【正文】 Q 水 —— 水汽由 10 oC 冷凝為 15 oC液體，放出的熱量， kcal/h。 二段氣體中水蒸汽分壓： 總總 ??? pp oH 2=* = kgf/cm2 =*= 45 oC時，水蒸氣的飽和蒸汽壓為 ，此氣體中蒸汽分壓高，故段間不會有水冷凝，壓縮過程無相變，二段出口 3/52 cmkgfp oH ? 全凝器 用 5oC 冷凍鹽水把經(jīng)過壓縮機(jī)增壓到 5kgf/cm3（表）的 VC 氣體在全凝器中冷卻到 25 oC，順流冷凝下來的部分氯乙烯未凝氣體進(jìn)入尾氣冷凝器，首先查 25 oC 的各組分的飽和蒸汽壓 poi， ppk oii ?兩部分冷凝 公式 )1( ????? ? ekk zxiiii 用試差法計(jì)算出液化率 e 試差法 e的計(jì)算：假設(shè) e= e= e= e= e= e= e= e= e= e= VC EDC C2H2 H2O 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 23 ?xI 由上表 e取值為 。 pp 21. 氣體進(jìn)出口壓力 k絕對指數(shù) vpCCk? 而 CV=CpR Cp定壓熱熔 Cal/mol必須貫徹國家建設(shè)的各項(xiàng)方針政策，多方案比較論證，選出投資省、建設(shè)快、運(yùn)營費(fèi)低、具有最佳經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的廠址。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 。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃ 開始分解變色，并析出 HCI。為無色、易液化氣體，沸點(diǎn) ℃ ，臨界溫度 142℃ ，臨界壓力 。 產(chǎn)物聚氯乙烯是一種重要的合成樹脂。如果將溫度繼續(xù)冷卻到 101℃時，液氯變成固態(tài)氯。密度 (25℃ )。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 10 3 原料及產(chǎn)品性質(zhì) ： ： 氫氣（ hydrogen,H2）是一種密度較低的氣體，把氫氣注入氣球內(nèi)，便可以使它飄浮在空中 ， 在 101千帕壓強(qiáng)下，溫度 ℃ 時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體； ℃ 時，變成雪狀固體。 ⑥ 氣體塔 ： 本設(shè)計(jì)采用無堰篩板塔。 ② 分散劑： 本設(shè)計(jì)采用 88%聚乙烯醇和 %的聚乙烯醇。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。目前，工業(yè)生產(chǎn)用催化劑，系以活性炭為載體，浸漬吸附 8~12%左右的升汞制備而成，這里的含汞量系指每 100份活性炭和升汞 8~12份。因此，活性炭具有非常驚人的表面積，如利用低濕氣吸附法或苯蒸氣動態(tài)吸附法，可測得目前常用的活性炭其每克重量就有 800~1000m2的表面積，這一數(shù)值又稱為活性炭的比表面積。 反應(yīng)機(jī)理 CH≡CH + HCl→CH 2＝ CHCl + 上述反應(yīng)是非均相的，分五個步驟進(jìn)行，其中表面反應(yīng)為控制步驟。經(jīng)過預(yù)熱器和靜電擇流器進(jìn)入電解槽。目前，該方法在國外基本上已經(jīng)被淘汰，由于我國具有豐富廉價的煤炭資 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，我國 生產(chǎn)目前仍以乙炔法工 藝路線為主。未來我國 PVC 樹脂消費(fèi)將繼續(xù)以硬制品為主的方向發(fā)展 [3]。 從 PVC產(chǎn)業(yè)鏈格局看，我國電石法 PVC 原料的生產(chǎn)主要集中在新疆、寧夏、內(nèi)蒙等煤炭資源較多的省份，而下游加工企業(yè)更多集中在天津、山東、河北、浙江、遼寧等東部沿海省市。本次設(shè)計(jì)采用了氯乙烯單體懸浮聚合工藝。 80 結(jié)束語 75 第三章 非工藝部分 68 離心機(jī) 66 混料槽 51 沸騰床 47 汽提塔 44 聚合釜 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 12 鏈反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理 12 自由基聚合機(jī)理 3 氯化氫 路線 2 國內(nèi)外 pvc 發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢 7 乳液聚合生產(chǎn)工藝 錯誤 !未定義書簽。 9 原料及產(chǎn)品性能 13 影響聚合及產(chǎn)品質(zhì)量的因素 錯誤 !未定義書簽。 42 第二章 工藝計(jì)算 77 廠內(nèi)的防火防爆措施 79 電石渣的處理 83 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 引言 1 引言 聚氯乙烯 (PVC)是 世界上最早的 5 大通用塑料之一 ,具有耐腐蝕、電絕緣、阻燃性和機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)異性能 ,廣泛用于工農(nóng)業(yè)及日常生活等各個領(lǐng)域 ,尤其是近年來建筑市場對 PVC 產(chǎn)品的巨大需求 ,使其成為具備相當(dāng)競爭力的一個塑料品種。 目前國內(nèi) PVC 生產(chǎn)企業(yè)近 100 家，分布在 27 個省市（自治區(qū)）。 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 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 3 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。 