【正文】 對(duì)篩分包裝部分做物料衡算知：物料衡算結(jié)果是正確的，見表 。 物料衡算表 沸騰干燥部分 物料衡算一覽表 。 PVC PVC H2O H2O 脫去水 損失 PVC 圖 沸騰干燥物料平衡圖 干燥前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算 [31] 氣流干燥損失的 PVC 量為： 104=。 已只氣流干燥后的含水量為 3%，則含水量為： 。 物料衡算表 離心部分 物料衡算一覽表 。 表 汽提塔物料衡算一覽表 物料名稱 進(jìn)料 kg/h 出料 kg/h PVC 水 蒸汽 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 24 頁(yè) 共 81 頁(yè) 分散劑等其它助劑 VCM 回收 VCM 0 損失 PVC 0 合計(jì) 離心部分物料衡算 物料平衡圖 離心部分的物料平衡圖 。K1 ， 105 ℃ 時(shí) 的 焓 值H=?！?) 密度 /(g/cm3) 蒸汽壓 /(kpa) 汽化熱 /( kJ /mol) 80 1496 120 2214 表 水蒸氣的部分物性參數(shù) 溫度 /℃ 熱容 Cp/(kJ/kg 表 混料槽物料衡算一覽表 物料名稱 進(jìn)料 kg/B 出料 kg/B VCM 100240 12530 水 105 蒸汽（水助劑） 其它助劑 4800 0 堿液 PVC XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁(yè) 共 81 頁(yè) 回收 VCM 0 87710 損失 PVC 0 合計(jì) 汽提塔物料衡算 [16,34] 物料平衡圖 汽提塔的物料平衡圖 。 表 聚合釜物料衡算一覽表 物料名稱 進(jìn)料 kg/B 出料 kg/B VCM 105 100240 脫鹽水 105 105 引發(fā)劑 終止劑 分散劑 PH緩沖劑 反應(yīng)調(diào)節(jié)劑 防粘釜?jiǎng)? 消泡 劑 PVC 0 損失 PVC 0 合計(jì) 混料槽物料衡算 [16,31,34] 物料平衡圖 混料槽的物料平衡圖 。 引發(fā)劑VCM分散劑緩沖劑脫鹽水終止劑防粘釜?jiǎng)┓磻?yīng)調(diào)節(jié)劑消泡劑注入水 回收 VCM損失 PVC引發(fā)劑VCM分散劑緩沖劑脫鹽水終止劑防粘釜?jiǎng)┓磻?yīng)調(diào)節(jié)劑消泡劑PVC圖 聚合釜物料平衡圖 反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算 本設(shè)計(jì)引發(fā)劑 (%單體質(zhì)量 )全部結(jié)合到聚合物中，并且單體 84%轉(zhuǎn)化為聚合物?！? 反應(yīng)時(shí)間： 7h 原輔材料：脫鹽水，單體氯乙烯 (VCM)，分散劑聚乙烯醇 (PVC)， PH 調(diào)節(jié)劑碳酸氫銨和氨水，聚合物分子量調(diào)節(jié)劑 (錯(cuò)誤 !未找到引用源。a1 生產(chǎn)時(shí)間： 300d在化學(xué)工程中，設(shè)計(jì)或改 造工藝流程和設(shè)備，了解和控制生產(chǎn)操作過程，核算生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益，確定主副產(chǎn)品的產(chǎn)率，確定原材料消耗定額，確定生產(chǎn)過程的耗損量，便于技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有的工藝過程進(jìn)行分析，選擇最有效的工藝路線，確定設(shè)備容量、數(shù)量及主要尺寸，對(duì)設(shè)備進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)以及確定最佳操作條件等都要進(jìn)行物料衡算。聚合釜內(nèi)物料即被輸送到出料罐，大部分未反應(yīng)的 VCM在此被回收，帶有未反應(yīng) VCM 的漿料隨后被泵送到汽提塔進(jìn)料罐，繼續(xù)回收未反應(yīng) VCM，殘留的 VCM 在漿料汽提塔內(nèi)脫除并被送往回收系統(tǒng)，來自汽提塔的漿料通過離心機(jī)將大部分水脫去，進(jìn)入流化床干燥器，合格的樹脂送至成品料倉(cāng)，包裝出廠。