【正文】 計(jì)算 單體密度 ρ60℃ = ρ50℃ =根據(jù)內(nèi)差法求出 57℃ 時(shí)單體的密度： ρ57℃ =[(5760) /(5060)]()+=水的密度 ρ60℃ = ρ50℃ =用內(nèi)差法求出 57℃ 時(shí)水的密度： ρ57℃ =設(shè)單體加入量為 x m3/釡 水加入量為 y m3/釡 釡有效容積 V 有效 =68m3，裝料系數(shù) η=，水油比 ﹕ 1 列方程組 x+y=68 （ ρ 水 57℃ y ） /（ ρ 單體 57℃ x ） =﹕ 1 解得： x= m3/釡 y= ② 注入水用量 注入水體積 Δv=cw∕ρ1ρ2（ ρ1ρ2） 式中 c: 單體 VCM 轉(zhuǎn)化率 W： VCM 加入量（質(zhì)量 kg） ρ1 ρ2 分別是單體和 PVC 樹脂密度 Δv=85%（ 842031400） 247。 漿料經(jīng)離心機(jī)分離，母液進(jìn)入母液池沉降后排放，濾餅用螺旋輸送器（ 87）、破碎機(jī)（ 93） ,破碎輸送沸騰干燥床內(nèi)，用熱風(fēng)熱水來脫除樹脂內(nèi)部水分。 聚合反應(yīng)開始后，兩股注入水應(yīng)加入聚合釜，以保證釡內(nèi)容積恒定，一股注入水來自聚合釜攪拌器的軸封襯套、另一股由釡頂注入。 ⑤ 終止劑系統(tǒng) 終止劑在帶攪拌和排空裝置的不銹鋼容器（ 11）中配制，先將定量的脫鹽水和NaOH 加入到終止劑配制槽（ 11）中，開動(dòng)攪拌后將定量的終止劑加入到配制槽（ 11）中，當(dāng)聚合達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)化率時(shí)，需加終止劑。 ② 分散劑系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用兩種分散劑混合使用。加料時(shí)（ 4）泵先加回收單體，（ 6）泵后加新鮮單體，回收和新鮮單體有一定配比。聚合溫度對(duì)聚氯乙烯樹脂顆粒形態(tài)的影響主要表現(xiàn)在溫度對(duì) PVC 樹脂的孔隙率有影響。 ② 分散劑：在攪拌特性固定的條 件下 ,分 散劑種類、性質(zhì)和用量則成為控制樹脂顆粒性的關(guān)鍵因素。產(chǎn)品的平均粒徑因不同用途而有所不同要求：用于生產(chǎn)軟質(zhì)制品的聚氯乙烯樹脂平均粒徑要求低些在100～ 130μm左右；用于生產(chǎn)硬質(zhì)制品者要求在 150～ 180μm范圍；分子量較低的牌號(hào)則要求 在 130～ 160μm范圍。 ② 在單體液滴內(nèi)和聚氯乙烯凝膠相內(nèi)發(fā)生的化學(xué)與物理過程，此過程主要控制所得聚氯乙烯顆粒的形態(tài)。聚合反應(yīng)發(fā)生在單體相中，由于所產(chǎn)生的聚合物數(shù)量甚少 ，反應(yīng)速度服從典型的動(dòng)力學(xué)方程，聚合反應(yīng)速度與引發(fā)劑用量的平方根成正比，當(dāng)聚合物的生產(chǎn)量增加后，則聚合速度由于 kt降低而發(fā)生偏差。 ③ 鏈終止 聚合反應(yīng)不斷進(jìn)行，當(dāng)達(dá)到一定的聚合度，分子鏈己足夠長，單體的濃度逐漸降低，使大分子的活動(dòng)受到限制，就會(huì)大分子失去活性即失去電子而終 止與其它氯乙烯活性分子反應(yīng)。相對(duì)密度 （ 20/20℃ ） 。含量為 46%的 EHP 溶液的半衰期為 40℃ ， ； 50℃ ，；受熱或見光易分解，儲(chǔ)運(yùn)溫度＜－ 15℃ ，時(shí)間少于 3 個(gè)月。天然礦物叫磷灰石礦，純品可用氰化鈣和磷鈉酸溶液作用或者用氫氧化鈣跟磷酸作用制得。后者可用于制板材、管道、閥門和門窗等；具有極好的耐化學(xué)腐蝕性，但熱穩(wěn)定性和耐光性較差，在 100℃ 以上或長時(shí)間 陽光暴曬開始分解出氯化氫，制造塑料時(shí)需加穩(wěn)定及，電絕緣性優(yōu)良。能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 3． 626． 4％。液體的密度 0． 912lg／ cm3。整個(gè)防粘技術(shù)過程全部采用 DCS 自動(dòng)操作。因此，本設(shè)計(jì)采用無堰篩板塔。 ⑤ 離心機(jī)：對(duì)漿料進(jìn)行離心脫水，得到含水量 25%的聚氯乙烯。我國PVC 工業(yè)化生產(chǎn)最初主要用的是氣流干燥器 ,但是隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展 , 聚合生產(chǎn)能力提高 , 樹脂產(chǎn)品也朝著疏松型發(fā)展 , 氣流干燥器從生產(chǎn)能力和干燥效果等方面已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要 ,后來發(fā)展到氣流干燥器 , 沸騰床干燥器和冷風(fēng)冷卻 3 段干燥技術(shù)。 ② 傳熱方式： 傳熱能力直接影響著聚合反應(yīng)的速度和生成物的質(zhì)量，也影響著產(chǎn)量。當(dāng)反應(yīng)出現(xiàn)緊急事故時(shí)，采用緊急終止劑 ON 終止反應(yīng)。纖維素應(yīng)為水溶性衍生物，如甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等，聚乙烯醇應(yīng)由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿性水解得到，影響其分散效果的因素為其聚合度和水解度，而且 OH 基團(tuán)為嵌段分布時(shí)效果最好；副分散劑主要是小分子表面活性劑和地水解度聚 乙烯醇。 懸浮法 PVC 的發(fā)展趨：在工業(yè)化生產(chǎn) PVC 時(shí) ,以懸浮法產(chǎn)量最 大 ,懸浮 法生產(chǎn)具有設(shè)備投資少和產(chǎn)品成本低等優(yōu)點(diǎn)。第二階段將聚氯乙烯膠乳，經(jīng)噴霧干燥得到產(chǎn)品聚氯乙烯糊樹脂，它是初級(jí)粒子聚集而成得的直徑為 1~100 微米，主要是 20~40 微米的聚氯乙烯次級(jí)粒子。 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。生成的粗EDC 在 EDC 精制單元精制、提純。 最后進(jìn)入中和塔中和過多的酸性氣體，處理后的乙炔氣經(jīng)塔頂除霧器除去飽和水分 ，制得純度達(dá) %以上，不含 S、 P 的合格精制乙炔氣送氯乙烯合成工序。預(yù)計(jì)今后幾年我 國 PVC 樹脂的需求量將以年均約 ％的速度增長，到 2020 年總消費(fèi)量將達(dá)到約 1250 萬噸，其中硬制品的年均增長速度將達(dá)到約 ％，而在硬制品中異型材和管材的發(fā)展速度增長最快，年均增長率將達(dá)到約 ％。 PVC 由氯乙烯 (VCM)聚合而成，工業(yè)生產(chǎn)一般采用 4 種聚合方式：懸浮聚合 、本體聚合、乳液聚合 (禽微懸浮聚合 )、溶液聚合。介紹了 PVC 的聚合工藝 ， 建廠的有關(guān)事項(xiàng)及合成聚氯乙烯的流程和設(shè)備 ，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝做出了詳細(xì)的敘述。 58 湖南工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 引言 1 引言 聚氯乙烯 (PVC)是 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(gè)領(lǐng)域 ,尤其是近年來建筑市場對(duì)PVC 產(chǎn)品的巨大需求 ,使其成為具備相當(dāng)競爭力的一個(gè)塑料品種。 54 電石渣上清液的處理 52 防靜電，防雷措施 41 混料槽 30 聚合釜 17 廠址的選擇 14 聚合系統(tǒng) 7 后處理設(shè)備側(cè)選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 : 年產(chǎn) 的設(shè)計(jì) 院 系 : 材料 與化學(xué)工程系 專 業(yè) : 化 學(xué)工程與工藝 班 級(jí) : 化工 0801 論文提交日期： 2020 年 月 日 論文答辯日期： 2020 年 月 日 內(nèi)容摘要 本文 講述了我國聚氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程和目前狀況，包括原料路線、工藝設(shè)備、聚合方法等。11 自由基聚合機(jī)理 12 影響聚合及產(chǎn)品質(zhì)量的因素 19 聚合釜 26 沸騰床 44 泵、鼓風(fēng)機(jī)、過濾器 54 尾氣的回收利用 56 附錄 本次設(shè)計(jì)采用了氯乙烯單體懸浮聚合工藝。此后全國各地的 PVC 裝置相繼建成投產(chǎn)，到目前為止，我國有 PVC 樹脂生產(chǎn)企業(yè) 80 余家，遍布全國 29 個(gè)省、市、自治區(qū)，總生產(chǎn)能力達(dá) 220 萬噸／年。二是硬制品，約占總消費(fèi)量的 ％，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。G 左右，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) 。乙烯、氧氣以及循環(huán)的 HCl 在氧氯化單元生成 EDC。 本設(shè)計(jì)采用乙烯路線生產(chǎn)氯乙烯單體。 乳液聚合生產(chǎn)工藝 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 ~3 微米聚氯乙烯初級(jí)粒子在水中的懸浮乳狀液?