【正文】 然后感謝我的父母，感謝他們對我生活上的關(guān)心以及經(jīng)濟上的支持，在我失意時給我鼓勵 ，在我驕傲?xí)r給我警醒。本次設(shè)計采取間歇式操作，根據(jù)物料守恒原則計算出了每種物料一次所需的用量，根據(jù)能量守恒則算出了過程能量損耗，綜合兩者對設(shè)備進行了選型，最終選取了 24 個 33m3的聚 合釜，輸送泵采用 65Y100 2A 型， 電機功率 40KW，放置在貯罐液面下 ,軸功率： 。 mH f 10100 3 ????? 換 液柱 mmmHHH fff ?????? ? ? 換出管出 m? ? ? ? ?? ? ?( . . ) ( . . ). . .6 5 4 5 0 45 0 02 10669 9 81 19 675 87 26液柱 i 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： mH g 8 6 9 10)0 1 4 ( 6 ????? ??? 故設(shè)計時，應(yīng)將 泵 的裝置設(shè)備放置 在貯罐液面下 。 根據(jù)《聚氯乙烯工藝學(xué)》并且結(jié)合本次設(shè)計的實際情況，選取： )(1745 21 KmW ??? 聚合反應(yīng)會產(chǎn)生大量的熱，若不能及時將多余的熱量帶走，便會對設(shè)備產(chǎn)生損害，影響產(chǎn)品質(zhì)量，若持續(xù)升溫甚至?xí)l(fā)生爆炸造成人員傷亡，這就要求聚合釜擁有良好 的散熱性能。 25 影響 α1 的主要反應(yīng)釜內(nèi)物料自身的性質(zhì)以及攪拌時所施加的強度。h設(shè)定熱空氣的溫度為 145℃然后根據(jù)空氣的 IH 圖 即可讀出相應(yīng)的參數(shù)。t 2=1031173055=108（ J）； QPVC=Cpvct 2=10323460955=109(J)； Q 水 3=C 水 △ t=10311730（ 5525） =108(J) △ Q 總 =△ QVC+△ Q 水 +△ Q 助劑 =1010+1010+108(J)=1010（ J） 聚合總熱量計算 溫度達(dá)到 50℃ ，記 Q3 為 VC、水、助劑、 PVC 的在 50℃ 時的總熱量， 則根據(jù)公式 Q=C△ t=103234609（ 5525） =1010（ J） △ Q 水 =△ C 水 則在水溫由 25 升至 55 的過程中，根據(jù)能量計算公式： △ Q=Ct=10339883625=1010（ J） Q 助劑 1=C 助劑 t QVC1 =CVC℃ )、水的質(zhì)量398836 千克，比熱容為 C 水 =103J /(kg= 234609（千克） 反應(yīng)水油比選擇范圍為 ～ ，此處，選擇水油比為 則反應(yīng)所需的用去離子水量為： 234609= 398836（千克） 生產(chǎn)中所需助劑的量為 5%，則助劑的用量為： 234609= 11730（千克） 通入反應(yīng)釜的物質(zhì)的總量為去離子水 398836 千克，氯乙烯 234609 千克以及助劑 11730 千克的質(zhì)量之和，則進料的總質(zhì)量為 : 398836+234609+11730=645175（千克） 前面所設(shè)氯乙烯的轉(zhuǎn)化率為 80%，則出料時未反應(yīng)的氯乙烯占通入氯乙烯的20%，出料的氯乙烯質(zhì)量為： 234609=46922（千克） 聚氯乙烯的量： 187500 千克 出料的質(zhì)量為未轉(zhuǎn)化的氯乙烯 46922，所得產(chǎn)物聚氯乙烯 187500 千克，以及反應(yīng)中所 加水 398836 千克和助劑質(zhì)量 11730 千克之和，則出料的總質(zhì)量為： 46922+187500+398836+11730=644998（千克） 對以上數(shù)據(jù)匯總可得： 16 能量衡算 物質(zhì)在發(fā)生物理反應(yīng)或者化學(xué)反應(yīng)時，必然伴隨著能量的增加 或者減少，因此能量衡算是化工生產(chǎn)設(shè)計的一個重要步驟。80%247。如有需要，可用氮氣排除多余的空氣； ，排除反應(yīng)釜內(nèi)的氧氣，然后升至能夠發(fā)生聚合的溫度，加入單體，使其發(fā)生聚合 [8]。