【正文】 構(gòu)式：（ CH2CH） n，其中 n 為聚合度。 PVC的分類及用途 PVC 可分為軟 PVC 和硬 PVC。 PVC 被用來制作各種仿皮革，用于行 李包，年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 2 運(yùn)動(dòng)制品，如籃球、足球和橄欖球等。 K 熱容 (c)： kJ/(kg 化學(xué)性質(zhì) （ 1） 化學(xué)穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性很高，除若干有機(jī)溶劑外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、 90%以下的硫酸、 50%～ 60%的硝酸及 20%以下的燒堿。 （ 4） 電性能 PVC 具有特別好的介電性能，使屬于介電功耗最小的材料之一，它對于交流電和直流電的絕緣能力可與硬橡膠媲美。 （ 3）不溶于所有有機(jī)溶劑中，熔點(diǎn) 2300℃（純電石），含 2aCC 80%時(shí)熔點(diǎn)為 20xx℃。 氯乙烯 氯乙烯的分子式 CLHC 32 ， 分子量 。 （ 6）氯乙烯難溶于水，溶于醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷。 引發(fā)劑 由于氯乙烯懸浮聚合溫度為 50～ 60℃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)劑的半衰期大約為 2h 者，反應(yīng)時(shí)間為最佳。一般采用“兩端本體聚合法”，第一段稱為預(yù)聚合，采用高效引發(fā)劑，在 62～ 75℃下強(qiáng)烈攪拌下使氯乙烯聚合的轉(zhuǎn)化率為 8%時(shí)，輸送至聚合釜中，在加入低效引發(fā)劑的等量單體，在約 60℃下，慢度攪拌，繼續(xù)聚合至轉(zhuǎn)化率達(dá) 80%時(shí)，停止反應(yīng)。國產(chǎn)牌號分為 SG疏松型（“棉花球”型）樹脂； XJ緊密型（“乒乓球”型）樹脂。使用油性引發(fā)劑，在用乳化劑分散、穩(wěn)定的細(xì)小氯乙烯單體液滴中引發(fā)聚合，生成的 PVC 乳液，經(jīng)破乳、洗滌、干燥得到 PVC 樹脂粉末 。 懸浮法工藝 在 PVC 的各種生產(chǎn)方法中技術(shù)最為成熟，故本設(shè)計(jì)采用懸浮法聚合。器塔底流出的廢 NaOCl 溶液與冷卻塔出 聚合釜 漿料排放槽 堿處理釜 氣提塔 成品儲存與包裝 離心分離槽 旋風(fēng)干燥床 經(jīng)篩分 包裝后入庫[8]。 干燥、預(yù)熱后的混合氣從轉(zhuǎn)化器上部進(jìn)入，通過列管中裝填的吸附于活性炭上的 2gCLH 觸媒轉(zhuǎn)化為粗氯乙烯，轉(zhuǎn)化過程反應(yīng)放熱則通過熱水循環(huán)泵循環(huán)的熱水移去。高沸加熱器將氯乙烯逸出，經(jīng)塔板分離成氯乙烯，經(jīng)塔頂控制部分回流，大部分氯乙烯進(jìn)入成品冷凝器，然后進(jìn)入單體貯槽，按需送聚合工序，在高塔釜分離收集到的 1， 1 二氯乙烷（ EDC）為主的高沸物 進(jìn)入殘液槽，定期壓送廢液處理塔，將殘液中的二氯乙烷精制，包裝外銷，未凝 VC 其他回到氣柜。 聚合工段 本工藝流程全過程控制采用 DSC 集散控制。再 經(jīng)篩分、包裝后入庫。 設(shè)混合 氣 中水分以 40%鹽酸排出的量占水總量的 30%。 除汞器 催化劑在物料中含量很少，而且不會(huì)影響整個(gè)物料平衡。－ M239。39。＋ M 料 ＝ 103kg＋ 103kg＝ 103kg＝ M39。即 ?? iiwcC ，含量少的物質(zhì)對混合體系熱容地方影響可不計(jì)。 ℃ )1 C40%鹽酸 =3214 kJ(kg ℃ )1 計(jì)算： Q1：進(jìn)料溫度 13℃ ，則 Q1=0 Q3=0 Q4 =Q 乙炔 ＋ Q 氯化氫 ＋ Q 氧氣 ＋ Q 水 (g) = 20852 （ 75 ＋ 13）＋ （ 75＋ 13 ）＋年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 25 （ 75＋ 13）＋ （ 75＋ 13） =＋ ＋ ＋ = Q2: 5%Q2=Q5 ∵ Q1＋ Q2＋ Q3=Q4＋ Q5 ∴ 0＋ Q2＋ 0=＋ 5%Q2 ∴ Q2=5988989kJ Q5= kJ 表 17 石墨預(yù)熱器熱量衡算表 