【導(dǎo)讀】括原料路線、工藝設(shè)備、聚合方法等。本設(shè)計采用懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯，合工藝過程進(jìn)行詳細(xì)的敘述。并且從物料衡算、熱量衡算和設(shè)備計算和。國內(nèi)外pvc發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢······································2. 單體合成工藝路線························································3

　　

【正文】 60）打出，經(jīng)換熱器（ 59）換熱后進(jìn)入廢水池，并與離心機(jī)母液，一起排除界區(qū)。 （ 3） VCM 回收系統(tǒng) 聚合反應(yīng)結(jié)束后，未反應(yīng)的 VCM，一部分隨漿料進(jìn)入汽提塔加料槽（ 47），這部分 VCM 從槽頂出來，經(jīng)汽液分離器（ 54）除去水分，并經(jīng)過濾器（ 65）過濾后用壓縮機(jī)（ 66）升壓至 以上，送至回收冷凝器（ 67）中；另一部分是殘留在聚合釜中的單體，這部分未反應(yīng)的單體是在聚合釜出料達(dá) 50m3 時回收，在塔頂壓力大于 時，單體進(jìn)入回收冷凝器（ 67），當(dāng)釡頂壓力小于 時，啟動間斷回收壓縮機(jī)（ 66），把單體壓縮送到冷凝器（ 67），經(jīng)漿料汽提，廢水汽提等來回收 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 18 VCM。 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），這兩個槽有保溫系統(tǒng)同時槽底部還有氮?dú)夂驼羝苈?，通過槽中以便攪拌或清洗換型時用。 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。干燥所用的熱風(fēng)使用主風(fēng)機(jī)（ 90）加入，主風(fēng)機(jī)皆有過濾器（ 8 94），潔凈的空氣用加熱器（ 91）加熱后，從沸騰床底部進(jìn)入干燥器。 干燥所需冷風(fēng)，由冷風(fēng)機(jī)（ 99）經(jīng)空氣過濾器（ 100）過濾后進(jìn)入沸騰床六室。 干燥好的樹脂由星型加料器（ 96）和排風(fēng)機(jī)（ 102）抽至旋風(fēng)分離器，使氣固相分離，氣相在用 2雙筒旋風(fēng)分離器（ 110）分離，氣體排空，（ 107）（ 110）兩個分離器分離出的樹脂經(jīng)雙重闡（ 112）和星型加料器（ 109）進(jìn)入圓型振動篩（ 111）進(jìn)行篩分，合格的成品進(jìn)入中間料倉（ 113）然后由工人 包裝送至倉庫。 廠址的選擇 廠址選擇是一項包括政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合性工作。必須貫徹國家建設(shè)的各項方針政策，多方案比較論證，選出投資省、建設(shè)快、運(yùn)營費(fèi)低、具有最佳經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的廠址。 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。 本設(shè)計廠址選擇在沈陽經(jīng)濟(jì)開 發(fā)區(qū)化學(xué)工業(yè)園。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 19 第二章 工藝計算 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)計說明書 第二章 工藝計算 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）計算 ① 單體及水加入量計算 單體密度 ρ60℃ = ρ50℃ =根據(jù)內(nèi)差法求出 57℃ 時單體的密度： ρ57℃ =[(5760) /(5060)]()+=水的密度 ρ50℃ = ρ60℃ =用內(nèi)差法求出 57℃ 時水的密度： 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。（ 1400） =由已知注入水溫 20℃ ，此時 ρ水 20℃ = 注入水量為 9 =③ 聚合反應(yīng)時間 a 夾套傳熱量 =傳熱面積 傳熱系數(shù) Δtm夾 Δtm夾 =[(577)(5712)]/ln[(577)(5712)]=℃ ∴ Q 夾 =51080=106kcal/h b 同理可計擋板傳熱量 Q 擋 =F 擋 K 擋 Δtm擋 Δtm擋 =[(577)(5715)]/ln[(577)(5715)]=46℃ Q 擋 =9461846=105kcal/h c 注入水流量 Q 注 =CpwΔt 注入水溫由 20℃ 升到 57℃ 平均水溫 t 平均 =（ 20+57） /2=℃ 注入水比熱容 Cp20℃ =（ kg℃ ） 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 21 Cp40℃ =（ kg℃ ） 其平均比熱容 Cp 平均 =（ kg℃ ） =（ kg℃ ） ∴ Q 注 =37=最大移熱量 Qmax=Q 夾 +Q 擋 +Q 注 =+物料總放熱量 Q 總 =GX%ΔH℃ 加入總物料量 G== ΔHx=366kcal/kgVCM x%為轉(zhuǎn)化率 取熱負(fù)荷指數(shù) R= R=(Qmaxτ 反 )/Q 總 τ 反 =RQ 總 /Qmax=366/（ +） = ④ 引發(fā)劑用量 引發(fā)劑用量 Nr=N0(1[I]/[I0])=N0() ∴ N0=Nr/（ ） 引發(fā)劑的理論消耗量取 引發(fā)劑的半衰期 lnτ1/2=A/TB 式中 A=15108 B= T=+57= Lnτ1/2=15108/= τ1/2= N0=Nr/（ ） =實(shí)際加入量 EHP 量（分子量 346）： 346106= ⑤ 緩沖劑用量 緩沖劑 =單體 緩沖劑用量 =（ ） = ⑥ 