【正文】 的生產(chǎn)規(guī)模和開發(fā)生產(chǎn)高精細化、特種產(chǎn)品聚乙烯醇品種的項目勢在必行 。 、皖維等廠正在進行或者計劃進行 新一輪的聚乙烯醇擴產(chǎn)工程．我國聚乙烯醇的生產(chǎn)能力將大大增加．屆時的生產(chǎn)能力將出現(xiàn)過剩各個企業(yè)應(yīng)在考慮提高聚乙烯醇產(chǎn)能力的同時．重點考慮如何自身增加聚乙烯醇分流消化能力．在做大做強聚乙烯醇產(chǎn)業(yè)鏈上多下功夫 ，我國聚乙烯醇生產(chǎn)原料主要采用電石乙炔．雖然具有許多優(yōu)點．符合我國目前的資源利用情況，原油價格走高也是必然的趨勢，電石乙炔路線在一定時期內(nèi)仍將保持一定的成本優(yōu)勢。 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計 10 電石水乙炔醋酸催化劑粗醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯A I B N甲醇精餾聚醋酸乙烯酯聚乙烯醇醇解 N a O H甲醇溶液 圖 15 聚乙烯醇的工藝流程圖 【 13】 小結(jié) ，我國聚乙烯醇的生產(chǎn)基本上能夠滿足國內(nèi)實際需求。 （ 5） 醋酸、甲醇回收 OHCHC OOHCH陰 離子 樹 脂C OOHCH 333 ?????? ?? 423423 SONaC O O HCHSOHC O O N a2 C H ??? 以電石為原料．在乙炔發(fā)生器中與水反應(yīng)生成乙炔；乙炔再與醋酸合成反應(yīng)，生成的反應(yīng)液經(jīng)過精餾得到醋酸 (VAc)， VAc 在引發(fā)劑的作用下聚合生成聚醋酸乙烯 (PVAc)； PVAc 再醇解得到最終產(chǎn) 品 PVA。反應(yīng) b和反應(yīng) c是副反應(yīng) ,其中反應(yīng) b 屬于水解反應(yīng) ,只在體系有水的情況下發(fā)生 ,而且隨著體系含水量的增加而加快?！?) 6～ 8 ～ ～ 優(yōu)點 副產(chǎn)物少，設(shè)備腐蝕性小，催化劑活性高，產(chǎn)品質(zhì)量好 熱能利用好，催化劑廉價易得，副反應(yīng)少 技術(shù)成熟，投資少，催化劑易得 缺點 催化劑貴重 乙炔成本高 電石污染嚴重 乙炔法生產(chǎn)原理 【 10】 （ 1） 乙炔發(fā)生 22222 C a ( O H )HCO2HC a C ??? 一定粒徑的電石加入乙炔發(fā)生 器后，與水進行反應(yīng)得到粗乙炔氣體。 1） 乙炔：醋酸 =1：（ 3177。 三種路線各有優(yōu)缺點其生產(chǎn)工藝及特點比較 見表 [9]: 表 14聚乙烯醇生產(chǎn)工藝及 特點比較 原料路線 石油乙烯 天然氣乙炔 電石乙炔 反應(yīng)方式 固定床氣相法 固定床氣相法 沸騰床氣相法 溫度 /℃ 150～ 200 170～ 210 170～ 210 壓力 /Mpa ～ 常壓 常壓 空速 /(L在天然氣、煤和電力豐富的地區(qū)，天然氣乙炔法仍具有生命力。國外先進國家早于 20 世紀 7O 年代已全部用低堿法生產(chǎn)工藝。 電石乙炔合成法 電石乙炔合成法，最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其工藝特點是操作比較簡單、產(chǎn)率高、副產(chǎn)物易于分離，因而國內(nèi)至今仍有 1O 家工廠沿用此法生產(chǎn)，且大部分應(yīng)用高堿法生產(chǎn)聚乙烯醇。其工藝流程包括：乙烯的獲取及醋酸乙烯 (VAc)合成、精餾、聚合、聚醋酸乙烯 (PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五個工序。目前，國際上生產(chǎn)聚乙烯醇的工藝路線以乙烯法占主導(dǎo)地位，其數(shù)量約占總生產(chǎn)能力的 72％。美國已經(jīng)完成了乙炔法向乙烯法路線的轉(zhuǎn)變，日本乙烯法也占 70％以上 [7]。 70年代以后，由于石油化工迅速發(fā)展，生產(chǎn)聚乙烯醇的原料路線從電石乙炔路線轉(zhuǎn)向石油乙烯路線。 聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方法 按原料分有：乙烯法和乙炔法兩類，其中乙炔法又分為電石乙炔法和天然氣乙炔法。 (4)生產(chǎn)和設(shè)備的復(fù)雜性，決定了供應(yīng)規(guī)模的穩(wěn)定性，但是我們也要看到，一些不利因素的存在也對現(xiàn)有的聚乙烯醇帶來負面影響：聚乙烯醇資源量的進一步增加；國際反傾銷浪潮的連帶影響 ；產(chǎn)品成本上安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 6 升以及動力、能源緊張對市場帶來的影響。 (2)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展和下游市場的興旺，保證聚乙烯醇需求穩(wěn)定增長。 