【正文】 國(guó)內(nèi)需求量和年均增長(zhǎng)率 我國(guó) 1998 年聚氯乙烯產(chǎn)量為 160 萬(wàn)噸，凈進(jìn)口量約 157 萬(wàn)噸，表觀需求量為 317 萬(wàn)噸。 1998 年我國(guó) PVC 產(chǎn)量和表觀需求量分別為 160 萬(wàn)噸和 317 萬(wàn)噸。硬質(zhì)制品目前占 PVC 總消費(fèi)量的 65～ 70％，今后 PVC 消費(fèi)量進(jìn)一步增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)主要是在硬質(zhì)制品應(yīng)用領(lǐng)域。 1920 年，德國(guó)研究聚氯乙烯已經(jīng)相當(dāng)活躍。設(shè)計(jì)圖紙包括 1 張帶控制 點(diǎn)的物料流程圖； 1 張聚合釜 設(shè)備圖； 1 張廠房平面布置圖。 Dryness 。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合干燥工序初步工藝設(shè)計(jì) 摘 要： 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合干燥工序的初步工藝設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)文件由設(shè)計(jì)說(shuō)明書和設(shè)計(jì)圖紙兩部分組成。 monomer。 本設(shè)計(jì)旨在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，熟悉工藝流程、生產(chǎn)方案的選擇、設(shè)備的選型等，掌握工藝設(shè)計(jì)中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備的計(jì)算、 選型， 對(duì)參考文獻(xiàn)的查閱與學(xué)習(xí)等的方法。這時(shí)美國(guó)聯(lián)碳化學(xué)公司與杜邦公司對(duì)氯乙烯聚合物的制備發(fā)表了專利。目前 PVC 在建筑領(lǐng)域中的消費(fèi)量占總消費(fèi)量的一半以上。在世界上產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)（ 639湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 萬(wàn)噸）、日本（ 263 萬(wàn)噸）居第三位。考慮到進(jìn)口產(chǎn)品中有相當(dāng)部分不屬于一 般貿(mào)易方式（如 1998 年來(lái)料加工、進(jìn)料加工、保稅倉(cāng)庫(kù)等方式進(jìn)口占總進(jìn)口量的 %） ,但由于來(lái)、進(jìn)料加工等貿(mào)易方式進(jìn)口的樹脂并未能全部復(fù)出口，粗估國(guó)內(nèi)的需求大約為 248 萬(wàn)噸。聯(lián)合法以 1， 2二氯乙烷﹝ EDC﹞裂解制取聚氯乙烯，并副產(chǎn)氯化 氫，然后以氯化氫與電石乙炔再合成氯乙烯。乳液聚合創(chuàng)建較早，產(chǎn)品的聚合及后處理過(guò)程較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，所以發(fā)展不快。 [4] 聚氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)意義 合成樹脂是塑料工業(yè)的基本原料，在一定條件下塑制成一定形狀的材料，在常溫下它的形狀不變，是材料工業(yè)的重要組成部分。袋的封口應(yīng) 保 證產(chǎn) 品在 運(yùn)輸貯 存 時(shí) 不被污染。 （ 4） 運(yùn)輸時(shí) 必 須 使用潔 凈 、有蓬的 運(yùn)輸 工具，防止雨淋 。 [1] 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn) PVC 生產(chǎn)中所需主要原料的規(guī)格 表 3 PVC 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目名稱及單位 A2 型 A3 型 A4 型 A5 型 揮 發(fā)分（ 1%） ≤ 42 目篩余 e≤ 200 目過(guò)篩 e≤ 10 10 10 10 自度（ %） ≤ 95 95 95 95 堆積密度（ g/ml） ～ ～ ～ ～ VCM 含量 ppm≤ 5 5 5 5 魚眼數(shù)（ LMS） 100 100 100 100 比粘度 ～ ～ K 值 72 66 62 59 平均聚合度 1450 1050 840 740 黑樹脂（ PCS） ≤ 10 10 10 10 黑樹脂與黃樹脂 ≤ 30 30 30 30 單體 氯乙烯（ VCM）的性質(zhì) ⑴ 純度 ﹕ ≥%（ wt） ⑵ HCL 含量﹕ ≤ 1 ppm（ wt） ⑶ 鐵含量﹕ ≤ 1 ppm（ wt） ⑷ 水含量﹕ ≤60 ppm（ wt） ⑸ 醛含量﹕ ≤ ppm（ wt） ⑹ 壓力為 ，溫度為常溫。 分子量﹕ 分子量﹕ ⑷ 反應(yīng)終止劑 名稱﹕ RS1 （一種苛性鈉水溶液） 配方﹕無(wú)離子水 % 氫氧化鈉 % 雙酚 A % 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 結(jié)構(gòu)式﹕ CC H 3C H 3O HOH 分子量﹕ ⑸ 防粘釜?jiǎng)┑男再|(zhì) 性質(zhì)﹕是一種石油樹脂 [環(huán)戊二烯基樹脂 ]與酚類化合物的混合物。乳液法是生產(chǎn)糊樹脂的方法，工藝復(fù)雜、成本較高且樹脂質(zhì)量較差。