等到溫度升高至最佳反應(yīng)溫度后，單體發(fā)生聚合，由于聚合反應(yīng)中會放出大量的熱，為了保障設(shè)備的安全以及反應(yīng)的順 利進行，便需要外部的循環(huán)水對其進行降溫處理，這一階段即為第二階段。圖 3 即為聚合釜內(nèi)溫度控制的工藝流程圖： 圖 3 聚合釜內(nèi)溫度控制的工藝流程圖 13 圖中 ,夾套進口與出口溫度平均值即為夾套溫度 ,聚合釜上部與下部溫度平均值即為聚合釜溫度。對反應(yīng)釜進行升溫處理，加熱到最佳聚合溫度。 （ 3） 第三種是在將結(jié)垢抑制劑加入到聚合體系中，此種方法可以大幅度減少單體在反應(yīng)釜內(nèi)壁的粘附，但同時結(jié)垢抑制劑的質(zhì)量會影響聚氯乙烯成品的質(zhì)量，相當(dāng)于引入了雜質(zhì)。為了解決這一問題，主要采取一下幾種方法： （ 1） 在反應(yīng)釜內(nèi)壁噴灑類似于潤滑劑的物質(zhì)從而大大減少粘附物質(zhì)，此種防粘溶液的原料主要是一些從天然果汁中提取的一種酸 天然芳基酸，然后用殼素與天然天然芳基酸發(fā)生縮聚反應(yīng)形成防黏劑，對產(chǎn)品的質(zhì)量沒有影響，并 且安全環(huán)保，甚至可以達(dá)到食品級別的要求。 隨著聚合釜儲存的增大，聚合反應(yīng)所產(chǎn)生熱量也在升高，因此，進一步需要解決的便是如何優(yōu)化散熱。這是由于，雖然利用懸浮法與本體法兩種工藝所得到樹脂所應(yīng)用的領(lǐng)域是相通的，但是懸浮法和本體樹脂一旦混合，由于靜電效應(yīng)的存在，粉末必將會產(chǎn)生團聚效應(yīng)，大大降低了粉末的流動性，較弱了粉末的輸運與反應(yīng)效率。除此之外，各國廠商也致力于防粘釜的研究，并且在如何減少產(chǎn)物的雜質(zhì)含量，提高樹脂品質(zhì)，以及如何生產(chǎn)中減少人力的投入方面的研究也取得了較大的進展。乳液聚合法的主要產(chǎn)品為糊樹脂，隨著人類生活水平的提高，人們對于家居裝飾的要求也逐步增加，而壁紙、汽車內(nèi)體、地板革等的生產(chǎn)恰巧需 要糊樹脂，因此乳液聚合的使用比例有望增長。然而，我國的煤炭資源相對來說卻豐富的多，這就為乙炔法生產(chǎn)技術(shù)的實施提供了得天獨厚的條件，并且通過與國外廠家、學(xué)者的交流與學(xué)習(xí)以及大型先進設(shè)備的投資與引進，我國乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的水平也在日益提升，不僅在產(chǎn)量與產(chǎn)品的質(zhì)量方面取得了巨大的突破，而且較之前相比，單體的利用率大幅度增高，因此能源浪費率和對環(huán)境的污染程度也大大降低。反 應(yīng)式為： 此時便得到基本純凈的乙炔氣體，乙炔與反應(yīng)制備氯乙烯單體，反應(yīng)式下： 將精制后氯乙烯單體聚合即可得到聚氯乙烯產(chǎn)品。但是在中國，乙烯非常稀缺，因此價格也頗為昂貴，并且，乙烯法工藝中所需要的氧氯化裝置的也許廠商的大力改動，因此，對于一些中小企業(yè)來說，由傳統(tǒng)的乙炔法 向現(xiàn)代環(huán)保的乙烯法轉(zhuǎn)型具有一定挑戰(zhàn)。由于PVC 為聚合物高分子，因此控制其為全同立構(gòu)是及其困難的，若出現(xiàn)全同立構(gòu)，則表現(xiàn)出極少數(shù)的結(jié)晶部分，聚氯乙烯所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)主要為無規(guī)立構(gòu)。跨國公司的盛行使中國所面對的競爭壓力日益增長，中外合資是克服多種生產(chǎn)技術(shù)壁壘、保障需求平衡、增強競爭力的有效途徑。但是如果企業(yè)與科研實力較強的高?；蛘哐芯克?lián)合，利用企業(yè)的資金流轉(zhuǎn)優(yōu)勢和高?；蜓芯克目蒲衅脚_將產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合起來，把現(xiàn)在 的納米科技融入高分子行業(yè)中，對聚氯乙烯產(chǎn)品進行改性處理，實現(xiàn)聚氯乙烯的高性能與專業(yè)化，克服聚氯乙烯在某些加工、應(yīng)用中的瓶頸。其次，與歐美一些發(fā)達(dá)國家以及日本等地區(qū)比較而言，大陸內(nèi)部企業(yè)所生產(chǎn)出來的 PVC產(chǎn)品質(zhì)量在方面并不占優(yōu)勢。