【正文】 本設(shè)計(jì)廠址選擇在沈陽經(jīng)濟(jì)開 發(fā)區(qū)化學(xué)工業(yè)園。 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。 (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)。在較高溫度下 聚合 ,樹脂粒徑增長減慢 ,最終 平均粒徑減小。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。 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。略有苯酚氣味。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。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。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。 本 設(shè)計(jì) 中采用臥式內(nèi)加熱流化床。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。 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。 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。乙烯、氧氣以及循環(huán)的 HCl 在氧氯化單元生成 EDC。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。本次設(shè)計(jì)采用了氯乙烯單體懸浮聚合工藝。 54 尾氣的回收利用 26 沸騰床 29 聚合釜 40 混料槽 54 電石渣上清液的處理 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。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 2021 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 ％。生成的粗EDC 在 EDC 精制單元精制、提純。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。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。 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。 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。整個(gè)防粘技術(shù)過程全部采用 DCS 自 動(dòng)操作。能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 3． 626． 4％。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。相對(duì)密度 （ 20/20℃ ）。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。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。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 分散劑系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用兩種分散劑混合使用。 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。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)說明書 第二章 工藝計(jì)算 19 第二章 工藝計(jì)算 物料衡算 聚合釜 （ 1）物料平衡圖 圖 1 聚合釜物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 釡有效容積 V 有效 = 裝料系數(shù) η= 轉(zhuǎn)化率 x%=92% 水油比 :1 收率 =% 熱負(fù)荷分布指數(shù) R=～ (R 取 ) 夾套傳熱系數(shù) K 夾套 =510Kcal/ m2 hr℃ 擋板傳熱系數(shù) K 擋板 =946Kcal/ m2 hr℃ 夾套進(jìn)出口水溫： t 進(jìn) =7℃ t 出 =12℃ 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì)說明書 第二章 工藝計(jì)算 20 擋板進(jìn)出口水溫： t 進(jìn) =7℃ t 出 =15℃ 夾套傳熱面積： F 夾套 = m2 擋板傳熱面積： F 擋板 =18 m2 注入水溫度 t=20℃ 聚合溫度 t=57℃ 假定聚合釡回收的 VCM 占未反應(yīng)單體的 85% （ 3）計(jì)算 ① 單體及水加入量計(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 ρ50℃ = ρ60℃ =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 =，裝料系數(shù) η=，水油比 :1 列方程組 x+y= （ 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%（ ） 247。 原則： 符合所在地區(qū)、城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃布局； 節(jié)約用地，不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高的土地，并符合國家現(xiàn)行土地管理、環(huán) 境保護(hù)、水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定； 有利于保護(hù)環(huán)境與景觀，盡量遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū)，不污染水源， 有利于三廢處理，并符合現(xiàn)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)規(guī)定。