【正文】 首先在本次設(shè)計的過程中，非常感謝田老師、陽老師在百忙之中對我的指導(dǎo)。 表 8 不同物質(zhì)熱導(dǎo)率與厚度關(guān)系表 查閱《聚氯乙烯工藝學(xué)》、《化工原理》可得如下物性數(shù)據(jù)： 釜壁 (材料為不銹鋼 )熱阻 11?? ，代入數(shù)據(jù)得到： 物質(zhì) 不銹鋼 粘 釜物 水垢 熱導(dǎo)率 λW/（ m2?K） 17 厚度 δ（ mm） 3 26 )( 24511 KmW ?????? ???? 粘釜物（ PVC）熱阻22?? ，代入數(shù)據(jù)得到： )( 24322 KmW ?????? ???? 水垢（ CaCO3）熱阻33?? ，代入數(shù)據(jù)可得到： )( 24333 KmW ?????? ???? 釜壁的總熱阻332211 ???????? ???? ，代入數(shù)據(jù)得到： )(24444332211KmW ????????????????? ???????? 已知 ???? ????21111K ，代入 α α2 以及 ??? ，可求出 K 值： )(1 8 3 9 6 0 0)(5 1 1 22 KmJKmWK ???? 選泵相關(guān)數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 物料輸 送： VC 輸送溫度： 25℃ 輸送條件（ 25℃ ）下的物性數(shù)據(jù)如下： 物質(zhì) Mi 蒸汽壓（ MPa） 密度（ kg/m3） 動力粘度（ Pa?S） VC 2104 貯罐液面壓力： ；聚合釜液面壓力 MPa 27 流量： 14mh3 泵的中心與液體入口高度之差 ： 泵的中心與液體出口高度之差 ： 吸入管相關(guān)數(shù)據(jù)見表 9； 表 9 吸入管 相關(guān)數(shù)據(jù)表 管長 管徑 閘閥 止回閥 三通 900彎頭 20m ?25? 1 個 1 個 2 個 5 個 排出管 相關(guān)數(shù)據(jù)見表 10； 表 10 排出管 相關(guān)數(shù)據(jù)表 管長 管徑 閘閥 止回閥 換熱器 出口變徑 三通 900彎頭 120m ?98?3mm 5 個 1 個 2 個 1 個 2 個 10 個 流量與揚(yáng)程的計算 流量的計算： 假設(shè)安全系數(shù)為 ，則可計算出流量為： hmQ ??? 揚(yáng)程 的計算： 以 泵中心線為基準(zhǔn)， 用 柏努利方式 表示 貯罐液面 與聚合釜液面之間 關(guān)系 ： H Z Z u ug p pg H f? ? ? ? ? ? ? ?2 1 12 22 2 12 ? 其中： ? ? ???出入 fff HHH gdlH rf 2)(2???? ???入 sm7 3 8 6 0 0 144 2 ??? ??入? 28 4 0 0 4 3 5 4 6 6 8 4 ??? ???R , 故，聚合釜內(nèi)的液體為湍流。 設(shè)投料系數(shù)為 ，則反應(yīng)所需總體積為 因此需要的反應(yīng)釜個數(shù)為 n=，取反應(yīng)釜個數(shù)為 24 個。T=10318750055=1010（ J）； Q3=QVC3+Q 水 3+Q 助劑 3+QPVC =109+1010+108+1010=1011（ J）； 反應(yīng)熱 Q4的計算 已知，聚合反應(yīng)的原理為： n CH2=CHCl→ ｛ CH2–CH Cl） n+23 千卡 /mol 查閱資料知： 1 千卡 /mol=反應(yīng)生成的熱 Q 反 =23103=104（ J/mol） 18 反應(yīng)消耗的 VC 量為 :n=m/M=187500103/（ 1108） =（ mol） 則 Q4=104=108(J) 冷卻水帶走的能量為記 Q5 Q4= Q5= 108(J) 干燥過程數(shù)據(jù)計算 PVC 樹脂干燥過程物料恒算 PVC 樹脂干燥過程工藝流程圖為 : 其中，過程一離心分級根據(jù)各物質(zhì)的密度不同，將粗產(chǎn)品中未反應(yīng)的氯乙烯完全除去，由 中物料衡算得到的數(shù)據(jù)可知，除去氯乙烯的量為： 46922kg， 進(jìn)料： 187500+398836+11730=598006(kg) 其次，還除去了 90%的水和助劑，因此，粗產(chǎn)品經(jīng)處理后還含有 10%的水，則總的混物的質(zhì)量為： ? ?kg2 0 8 3 3 8 7 5 0 0 ? ， 其中，水的質(zhì)量占總質(zhì)量的 10%，因此水的質(zhì)量為： )2 0 8 3 3 . 