具體工藝為： 電石經(jīng)過粉碎后進(jìn)入 乙炔發(fā)生器 中和水反應(yīng)制得 乙炔 ，乙炔 氣經(jīng)水洗一塔溫度降至 35℃ 以下 ，進(jìn)入升壓機(jī)組加壓 ， 加壓后的乙炔氣先進(jìn)入水洗二塔深度降溫至 10℃ 以下，再進(jìn)入硫酸清凈塔中除去粗乙炔氣中的 S、 P等雜質(zhì) 。各種沉淀經(jīng)過絮凝、澄清、過濾、分離后清鹽水加入鹽酸調(diào) PH 使之成為中性或微酸性。 電解出來的氫氣經(jīng)過水洗塔降溫到 40oC 左右，再過氫泵加壓到 60— 90kpa，經(jīng)過一級和二級冷卻再氣液分離，氫氣通入除霧器制成高純度的氫氣送去合成氯化氫氣體。 化鹽桶 沉降 過濾 沉降 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 7 氯乙烯氣柜出來的氣體進(jìn)入精餾階段，氯乙烯先經(jīng)過機(jī)前冷卻器進(jìn)入汽水分離器，再經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮進(jìn)入機(jī)后 冷卻器和全凝器，再經(jīng)過大水分離器除去水，在一次進(jìn)入全凝器后進(jìn)入低沸塔，從低沸塔出來進(jìn)入小水分離器除去水。 催化劑劑其催化作用 眾所周知，催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身并不發(fā)生化學(xué)變化也不能改變化學(xué)反應(yīng)平衡的物質(zhì)，即當(dāng)進(jìn)行可逆反應(yīng)時，催化劑對兩個反應(yīng)方向速度具有相同的效力，以乙炔與氯化氫氣相合成氯乙烯的反應(yīng)來說，在 100~180oC 范圍的熱力學(xué)平衡常數(shù)是很高的，說明在上述溫度下該反應(yīng)如達(dá)到平衡，則有獲得高收率氯乙烯產(chǎn)品的可能。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) 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 8 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。 ② 傳熱方式：薄不銹鋼襯里聚合釜， ③ 攪拌方式 本設(shè)計(jì)在 PVC 生產(chǎn)中采用三葉后掠式攪拌器。 而 國內(nèi)生產(chǎn)用的防粘釜劑主要有意大利黃 , 美 PVC 國紅 , 英國藍(lán)。 ③ 還原性，能從氧化 物中熱還原出中等活潑或不活潑金屬粉末。在空氣中微有潮解性。點(diǎn)燃：乙炔能燃燒生成二氧化碳和水，燃燒時發(fā)出明亮而有濃煙的火焰 。①炔烴的物理性質(zhì)一般隨著分子里碳原子數(shù)目的增加而遞變。 氯乙烯在工業(yè)上的主要應(yīng)聚合 用是生產(chǎn)乙烯樹脂，故常稱其為氯乙烯單體（ vinyl chloride monomer,VCM） .目前用于制造聚氯乙烯樹脂的氯乙烯約占其產(chǎn)量的 96%，少量氯乙烯用于制備氯化溶劑，主要是 1,1,1三氯乙烷和 1,1,2三氯乙烷。常見制品：板材、管材、鞋底、玩具、門窗、電線外皮、文具等。 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，另一個高分子自由基失去一個 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。其原因在于鏈終止反應(yīng)主要在兩個增長的大分子自由基之間進(jìn)行，而他們在粘稠的聚合物 —— 單體凝膠相的擴(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)自動加速現(xiàn)象。其中 一分散劑以降低界面張力、提高散能力 為主 ,另 一則保證有足夠的保能力。 脫水后混合氣中水分壓為 pooh2=，則： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = )(* ? ????? =混合器脫水分為：（ +） = =脫去 40%的鹽酸量： (140%)=水溶解的氯化氫： =忽略鹽酸中溶解的乙炔氣量，冷凍脫水物料橫算見表 5 表 5 冷凍脫水物料橫算 組分 進(jìn)料 出料 酸 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 18 kmol/h kg/h kmol/h kg/h kmol/h kg/h C2H2 HCl N2 O2 H2 H2O 求和 脫水后混合氣含水： %，較實(shí)際低，是因?yàn)樾纬傻乃犰F實(shí)際不能完全除去所致。 k 注： Cal/mol 表 16 分水器物料平衡 組分 進(jìn)料 出料 L 全 L 尾 L 總 水層 有機(jī)層 kmol/h kmol/h kmol/h kg/h kg/h kmol/h VC EDC C2H2 H2O ∑ （ 2）低沸塔物料平衡 由低沸塔進(jìn)料量和塔頂出氣量可算出塔釜出料量，塔釜出料被送到高沸塔，低沸塔物料平衡見表 17。主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 185 m2 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 538 管長 4500mm 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 33 管程數(shù) Np 6 管子排列方式 正三角形 預(yù)熱器 因 N O H2物料量很少，其熱熔值可極為接近，可把它們合并為惰氣，按 N2熱熔值進(jìn)行計(jì)算，物料在預(yù)熱器中由 15 oC升溫到 110 oC，所需之熱量見表 22 表 22 預(yù)熱器中物料升溫需熱量 組分 Gi