噴涂完畢后，根據(jù)配方量，在攪拌下，首先開始加入脫鹽水，然后依次開始 VCM 和分散劑、引發(fā)劑等物料的加入。 工況溫度的選擇 根據(jù)王振華等 [27]對(duì)太原市 1916～ 2020 年氣溫變化規(guī)律研究溫度的研究可知，太原市春季平均溫度變化范圍為： ~℃ ；夏季平均溫度變化范圍為：~℃ ；秋季平均溫度變化范圍為： ~℃ ；冬季平均溫度變化范圍為：﹣ ~﹣ ℃ 。臥式多室內(nèi)加熱沸騰床干燥流程簡(jiǎn)述如下：由離心機(jī)分離出的濕基物料經(jīng)破碎機(jī)破碎后均勻加入干燥床前部，由空氣吸入筒來的清凈空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器 (用母液水預(yù)熱 )預(yù)熱到一定 溫度后進(jìn)入空氣過濾器，然后由鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣加熱器 (蒸汽加熱 )升至一定溫度后送人干燥床底部風(fēng)室。氣流干燥器實(shí)際上就是一根長(zhǎng)管，約五分之一部分的管徑較細(xì)，屬加速干燥段。母液水的熱能可用于干燥空氣的預(yù)熱及入料水的預(yù)熱等。但進(jìn)料溫度也不能過低，否則會(huì)嚴(yán)重影響干燥器床溫的穩(wěn)定，同時(shí)增加干燥系統(tǒng)的能耗。樹脂漿料進(jìn)行離心脫水前，應(yīng)盡量使?jié){料濃度均勻，故離心槽應(yīng)設(shè)置攪拌裝置?，F(xiàn)有的塔式汽提技術(shù)基本上是引進(jìn)技術(shù)，或在消化、吸收引進(jìn)技術(shù)后再創(chuàng)新。 氣提系統(tǒng) [20] 本設(shè)計(jì)采用塔式汽提。單體貯槽出口管通過氣動(dòng)閥與原有單體泵入口管相連，按比例送入聚合釜，單體貯槽設(shè)有分水缸，每次壓料前向單體水分離器 排水 1 次，單體水分離器夾套通熱水，排空管接入氣柜，水要不定期排至地溝。聚合需要時(shí)，回收VCM 與新鮮 VCM 按一定比例混合使用。 氯乙烯單體回收冷凝系統(tǒng) [20] 1. 回收氯乙烯（ VCM）單體的選用 參考邴涓林等 [1,3]對(duì)國(guó)內(nèi)各 PVC 生產(chǎn)廠的回收技術(shù)，即傳統(tǒng)的回收技術(shù)、日本信越回收技術(shù)和美國(guó)古德里奇回收技術(shù)的介紹，本設(shè)計(jì)采用主流的美國(guó)古德里奇回收技術(shù)。 圖 135m3 聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁(yè) 共 81 頁(yè) (2) 規(guī)格：釜內(nèi)直徑 4200mm，釜直通高度 8510mm，長(zhǎng)徑比為 ，容積 135m3。 1. 135 m3聚合釜原料的選用標(biāo)準(zhǔn) 選用的 135 m3聚 合釜生產(chǎn) PVC 樹脂使用原料如表 [26]。氯乙烯的懸浮聚合是將液態(tài)的氯乙烯在攪拌的作用下分散成液滴 (約 50μm)，懸浮在溶有分散劑的水介質(zhì)中，在水中形成分散和聚并動(dòng)態(tài)平衡的小液滴，每個(gè)液滴相當(dāng)于一個(gè)聚合體系，溶于單體的引發(fā)劑在聚合溫度下分解成自由基，引發(fā)氯乙烯單體的聚合。而且對(duì)無機(jī)熱穩(wěn)定劑改性效果越好 (如用硅烷或鋁酸酯改性 )，對(duì)聚合的影響越小，聚合轉(zhuǎn)化率也越高。根據(jù)需要還可加 入無機(jī)填料、抗沖XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁(yè) 共 81 頁(yè) 改性劑和顏料等。聚合反應(yīng)溫度控制在 177。在聚合系統(tǒng)中加人 PH 調(diào)節(jié)劑碳酸氫銨，維持釜內(nèi)體系的 PH 值在中性范圍，確保分散劑和聚合體系的穩(wěn)定性，使 PVC 樹脂具有較好的粒度。目前大部分生產(chǎn)企業(yè)選用復(fù)合引發(fā)劑體系，盡量避免反應(yīng)放熱峰的出現(xiàn)或盡量減小峰高，使反應(yīng)速率盡可能均勻，這樣聚合反應(yīng)熱就能及時(shí)移出，達(dá)到安全平穩(wěn)生產(chǎn)的目的。 