【正文】 少了污染，提高了冷脆性。新的超高分子質(zhì)量專用料提高了研磨性，成為人們理想的無光澤表層涂層。因此，活性炭具有非常驚人的表面積，如利用低濕氮氣吸 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。但反應(yīng)動力學(xué)實驗證實，當(dāng)無催化劑存在時，該反應(yīng)在上述溫度范圍的速率幾乎等于零，而以升汞的活性炭催化劑用于反應(yīng)時，反應(yīng)過程就大大地被加速，這時的平衡常數(shù)是很大的，催化劑與乙炔生成了中間絡(luò)合物，再由中間絡(luò)合物進(jìn)一步生成氯乙烯，也即催化劑的存在改變了反應(yīng)的歷程 (機理 )和反應(yīng)所需的活化能，以達(dá)到 加速反應(yīng)的效湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 果。此外，它們還能與催化劑中升汞反應(yīng)生成無活性的汞鹽。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 正常生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制氯化氫中無游離氯析出。 ⅱ 反應(yīng)溫度 提高反應(yīng)溫度有利于加快氯乙烯合成反應(yīng)的速度，獲得較高的轉(zhuǎn)化率。h 。在世界眾多的塑料品種中， PVC 以其優(yōu)良的綜合性能，便宜的價格以及與氯堿工業(yè)關(guān)系密切，自 30 年代工業(yè)化以來，一直受到各工業(yè)國的普遍重 視，保持著長盛不衰的發(fā)展勢頭，是目前世界上僅次于聚乙烯的第二大宗塑料品種。 無 離 熱 子 助 蒸 空 水 劑 汽 氣 氯乙烯 料漿 產(chǎn)品 單體 未聚合乙烯 水 水蒸氣 產(chǎn)品 圖 懸浮聚合流程 （ 2） 本體聚合 本體聚合工藝不以水為介質(zhì)，也不加入分散劑等各種助劑，而只加入氯乙烯和引發(fā)劑，因此可大大簡化生產(chǎn)工藝。 （ 4） 微懸浮聚合 微懸浮聚合工藝，首先將氯乙烯單體、無離子水、乳化劑、油溶性引發(fā)劑以及其它助劑按比例預(yù)混合均化，使含引發(fā)劑的氯乙烯 均化成小液珠，然后將其均化料通入聚合反應(yīng)釜，升溫至聚合溫度。本設(shè)計采用技術(shù)最成熟的懸浮法工藝，所以在此重點介紹一下懸浮法。+CH2=CHCL→R CH2CHCL + CH2=CHCL → R（ CH2CHCL） nCH2CHCL ⅱ 兩個大分子自由基發(fā)生偶合反應(yīng)； R（ CH2CHCL） n1CH2CHCL所以，大分子自由基與單體之間 ，鏈增長與鏈轉(zhuǎn)移存在于每一個 PVC大分子形成的自始至終。聚合溫度對于向 VCM 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，轉(zhuǎn) 而對聚合度的影響甚為敏感，最低要求應(yīng)控制在 177。到一定程度，液滴的分散和聚并構(gòu)成動平衡，平均滴徑趨向定值，但有一定分布。而這種主要反應(yīng)和溫度有直接的關(guān)系。℃ 。隨著選用的分散劑性能的提高，對攪拌強度的要求也有所下降。因此，要求聚合釜內(nèi)物料處于流動狀態(tài)時，不允許存在死角，且有較均勻的能量分布。轉(zhuǎn)化率 5～15％時，液滴有聚并的傾向，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在攪拌改進(jìn)以后，分散劑用量已降到 ％以下，而且樹脂形態(tài)明顯好轉(zhuǎn)，粒度分布相當(dāng)集中，80120 目達(dá)到 98％，顆粒皮膜變薄，甚至有部分無皮粒子，這樣，對 VCM 的脫除和樹脂的加工都是十分有利的。一般每分鐘循環(huán) 68 次較好。因此剪切力大的攪拌形成的液滴就越小。2 ℃ ，平均聚合度相 差 336，分子量相差 21000 左右，所以在工業(yè)生產(chǎn)時，如不使用鏈調(diào)節(jié)劑，聚合溫度幾乎是控制聚氯乙烯分子量的唯一因素。溫度升高使氯乙烯分子運動加快。