，F(xiàn)在懸浮法聚氯乙烯品種日益廣泛 ,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣 ,除了通用型的樹脂外 ,特殊用途的專用樹脂的開發(fā)越來越引起 PVC 廠家的關(guān) 注 ,球形樹脂、高表 觀密度建材專用樹脂、消光樹脂、超高 (或超低 )分子質(zhì)量樹脂等已成為開發(fā)的熱點(diǎn) [7]。 ② 分散劑： 主分散劑主要是纖維素醚和部分水解的聚乙烯醇。 本設(shè)計(jì)的終止劑為丙酮縮氨基硫脲。采用微機(jī)控制，提高了批次之間樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定性，且消耗定額低。 ④ 干燥機(jī)： 干燥器發(fā)展迅速，主要有 2 種方式 , 即氣流干燥和流態(tài)化干燥。 本 設(shè)計(jì) 中采用臥式內(nèi)加熱流化床。為了強(qiáng)化汽提效果 , 漿料經(jīng)過汽提后利用重力作用進(jìn)入閃蒸罐 , 進(jìn)一步汽提 , 降溫 [10]。目前 , 先進(jìn)的防粘釜技術(shù)是沖洗、噴涂與高效防粘釜?jiǎng)┑慕Y(jié)合體。 原料及產(chǎn)品性能 ① 氯乙烯 ： CH2=CHCl 分子量 ，無色易液化的氣體。易聚合，能與丁二烯、乙烯、丙烯、內(nèi)烯腈、醋酸乙烯、兩烯酸酯和馬來酸酯等共聚。前者可用于制透明薄膜（如雨衣、臺(tái)布、包裝材料、農(nóng)膜等）、人造革、泡沫塑料和電線套層等。用于制乳色玻璃、陶瓷、涂料、媒染劑、藥物、肥料、家畜飼料添加劑、糖漿澄清劑、塑料穩(wěn)定劑等。商品為 50%~65%的甲苯、二甲苯、礦物油溶液；理論活性氧含量 %。略有苯酚氣味。 ② 鏈增長 單體自由基具有很高的活性，所以打開單體的雙鍵形成自由基，新 的自由基活性并不衰減，繼續(xù)與其它單體反應(yīng)生成更多的鏈自由基 。 鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理 鏈 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來看，根據(jù)轉(zhuǎn)化率可分為三階段： ① 轉(zhuǎn)化率＜ 5%階段。 成粒機(jī)理與顆粒形態(tài) 關(guān)于氯乙烯懸浮聚合過程生成多孔性不規(guī)整的理論解釋，認(rèn)為成粒過程分為兩部分； ① 單體在水中的分散和發(fā)生在水相和氯乙烯 ——水相界面發(fā)生的反應(yīng)，此過程主要控制聚氯乙烯顆粒的大小及其分布。由于地孔隙率樹脂的反應(yīng)結(jié)束后，脫除殘存的單體較困難，而且吸收增塑劑速度慢，難以塑化所以逐漸淘汰。隨著攪拌轉(zhuǎn)速的 增加 ,能使聚 氯乙烯樹脂的初級(jí)直徑變 小 ,孔隙率增加 ,吸 油率增大。在較高溫度下 聚合 ,樹脂粒徑增長減慢 ,最終 平均粒徑減小。目的是保留 VCM 加料的壓力，使 VCM 不汽化，以避免再加料時(shí)損壞流量計(jì)。 (4) 助劑的配制及加料 ： ① 緩沖劑系統(tǒng) 緩沖劑是在配制槽（ 37）中配制，配制時(shí)需 15～ 30 分鐘，不設(shè)單獨(dú)貯槽，加緩沖劑時(shí)，計(jì)算機(jī)程序關(guān)閉循環(huán)線，打開充料伐， 經(jīng)（ 38）充裝泵， 將緩沖劑加到稱重槽（ 39）中到規(guī) 定時(shí)間用加料泵（ 40）加入到聚合釜（ 42）中，同時(shí)重新使用循環(huán)系統(tǒng)使緩沖劑配制槽中物料續(xù)循環(huán)。加引發(fā)劑時(shí)，先由貯槽（ 26）放到引發(fā)劑稱重槽（ 28）中，然后用加料泵（ 29） 湖 南工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 16 定量加入聚合釜（ 42）內(nèi)。 聚合反應(yīng)開始后，向擋板通入冷卻水并達(dá)到最大流量，然后向夾套中通入冷卻水，并保持反應(yīng)溫度， 冷卻水流量由計(jì)算機(jī)根據(jù)聚合釜上、中、下溫度控制，同時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，并與聚氯乙烯聚合動(dòng)力浮模型的理論計(jì)算值比較，計(jì)算出 VCM 到 PVC 的轉(zhuǎn)化率。 干燥系統(tǒng) 混料槽（ 84）的 PVC 漿料，用漿料泵（ 85）送至沉降式離心機(jī)（ 86 ad），超過離心機(jī)能力的部分漿料返回混料槽（ 84），這兩個(gè)槽有保溫系統(tǒng)同時(shí)槽底部還有氮?dú)夂驼羝苈?，通過槽中以便攪拌或清洗換型時(shí)用。 本設(shè)計(jì)廠址選擇在沈陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)化學(xué)