【正文】 cm2=+= kJ/(kg℃；tm0，tm1——樹脂在氣流干燥前后的溫度，℃；I——濕空氣的焓，kJ/h。 夏季時(shí)聚合釜熱量衡算平衡一覽表物料名稱輸出kJ/B輸入kJ/B脫鹽水（分散劑等）0 147352800VCM039870460聚合反應(yīng)熱0793593450聚合釜1308984600冷卻水8499182500合計(jì)980816710980816710 汽提塔的熱量衡算[34,36]，氯乙烯：℃= cal/g由熱量衡算方程式可知：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5 ()Q1——水降溫所需的熱量(由于分散劑等含量甚微，故并入水中一起計(jì)算)；Q2——VCM降溫所需的熱量；Q3——聚合放出熱量；Q4——冷卻水所吸收的熱量；Q5——釜體升溫所需的熱量。確定傳熱所需要的加熱劑或冷卻劑的用量及伴有熱效應(yīng)的溫升情況，為后續(xù)工藝設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 物料衡算表。出料PVC量為：=。 物料名稱進(jìn)料kg/h出料kg/hPVCVCM母液含水分散劑等助劑排出水和助劑量0 0PVC損失0合計(jì) 氣流干燥部分物料衡算 物料平衡圖。設(shè)通入水蒸氣量y kg/h，則蒸汽冷凝放熱量為Q放=y() 設(shè)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。 汽提塔物料平衡圖 汽提前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算本步驟到篩分、包裝為連續(xù)過程，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換為kg/h。 聚合釜物料平衡圖 反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算本設(shè)計(jì)引發(fā)劑(%單體質(zhì)量)全部結(jié)合到聚合物中，并且單體84%轉(zhuǎn)化為聚合物。物料平衡方程：∑F0=∑D+A+∑B （）式中： F0——輸入體系的物料質(zhì)量； D——離開體系的物料質(zhì)量；A——體系內(nèi)積累的物料質(zhì)量；B——過程損失的物料質(zhì)量(如跑、冒、滴、漏)。設(shè)定好脫鹽水溫度，當(dāng)所有原材料加料完成后，聚合釜中物料的溫度等于或接近反應(yīng)溫度，加入引發(fā)劑，聚合開始。床內(nèi)的濕熱空氣從床頂部由干燥器引風(fēng)機(jī)引出，經(jīng)旋風(fēng)分離器后排入廢氣洗滌塔，被分離下來的固態(tài)物料送回至干燥床。本設(shè)計(jì)采用的是螺旋沉降式離心機(jī)。～2倍左右，這樣才能保證漿料有一定回流量，使?jié){料在槽內(nèi)進(jìn)一步混合，并使離心機(jī)進(jìn)料量和功率穩(wěn)定且有一定的調(diào)節(jié)量。將漿料預(yù)熱到80～100℃，送至塔頂，漿料在塔板與來自塔底的蒸汽逆流接觸，使PVC漿料中殘留VCM單體被解吸出來，從塔頂帶出，漿料從塔底送出。流程簡(jiǎn)述如下。(4) 傳熱：傳熱系統(tǒng)由釜體傳熱系統(tǒng)、內(nèi)冷擋板傳熱系統(tǒng)和體外冷凝器組成。 反應(yīng)機(jī)理[26]1. 引發(fā)劑的分解 　　 －d[I]/dt=[I] ()2. 鏈引發(fā) ?。璬[M*]/dt=[I] ()3. 鏈增長(zhǎng) －d[M]/dt=[M][M*] ()4. 向單體的轉(zhuǎn)移 [M][M*] () 本設(shè)計(jì)擬采用的工藝條件 聚合釜的選擇參考高象濤[26]對(duì)現(xiàn)階段聚合釜使用情況的敘述，本設(shè)計(jì)生產(chǎn)線配置的聚合釜由錦西化工機(jī)械集團(tuán)制造，是從Oxy Vinyls公司引進(jìn)的技術(shù)。RTUPVC是發(fā)達(dá)國(guó)家近10余年來致力開發(fā)的PVC樹脂新產(chǎn)品，主要用于異型材及其他硬質(zhì)制品的擠出成型加工。因此在生產(chǎn)中，對(duì)于某一給定聚合度的PVC樹脂，可適當(dāng)降低反應(yīng)溫度，以利于PVC熱穩(wěn)定性的提高。另外，引發(fā)劑過量易使產(chǎn)品顆粒變粗，孔隙率降低。鐵能與有機(jī)過氧化物引發(fā)劑反應(yīng)，使聚合誘導(dǎo)期增長(zhǎng)，反應(yīng)速率減慢，產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性變壞，還會(huì)降低產(chǎn)品的介電性能。所產(chǎn)生的炔型游離基進(jìn)行鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，使PVC大分子中含烯丙基氯(或乙炔基)鏈節(jié)，導(dǎo)致PVC產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。這些技術(shù)的應(yīng)用，使聚合周期得到相對(duì)縮短，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，生產(chǎn)成本也不斷降低。 