圖 12 中國近年來聚乙烯醇的表觀消費量 有關(guān)人士認為，聚乙烯醇在經(jīng)歷了幾年的低谷蓄勢以后，將可能步人新一輪的旺盛期 [6]。 2020 年我 國聚乙烯 醇的表觀消費量為 萬噸 ， 2020 年達到 萬噸 ，同比增長約 ％。加入 WTO效應(yīng)在進口方面進一步顯現(xiàn)，進口增長還將加快。歐美市場是我國聚乙烯醇的重要出口地區(qū)， 由于世界經(jīng)濟回升緩慢，其市場需求增長不力，導(dǎo)致我國聚乙烯醇出口增長難度加大。國際方面，日本正在通過合并重組的方式提高 PVA 的生產(chǎn)能力。 a，生產(chǎn)工藝也由單一的高堿皂化法發(fā)展為高、低堿皂化法并舉，產(chǎn)品由單純的維綸化纖原料發(fā)展為廣泛應(yīng)用于涂料、紡織漿料、膠粘劑、建材等 20多個行業(yè)的基礎(chǔ)原料。 國內(nèi)市場前景 我國目前有電石乙烯，天然乙烯，石油乙烯三種原料路線的大約 13套聚乙烯醇生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)過程采用高堿兩種堿法醇解工藝，總產(chǎn)量約為 32萬噸，居世界首位。根據(jù)預(yù)測，今后幾年世界涂料市場的規(guī)模將逐年增長，由此可見，世界聚乙烯醇的消費形勢仍十分樂觀 [5]。 在消費結(jié)構(gòu)上，各國的重點有所不同 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計 4 圖 11 美國 西歐 日本 中國聚乙烯醇的消費結(jié)構(gòu) 目前日本的聚乙烯醇出口量最大，北美和西歐則是最大的進口地區(qū)。 聚乙烯醇市場前 景 國外市場前景 目前，全球共有 20多個國家和地區(qū)生產(chǎn)聚乙烯醇，裝置的總生產(chǎn)能力已達 1100kt／ a， 93萬噸／年約為 93萬噸／年。 聚乙烯醇樹脂系列產(chǎn)品系白色固體，外型分絮狀、顆粒狀、粉狀三種；無毒無味、無污染，可在 80－ 90℃水中溶解。 PVA的醇解度在 88％ (摩爾分數(shù) )左右，具有良好的水溶性，但醇解度過高或過低，水溶性年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計 2 反安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 3 而降低 【 13】 。其水溶液有很好的黏接性和成膜性，能耐油類、潤滑劑和烴類等大多數(shù)有機溶劑，具有長鏈多元醇酯化、醚化、縮醛化等化學(xué)性質(zhì)。其性能介于橡膠和塑料之間，按用途可分為纖維和非纖 維兩大用途。 聚乙烯醇的 物理性質(zhì) 受化學(xué)結(jié)構(gòu)、醇解度、 聚合度 的影響。 聚乙烯醇（簡稱 PVA）是由德國化學(xué)家 1924年合成的， 1926年實現(xiàn)了小規(guī)模生產(chǎn)，工業(yè)化生產(chǎn)源于上世紀 50年代，我國上世紀 60年代中期，從日本進口 引進生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)。Distillation process。Polyvinyl acetate。本次設(shè)計針對醋酸乙烯酯精制，根據(jù)實際生產(chǎn)需求，設(shè)計醋酸乙烯酯精餾工段 四塔 ，計算精餾塔設(shè)備相關(guān)參數(shù)并對附屬設(shè)備計算選型，繪制工藝流程圖、設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。 通過查閱相關(guān)的資料，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了聚乙烯醇的工藝流程，其包括： 乙炔發(fā)生、醋酸乙烯酯制備、精制、聚合，聚醋酸乙烯酯的醇解。 安徽建筑 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 專 業(yè) 高分子材料與工程 班 級 09 高分子 (1)班 學(xué)生姓名 朱朋明 學(xué) 號 09206020208 課 題 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾 四 塔系統(tǒng)的設(shè)計 指導(dǎo)教師 覃忠瓊 向?qū)W毅 2020 年 6 月 10 日 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生設(shè)計 I 摘 要 目前，聚乙烯醇行業(yè)正處于產(chǎn)能急劇擴張，技術(shù)更新?lián)Q代的時期，由此，對于聚乙烯醇生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的研究及設(shè)計顯得尤為重要。本次設(shè)計，充分調(diào)查了國內(nèi)外聚乙烯醇市場狀況和行業(yè)發(fā)展方向，學(xué)習(xí)聚乙烯醇制造工藝，對所研究的聚乙烯醇行業(yè)有了較深認識。 