]/2=出料（以釜為標(biāo)準(zhǔn)） 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 未反應(yīng) VCM： = 脫鹽水： = 回收 VCM： =3022kg 剩余 VCM： = （ 4）物料平衡表 表一 物料衡算表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 VCM 回收 3022 剩余 2 PVC 損失 3 脫鹽水 4 注入水 5 EHP 6 ATSC 7 緩沖劑 8 分散劑 合計 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 22 混料槽 （ 1）物料平衡圖 圖 2 混料槽物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 進(jìn)料 PVC： 收率 % 水、助劑： +++++= 進(jìn)料 VCM 出混料槽 VCM 含量為 7000ppm （ 3）計算 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 設(shè)出料中 VCM 為 Xkg X/(++X)=7000106 ∴ X= 回收 VCM： = （ 4）物料平衡表 表二 混料槽物料平衡圖 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 23 損失 2 VCM 回收 3 水、助劑 合計 汽提塔 （ 1）物料平衡圖 圖 3 汽提塔物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 塔頂數(shù)據(jù)： 75 ～ 80℃ 塔底溫度 ： t 底 =110℃ 出汽提塔的 VCM 為 50ppm 收率： % 產(chǎn)量為 3 萬噸 /年 年工作時間數(shù)： 8000h PVC 含水量： % （ 3）計算 ① PVC 的進(jìn)料量 每小時生產(chǎn)純干： 3107（ ） /8000=考慮以下各步收率 汽提塔： % 離心機(jī)： 99% 沸騰床： 99% 包裝： % 故汽提塔進(jìn)料中含 PVC GPVC=()= 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 24 以 PVC 為基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)化系數(shù) ② 水、助劑的量 水、助劑：（ ） =③ VCM 的量 VCM：（ ） =④ 熱量計算 80℃ ，塔底溫度為 110℃ 對于 VCM t 平均 =（ 80+100） /2=95℃ VCM 比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ =℃ 用內(nèi)插法求得 Cp95℃ =℃ =℃ 110℃ VCM 汽化熱 ΔHVCM=3034cal/克分子 =水的比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ = 干燥系統(tǒng) 混料槽（ 84）的 PVC 漿料，用漿料泵（ 85）送至沉降式離心機(jī)（ 86 ad），超過離心機(jī)能力的部分漿料返回混料槽（ 84），這兩個槽有保溫系統(tǒng)同時槽底部還有氮?dú)夂驼羝苈罚ㄟ^槽中以便攪拌或清洗換型時用。 聚合反應(yīng)開始后，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，冷卻水流量由計算機(jī)根據(jù)聚合釜上、中、下溫度控制，同時計算機(jī)計算出反應(yīng)放出的熱量，并與聚氯乙烯聚合動力浮模型的理論計算值比較，計算出 VCM 到 PVC 的轉(zhuǎn)化率。加引發(fā)劑時，先由貯槽（ 26）放到引發(fā)劑稱重槽（ 28）中，然后用加料泵（ 29）邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 15 定量加入聚合釜（ 42）內(nèi)。 (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，配制時需 15～ 30 分鐘，不設(shè)單獨(dú)貯槽，加緩沖劑時，計算機(jī)程序關(guān)閉循環(huán)線，打開充料伐， 經(jīng)（ 38）充裝泵， 將緩沖劑加到稱重槽（ 39）中到規(guī)定時間用加料泵（ 40）加入到聚合釜（ 42）中，同時重新使用循環(huán)系統(tǒng)使緩沖劑配制槽中物料續(xù)循環(huán)。目的是保留 VCM 加料的壓力，使 VCM 不汽化，以避免再加料時損壞流量計。在較高溫度下 聚合 ,樹脂粒徑增長減慢 ,最終 平均粒徑減小。隨著攪拌轉(zhuǎn)速的 增加 ,能使聚 氯乙烯樹脂的初級直徑變 小 ,孔隙率增加 ,吸 油率增大。通常是使用的分散劑濃度高，則易得空隙率低（ ≤10%）的圓球狀樹脂顆粒，尤其是使用明膠作為分散劑是，其影響最為明顯。當(dāng)聚合反應(yīng)速率低于總反應(yīng)速率以后，使反應(yīng)終止。包括向單體的氯轉(zhuǎn)移、向溶劑鏈轉(zhuǎn)移、向引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移、向大分子。 ① 鏈引發(fā) 過氧化物引發(fā)劑受熱后過氧鏈斷裂生成兩個自由基 :初級自由基與VCM 形成單體自由基 。 ⑦ 對壬基苯酚：淡黃色粘稠液體。 ⑤ 過氧化二碳酸（ 2－乙基己基）酯 ： 本品為 無色透明液體， EHP 活性氧 ≥%，NaCl含量 ≤%；相對密度 。熔點(diǎn) 1670℃ ，密度 。根據(jù)所加增塑劑的多少，可制成軟質(zhì)和硬質(zhì)塑料。難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷。 為了生產(chǎn)更高質(zhì)量的聚乙烯，產(chǎn)品本設(shè)計采用意大利黃防粘釜劑。釜涂布與水洗設(shè)備分開 , 釜內(nèi)設(shè)置雙伸縮頭自動噴洗高壓水槍 , 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 )。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。