項(xiàng)目 入方 /kJ 項(xiàng)目 出方 /kJ CH≡CH 0 CH≡CH HCl 0 HCl O2 0 O2 H2O 0 H2O 蒸汽加熱 損失 Σ Σ 轉(zhuǎn)化器 已知表 表 18 轉(zhuǎn)化器物料表 進(jìn)料 質(zhì)量 /kg 出料 質(zhì)量 /kg CH≡CH 20852 CH2=CHCl HCl CH≡CH O2 HCl H2O O2 H2O CH3CHCl2 Σ Σ 根據(jù)：此處熱損失率為： % 以 298k(25℃ )時(shí) 1h 為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。 ℃ )1。 ℃ )1 同種物質(zhì)的平均比熱容 Cp=2p1p2p1pnCCLCC ? 平均pC =2p1p2p1pnCCLCC ? = L? =(kg ℃ ） 故 2( 5 5 5 2 2 5 2 3 2 0 3 6 0 0 ) 6 7 2 . 8 41 0 0 2 2 . 6 0 5mQSmKt ?? ? ??? 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 32 取 7 臺石墨冷卻器，每臺 2m 查文獻(xiàn)，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合， 參考查文獻(xiàn) [3]， 選用換熱管長度為 4000mm， 公稱直徑 800 mm, 公稱壓力 4Mpa,管程為 2 的A 型設(shè)備 型號： GHA800105 式中 ,G—— 列管式 H—— 換熱 設(shè)備 A—— 換熱 管型號 公稱面積為 105 2m ＞ 2m 故可行 . 石墨預(yù)熱器的選型 已知條件： 總熱負(fù)荷： Q=循環(huán) 水流量： 進(jìn)口溫度 T1： 110℃ 出口溫度 T2： 95℃ 混合氣 進(jìn)口溫度 t1： 14℃ 出口溫度 t2： 75℃ 計(jì)算兩流體的平均溫度差 ? ?? ? ? ? 5 1589ln951 101475ln1212 ??????????????tttttm℃ 而： ? ?? ? 14110 147511 12 ??? ?????? tT ttP ? ? 16 9511 012 21 ??? ????? tt TTR 查文獻(xiàn) 得 ??t? 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 33 4 8 5 ???????? ? mtm tt ? ℃ 查文獻(xiàn)，列管式換熱器中的總傳熱系數(shù) K 的經(jīng)驗(yàn)植 設(shè) K=100w/（ m2 ℃ ）， 78501374290 3600 8 7 2 2 . 3 7 4 9 m 21 0 0 2 5mQA Kt ?? ? ???需 ? ?3 . 1 4 0 . 0 5 5 . 7 3 0 9 4 1 8 7 4 7 5 8 . 1 5 6 2 m 2tnA n d l?? ? ? ? ? ? ?實(shí) 際 ∵ A 實(shí)際 ﹥ A 需要 ∴ 能滿足要求 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 35 殼體大于 400mm用鋼板卷焊而成， 殼體內(nèi)徑 D 取決于傳熱管數(shù) n，排列方式和管心距 ? ? ? ? 0c d3~21ntD ??? 式中 ： t—— 管心距 ， t= d0—— 換熱管外徑 nc—— 橫過管束中心線的管數(shù)，該值與管子排列有關(guān) 本設(shè)計(jì)采用正三角排列，則 1 .1 1 .1 3 0 9 4 6 1 .1 8 6n? ? ? t== ? ? 01 2 . 0 0 . 0 7 1 2 5 ( 6 1 . 8 6 1 ) 2 . 0 0 . 0 5 7 4 . 4 0 2 2 6 mcD t n d? ? ? ? ? ? ? ? ? 圓整到 4500mm 參考文獻(xiàn)，為了滿足及時(shí)轉(zhuǎn)移反應(yīng)放出的熱，從而保證反應(yīng)溫度不超過最高限額，采用把轉(zhuǎn)化器換熱分為三層，三層同時(shí)進(jìn)行散熱。因此，本 設(shè)計(jì) 中未做外 壓 的 設(shè)計(jì) 。由于攪拌釜中液體運(yùn)動(dòng)的狀況十分復(fù)雜， 攪拌功率目前尚不能用理論算出，只能通過實(shí)驗(yàn)獲得它和該系統(tǒng)其它變量之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系型，然后再按經(jīng)驗(yàn)關(guān)系型計(jì)算出攪拌功率。 