乙炔法制造的醋酸乙烯酯含有較多雜質(zhì)，不利 于醋酸乙烯酯的聚合，必須通過精餾工序?qū)⑵涮峒兙啤? 關(guān)鍵詞 ：聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、精餾工序，精餾塔 年產(chǎn) 30000 噸聚乙烯醇精餾四塔系統(tǒng)的設(shè)計 II Abstract At present, the polyvinyl alcohol profession is being in produces can expand suddenly, the technology renewal time, from this, appears regarding the polyvinyl alcohol production correlation equipment research and the design especially design, investigated the domestic and foreign polyvinyl alcohol market condition and the profession development direction fully, the study polyvinyl alcohol manufacture craft, to the polyvinyl alcohol profession which studies has had known deeply. Through the consult related material, the system study polyvinyl alcohol technical process, it has included: The acetylene has, the vinyl acetate preparation, the purification, the polymerization, the polyvinyl acetate acetylene law manufacture vinyl acetate includes many impurities, does not favor the vinyl acetate the polymerization, must through the selective evaporation working procedure its depuration design in view of vinyl acetate purification, according to actual production demand, design vinyl acetate selective evaporation construction section four towers , putation rectifying tower equipment correlation parameter and to appurtenance putation shaping, plan flow chart, equipment structure drawing. Key words: Polyvinyl alcohol。 Polyvinyl acetate ester。Distillation columns 安徽建筑大學(xué)畢業(yè)生設(shè)計 III 目錄 摘 要 ........................................................................................................I Abstract .................................................................................................. II 目錄 ....................................................................................................... III 第一章 聚乙烯醇的綜述 ........................................................................ 1 前言 ................................................................................................... 1 聚乙烯醇的性質(zhì)及用途 .................................................................... 1 聚乙烯醇市場前景 .......................................................................... 1 聚乙烯醇的生產(chǎn)工藝 ...............