若包括精制、回收、干燥等后期處理工序在內(nèi)，則各聚合過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性大體依下列順序遞減：懸浮聚合＞本體聚合＞微 懸 浮聚合＞乳液聚合。但由于 C C 鍵能大（ 103kJ/mol） , 須在 300~400℃ 高 溫下 才能 開始 均裂成自由基。因此，氯乙烯聚合系采用 過(guò) 氧化物或偶氮化合物作引 發(fā)劑 ，在聚合 溫 度下，均裂成自由基，然后引 發(fā) 聚合反 應(yīng) 的。由于 沒(méi) 有向溶 劑 的 鏈轉(zhuǎn) 移反 應(yīng) ，其 產(chǎn) 物分子量一般比溶液聚合物高。 反應(yīng)速率 控制方對(duì)于本體聚合，當(dāng)自由基聚合進(jìn)行到一定轉(zhuǎn)化率后，體系黏度增大，自動(dòng)加速效應(yīng)顯著，散熱困難。 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(jiǎn)化生產(chǎn)工藝。 沸點(diǎn)（ ）為 139℃ ，熔點(diǎn)為 ℃ 。 ⑶ 燃燒性能 PVC 在火焰上能燃燒，并降解釋放出 HCl， CO 和苯等低分子量化合物，離火自熄。每袋 凈 重 25Kg。這是因?yàn)樗哂凶陨淼脑S多優(yōu)點(diǎn)。溶液聚合，其產(chǎn)品用于金屬涂料及非多孔性涂料，用量不大。此法優(yōu)點(diǎn)是能利用已有的電石資源和乙炔以及合成裝置，缺點(diǎn)是需要大量高價(jià)電石，因此不能持久。需求的年均增長(zhǎng)率為 %，是同期 GDP 年均增長(zhǎng)率（ %）的 倍 ,低于其它通用樹脂。報(bào)道的項(xiàng)目有萬(wàn)縣市 6 萬(wàn)噸 /年本體法 PVC 裝置，天津渤海公司同韓國(guó)樂(lè)喜公司、美國(guó)西方化學(xué)公司合資的 10 萬(wàn)噸 /年 PVC 裝置， (其中引進(jìn)的 8 萬(wàn)噸 /年乙烯法 VCM 裝置于 1997 年建成、投產(chǎn) )，上海天原化工廠同伊滕忠商事、旭硝子公司合資的 24萬(wàn)噸 /年 VCM 和 20 萬(wàn)噸 /年 PVC 裝置，泰國(guó)正大集團(tuán)在寧波的 12 萬(wàn)噸 /年 PVC 裝置，遼河集團(tuán)與樂(lè)喜金星公司合資的 8 萬(wàn)噸 /年 PVC 裝置，上海氯堿化學(xué)公司已使 VCM 產(chǎn)能增大到 30 萬(wàn)噸 /年，計(jì)劃到 40 萬(wàn)噸 /年，這意味 PVC 產(chǎn)能將由目前的 22 萬(wàn)噸 /年增加到 36 萬(wàn)噸 /年，北京化工二廠將增加 PVC能力 萬(wàn)噸 /年，齊魯公司將增加 PVC 能力 10 萬(wàn)噸 /年，廣州化工廠 8 萬(wàn)噸 /年乙烯法 VCM/PVC 項(xiàng)目已通過(guò)評(píng)審。到上世紀(jì)末，聚氯乙烯樹脂大約以 3％的速度增長(zhǎng)。此外，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司于 1937 年采用高沸點(diǎn)液體得到類似橡 膠的物質(zhì)，從而第一次打破了傳統(tǒng)的橡膠市場(chǎng)，成為橡膠材料的代用品。 設(shè)計(jì) 者：陳英 20xx 年 6 月 1 日 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 1 緒論 PVC 的發(fā)展史 上世紀(jì)的 30 年代到 50 年代是塑料工業(yè)迅速發(fā)展的時(shí)期，在此期間有許多塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工業(yè)化。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和人 類生活中起著舉足輕重的作用，因此 PVC 的生產(chǎn)和技術(shù)的改進(jìn)越來(lái)越受到現(xiàn)代人的關(guān)注！ 當(dāng)前， PVC 生產(chǎn)面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行了較為詳細(xì)的物料衡算和能量衡算，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了工藝計(jì)算和選型，同時(shí)對(duì)聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)及“三廢”治理作了相關(guān)說(shuō)明，對(duì) 整個(gè)裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 單體；生產(chǎn)工藝； With an annual output of 50,000 tons of PVC polymer drying process of preliminary design Specialty: Chemical Engineer﹠ technology Name:Chen Ying Director :Huang Niandong (Party of Chemical Engineering , School of Chemistry and Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, P. R. of China) Abstract: The design for an annual output of 50,000 tons of PVC dry polymerization processes of the preliminary design, the