【文章內(nèi)容簡介】 水比重調(diào)制 ~ ，按需送鹽水蒸發(fā)器。 ⅲ .溴化鋰系統(tǒng)：溴化鋰制冷是以蒸汽為動力，利用“溴化鋰與水”組成的二元溶液武漢工程大學本科畢業(yè)論文 8 為工質(zhì)對，在真空狀態(tài)下，水蒸發(fā)作為制冷劑，從而吸收載冷劑熱負荷，達到所需要的合格 7℃水送到合成工序。溴化鋰水溶液作為吸收劑，常設和低溫下強烈地吸收水蒸汽，通過高溫將水份釋放和循環(huán)水冷卻吸收，周而復始實現(xiàn)制冷循環(huán)。 （ 3） 氯乙烯聚合工段 Ⅰ .聚合崗位：本工藝流程全過程控制采用 DCS 集散控制。首先將合格的脫離子水、VCM 單體、分散劑、引發(fā)劑及其其他助劑按配方要求精確計量后，由泵加入到經(jīng)閃蒸真空防粘釜處理后的聚合釜中，用循環(huán)熱水升溫至指定溫度后進行恒溫反應，當最短反應時間、壓力降達到配方要求后加入終止劑終止反應。泵料由泵送至料漿貯槽，未反應的單體氣經(jīng)回收單體真空泵回收至 VC 氣柜，去回收裝置進行加壓冷凝回收。 Ⅱ .汽提崗位：來自料漿槽的 PVC 料漿經(jīng)過濾器、料漿泵、螺旋板換熱器由塔底排出的熱漿料預熱后，進入汽提塔進行受熱汽提。塔底排 出的熱漿料經(jīng)過同一換熱器被進塔冷漿料冷卻后至離心干燥崗位。由塔頂出來的 VCM/H2O 混合氣經(jīng)過塔頂冷凝器除水后，VCM 去壓縮冷凝崗位冷凝成液態(tài)至回收單體貯槽。 Ⅲ .離心干燥及包裝崗位：由汽提塔出來的 PVC 料漿，以離心機分離大部分水份后得到含水約 %25~%20 的濕 PVC 樹脂，之后由螺旋輸送器送到干燥系統(tǒng)進行干燥。樹脂干燥器采用脈沖氣流干燥塔及旋風干燥床，熱風為干燥熱源，干燥好的 PVC 從圓盤振動篩篩選后被羅茨鼓風機抽入料倉。料倉里的 PVC 成品經(jīng)過全自動縫包、稱量、碼垛、分析合格后入 庫。 武漢工程大學本科畢業(yè)論文 9 第二章 工藝流程說明 在常溫下，氯乙烯（ VCM）為氣體（ BP=℃），加壓后才轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。氯乙烯懸浮聚合系將液態(tài) VCM 在攪拌的作用下分散成液滴、懸浮于水中的聚合過程。溶于單體中的引發(fā)劑，在聚合溫度（ 45~65℃）下分解為自由基，引發(fā) VCM 聚合。水中溶有分散劑，以防達到一定轉(zhuǎn)化率后 PVCVCM 溶脹粒子的粘并。 PVC 在 VCM 中的溶解度甚微（﹤ %），但 VCM 卻能以相當量溶于 PVC 中使之溶脹（ PVC:VCM≈ 70:30 重）。因此在 ~70%轉(zhuǎn)化率內(nèi) ，以氯乙烯單體相和聚氯乙烯富相兩相存在。兩相各自的 組成不變，只是單體的相不斷減少，而聚合物富相（ ~70%PVC）量相應增加；釜內(nèi)壓力就相當于 VCM 的飽和蒸汽壓。此后，聚合物富相中單體繼續(xù)聚合，其蒸汽壓將低于 VCM 的飽和蒸汽壓，釜壓漸降。生產(chǎn)疏松型樹脂時，壓降 ~，即可加入雙酚 A 一類終止劑停止聚合。壓降過多，將不利于疏松樹脂的形成。生產(chǎn)緊密型樹脂時，壓降不妨為 ~ MPa（轉(zhuǎn)化率約 90%）而后終止。欲使 VCM 完全聚合，并不經(jīng)濟，樹脂質(zhì)量也差。