本設(shè)計(jì)采用懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)。近年來，為了提高聚合速度和生產(chǎn)效率，國(guó)外還研究成功兩步懸浮聚合工藝，一般是第一步聚合度控制在600左右，在第二步聚合前加入部分新單體繼續(xù)聚合。m聚氯乙烯初級(jí)粒子在水中的懸浮乳狀液。 聚合工藝實(shí)踐方法目前，世界上PVC的主要生產(chǎn)方法有4種：懸浮法、本體法、乳液法和微懸浮法。其長(zhǎng)徑比一般為10~26:1。流體為活塞流，以減少聚合物形成粘釜物和污垢。第一反應(yīng)器的工藝作用是進(jìn)行預(yù)聚，以調(diào)控粒度和粒度分布。單體轉(zhuǎn)化率控制在15%~30%之間；第二反應(yīng)器中的單體轉(zhuǎn)化率為89%~91%。防粘釜技術(shù)的迅速發(fā)展，使聚合操作輔助時(shí)間得到大大縮短。從PVC的生產(chǎn)工藝層面上看，西歐一些國(guó)家采用本體法和乳液法的比重較大，而美國(guó)、日本和我國(guó)等國(guó)家和地區(qū)則以懸浮法為主，日本懸浮法所占比重最高。 國(guó)外聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進(jìn)展[1619]古德利奇()公司主要采取通過提高單釜產(chǎn)量和延長(zhǎng)清釜周期的方式來提高生產(chǎn)效率，其懸浮工藝特點(diǎn)是清釜和脫揮發(fā)分技術(shù)。內(nèi)蒙古君正化工有限責(zé)任公司(二部)(以下簡(jiǎn)稱君正化工二部)前身為內(nèi)蒙古第二通用機(jī)械廠，于1992年建成6 kt/a PVC、6 kt/a燒堿生產(chǎn)裝置，對(duì)PVC生產(chǎn)裝置進(jìn)行了不斷技改和持續(xù)優(yōu)化，解決了一系列制約生產(chǎn)裝置連續(xù)運(yùn)行的瓶頸問題，在2010年2～5月創(chuàng)造了氯乙烯生產(chǎn)裝置安全生產(chǎn)79天無停車的記錄[8]。預(yù)計(jì)到2010年全球PVC的需求量將達(dá)到3490萬噸，2020年將達(dá)到4600萬噸[6]。 聚氯乙烯的發(fā)展?fàn)顩r聚氯乙烯是僅次于聚乙烯的第二大通用塑料[2]。 萬噸聚氯乙烯車間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄 1 緒論………………………………………………………………………………1 聚氯乙烯簡(jiǎn)介…………………………………………………………………1 聚氯乙烯的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………………1 國(guó)內(nèi)外聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進(jìn)展………………………………………1 國(guó)內(nèi)聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進(jìn)展…………………………………………2 國(guó)外聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進(jìn)展…………………………………………3 聚合工藝實(shí)踐方法……………………………………………………………5 本體聚合生產(chǎn)工藝……………………………………………………………5 乳液聚合生產(chǎn)工藝……………………………………………………………5 懸浮聚合生產(chǎn)工藝……………………………………………………………5 懸浮聚合生產(chǎn)工藝的兩種操作方法的比較…………………………………6 連續(xù)式操作……………………………………………………………………6 間歇式操作……………………………………………………………………7 氯乙烯懸浮聚合生成聚氯乙烯過程中的影響因素…………………………7 純水的影響……………………………………………………………………7 乙炔的影響……………………………………………………………………7 高沸物的影響………………………………………………………………8 聚合體系中氧的影響………………………………………………………8 聚合體系中鐵的影響………………………………………………………8 分散劑的影響………………………………………………………………8 引發(fā)劑的影響………………………………………………………………9 涂釜?jiǎng)┑挠绊憽? 