兩段流化床改進(jìn)了 , 操作穩(wěn)定性好 , 易于產(chǎn)品牌號的切換 , 生床的花板產(chǎn)能力較大 。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)計在 PVC 生產(chǎn)中采用三葉后掠式攪拌器。本設(shè)計采用 76 立聚合釜。 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。 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 7 最佳的配方、后處理設(shè)備的選擇 配方的選擇 ① 單體： 氯乙烯純度 %以上。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)出的樹脂具有良好的凝膠性能、模塑性能和機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到 60%一85%(根據(jù)配方而定 )時終止反應(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、均化和包裝工序。 乙烯路線 乙烯氧氯化法由美國公司 Goodrich 首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，該工藝原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝合理，目前世界上采用本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)能 VCM 約占總產(chǎn)能的 VCM 95%以上。 我國 PVC 樹脂的消費(fèi)主要分為兩大類，一是軟制品，約占總消費(fèi)量的 ％，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?？赏ㄟ^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)，以其低廉的價格和非常突出的性能而廣泛地用于生產(chǎn)板材、門窗、管道和閥門等硬制品，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糊樹脂總生產(chǎn)能力約 200 萬 t/a,其中 ,西歐是 PVC 糊樹脂生產(chǎn)廠家最多、產(chǎn)量最大的地區(qū)。并且從物料衡算、熱量衡算和設(shè)備計算和選型三個方面進(jìn)行準(zhǔn)確的工藝計算，對廠址進(jìn)行了選擇，采取了防火防爆防雷等重要措施，對三廢的處理回收等進(jìn)行了敘述，畫出了整個工藝的流程圖。本次設(shè)計采用了氯乙烯單體懸浮聚合工藝。其中懸浮法 PVC(SPVC)樹脂產(chǎn)量最高，占 80％，其次是乳液法 PVC(EPVC)，本體法 PVC(MPVC)。 具體工藝為：從乙炔發(fā)生器來的乙炔氣經(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，進(jìn)入升壓機(jī)組加壓至 80kpa聚合分 2步進(jìn)行，第 1 步在預(yù)聚釜中加人定量的 VCM 單體、引發(fā)劑和添加劑，經(jīng)加熱后在強(qiáng)攪拌 (相對第 2 步聚合過程 )的作用下，釜內(nèi)保持恒定的壓力和溫度進(jìn)行預(yù)聚合。 工藝特點(diǎn)：懸浮聚合法生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的一般工藝過程是在清理后的聚合釜中加入水和懸浮劑、抗氧劑 ,然后加入氯乙烯單體 ,在去離子水中攪拌 ,將單體分散成小液滴 ,這些小液滴由保護(hù)膠加以穩(wěn)定 ,并加入可溶于單體的引發(fā)劑或引發(fā)劑乳液 ,保持反應(yīng)過程中的反應(yīng)速度平穩(wěn) ,然后升溫聚合 ,一 般聚合溫度在 45~70℃ 之間。另外 ,為進(jìn)一步提高懸浮法生產(chǎn)的通用樹脂和專用樹脂的質(zhì)量 ,提高產(chǎn)品的專用化、市場化水平 ,國外廠家在聚合工藝的工藝條件及配 料體系等方面做了大量的研究工作 ,進(jìn)一步提高了聚合轉(zhuǎn)化率 ,縮短了聚合周期 ,提高了生產(chǎn)效 率 ,同時也開發(fā)出一系列性能好、 易于加工的 PVC 專用樹脂 如 :超高 (或超低 )聚合度樹脂、高表觀密度樹脂、無皮樹脂、耐輻射樹脂、醫(yī)用樹脂、耐熱 樹脂等。 ③ 引發(fā)劑： 由于聚乙烯懸浮聚合溫度 50~60 度上下，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)溫度選擇合適的引發(fā)劑，其原則為在反應(yīng)溫度條件下引發(fā)劑的半衰期約為 2 小時最佳。本設(shè)計采用磷酸三鈣。 ③ 攪拌方式 ： 攪拌能力是聚 合釜的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，攪拌能力直接影響著傳質(zhì)、傳熱及樹脂的粒態(tài)分布，最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而不同的工藝方法對攪拌的邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計說明書 8 要求又不盡相同。旋風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)簡單 , 投資較少 , 目前很多裝置都在用?，F(xiàn)在常用的汽提塔主要有溢流堰篩板塔和無堰篩板塔 , 有堰篩板塔傳質(zhì)傳熱僅在篩板上進(jìn)行 , 在板間移動時只有傳熱沒有傳質(zhì) , 而無堰篩板塔在塔內(nèi)一直都在傳質(zhì) , 目前傳熱。防粘釜一直是聚合生產(chǎn)的重要工作 , 這方面得到了很大的發(fā)展。涂壁完成后 , 冷卻一段時間使防粘釜劑更好地粘在釜上 ,之后用清洗水沖釜以徹底沖掉多余的防粘劑 [11]。自燃點(diǎn) 472℃ 。有氧存在時，氯乙烯過 氧化物，它可與水生成鹽酸從而腐蝕設(shè)備，過氧化物還可以使氯乙烯產(chǎn)生自聚作用。白色無定形粉末。） g/cm3。 用途 。用于制備合成洗滌劑、增濕劑、潤滑油添加劑、增塑劑等。 2)歧化終止 兩個活性大分子自由基相遇時，其中一個自由基奪取另一個自由基上的氫原子而飽和，另一個高分子自由