因此，其余的 10~15%單體應加以回 收，也就是使泄壓，將VCM 排入氣柜內(nèi)，經(jīng)精制后回用。 PVC 料漿經(jīng)處理、汽提脫除殘留單體、離心分離、洗滌、干燥等工序，即可包裝成 PVC 樹脂產(chǎn)品。 本次設計采用九個 48 3m （ Ⅱ 型）不銹鋼聚合釜并聯(lián)操作，生產(chǎn)核心包括本次設計的生產(chǎn)核心包括 乙炔發(fā)生工藝、氯乙烯合成工藝、聚合工藝、汽提工藝、離心干燥工藝五 大工藝過程。 下面分別給予介紹。 乙炔發(fā)生及氯乙烯合成階段 ①濕試乙炔發(fā)生工藝 倉庫中經(jīng)破碎的小顆粒電石送入裝有水的發(fā)生器中，生成的粗乙炔氣體由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)噴 淋冷卻器及正水封進入噴淋冷卻塔及氣柜中，維持發(fā)生器溫度在 85177。 5oC 為標準。 ②乙炔清凈塔 由發(fā)生器送來并經(jīng)冷卻的乙炔氣，經(jīng)水環(huán)壓縮機加壓到 ~ 左右 ,進入第一第二清凈塔， NaClO 溶液由泵打到第二清凈塔頂，從塔底流出再由泵打至第一清凈塔頂。其塔底流出的廢 NaClO 溶液與冷卻塔出來的廢水回至廢水儲槽，用泵打到發(fā)生器作為補充武漢工程大學本科畢業(yè)論文 10 水用。經(jīng)清凈后的乙炔氣帶有酸性，進入中和塔用堿液除去，中和塔出來的乙炔氣進入二臺串聯(lián)的列管冷凝器除去大量水份后，送入氯乙烯工序。 ③氯乙烯合成 乙炔與氯化氫混合、脫水、預 熱后進入列管式反應器，反應器列管內(nèi)裝有以活性炭為載體的氯化汞（含量一般為載體質(zhì)量的 %~%）冷卻，以除去反應熱，并使床層溫度控制在 180℃以內(nèi)。乙炔轉(zhuǎn)化率為 98%，氯乙烯收率在 95%以上。副產(chǎn)物是 1,1二氯乙烷（約 1%） ,也有少量的乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。 ④粗氯乙烯凈化壓縮工藝 粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化高汞升華物，在填裝活性炭的汞吸附器（除汞器）中除去，然后由石墨冷卻器將合成器冷卻到 15℃以下，通入水洗泡沫塔回收過量的氯化氫。泡沫塔頂是以高位槽低溫水噴淋，一次（不循環(huán)）接觸制得 20%的鹽酸，由塔頂借位差流入鹽酸大儲槽供灌裝外銷。氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔進一步除去微量酸性氣體，至機前冷卻器和水分離器，分離出部分冷凝水，借往復式壓縮機加壓至 ~（表壓），并經(jīng)機后油分離器，冷卻器及分離器等設備，進一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。 ⑤氯乙烯精餾工藝 由壓縮機來的 ~（表壓）粗氯乙烯，先送入全凝器，借 0℃冷凍鹽水間接冷卻，使大部分氯乙烯氣體冷凝液化，經(jīng)水分離器除水后，進入低沸塔，未冷凝氣體進入尾氣冷凝器，其冷凝 液作為回流液全部返入低沸塔。