3 ( k g%102 0 8 3 3 ???水m 則經(jīng)過第一工序處理減少水的質(zhì)量為： )( 7 8 0 0 0 8 3 33 9 8 8 3 61 kgm ??? 然后進(jìn)行氣流干燥，剛經(jīng)過離心干燥、氣流干燥后的產(chǎn)品中含有 5%的水，則可以求出： 未完全純化產(chǎn)品總量為： 聚 合 釜 離 心 機(jī) 氣流 干燥 沸騰 干燥 水，助劑 VC,PVC PVC 水 10% PVC 水 5% 水 % PVC 19 )(197368%95187500 kg? 而其中水的質(zhì) 量則為： 9 8 6 8 . 4 ( k g )%51 9 7 3 6 8 ???水m 減少水的質(zhì)量求得： )( 0 9 6 8 6 0 8 3 32 kgm ??? 最后為沸騰干燥，干燥處理后所得產(chǎn)品中含有 %的水分，產(chǎn)品總質(zhì)量為：)(188442% kg? 而其中水的質(zhì)量則為： 9 4 2 . 2 1 ( k g )% 8 8 4 4 2 ???水m； 減少水的質(zhì)量求得： )( 9 2 4 8 6 83 kgm ??? 在聚氯乙烯的干燥過程中，主要是向含水的聚氯乙烯產(chǎn)品中鼓入水沸點(diǎn)以上的熱空氣，利用熱空氣是水分蒸發(fā)，然后帶走蒸發(fā)的水分，完成干燥過程。t，可得出 50℃ 時各物質(zhì)的熱量分別是： QVC3= CVC△ t 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，計算所需能量為： △ QVC =CVCt=10323460925=109（ J） Q 水 1=C 水 通常，能量衡算主要就是對反應(yīng)中熱量的衡算，而熱量衡算又是以物料衡算為基礎(chǔ)的，根據(jù)能量衡算，可以對傳熱設(shè)備在單位時間內(nèi)散出或者得到的能量進(jìn)行估計，進(jìn)而根據(jù)熱負(fù)荷合理的選擇傳熱設(shè)備、傳熱方式等。 給出目標(biāo)為年產(chǎn) 15萬噸聚氯乙烯樹脂，假定每天機(jī)器的工作時間為 24小時，則一年工作 340 天，則一年的工作時間為： 24340=8160（小時）； 按照每年有效工作時間 8000h 計算，則反應(yīng)所需的周期的數(shù)目為： n=8000247。第一步，對反應(yīng)釜內(nèi)的單體進(jìn)行升溫，簡稱為升溫階段。在反應(yīng)釜內(nèi)安置兩個攪拌器，可以由此清除單體在死角的殘留，并且，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在兩個攪拌器的扇葉上噴涂一種多酚物質(zhì)，可以大幅度有效的減少粘附物。除此之外，還可以將冷凝管安置在聚合釜內(nèi)部，通入冷凝水，突破以往僅從外壁散熱的概念。本體法較其他幾種方法而言 較為環(huán)保，因?yàn)榇朔N方法在生產(chǎn)過程中無需水、分散劑以及各種化學(xué)助劑的加入，不僅減少了能耗，而且可以大幅度提高產(chǎn)品純度，簡化工藝過程。 氯乙烯單體聚合方法 如今，全球生產(chǎn)聚氯乙烯的主要聚合方法大致分為五種（本體聚合法、溶液聚合法、乳液聚合法、微懸浮聚合法、懸浮聚合法） [6] 。 圖 1 電石法生產(chǎn)氯乙烯設(shè)備 乙炔法的原理為： 7 首先是乙炔氣體的制備，是將大塊的電石進(jìn)行破碎，然后水與電石在發(fā)生器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)式為： 由于工業(yè)條件限制，在乙炔的制備中會伴隨副反應(yīng)，主要的反應(yīng)式如下： 副反應(yīng)所產(chǎn)生的雜志氣體會使乙炔在反應(yīng)過程中容易發(fā)生自燃，并且 會吸附反應(yīng)催化劑 —— 氯化汞，因此，在得到乙炔氣體后，需要對氣體進(jìn)行凈化處理以出去生成的氨氣、磷化氫、硫化氫等雜質(zhì)氣體。