包永忠等 [24]通過研究聚乙烯醇助分散劑對(duì)懸浮聚氯乙烯樹脂顆粒特性的影響發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合主分散劑 PVA/HPMC(羥丙基甲基纖維素 )基礎(chǔ)上加入 LM22(聚乙烯醇助分散劑 )助分散劑，隨著含量增加分散體系水溶液 —三氯乙烯界面張力和保膠能力降低， PVC 樹脂的平均粒徑和增塑劑吸收量增加， PVC 樹脂顆粒表面粗糙度增加并逐漸出現(xiàn)少皮膜的表層結(jié)構(gòu) ， 顆粒內(nèi)部孔隙率增加 ， 初級(jí)粒子聚集程度降低 ，XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁(yè) 共 81 頁(yè) 顆粒內(nèi)部孔徑分布變窄。 分散劑的影響 [23] 分散劑及適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度可以優(yōu)化 VCM 液滴的分散，提高 PVC 顆粒粒徑的規(guī)整度、顆粒的多孔性和干流動(dòng)性，改善 PVC 的塑化性能，提 高 PVC 的白度和加工性能。一般入料純水通過真空脫氧后加入聚合釜。氯乙烯單體中的高沸物主要為二氯乙烷和乙醛，單體中含量低時(shí)，可以清除 PVC大分子端基雙鍵，對(duì) PVC 熱穩(wěn)定性有好處，二氯乙烷和乙醛等高沸物在較高含量下才顯著影響聚合度及反應(yīng)速率。乙炔含有叁鍵，氫原子又活潑，既可以和游離基加成，又可發(fā)生氫原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，這種轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率比單體髙，但產(chǎn)生游離基的活性都比較低。 本設(shè) 計(jì)采用的是間歇式操作方式。目前，大釜技術(shù)和先進(jìn)的除熱手段在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，容積為 200m3的聚合釜已屢見不鮮。其技術(shù)開發(fā)的核心，依然是如何開發(fā)新型引發(fā)劑、分散劑、防粘釜?jiǎng)┮约捌渌鷦蕴岣呔酆戏磻?yīng)速率，縮短聚合生產(chǎn)周期；關(guān)鍵工藝技術(shù)所面臨的也還是傳熱和攪拌這兩個(gè)基本問題。另外，為進(jìn)一步提高懸浮法生產(chǎn)的通用樹脂和專用樹脂的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的專用化、市場(chǎng)化水平，國(guó)外廠家在聚合工藝的工藝條件及配料體系等方面做了大量的研究工作，進(jìn)一步提高了聚合轉(zhuǎn)化率，縮短了聚合周期，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也開發(fā)出一系列性能好、易于加工的PVC 專用樹脂如：超高 (或超低 )聚合度樹脂、高表觀密度樹脂、無皮樹脂、耐輻射樹脂、醫(yī)用樹脂、耐熱樹脂等?，F(xiàn)在懸浮法聚氯乙烯品種日益廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，除了通用型的樹脂外，特殊用途的專用樹脂的開發(fā)越來越引起 PVC 廠家的關(guān)注，球形樹脂、高表觀密度建材專用樹脂、消光樹脂、超高 (或超低 )分子質(zhì)量樹脂等已成為開發(fā)的熱點(diǎn) [21]。 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁(yè) 共 81 頁(yè) 工藝特點(diǎn)：懸浮聚合法生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的一般工藝過程是在清理后的聚合釜中加入水和懸浮劑、抗氧劑，然后加入氯乙烯單體，在去離子水中攪拌，將單體分散成小液滴，這些小液滴由保護(hù)膠加以穩(wěn)定，并加入可溶于單體的引發(fā)劑或引發(fā)劑乳液，保持反應(yīng) 過程中的反應(yīng)速度平穩(wěn) ， 然后升溫聚合，一般聚合溫度在 45~70℃之間。m，主要是 20~40181。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%~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。 