調(diào)節(jié)劑的影響………………………………………………………………9 聚合溫度的影響……………………………………………………………9 無機(jī)添加劑的影響…………………………………………………………92 本設(shè)計(jì)的工藝流程和相關(guān)參數(shù)的設(shè)定…………………………………………11 本設(shè)計(jì)擬采用的方法…………………………………………………………11 生產(chǎn)方法……………………………………………………………………11 反應(yīng)機(jī)理……………………………………………………………………11 本設(shè)計(jì)擬采用的工藝條件……………………………………………………11 聚合釜的選擇………………………………………………………………11 氯乙烯單體回收冷凝系統(tǒng)…………………………………………………13 氣提系統(tǒng)……………………………………………………………………14 離心系統(tǒng)……………………………………………………………………14 PVC樹脂的干燥系統(tǒng)………………………………………………………15 工況溫度的選擇………………………………………………………………15 本設(shè)計(jì)擬采用的生產(chǎn)工藝路線和工藝參數(shù)…………………………………16 生產(chǎn)工藝路線……………………………………………………………16 主要工藝參數(shù)……………………………………………………………16 工藝流程圖………………………………………………………………173 物料衡算…………………………………………………………………………18 有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定……………………………………………………………18 本工藝的配方………………………………………………………………18 聚合釜的物料衡算……………………………………………………………18 物料平衡圖…………………………………………………………………19 反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………19 物料衡算表…………………………………………………………………19 混料槽的物料衡算……………………………………………………………20 物料平衡圖…………………………………………………………………20 混料前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………21 物料衡算表…………………………………………………………………21 汽提塔的物料衡算……………………………………………………………21 物料平衡圖…………………………………………………………………21 汽提前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………22 物料衡算表…………………………………………………………………23 離心部分的物料衡算…………………………………………………………23 物料平衡圖…………………………………………………………………24 離心前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………24 物料衡算表…………………………………………………………………24 氣流干燥部分的物料衡算……………………………………………………24 物料平衡圖…………………………………………………………………25 干燥前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………25 物料衡算表…………………………………………………………………25 沸騰干燥部分的物料衡算……………………………………………………25 物料平衡圖…………………………………………………………………25 干燥前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………26 物料衡算表…………………………………………………………………26 篩分部分的物料衡算…………………………………………………………26 物料平衡圖…………………………………………………………………26 篩分前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算………………………………………………26 物料衡算表…………………………………………………………………26…………………………………………………………27 間歇操作過程物料衡………………………………………………………27 連續(xù)操作過程物料衡算……………………………………………………274 能量衡算…………………………………………………………………………29 熱量衡算方程…………………………………………………………………29 聚合釜的熱量衡算……………………………………………………………29 有關(guān)參數(shù)的選擇……………………………………………………………29 春季時(shí)聚合釜熱量衡算……………………………………………………30 夏季時(shí)聚合釜熱量衡算……………………………………………………31 秋季時(shí)聚合釜熱量衡算……………………………………………………32 冬季時(shí)聚合釜熱量衡算……………………………………………………33 汽提塔的熱量衡算……………………………………………………………34 汽流干燥部分的熱量衡算……………………………………………………34 氣流干燥部分的相關(guān)數(shù)據(jù)…………………………………………………35 熱量衡算……………………………………………………………………35 沸騰干燥部分的熱量衡算……………………………………………………34 相關(guān)數(shù)據(jù)的選擇和設(shè)定……………………………………………………39 熱量衡算……………………………………………………………………405 設(shè)備選型…………………………………………………………………………45 聚合釜的選擇…………………………………………………………………4