design documents from design specification and design drawings posed of two parts. In the design of brochures, a brief introduction of the PVC production status, trends, performance and the main purpose of the current PVC also introduced the four mon industrial polymer production methods. And a parison, final Determined to suspension polymerization as a polymerization technology production methods. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, a more detailed material balance and energy balance, the equipment was calculated and the selection process, while the production of PVC in the process of attention to safety issues and Three wastes governance made note of the entire device to a simple technical and economic evaluation. Drawing the corresponding design drawings, design drawings, including process maps, plans of major equipment assembly, equipment layout plans. Keyword: polyvinyl chloride 。 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是在簡(jiǎn)要介紹聚氯乙烯發(fā)展?fàn)顩r 及其性質(zhì)，用途，工藝方法選擇的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了采用懸浮聚合法生產(chǎn) PVC 及其干燥 的工藝過(guò)程，產(chǎn)量為年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸。 1910 年德國(guó)與美國(guó)研究了氯乙烯在紫外線和過(guò)氧化物存在下的聚合反應(yīng)。在世界 PVC 總產(chǎn)量中均聚物也占大約 90％ 的比例。從目前世界主要聚氯乙烯生產(chǎn)國(guó)來(lái)說(shuō)，一般耗用占其總量的 20～ 30％。但是與國(guó)外先進(jìn)水平相比還存在很大差距，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)落后，規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量差，品種少，樹脂加工應(yīng)用不協(xié)調(diào)等方面。 原料的變換 20 世紀(jì) 50 年代以前，聚氯乙烯的原料主要是電石乙炔，戰(zhàn)后 20 年，電石產(chǎn)量有很大的產(chǎn)量，到 1965 年全世界產(chǎn)量達(dá)到了 760 萬(wàn)噸，以后由于 PVC 原料的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)量降到 400余萬(wàn)噸。幾種不同方法的原料及成本比較如圖 1 所示﹕ 表 1 生產(chǎn) VC 所用原料及成本 （原料單位：磅 /磅 VC，價(jià)格單位：美分 /磅 VC） 主要原料消耗 生產(chǎn)方法 乙炔法 聚合法 乙烯氧氯化法 乙烷氧氯化法 乙炔 乙烯 乙烷 氯化氫 氯氣 原料成本 聚合方式的改進(jìn) 氯乙烯聚合方法，仍然 氯乙烯聚合方法仍然為傳統(tǒng)的溶液聚合，本體聚 合，乳液聚合和懸浮聚合。 工業(yè)衛(wèi)生的影響 長(zhǎng)期以來(lái)從事和接觸氯乙烯的工作人員存在氯乙烯中毒現(xiàn)象，已為全世界所公認(rèn)。不僅開發(fā)和推廣應(yīng)用脫出氯乙烯單體技術(shù)、防粘釜技術(shù)和干燥技術(shù)，而且聚合釜大型化和生產(chǎn)控制自動(dòng)化程度均有了極大提高。 （ 3） 樹 脂 應(yīng) 放存放在干燥、通 風(fēng) 良好的 倉(cāng)庫(kù)內(nèi) ， 應(yīng) 以批 為單 位分 開 存放。 ⑹ 化學(xué)穩(wěn)定性 在酸，堿和鹽類溶液中較穩(wěn)定。在常溫下，完全不溶于有機(jī)溶劑。 四種主要聚合工藝的特性比較： 表 4 四種主要聚合工藝的特性 項(xiàng) 目 懸浮法 本體法 乳液法 微懸浮法 工業(yè)類型 生產(chǎn)能力 /（萬(wàn)噸 /年） 間歇 20 間歇 10 間歇 5 間歇 5 反應(yīng)器 / m3 6133 第一 第二 138 563 635 635 項(xiàng) 目 懸浮法 本體法 乳液法 微懸浮法 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 類型 效率 /（ t/a而懸浮聚合可以克服本體聚 合和溶液聚合的上述缺點(diǎn)。由于 這 些優(yōu) 點(diǎn) ， 懸 浮聚合在 工業(yè) 上得到了 廣泛 的 應(yīng) 用。用引 發(fā)劑 引 發(fā)時(shí) ，由下列 兩 步