本體聚合生產(chǎn)工藝 [20] 本體聚合生產(chǎn)工藝，其主要特點(diǎn)是反應(yīng)過程中不需要加水和分散劑。引發(fā)劑的種類雖然依然還是偶氮 化合物類、有機(jī)過氧化物類、無機(jī)過XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁(yè) 共 81 頁(yè) 氧化類以及氧化還原體系等，但其品種的研究開發(fā)十分活躍，性能也不斷得到拓展。平均聚合周期約為 。 此外，還有類似的管式反應(yīng)器。反應(yīng)時(shí)加入酒石酸、 NaNO2等抑垢劑。內(nèi)置搪瓷槳葉攪拌器，轉(zhuǎn)速為 70r/min。第二反應(yīng)器的工藝作用僅僅是為了使聚合進(jìn)一步進(jìn)行，單體轉(zhuǎn)化率控制在 30％~35%；第一反應(yīng)器的長(zhǎng)徑比為 10:1，采用電化拋光表面處理，材料為不銹鋼。該流程主體也由三個(gè)串聯(lián)的管式反應(yīng)器組成 ， 但工藝作用、工藝條件以及設(shè)備結(jié)構(gòu)與日本流程有所不同。主要目的是避免氣液界面形成粘壁聚合物。第一反應(yīng)器的聚合反應(yīng)溫度為 ℃ 。其流程概況是：流程主體為兩個(gè)或三個(gè)串聯(lián)的塔式反應(yīng)器。美國(guó) 古德 里奇 ()公司的防粘釜技術(shù)也已達(dá)到 400 釜次的水平。 從防粘釜技術(shù)層面上看，意大利的賽斯 (Cirs)公司居世界領(lǐng)先地位。此外，這些公司不僅在以上諸方面處于領(lǐng)先地位，而且在縮短聚合操作周期，提高生產(chǎn)效率方面也取得了較大進(jìn)步。 從綜合技術(shù)方面上看，日本公司具有較高的水平并各具特色。貴州大學(xué)開發(fā)的一種原位懸浮聚合 PVC樹脂的方法，提高了 PVC 的高抗沖性 [15]。1978 年齊魯石化率先引進(jìn)信越 127m3大釜， 隨后錦化、北二化引進(jìn)古德里奇 70. 5m3大釜。主要包括 VCM 和脫鹽水加料、化學(xué)品配制、聚合、汽提、回收、離心干燥、包裝等工序，聚合加料采用雙加料技術(shù) [7]。 國(guó)內(nèi)聚氯乙烯懸浮聚合的工藝進(jìn)展 國(guó) 內(nèi) PVC 生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展近幾年來一直呈現(xiàn)良好的勢(shì)頭。預(yù)計(jì)到 2020 年我國(guó) PVC 樹脂的需求量將達(dá) 1100萬噸， 2020 年將達(dá)到 2160 萬噸。 2020 年 7 月全球約有 50 個(gè)國(guó)家、 150 個(gè)廠家生產(chǎn)聚氯乙烯，這一數(shù)據(jù)還在不 斷攀升 [4]。具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和 彈性 [1]。 工業(yè)生產(chǎn) 的 PVC 相對(duì)分子量 一般在 5 萬～ 12 萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，相對(duì) 分子 量隨聚合溫度的降低而增加； 無固定 熔點(diǎn) ， 80～ 8 5℃ 開始軟化， 130℃ 變?yōu)檎硰棏B(tài)， 160～ 180℃ 開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的 機(jī)械性能 ，抗張強(qiáng)度 60MPa 左右， 沖擊強(qiáng)度 5～ 10kJ/m2；有優(yōu)異的 介電性能 。 最后繪制了帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、主體設(shè)備圖和車間布置圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 懸浮聚合法年產(chǎn) 30 萬噸聚氯乙烯 車間工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6 月 14 日 XXXX2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 懸浮聚合法年產(chǎn) 30 萬噸聚氯乙烯車間工藝設(shè)計(jì) 摘要 本 文概述了 聚氯