夾套的設(shè)計(jì) （ 1） 夾 套直 徑 和高度的確定 對 于筒體的 內(nèi)徑 Di=3000～ 4000mm， 夾套內(nèi)徑 Dj=Di+200 =3400+200 =3600mm 查文獻(xiàn)得：封頭體積 VH=，表面積 FH= 由下式確定高度： Hj= HtVVV?? =()/= 圓整，得 Hj=4000mm （ 2） 夾套的材料和壁厚 選用 0Cr18Ni9為夾套材料，設(shè)計(jì)溫度為 150℃ ，查得 許 用 應(yīng) 力 [σ]t=137 MPa 設(shè)計(jì)壓力為 MPa， ф= C1= C2=1 mm 由公式 S= cit cPD2[ ] P? ??得： S=3600/（ 2137） = 取腐 蝕 余量 C2=，鋼板厚度負(fù)偏差 C1=， 則 Sn=S+C1+C2=++= 圓整后取 Sn=12mm。G） HG2152995. 聚合釜相關(guān)裝置的選型、設(shè) 計(jì) 和校核 釜體的 設(shè)計(jì) 半 連續(xù) 操作 生 產(chǎn) 周期或生 產(chǎn) 批 數(shù) 3P轉(zhuǎn)化器的主要作用是裝載催化劑，進(jìn)行合成反應(yīng)和移走反應(yīng)放熱，因此要求轉(zhuǎn)化器保證傳熱良好，能及時(shí)移走反應(yīng)熱，并且使反應(yīng)氣體分布均勻，以避免局部過熱。 根據(jù)熱量守恒定律，得 QT=Q1＋ Q2＋ Q3＋ Q4 其中 Q1= ?21TT CdTW Q2= W?Hr?x/M Q3=ΣWi CPi ?Tm Q4=ΣAiαi (Ti－ T0)t 固體和液體熱容可以采用柯普定律 [5]計(jì)算 C(kJ/kg.℃ )=Can/M 式中 Ca—— 基團(tuán)的比熱容， kJ/(kg.℃ ) n—— 分子中同一元素的原子數(shù) M—— 化合物的分子量， kg/kmol 氯乙烯的聚合熱為： 查手冊得： 氯乙烯的比熱 C1= kJ/(kg.℃ ) 水的比熱 C2= kJ/(kg.℃ ) 聚氯乙稀的比熱 C3= kJ/(kg.℃ ) （ 2） 混合熱和攪拌熱的考慮 由于溶質(zhì)的量很少，混合熱可忽略不計(jì)。 95℃ 時(shí)， C 水蒸氣 = kJ(kg (molkmol 1= kJ ℃ ） 乙炔 25 75 110 HCl 25 75 110 水蒸氣 25 75 110 O2 25 75 110 氯乙烯 25 75 110 鹽酸（ 40%） [5] 35 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 23 主要設(shè)備熱量衡算 石墨冷卻器 已知表： 表 15 石墨冷卻器物料衡算表 進(jìn)料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ Σ 進(jìn)料溫度： 25℃ ，出料溫度： 13℃ 25℃ 為計(jì)算基準(zhǔn) C 乙炔 = kJ(kg pvc 氯乙烯 水 助劑 氣提塔 pvc 水 助劑 氯乙烯回收 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 21 所以物料平衡。= 103kg＋ 103kg＋ ＋ 103kg= 103kg 因?yàn)? M39。= M139。取 10%的 NaOH 溶液除氯化氫氣體。 設(shè)：鹽酸為 40%，除水量為 80% (1)進(jìn)料 ： CH≡CH ： 20852 kg HCl： kg H2O： O2： (2)出料 ： CH≡CH ： 20852 kg O2： H2O： （ 180%） = ∵ %40%100 ??? 水mm mH C l H C l ∴ HCl ? HCl： ()=鹽酸： 80%+ ()=(3)多筒過濾器物料衡算表 表 4 多筒過濾器物料衡算表 進(jìn)料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ Σ 石墨預(yù)熱器 年產(chǎn) 30 萬噸 PVC 聚氫乙烯 _課程設(shè)計(jì) 15 表 5石墨預(yù)熱器物料衡算表 進(jìn)料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O Σ Σ 轉(zhuǎn)化器 圖 3 轉(zhuǎn)化器物料衡算方