【正文】 失的與積累起來(lái)的物料質(zhì)量 [33]。控制脫鹽水和 VCM 同步進(jìn) 料流量，保證 VCM 加料正好在水加料結(jié)束前完成。物料在干燥床內(nèi)被熱風(fēng)吹起呈流化沸騰態(tài)，物料與熱風(fēng)進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，同時(shí)干燥床內(nèi)的內(nèi)熱管通有蒸汽或熱水間接與濕物料進(jìn)行傳熱，物料的水分被加熱蒸發(fā)脫除出去。有的生產(chǎn)廠家采用生化處理、膜吸收、反滲透等技術(shù)對(duì)母液水進(jìn)行處理，然后用于涼水塔的補(bǔ)水，甚至作為聚合用水。若漿料濃度不均勻，不僅影響機(jī)器平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生震動(dòng)，也使離心機(jī)生產(chǎn)能力波動(dòng)。塔式汽提是采用蒸汽與 PVC 漿料在塔板上連續(xù)逆流接觸進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的過(guò)程。 2. 壓縮冷凝回收單體方法的選用 本設(shè)計(jì)擬采 用的方法是由北京化工二廠、錦化集團(tuán)公司等引進(jìn)美國(guó)古德里奇公司 PVC 生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化、吸收和創(chuàng)新后設(shè)計(jì)的，是國(guó)內(nèi)普遍采用的壓縮冷凝方法。 (3) 攪拌：三層平直葉槳式，攪拌軸總長(zhǎng) 10600mm。整個(gè)聚合過(guò)程包括鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移等基元反應(yīng)。在氯乙烯聚合過(guò)程中加入熱穩(wěn)定劑等助劑，即得到可直接加工應(yīng)用的 PVC 樹(shù)脂 (簡(jiǎn)稱(chēng) RTUPVC)。 聚合溫度的影響 [23] 在不添加鏈轉(zhuǎn)移劑的情況下，聚氯乙烯聚合度取決于聚合溫度，聚合溫度越高，所產(chǎn)生的樹(shù)脂聚合度越低，自由基的能量就越高，分子鏈中越易生成支鏈、末端基雙鍵等不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如果聚合反應(yīng)體系中還存在氧， PVC 分子內(nèi)越容易形成羧基烯丙基，產(chǎn)品的熱老化性能就越差。 引發(fā)劑的影響 [23] 引發(fā)劑的用量根據(jù)聚合釜設(shè)備的傳熱能力和實(shí)際需要而 確定，用量多，單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的游離基增多，反應(yīng)速率快，聚合時(shí)間短，設(shè)備利用率髙；一旦反應(yīng)熱不能及時(shí)移出，將發(fā)生爆聚。 聚合體系中鐵的影響 [23] 無(wú)論水、單體、引發(fā)劑還是分散劑中的鐵，都對(duì)聚合反應(yīng)有不利的影響。因此，不僅使 PVC 聚合度降低，還使聚合速率變慢。同時(shí)，為了縮短聚合周期并使工藝運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的 應(yīng)用也正趨廣泛?？梢?jiàn)，各種專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)是懸浮聚合樹(shù)脂發(fā)展的標(biāo)志，是提高產(chǎn)品使用性能、開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域的重要手段 [22]。使用低溫聚合時(shí) (如 42~45℃ )，可生產(chǎn)高分子質(zhì)量的聚氯乙烯樹(shù)脂；使用高溫聚合時(shí) (一般在 62~71℃ )可生產(chǎn)出低分子質(zhì)量 (或超低分子質(zhì)量 )的聚氯乙烯樹(shù)脂。 乳液聚合生產(chǎn)工藝 [20] 氯乙烯乳液聚合方法的最終產(chǎn)品為制造聚氯乙烯增塑糊所用的的聚氯乙烯糊樹(shù)脂 (EPVC)，工業(yè)生產(chǎn)分兩個(gè)階段：第一階段氯乙烯單體經(jīng)乳液聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯膠乳，它是直徑 ~3181。如日本開(kāi)發(fā)的非對(duì)稱(chēng)二?；鸵l(fā)劑類(lèi)新品種，分子一側(cè)帶有分枝結(jié)構(gòu)，易于生產(chǎn)，成本低。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(guò)提高單釜產(chǎn)量和延長(zhǎng)清釜周期的方式來(lái)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(chēng)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(wèn)題，在 2020 年 2～ 5 月創(chuàng)造了氯乙烯生產(chǎn)裝置安全生產(chǎn) 79 天無(wú)停車(chē)的記錄 [8]。預(yù)計(jì)到 2020 年全球 PVC 的需求量將達(dá)到 3490萬(wàn)噸， 2020 年將達(dá)到 4600 萬(wàn)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]。 關(guān)鍵詞： 聚氯乙烯，懸浮聚合，反應(yīng)釜， 工藝設(shè)計(jì) XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) The proces s des ign for PVC works hop of s us pens ion polymerization with annual output of 300000 tons Abstract The properties, application, development and the technology progress of PVC w ere summaried in this paper. After the influence factors of synthesis process discussed, the production of acetic anhydride process route and related parameters are determined, and the material balance and heat balance of main equipments were calculated. Based on this, the equipments selection, w orkshop layout and economic ac counting w ere acplished. In addition, the protection of fire, lightning, poison and three w astes treatment recovery plan w ere simply discussed. Finally the process flow chart with control point, the figure of main equipments and w orkshop layout w ere d raw ed. Keywords: PVC； suspension polymerization； agitated reactor； process design XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 I 頁(yè) 共 VI 頁(yè) 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(guò)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????????????????????????? 9 調(diào)節(jié)劑的影響 ???????????????????????? 9 聚合溫度的影響 ??????????????????????? 9 無(wú)機(jī)添 加劑的影響 ?????????????????????? 9 2 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 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 II 頁(yè) 共 VI 頁(yè) 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(shù)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 ???????????????????????? 17 3 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 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 III 頁(yè) 共 VI 頁(yè) 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 全過(guò)程物料衡算 ?????????????????????? 27 間歇操作過(guò)程物料衡 ????????????????????? 27 連續(xù)操作過(guò)程物料衡算 ???????????????????? 27 4 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 ????????????????????