分散劑用量 88% PVA % PVA ⑦ 終止劑（ ATSC） ATSC=[I]/2=出料（以釜為標(biāo)準(zhǔn)） 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 未反應(yīng) VCM： = 脫鹽水： = 回收 VCM： = 剩余 VCM： = （ 4）物料平 衡表 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 22 表 一 物料衡算表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 VCM 回收 剩余 2 PVC 損失 3 脫鹽水 4 注入水 5 EHP 6 ATSC 7 緩沖劑 8 分散劑 合計 混料槽 （ 1）物料平衡圖 圖 2 混料槽物料平衡圖 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 23 （ 2）已知數(shù)據(jù) 進(jìn)料 PVC： 收率 % 水、助劑： +++++= 進(jìn)料 VCM 出混料槽 VCM 含量為 7000ppm （ 3）計算 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 設(shè)出料中 VCM 為 Xkg X/(++X)=7000106 ∴ X= 回收 VCM： = （ 4）物料平衡表 表二 混料槽物料平衡圖 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 損失 2 VCM 回收 0 3 水、助劑 合計 汽提塔 （ 1）物料平衡圖 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 24 圖 3 汽提塔物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 塔頂數(shù)據(jù)： 75 ～ 80℃ 塔底溫度 ： t 底 =110℃ 出汽提塔的 VCM 為 50ppm 收率： % 產(chǎn)量為 30 萬噸 /年 年工作時間數(shù)： 7200h PVC 含水量： % （ 3）計算 ① PVC 的進(jìn)料量 每小時生產(chǎn)純干： 3108（ ） /7200=考慮以下各步收率 汽提塔： % 離心機(jī)： 99% 沸騰床： 99% 包裝： % 故汽提塔進(jìn)料中含 PVC GPVC=()= 以 PVC 為基 準(zhǔn) ② 水、助劑的量 水、助劑：（ ） =③ VCM 的量 VCM：（ ） =④ 熱量計算 80℃ ，塔底溫度為 110℃ 對于 VCM t 平均 =（ 80+100） /2=95℃ 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 25 VCM 比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ =℃ 用內(nèi)插法求得 Cp95℃ =℃ =℃ 110℃ VCM 汽化熱 ΔHVCM=3034cal/克分子 =水的比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ =℃ Cp95℃ =℃ =℃ b、 3atm大氣壓下求水蒸氣的焓及溫度（ 3atm=304Pa） 水蒸氣的焓 ΔH300kPa= ΔH350kPa=水蒸氣的溫度 t300kPa=℃ t350kPa=℃ 分別用內(nèi)插法得 ΔH3atm=℃ C、 1atm大氣壓下 110℃ 水的焓 =設(shè)蒸汽冷凝放熱量為 Q 放 ，通入蒸汽量為 ykg/h ∴ Q 放 =y（ ） = 設(shè)物料吸收熱量為 Q1 部分 VCM 氣化吸熱為 Q2 ∴ Q 吸 =Q1+Q2=Q 放 Q1=CpPVCWPVCt+CpPVCWVCMt+CpH20t Cp=℃ =℃ ∴ Q1=（ 11080） +（ 11080） +（ 11080）=設(shè)從塔頂回收 xkg/hVCM ∴ Q2= ∴ Q 吸 =Q1+Q2=+= （ 1） 汽提塔出料中 VCM 含量為 50ppm （ ） /[++()+y]=50106 （ 2） 聯(lián)立（ 1）（ 2） 解得： x= 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 26 y= ∴ 出料中 VCM： = 出料中 PVC:=損失 PVC:=（ 4）物料平衡表 表三 汽提塔物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 損失 2 VCM 回收 3 水、助劑 4 蒸汽 合計 離心機(jī) （ 1）物料平衡圖 表 4 離心機(jī)物料平衡表 （ 2）已知數(shù)據(jù) 收率 99% 出料 PVC含水量 25% 助劑及少量 VCM 隨母液排出，假設(shè)在這一步，助劑和少量 VCM 全部除掉 （ 3）計算 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 27 出料中 PVC 量： = ㎏ /h 損失 PVC 量 :－ =設(shè)出料含水 x ㎏ /h ∴ x/﹙ ＋ x＋ ﹚ =25% 解得： x=排出水、助劑的量： ＋ － = ㎏ /h （ 4）物料平衡圖 表四 離心機(jī)物料平衡表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 損失 2 VCM 3 水、助劑 + （和 PVC結(jié)合） 合計 沸騰床 （ 1）物料平衡圖 表 5 沸騰床物料平衡表 ﹙ 2﹚已知數(shù)據(jù) 收率 99% PVC 含水量 % 含 VCM 5ppm 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計說明書 第二章 工藝計算 28 ﹙ 3﹚ 計算 出料中 PVC 的量： = ㎏ /h 損失 PVC 的量： － =426 ㎏ /h 設(shè)出料中 PVC 含水量 x ㎏ /h， VCM y ㎏ /h ﹙ ＋ x＋ y﹚ =x y/﹙ ＋ x＋ y﹚ =510﹣ 6 ∴ 解得： x= ㎏ /h y= ㎏ /h 排出水： = ㎏ /h 回收 VCM： =﹙ 4﹚物料平衡表 表五 沸騰床物料平衡表 序