【文章內(nèi)容簡介】 83。 39 供排水 39 取暖與降溫 40 通風(fēng) 41 自控設(shè)計條件 42 經(jīng)濟(jì)核算 42 第七章 結(jié)論 45 參考文獻(xiàn) 46 致 謝 47 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 前 言 聚氯乙烯（ PVC）是由氯乙烯單體均聚或與其他多種單體共聚而制得的合成樹脂，上世紀(jì) 90 年代中期以來，我國聚氯乙烯產(chǎn)能快速增長。 2021 年底，我國聚氯乙烯樹脂產(chǎn)能為 1052 萬噸 /年，居世界第一。 2021 年 7 月底的統(tǒng)計表明，我國聚氯乙烯樹脂產(chǎn)能已達(dá)到 1800 萬噸 /年。聚氯乙烯行業(yè)不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)自主創(chuàng)新 技術(shù)也層出不窮，裝置生產(chǎn)實現(xiàn)規(guī)模化集約化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，消耗不斷降低。 2021 年中國 PVC 行業(yè)擴能統(tǒng)計數(shù)量在 498 萬噸，而且上半年全部為電石法 PVC 的擴能投產(chǎn)，預(yù)計能力 284 萬噸。 2021 年國內(nèi) PVC 新增項目的投產(chǎn)依然集中在新疆、陜西等資源稟賦較強的省份 。 本設(shè)計是以氯乙烯單體為原料，對年產(chǎn)能力為 3 萬噸的 PVC 聚合干燥工序的初步設(shè)計，以株化集團(tuán) PVC 廠為理論資料，并收集有關(guān)的化工設(shè)計資料作參考，按畢業(yè)設(shè)計大綱和設(shè)計任務(wù)書的要求進(jìn)行設(shè)計。 本設(shè)計（論文）對聚氯乙烯發(fā)展?fàn)顩r及其性質(zhì)，用途，工藝方法選擇作了 簡要介紹，重點介紹了懸浮聚合法生產(chǎn) PVC 的聚合工段，產(chǎn)量為年產(chǎn) 3 萬噸。設(shè)計的主要內(nèi)容有：； ； ； 計算與選型； ； ； 。設(shè)計圖紙包括 1 張帶控制點的物料流程圖； 1 張聚合釜設(shè)備圖； 1 張廠房平面布置圖。 本設(shè)計旨在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實踐，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)計中的物料衡算、能量衡算、設(shè)備的計算、選型，對參考文獻(xiàn)的查閱與學(xué)習(xí)等的方法。 設(shè)計者的 理 論知識 有限， 并缺乏相關(guān)的 設(shè)計經(jīng)驗 與實踐 ， 在設(shè)計的過程中或多或少存在些不足和錯誤，敬請 各位老師指評 。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第二章 國 內(nèi) 外 PVC 的發(fā)展概述 PVC 性質(zhì) 聚氯乙烯（ PVC）樹脂為白色無定型粉末，比重 （ 20℃ ），不溶于水、酒精、汽油，在醚、酮、氯化脂肪烴和芳香烴中能溶脹或溶解。在常溫下可耐任何濃度的鹽酸， 90%以下的硫酸， 5060%的硝酸及 20%以下的燒堿溶 液，對鹽類相當(dāng)穩(wěn)定。 聚氯乙烯的最大特點是阻燃，因此被廣泛用于防火應(yīng)用。但是聚氯乙烯在燃燒過程中會釋放出氯化氫和其他有毒氣體，例如二惡英。聚氯乙稀具有阻燃 (阻燃值為 40 以上 )、耐化學(xué)藥品性高 (耐濃鹽酸、濃度為 90%的硫酸、濃度為 60%的硝酸和濃度 20%的氫氧化鈉 )、機械強度及電絕緣性良好的優(yōu)點。但其耐熱性較差，軟化點為 80℃ ，于 130℃開始分解變色，并析出 HCI。 工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但也包含一些結(jié)晶區(qū)域 (約 5%)，所以聚氯乙烯沒有明顯的溶點，約在 80℃ 左右開始軟化，熱扭變溫度 ( 負(fù)荷下 )為 7071 ℃ ，在加壓下 150℃ 開始流動，并開始緩慢放出氯化氫，致使聚氯乙烯變色 (由黃變紅、棕、甚至于黑色 )。