這也使得中國聚氯乙烯的生產(chǎn)量占全球聚氯乙烯的生產(chǎn)量的比重會更大。 3 表 2 1996— 20xx 年國內(nèi) PVC 供需狀況 年份 產(chǎn)能 國內(nèi)產(chǎn)量/ 進口量 / 出口量 / 表觀消費率 % 消費增長率 % 國內(nèi)自給率 % 1996 2088 1438 586 21 20xx 17..4 1997 2166 1536 783 30 2289 1998 2200 1557 1171 14 2714 1999 2702 1917 1304 9 3212 20xx 3100 2646 1445 41 4050 20xx 3600 2877 1916 36 4757 20xx 4000 3389 1706 17 5078 20xx 5250 4243 1759 23 5979 20xx 6650 5090 1630 17 6703 20xx 9270 6650 1310 119 7841 20xx 11580 8240 1147 460 8927 20xx 13540 9717 1101 712 10106 總的來說，我國聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展能否對國民經(jīng)濟產(chǎn)生一定的影響仍然受到多種因素的制約，因此，國內(nèi)聚氯乙烯在前幾年仍處于騎虎難下的整合狀態(tài)。同時，國家大力提倡擴大內(nèi)需，并且對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供政策上的鼓勵與 資金方面的支持，我國聚氯乙烯產(chǎn)量如雨后春筍般迅猛增長。而前幾年的情況來看，中國自身的聚氯乙烯產(chǎn)能不足問題日益加劇，出口也受到阻礙，因此進口的比重有增無減。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)需求量與生產(chǎn)量研究 就 1996~20xx 國內(nèi)消費量與生產(chǎn)量而言，國內(nèi)的產(chǎn)能處于不足的狀態(tài)。作為一種通用的合成樹脂，聚 氯乙烯的在世界范圍內(nèi)的需求及生產(chǎn)量緊緊尾隨塑料之王 聚乙烯，位居第二。如在較強的光照下暴 曬或在 100 度以上的溫度下反應(yīng)一段時間，聚氯乙烯就會發(fā)生分解，并釋放出氯化氫氣體。根據(jù)目前的工業(yè)生產(chǎn)工藝，一般可將 PVC 的分子量范圍控制在四萬至十三萬之間，擁有可觀的多分散性，并且隨著聚合反應(yīng)所處溫度的降低，得到產(chǎn)物的分子量是增大的。monomer polymerization。 本文著重介紹的是聚氯乙烯的聚合生產(chǎn)工藝，首先是生產(chǎn)工藝過程中能量、物料的衡算，然后根據(jù)計算所得數(shù)據(jù)以及聚氯乙烯反應(yīng)特性對各部分配件進行做出最優(yōu)選擇，配件包括聚合釜、干燥器、管頭以及泵等。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 年產(chǎn) 15 萬噸 PVC 樹脂合成工藝與設(shè)計 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與 閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 Hefei University 畢業(yè)設(shè)計（論文） B ACH ELO R DIS S ERTATIO N 論文題目： 年產(chǎn) 15 萬噸 PVC 樹脂合成工藝設(shè)計 學(xué)位類別： 工學(xué)學(xué)位 學(xué)科專業(yè)： 粉體材料科學(xué)與工程 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 年產(chǎn) 15 萬噸 PVC 樹脂合成工藝與設(shè)計 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。計算與實際情況綜合考慮，本次設(shè)計需要 33m3的聚合釜 24 個，輸送泵則采用 65Y100 2A 型，之后則對干燥部分