低沸塔加熱釜借轉(zhuǎn)化器的熱水間接加熱，將向下流的低沸物蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝作為塔頂回流，不冷凝的氣體由塔頂經(jīng)全凝器通入尾氣冷凝器處理，塔釜脫除低沸物的氯乙烯錯位差進入中間槽。尾氣冷凝器排出的未冷凝氣體，經(jīng)尾氣吸附裝置回收其中氯乙烯后，惰性氣體經(jīng)減壓閥（自控）排空。 自低沸塔流入中間控制槽的粗氯乙烯，借閥門減壓后連續(xù)加入高沸塔，向下流的液體經(jīng)高沸塔加熱釜，將氯乙烯蒸出，經(jīng)塔身精餾分離，由塔頂排出精氯乙烯氣體，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝作為塔頂回流，大部分精氯乙烯氣體進入成品冷凝器，借工業(yè)廢水 或冷凍鹽水間接冷卻，使氯乙烯被冷凝，貯放在成品槽中，按需要借氯乙烯氣化槽中氯乙烯氣化壓力，將成品氯乙烯間歇壓送至聚合裝置使用。 懸浮聚合工藝流程 ： 氯乙烯懸浮聚合過程大致如下。先將無離子水加入聚合釜內(nèi)，在攪拌下繼續(xù)加入分散武漢工程大學本科畢業(yè)論文 11 劑水溶液和其他助劑，后加引發(fā)劑，密閉抽真空，必要時以氮排除釜內(nèi)的空氣。最后加入單體，升溫至預定溫度進行聚合。為了縮短聚合時間，也可以將排氧后的釜內(nèi)物料加熱至預定溫度，而后引入單體聚合。采用這一加料方案易使引發(fā)劑分散不均勻，局部過濃部分易形成透明塑化粒子，加工時產(chǎn)生魚眼，為了克服這一缺 點，可將引發(fā)劑配成溶液或乳液，在 VCM 加入后，再加入釜內(nèi)。 當釜內(nèi)單體轉(zhuǎn)化率大達到 87%時，根據(jù)釜內(nèi)壓力下降的情況進行出料操作，釜內(nèi)懸浮液借余壓壓 2 入出料槽，并于出料槽通入蒸汽升溫到 75℃左右，脫除的未聚合的單體借槽內(nèi)壓力排入氣柜回收。經(jīng)脫氣后的料漿至出料槽底部排出，經(jīng)樹脂過濾器及料漿泵進入汽提階段。 該聚乙烯聚合系統(tǒng)屬于放熱反應，聚合熱約為 1540kJ/kg 。 放出的熱量由夾套中冷卻水帶走。放熱速度與傳熱速度應該相等，以保證聚合溫度恒定。氯乙烯聚合機理上的特點是向單體鏈轉(zhuǎn)移顯著， PVC 的聚合度僅決定于溫度 ，而于引發(fā)劑濃度、轉(zhuǎn)發(fā)率無關。因此，聚合溫度要求控制得十分嚴格（如177。 ℃）。這就要求引發(fā)體系有平緩的聚合放熱速度，要求聚合釜有良好的傳熱性能，保證及時散熱。 表 ： 序號 項目 代號 條件 備注 溫度℃ 壓力 MPa 1 低壓純水 LDW 室溫 低壓無離子水 2 高壓純水 HDW 室溫 高壓無離子水 3 循環(huán)水 CW 32 4 低溫冷卻水 25 5℃水 5 置換壓縮空氣 室溫 6 儀表用壓縮空氣 CA 室溫 7 蒸汽 STM 151 8 氮氣 LN 室溫 9 一般用水 RW 室溫 自來工業(yè)水 10 低溫冷凍水 CHW 32 鹽水 11 低溫純水 25 低溫無離子水 12 升溫熱水 85 武漢工程大學本科畢業(yè)論文 12 料漿汽提工藝流程： 來自出料槽的料漿，經(jīng)樹脂過濾器有料漿泵送經(jīng)熱交換器，與汽體塔排出的高溫料漿進行熱交換并被升溫后，進入汽提塔頂部，料漿經(jīng)塔內(nèi)篩板小孔流下，與塔底的直接蒸汽逆流接觸，進行傳熱傳質(zhì)過程，樹脂及水相中殘留的單 體即被上升的蒸汽汽提帶逸，其中的水分在塔頂冷凝器冷凝，借管間通入冷卻水冷凝后回流至塔內(nèi)。