工業(yè)聚氯乙烯重均相對分子質(zhì)量在 萬范圍內(nèi)，相應(yīng)的數(shù)均相對分子質(zhì)量為 萬。而絕大多數(shù)工業(yè)樹脂的重均相對分子質(zhì)量在 1020 萬，數(shù)均相對分子質(zhì)量在 萬。硬質(zhì)聚氯乙烯 (未加增塑劑 )具有良好的機械強度、耐候性和耐燃性，可以單獨用做結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于化工上制造管道、板材及注塑制品。 近年來國內(nèi) PVC 行業(yè)發(fā)展 PVC 是一種熱塑性樹脂，是世界五大通用合成樹脂 之一，其生產(chǎn)能力和產(chǎn)量在通用合成樹脂中僅次于聚乙烯。 PVC 具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和阻燃性，質(zhì)量輕，機械強度高，易加工，可用于生產(chǎn)建筑材料、包裝材料、電子材料、日用消費品等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通運輸、電力電訊和包裝等各領(lǐng)域。 1998 年我國 PVC 產(chǎn)量和表觀需求量分別為 160 萬噸和 317 萬噸。 截止到 2021 年12 月份中國 PVC 現(xiàn)有產(chǎn)能達(dá)到了 萬噸（其中包括糊樹脂 萬噸）。在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中， 20212021 年的 PVC 行業(yè)發(fā)展達(dá)到了高峰期，其中 2021 年中國PVC 產(chǎn) 能增長率達(dá)到了歷史性的 %新高。 2021 年之后，尤其是 2021 年的全球經(jīng)濟(jì)危機爆發(fā)后，國內(nèi) PVC 行業(yè)的擴能步伐明顯放緩，而且伴隨著中國 PVC 產(chǎn)能基數(shù)的不斷擴大，行業(yè)盈利能力也出現(xiàn)下降。 2021 年底，中國 PVC 行業(yè)的產(chǎn)能年增長率為近十年內(nèi)的又一個低谷，回落至 %，僅比 2021 年經(jīng)濟(jì)危機時的 4%增速高出 個百分點。 2021 年中國 PVC 行業(yè)擴能統(tǒng)計數(shù)量在 498 萬噸，而且上半年全部為電石法 PVC 的擴能投產(chǎn)，預(yù)計能力在 284 萬噸。 2021 年國內(nèi) PVC 新增項目的投產(chǎn)依然集中在新疆、湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 陜西等資源稟 賦較強的省份 。統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，江西、江蘇地區(qū)的 PVC 產(chǎn)能退出多為 510萬噸 /年的小型電石法設(shè)備，因不具備采購電石上的地域優(yōu)勢又缺乏氯堿行業(yè)注重的規(guī)模優(yōu)勢，故被逐漸淘汰出市場。 我國聚氯乙烯的發(fā)展應(yīng)以引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、選擇我國市場前景廣闊的硬制品和特殊牌號為主，這樣既能滿足化工建材的市場需求，又可替代進(jìn)口，使我國聚氯乙烯工業(yè)得到健康發(fā)展。 目前我國 PVC 行業(yè)的特點 （ 1） 產(chǎn)能過剩愈演愈烈，市場陷入惡性循環(huán) 其實我們一直在說，近期年國內(nèi) PVC轉(zhuǎn)入產(chǎn)能過剩的狀態(tài)，那我們又如何證明呢。下面的圖是 20212021 年中國國內(nèi) PVC產(chǎn)能和表觀需求量的變化對比圖。從這里，我們可以明顯地看出，早些年國內(nèi) PVC 是供不應(yīng)求的，到 2021 年，國內(nèi) PVC 供需基本平衡；然而轉(zhuǎn)入 2021 年國內(nèi) PVC 就已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)能過剩狀態(tài)，且在接下來的幾年間，產(chǎn)能過剩愈演愈烈。 