為了提高生產(chǎn)能力，一方面要選擇半衰期適當(dāng)（例如 2～ 3 小時）的引發(fā)劑（或復(fù)合），使聚合過程有比較均一的聚合速率；另一方面要求聚合釜有較高的傳熱能力，保持釜內(nèi)各處物料和各段時間內(nèi)的聚合溫度恒定。 氯乙烯合成的 兩條主線 （ 1） 氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)機 理主線 引發(fā)劑 聚合速度 聚合釜傳熱 聚合溫度 PVC 聚合度和熱穩(wěn)定性 向 VCM 鏈轉(zhuǎn)移顯著是氯乙烯聚合反應(yīng)機理的特征。 → R（ CH2CHCL） nCH2CH2CL + R（ CH2CHCL） mCH=CHCL ⅳ 大分子自由基 與初期自由基反應(yīng)； R（ CH2CHCL） n1CH2CHCL鏈增長的速度極快，幾秒鐘內(nèi)即可達(dá)數(shù)千甚至上萬聚合度。 其反應(yīng)為： RCH2CHCL對每個微珠而言，其反應(yīng)和本體聚合相似。 典型聚合工藝技術(shù)特性比較 就聚合工藝來講，本體法具有工藝流程簡單，裝置占地面積小，同時基本上無廢液排放，排氣可以達(dá)到最低程度，因而環(huán)境污染少且產(chǎn)品質(zhì)量好、純度高，特別適用透明包裝材料和電纜 料等特點。離開聚合釜 的物料是干粉，通過氣流送到聚氯乙烯貯斗中，經(jīng)多層振動篩分后產(chǎn)品送至稱量包裝機中包裝。與美國相比，西歐乳液和本體聚合的比例較大，而日本則懸浮聚合占的比例較大。合成反應(yīng)放出的熱量通過離心泵送來的 95～ 100℃ 左右的循環(huán)水移去。h 。僅工業(yè)生產(chǎn)上由于電解槽以及氯氣、氫氣和氯化氫氣體的輸送處理系統(tǒng)難免將空氣泄漏，故一般規(guī)定控制在%以下。此外，水分還易與乙炔反應(yīng)生成聚合有害的雜質(zhì)乙醛： C H C H H 2 O H g C l 2+ H g 2 C l2 C H 3 C H O 水分的存在還促進(jìn) 乙炔與升汞生成有機絡(luò)合物，后者覆蓋于催化劑表面而降低催化劑活性。 （ 3） 對原料氣的要求 氯乙烯合成反應(yīng)對原料氣乙炔和氯化氫的純度和雜質(zhì) 含量均有嚴(yán)格的要求。 升汞在水中具有一定的溶解度，且依溫度上升而增加，升汞在水中的離解 (或稱水解 )作用很小，只占溶解的升汞分子總數(shù)中的 %，且水溶液實際上不導(dǎo)電，說明這種化合物為共價鍵的性質(zhì)，升汞在水中的微量離解不產(chǎn)生 Hg2+離子，而按獨特的方式進(jìn)行： ?? ??? ?? ClHgClH g C l 2 純的升汞粉末 (無載體活性炭時 )對氯乙烯合成反應(yīng)并無活性，而一旦吸附于活性炭表面，由于兩者的相互作用使對該反應(yīng)有優(yōu)異的活性和選擇性，是迄今為止該化學(xué)反應(yīng)最為理想的催化劑。 氯乙烯的合成 氯乙烯是由乙炔與氯化氫在升汞催化劑存在下的氣相加成的。 根據(jù)乳液法生產(chǎn)的 PVC 新產(chǎn)品改進(jìn)了發(fā)泡過程，通過發(fā)泡可以生產(chǎn)專用精細(xì)發(fā)泡人造革、高白度墻紙，還可以進(jìn)一步制成無發(fā)泡產(chǎn)品和配方，并可以生產(chǎn)高檔快速涂料。超細(xì)粉末 PVC 樹脂這種超高分子質(zhì)量專用料有助于消光及表面的結(jié)構(gòu)成形。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 PVC 門窗型材以及含有 EVA 與 PE 改性劑的 PVC 是一種新型材料，可用作護(hù)欄桿。 聚氯乙烯樹脂廣泛地用于塑料加工行業(yè)，建材，輕工等行業(yè)。從目前世界主要聚氯乙烯生產(chǎn)國來說：一般耗用量占其總量的 20～ 30%。 聚氯乙烯自工業(yè)化問世至今，六十多年來仍處不衰之勢。這標(biāo)志著氯乙烯及其聚合物的制造已進(jìn)入實用技術(shù)階段。 （ 5） 聚氯乙烯塑料不僅在建筑、農(nóng)業(yè)及包裝工業(yè)上有著廣泛的用途，在電子器件、交通運輸、機械和人民生活等各方面，也均得到重用。 作為熱塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯樹脂，在世界各國合成樹脂的生產(chǎn)、品種及消費上均處領(lǐng)先地位。