由副反應(yīng)而產(chǎn)生的支鏈一般控制在 3050 個。在軟實(shí)力方面，引進(jìn)更加專業(yè)、高層次的人才是提高生產(chǎn)工藝的堅強(qiáng)后盾；在硬件設(shè)施方面，投資低能耗、高效率的生產(chǎn)裝置，改進(jìn)生產(chǎn)配件，利用計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)的現(xiàn)代科技，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理的現(xiàn)代化、生產(chǎn)控制的自動化、安全運(yùn)行的保障網(wǎng)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)能耗的重要保障。西歐地區(qū)的生產(chǎn)量為6800kt/a，占世界生產(chǎn)總量的 %。其次，期貨的盛行，從某種程度上來說也使得聚氯乙烯的價格波動不確定性有所增加 [3]。在氯堿工業(yè)中，作為最大的耗氯有機(jī)產(chǎn)物，聚氯乙烯在氯堿工業(yè)中堿、氯的發(fā)展和平衡方面具有舉足輕重的作用 [2]。聚錄乙烯還呈現(xiàn)出良好的機(jī)械及介電性能，抗張強(qiáng)度約為 60MPa，沖擊強(qiáng)度約為 5~10kJ/m178。 關(guān)鍵詞：氯乙烯；聚氯乙烯；單體 聚合；反應(yīng)釜；干燥； Design on annual output of 150000 tons of PVC resin synthesis process ABSTRACT Firstly， the general situation of polyvinyl chloride is stated in this paper， and then it is developed for the clues of the purpose of the polyvinyl chloride (PVC), production process, and the development of the modern and future trends respectively. Secondly， the production process of PVC polymerization are emphatically introduced i， the first step of the production process is the calculation of material balance, energy balance is then calculated. According to the data and the characteristics of polyvinyl chloride (PVC) reaction, the best choice of all parts of accessories which including polymerizer dryer, pipe and pump head will be maken Taking the calculation and the actual situation into account, 24 polymerizer at the size of 33 m3, 65Y100 2A pump is chosen for this design,and then on the dry part of the air flow rate was calculated. KEY WORD ： Vinyl chloride。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲 得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 年產(chǎn) 15 萬噸 PVC 樹脂合成工藝與設(shè)計 年產(chǎn) 15 萬噸 PVC 樹脂合成工藝設(shè)計 中 文 摘 要 首先，本文闡述了聚氯乙烯的概況，并分別以聚氯乙烯的用途、生產(chǎn)工藝、以及現(xiàn)代及未來的發(fā)展趨勢為線索進(jìn)行展開。 聚乙烯的支化度不大，主要為不定形的粉末，顏色多呈白色。 表 1 我國聚氯乙烯消費(fèi)構(gòu)