目前國內(nèi) PVC 貨源質(zhì)量依然不能完全和進(jìn)口料貨源相抗衡外，再有就是引出了當(dāng)前國內(nèi) PVC 行業(yè)最大的一個弊端之一 一 ― 行業(yè)競爭激烈導(dǎo)致企業(yè)盈利水平下降，盈利水平下降引發(fā)裝置負(fù)荷過低。 2021 年國內(nèi) PVC 現(xiàn)有的裝置產(chǎn)能在 1560 萬噸，而國內(nèi)PVC 的實際產(chǎn)量僅為 萬噸，行業(yè)平均開工率僅為 55%左右。隨著市場競爭激烈的加劇， PVC 生產(chǎn)企業(yè)的生存環(huán)境會愈加艱難。 （ 2） 進(jìn)口量逐步低減，出口量穩(wěn)步上升 近幾年隨國內(nèi) PVC 產(chǎn)能的不斷增加，在滿足國內(nèi)需求的同時，有著成本優(yōu)勢的國內(nèi) PVC 在近幾年的出口數(shù)量上呈上升趨勢。事實上，自 2021 年開始，我國 PVC 已經(jīng)轉(zhuǎn)入過剩狀態(tài)，中國 PVC 也勢必要積極尋求海外市場，以此來緩解國內(nèi)的銷售壓力。我國 PVC 主要出口到俄羅斯、印度等周邊國家。這幾年中國 PVC 出口量穩(wěn)步上漲。 盡管自 2021 年底開始，進(jìn)口料貨源有卷土重來之勢，但這主要是因金融 危機導(dǎo)致原油價格低位盤整，乙烯法 PVC 成本優(yōu)勢得以體現(xiàn)所致。隨著世界經(jīng)濟(jì)形勢的逐步恢復(fù)，中國的電石法 PVC 在世界上依然占有一席之地。 （ 3） PVC 進(jìn)出口貿(mào)易形勢悄然變化 近幾年我國 PVC 的主要出口國家集中在俄羅斯、印度和埃及等地，排名上并沒有發(fā)生較大的調(diào)整。然而從進(jìn)口來源排名來看，日本和臺灣等地貨源因為要繳納反傾銷稅，進(jìn)口數(shù)量比例大幅縮減；泰國、印尼和美國、德國等東南亞和歐洲等地貨源所占比例正在逐步增加。依據(jù)目前金融危機的影響來看，如果原油價格仍徘徊的目前的相對低位，今年成本優(yōu)勢比較明顯的東南亞和歐洲等國 家貨源所占的比例仍有增加的趨勢。 （ 4） 產(chǎn)品價格分析 近幾年我國 PVC 進(jìn)口量很大，國內(nèi)市場的 PVC 價格和國際市場的變化日趨同步。 2021 年國內(nèi)各地 PVC 市場價格穩(wěn)定在 70007500 元 /噸。 2021 年，在國際市場價的影響下一路下跌，上半年約降至 6450 元 /噸，下半年繼續(xù)下降到 5000湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 元 /噸左右。 2021 年年初由 2021 年年底的低價位逐步回升，到 4 月份上升至 6000 元 /噸左右，以后一直在此價位橫盤整理。 2021 年在反傾銷的影響下，進(jìn)口貨源減少，而國產(chǎn)樹脂增加有限，市場始終處于貨源偏緊狀態(tài)。原料價格不斷上漲 ，生產(chǎn)成本提高，也支撐市場價格的走高。在 2021 年依然繼續(xù)發(fā)展，其價格仍然是向上的走勢 ， 全年在 8300元 /噸上下波動。 （ 5） 乙烯法 PVC 重新占據(jù)市場主導(dǎo)，電石法 PVC 企業(yè)生存艱難 受金融危機的影響，自 2021 年下半年開始，原油價格長期在 4050 美元 /桶低位徘徊，乙烯法 PVC 的成本自然隨之降低；而受制于國家產(chǎn)業(yè)政策的影響，電石法 PVC 成本一直居高不下。以 VCM 單體法 PVC 生產(chǎn)企業(yè)為例，目前 VCM 單體價格在 600 美元 /噸，是近半年以來的最高位，但折合到 PVC 的生產(chǎn)成本，也僅在 6000 元 /噸上下。 相反， 國內(nèi)電石法 PVC 生產(chǎn)廠家面臨生死抉擇，下半年電石法 PVC 基本均處于虧損狀態(tài)。 2021 年 11 月初，國內(nèi) PVC 市場跌至 5000 元 /噸的年最低點，而此時山東地區(qū)的電石到家價格仍在 3200 元 /噸，以 噸電石的單耗計算，僅電石成本就接近 5000 元/噸，加之其余的原料、加工等費用，多數(shù)電石法廠家虧損千元以上。 PVC 產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，行業(yè)盈利水平下降隨之而來，行業(yè)景氣程度下降， PVC 行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入整合期。 