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） i 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 年產(chǎn) 萬噸 PVC 的氯乙烯合成工段的工藝設(shè)計 作 者 學(xué) 院 專 業(yè) 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） ii 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 任務(wù)書 化學(xué)化工學(xué) 院 應(yīng)用化學(xué) 系（教研室） 系（教研室）主任 : （簽名） 年 月 日 學(xué)生姓名 : 學(xué)號 : 0706020206 專業(yè) : 應(yīng)用化學(xué) 1 設(shè)計（論文）題目及專題： 年產(chǎn) 萬噸 PVC 的氯乙烯合成工段的工藝設(shè)計 2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自 20xx 年 3 月 8 日開始至 20xx 年 6 月 10 日止 3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料： 4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容： 5 提交設(shè)計（論文）形式（設(shè)計說明與圖紙或論文等）及要求： 6 發(fā)題 時間： 年 月 日 指導(dǎo)教師： （簽名） 學(xué) 生： （簽名） 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） iii 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 指導(dǎo)人評語 [主要對學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ）的 工作態(tài)度 ， 研究內(nèi)容 與方法， 工作量 ，文獻(xiàn)應(yīng)用， 創(chuàng)新性 ，實 用性 ，科學(xué)性， 文本 （圖紙） 規(guī)范 程度， 存在的不足 等進(jìn)行 綜合評價 ] 指導(dǎo)人： （簽名） 年 月 日 指導(dǎo)人評定成績： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） iv 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 評閱人評語 [主要對學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計（論文）的 文本 格式 、圖紙 規(guī)范 程度， 工作量 ，研究內(nèi)容與 方法 ，實用性與科學(xué)性， 結(jié)論 和 存在的不足 等進(jìn)行 綜合評價 ] 評閱人： （簽名） 年 月 日 評閱人評定成績： 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） v 湖 南 科 技 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯記錄 日期： 學(xué)生： 學(xué)號： 班級： 題目： 提交畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯委員會下列材料： 1 設(shè)計（論文）說明書 共 頁 2 設(shè)計（論文）圖 紙 共 頁 3 指導(dǎo)人、評閱人評語 共 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯委員會 評語： [主要對學(xué)生畢業(yè) 設(shè)計 （論文） 的 研究 思路， 設(shè)計 （ 論文 ） 質(zhì)量 ，文本圖紙規(guī)范程度 和 對設(shè)計（論文）的介紹，回答問題情況 等 進(jìn)行 綜合評價 ] 答辯委員會主任： （簽名） 委員： （簽名） （簽名） （簽名） （簽名）