塔頂排出不冷凝的氯乙烯氣體借塔頂真空泵抽送至氣柜回收。汽提后 VCM 的含量為≤ ，塔底經(jīng)汽提脫除大部分殘留單體后的料漿，由料漿泵抽出經(jīng)熱交換器降溫后，送入混料槽，待離心干燥處理。 表 ： 序號 控制項目 控制指標 控制點 控制者 紀錄 1 汽提頂溫 8085℃ 指示 主操 紀錄表 2 汽提底溫 9397℃ 指示 主操 紀錄表 3 壓力 指示 主操 紀錄表 4 差壓 指示 主操 紀錄表 5 料漿含固量 2530% 分析工 紀錄表 6 液位 3050% 指示 主操 紀錄表 7 流量 714 3m /h 指示 主操 紀錄表 8 蒸汽壓力 指示 主操 紀錄表 離心干燥工藝流程： 干燥工藝過程包括兩個階段：氣流干燥和沸騰干燥。本工藝采用氣流和沸騰兩段干燥裝置來完成樹脂的干燥過程。 氣提后的料液有進料泵加入離心機進行分離，得到含水量為 20%左右的 PVC 濾餅，并有螺旋輸送器送入干燥器對樹脂進行干燥，經(jīng)篩分后得到含揮發(fā)物為 %~%的 PVC樹脂 旋風干燥器是有一個帶夾套的圓柱行桶體組成，內(nèi)有一定角度的多層環(huán)形擋板。將干燥器分成若干室，擋板中間是導流板。高速的氣流帶著濕的 PVC 顆粒，從干燥器的切線方向進入最下一個干燥室，熱氣流和樹脂顆粒在床中高速回旋，離心力將固體顆粒與氣體武漢工程大學本科畢業(yè)論文 13 分開，經(jīng)過在床內(nèi)進行傳質(zhì)、傳熱，樹脂顆粒再次作旋轉(zhuǎn)運動，離心力和重力作用在不同粒徑的顆粒上，造成氣體和顆粒之間的速度出現(xiàn)差異，小離子滯留時間短，大顆粒滯留時間長， 這樣不同粒徑的都能得到很良好的干燥。 沸騰干燥器是有多孔花板把干燥器分隔成上下兩個部分。熱氣流通過多孔花板把物料吹沸騰，不斷向前移動，然后吹冷風，離心后的濾餅經(jīng)機械分散器均勻進入干燥器，物料中的水分不斷蒸發(fā)，被熱風連續(xù)的帶入大氣中，從而達到干燥的目的，最后進行冷卻以便過篩包裝。 表 ： 序號 控制項目 控制指標 控制者 紀錄 1 風機進口風壓 48kPa 操作工 紀錄表 2 風機出口風壓 操作工 紀錄表 3 蒸汽壓力 操作工 紀錄表 4 壓縮空氣壓力 操作工 紀錄表 5 出口風溫 100155℃ 操作工 紀錄表 6 底部風溫 70100℃ 操作工 紀錄表 7 物料入口溫度 6080℃ 操作工 紀錄表 8 物料出口溫度 5065℃ 操作工 9 離心機電流 100289A 操作工 10 離心機油泵壓力 操作工 紀錄表 武漢工程大學本科畢業(yè)論文 14 第三 章 物料衡算 物料衡算依據(jù) （ 1）畫出示意流程圖 ，略去與計算無關的設備。 物料平衡關系示意圖 如下： M 水 MHCl M 電石 M 乙炔 M 氯乙烯 M3 M4 M5 M10 M12 M13 M1 M9 M11 M14 M2 M6 M7 M8 M15 M17 M19 M16 M18 M20 M21 圖 物料平衡關系圖 M1— 氯乙烯單體 M2— 去離子水 M3— 引發(fā)劑（偶氮二異庚腈） M4— 終止劑 M5— 調(diào)節(jié)劑 M6— 防粘釜劑 M7— 懸浮劑 M8— 二次用水 M