脫鹽水啟動(dòng)后，加入 VCM、開動(dòng)攪拌，當(dāng)脫鹽水和 VCM 加完后，釜內(nèi)溫度應(yīng)接近聚合溫度，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，使 VCM 液滴在水中形成，然后加入分散劑，繼續(xù)攪拌一定時(shí)間，以保證分散體系形成，最后加入引發(fā)劑，使聚合反應(yīng)開始。 沖洗水泵泵出口壓力 ，用于沖洗管理，并為助劑配制提水，同時(shí)為沖洗水增壓泵（ 16）提供水及設(shè)備沖洗水，沖洗水泵的水經(jīng)沖洗水增壓泵（ 16）增壓后向聚合釡（ 42）、回收分離器（ 54）、汽提加料槽（ 61）等提供 MPa 的沖洗水。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 14 ③ 聚合溫度：在 VC 懸浮聚合中不存在鏈轉(zhuǎn)移劑時(shí) ,聚氯乙烯的分子量幾乎取決于聚合溫 度 ,按照生產(chǎn)樹脂牌號(hào)的要求 ,聚合 溫度一般在 45～ 65℃ 范圍內(nèi)選擇。通常是使用的分散劑濃度高，則易得空隙率低（ ≤10%）的圓球狀樹脂顆粒，尤其是使用明膠作為分散劑是，其影響最為明顯。包括向單體的氯轉(zhuǎn)移、向溶劑鏈轉(zhuǎn)移、向引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移、向大 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 12 分子。 ⑦ 對(duì)壬基苯酚：淡黃色粘稠液體。熔點(diǎn) 1670℃ ，密度 。難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷。釜涂布與水洗設(shè)備分開 , 釜內(nèi)設(shè)置雙伸縮頭自動(dòng)噴洗高壓水槍 , 設(shè)定雙固定或者可伸縮涂布設(shè)備 (如費(fèi)閥 ,噴吐環(huán)等 )。兩段流化床改進(jìn)了 , 操作穩(wěn)定性好 , 易于產(chǎn)品牌號(hào)的切換 , 生床的花板產(chǎn)能力較大 。本設(shè)計(jì)采用76 立聚合釜。 最佳的配方、后處理設(shè)備的選擇 配方的選擇 ① 單體： 氯乙烯純度 %以上。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到 60%一 85%(根據(jù)配方而定 )時(shí)終止反應(yīng)，并在聚合釜中脫氣、回收未反應(yīng)的單體，而后在釜內(nèi)汽提，進(jìn)一步脫除殘留在 PVC 粉料中的 VCM，最后經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)將釜內(nèi) PVC 粉料送往分級(jí)、均化和包裝工序。乙烯和氯氣在直接氯化單元反應(yīng)生成 EDC。 我國 PVC 樹脂的消費(fèi)主要分為兩大類，一是軟制品，約占總消費(fèi)量的 ％，主要包括電線電纜、各種用途的膜 (根據(jù)厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門等 )、鋪地材料、織物涂層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用涂料和密封件等。 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量 萬噸聚氯乙烯車間聚合工段工藝。 53 三廢處理情況 42 汽提塔 34 設(shè)備 的計(jì)算及選型 29 沸騰床的熱量計(jì)算 28 熱量衡算 14 加料系統(tǒng) 3 乙烯路線 3 乙炔路線 23 離心機(jī) 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 2 第一章 總論 國內(nèi)外 pvc 發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢 聚氯乙烯（ PVC）是五大熱塑性合成樹脂之一，塑料制品是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的品種之一。未來我國 PVC 樹脂消費(fèi)將繼續(xù)以硬制品為主的方向發(fā)展 [3]。然后在精 EDC 裂解單元裂解生成的產(chǎn)物進(jìn)入VCM 單元， VCM 精制后得到純 VCM 產(chǎn)品，未裂解的 EDC 返回 EDC 精制單元回收，而 HCl 則返回氧氯化反應(yīng)單元循環(huán)使用。這種次級(jí)粒子與增塑劑混合后，經(jīng)剪切作用崩解為直徑更小的顆粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，工業(yè)上稱之為聚氯乙烯糊。常用非離子型的脫水山梨醇單月硅酸酯。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 8 在大型聚合釜上，國外采用了體外回流冷凝器，體內(nèi)增設(shè)內(nèi)冷管等除熱手段。 PVC 生產(chǎn)過程中需要大量的邏輯判斷和離散控制，因此本設(shè)計(jì)采用二位式控制組件，如通 /斷式二位開關(guān)閥控制各種物料的傳輸，和二位控制的電機(jī)和泵機(jī)。首先打開蒸汽進(jìn)料閥噴入適量的蒸汽 , 用泵將已配制成規(guī)定濃度的涂壁劑注入蒸汽管路 , 借助蒸汽流速使其霧化進(jìn)釜 , 在釜壁形成一層均勻的疏油親水膜 , 在聚合過程中此膜有效地防止有機(jī)相與釜壁接觸 , 從而起到防粘釜的作用。遇明火、高溫有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 ④ 聚乙烯醇：是一種高分子聚合物，無臭、無毒，外觀為白色或微黃色絮狀、片狀或粉末狀固體。沸點(diǎn)（ 95%） 283302℃ 。 ② 轉(zhuǎn)化率 5%～ 65%階段。此數(shù)據(jù)不能絕對(duì)化，因工廠生產(chǎn)條件的不同而有所不同。聚合溫度 低 ,形 成的樹脂結(jié)構(gòu)較疏 松；高 溫下聚合由于初級(jí)粒子熔合成團(tuán)以及初級(jí)粒子聚集體的緊密堆砌排