2021 年，在面對需求持續(xù)低迷， PVC 產(chǎn)品價格連續(xù)下滑甚至一再探及成本線以下的低價時，國內(nèi)一些產(chǎn)能規(guī)模小，資源優(yōu)勢不明 顯的 PVC 生產(chǎn)企業(yè)相繼被迫停車，就已經(jīng)很好的說明了這一問題。隨著行業(yè)整合的逐步深入，競爭力較弱的PVC 生產(chǎn)企業(yè)將慘遭淘汰，這對后期的行業(yè)競爭來講，目前混亂的行業(yè)局面將會變得更加有序，逐步實現(xiàn)供需平衡是國內(nèi) PVC 行業(yè)的主要方向。 國外ＰＶＣ行業(yè)發(fā)展 國外 PVC 發(fā)展概況產(chǎn)量近年來，全球 PVC 市場需求有一定增長，而發(fā)展 中 國家的市場需求增速更快。據(jù)美國化學(xué)品市場協(xié)會 (CMAI)稱，全球 PVC 市場已經(jīng)歷了產(chǎn)能快速擴張期，從 2021—2021 年，全球新增 PVC 產(chǎn)能 550 噸／年。 CMAI 認(rèn)為新增產(chǎn)能約90％來 白中國。在這種情況下，先前以中國為主要出口市場 A~JPVCI 牛產(chǎn)國包括日本和韓國只能去尋找新的市場或精減產(chǎn)能。由于住宅產(chǎn)業(yè)正在走下坡路，因此北美地區(qū)的PVC 需求比較疲軟。 CMAI 分析， 2021—2021 年 ：全球 PVC 新增產(chǎn)能的陸續(xù)投產(chǎn)將對全球 PVC 裝置開工率產(chǎn)生進(jìn)一步的壓力。技術(shù) PVC 技術(shù)發(fā)展的主要方向是探索采用價格便宜的乙烷作原料，用直接氧氯化法生產(chǎn)出低成本的氯乙烯單體；改造平衡氧氯化工藝，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；進(jìn)一步解決聚合體系的穩(wěn)定性及防粘釜問題；改進(jìn)懸浮聚氯乙烯樹脂的粒徑分布以及開發(fā)使用性能更好的專用 樹脂；在聚氯乙烯樹脂加工應(yīng)用方麗，通過共聚和共混改性生產(chǎn)具有特殊性能和用途的聚氯乙烯產(chǎn)品，增加產(chǎn)品附加值。 世界 PVC 的生產(chǎn)以乙烯為原料的占 90%以上，其余為以乙炔為原料。以乙炔為原料的 PVC 生產(chǎn)國主要有俄羅斯、波蘭、南非和中國。今后，以乙炔為原料生產(chǎn) PVC 所占湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 比例還將繼續(xù)減少。從聚合方法上看，懸浮法占 90%，乳液法占 5%，本體法占 3%，溶液法占 2%。發(fā)達(dá)國家 PVC 樹脂品種牌號很多，西歐有 800 多個，日本有 600 多個，美國有 300 多個。 PVC 工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步 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 萬噸，以后由于 PVC 原料的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)量降到 400 余萬噸。用電石生產(chǎn)聚氯乙烯，由于電力和焦碳提價，電石價格也大幅度提高，這嚴(yán)重影響了 PVC 的增產(chǎn)。原料變換的初期，曾出現(xiàn)了聯(lián)合法和烯炔法。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。兩種粗氯乙烯經(jīng)精制得單體。此法優(yōu)點是能利用已有的電石資源和乙炔以及合成裝置，缺點是需要大量高價電石，因此不能持久。烯炔法投資較大，工藝 復(fù)雜，成本也較高，存在也不久。此后出現(xiàn)了以純氧為原料的氧氯化法，繼爾得到快速發(fā)展。幾種不同方法的原料及成本比較如圖 1 所示﹕ 表 生產(chǎn) VC 所用原料及成本 （原料單位：磅 /磅 VC，價格單位：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 －