【正文】 溫度下水的粘度μ水50℃=103mPa℃1懸浮液各組分的質(zhì)量分率：VCM質(zhì)量=30%= kgH2O質(zhì)量=（+）=PVC質(zhì)量=70%1400= kg總質(zhì)量=++= kg各組分的質(zhì)量分率：xvcm=xpvc=xH2O=Cm=∑xici=++ = Kcal℃= Kcalkg1℃1 C水50℃= kg1℃1 Cpvc= Kcal℃)1懸浮液的比熱Cm:57℃時(shí)：Cvcm= Kcal(h m(M℃)1= Kcal(M℃)1 λ水60℃=102W m℃)1λ=[2+()]/[2++()] = Kcal(h m℃1 M= A=λPVC連=（）1/3 = Kcalcm3 C VCM= KcalC VCMPVC分散于VCM中的懸浮體系—有機(jī)粒子的λPVCVCMφPVC=（+）=液態(tài)VCM導(dǎo)熱系數(shù)公式λVCM=Am3浮液導(dǎo)熱系數(shù)λm的計(jì)算：λm=λcm3 PVC：x3= ρ3=1400 kg(1400)=VCM量：30%= m3PVC量：70%則懸浮體系總體積：+++= m3各組分體積分率： 水：x1=（+）/= ρ1= kgμm/λm)b(μb/μw)c式中: A:懸浮液對(duì)壁面的傳熱膜系數(shù)； T：釡內(nèi)徑； D：攪拌槳葉直徑； N：攪拌器轉(zhuǎn)速； μw：壁溫下流體粘度； λm ，Cpm，ρm，μb：分別為懸浮液于化學(xué)反應(yīng)溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，恒壓熱容，密度與黏度。D2/μm)a(ρm(Vis)c = A(NRe)ah11PVC損失4262VCM3水﹙結(jié)合水﹚合計(jì) 熱量衡算 聚合釜 校核夾套傳熱系數(shù) 已知數(shù)據(jù)： 釡內(nèi)徑：T=4000㎜ 釡內(nèi)壁厚：3+33㎜ 三葉后掠式槳葉直徑：D=（～）T 夾套半管外徑：㎜ 夾套冷卻水溫度：t進(jìn)口=7℃ t出口=12℃δ碳鋼層：33㎜ δ不銹鋼：3㎜δ粘釡物：㎜ δ水垢層：≤㎜熱量衡算取洪峰放熱的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化率為70%釡內(nèi)壁給熱系數(shù)αi的計(jì)算：αi =Ah1 ﹙4﹚物料平衡表見表33表33 沸騰床物料平衡表序號(hào)品名進(jìn)料量，㎏h1排出水：=㎏h1﹙＋x＋y﹚=x y/﹙＋x＋y﹚=5106解得：x=㎏h1設(shè)出料中PVC含水量x㎏h1（3）物料平衡表見表32表32 離心機(jī)物料平衡表序號(hào)品名進(jìn)料量，kg出料量，kg1PVC2VCM3水、助劑+（與PVC結(jié)合）合計(jì) 沸騰床 （1）物料平衡圖 圖32 沸騰床物料平衡圖﹙2﹚已知數(shù)據(jù)收率99% % 含VCM 5ppm﹙3﹚ 計(jì)算出料中PVC的量：=㎏h1x/﹙＋x＋﹚=25% 解得：x=h1損失PVC量:－=t1引發(fā)劑的半衰期 lnτ1/2=A/TB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 出料（以釜為標(biāo)準(zhǔn)）出料中的PVC量：=損失的PVC量：=未化學(xué)反應(yīng)VCM：=脫鹽水：=回收VCM：=剩余VCM：=（4）物料平衡表表31 聚合釜物料衡算表序號(hào)品名進(jìn)料量,kg出料量,kg1VCM2PVC3脫鹽水4注入水5緩沖劑6分散劑合計(jì) 離心機(jī)（1）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)于這一步，助劑與少量VCM全部除掉。VCM x%為轉(zhuǎn)化率取熱負(fù)荷指數(shù) R=R=(Qmaxτ反)/Q總τ反=R℃1Q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℃1=℃1其平均比熱容Cp平均=℃1Cp40℃=h1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℃=m3=③ 聚合反應(yīng)時(shí)間夾套傳熱量=傳熱面積傳熱系數(shù)Δtm夾Δtm夾=[(577)(5712)]/ln[(577)(5712)]=℃Q夾=51080=106kcalm3設(shè)單體加入量為x m3釜1 水加入量為y m3釜1釡有效容積V有效=70m3，裝料系數(shù)η=， :1列方程組 x+y=70 （ρ水57℃y）/（ρ單體57℃x）=:1解得：x= m3釜1 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 分別是單體與PVC樹脂密度Δv=85%（）247。m3 ρ60℃=cm3根據(jù)內(nèi)差法求出57℃時(shí)單體的密度：ρ57℃=[(5760) /(5060)]()+= m2 h1℃1%（3）計(jì)算① 單體及水加入量計(jì)算單體密度ρ60℃= 聚合釜（1）物料平衡圖 圖31 聚合釜物料平衡圖（2）已知數(shù)據(jù)釡有效容積V有效=70m3裝料系數(shù)η=轉(zhuǎn)化率x%=92% :1收率=%熱負(fù)荷分布指數(shù) R= 夾套進(jìn)口和出口水溫：t進(jìn)=8℃ t出=13℃擋板進(jìn)口和出口水溫：t進(jìn)=9℃ t出=16℃注入水溫度t=21℃ 聚合溫度t=57℃夾套傳熱面積：F夾套= m2擋板傳熱面積：F擋板= m2夾套傳熱系數(shù)K夾套=509Kcalt1，干燥過程進(jìn)口樹脂含的水20％，出口含的水6％，進(jìn)口的風(fēng)溫20℃，出口的風(fēng)溫70℃。根據(jù)工廠中取得的數(shù)據(jù)：聚氯乙烯的生產(chǎn)采用懸浮聚合方法，年產(chǎn)8萬噸聚氯乙烯，按年工作的時(shí)間7000小時(shí)計(jì)算，聚合收率按90％計(jì)算。 本章小結(jié)本章主要介紹生產(chǎn)聚氯乙烯所用的主要原料氯乙烯的合成路線及其主要性質(zhì)、脫離子水的水質(zhì)要求及對(duì)生產(chǎn)的影響、不一樣乳化劑的性質(zhì)與引發(fā)劑的選擇等，同時(shí)介紹聚氯乙烯的一些主要性質(zhì)。為適應(yīng)不一樣的用途，可于聚氯乙烯中加入一定量的增塑劑，加工成不一樣類型的產(chǎn)品。聚氯乙烯的熱擴(kuò)散系數(shù)、彈性模量與熔體黏度等則隨溫度升高而降低，而且于玻璃劃溫度以后降低幅度更大與更快，彈性模量與熔體黏度的降低更為明顯。聚氯乙烯聚集態(tài)由一種物理狀態(tài)到另一種物理狀態(tài)的狀變是一個(gè)松弛過程，過程中聚氯乙烯的熱力學(xué)性質(zhì)、黏彈性質(zhì)以及一些物理性質(zhì)都發(fā)生 改變。盡管聚氯乙烯中含有5％~10％的結(jié)晶，但因其結(jié)晶度低，晶粒尺寸很小，由于聚合物大分子的鏈段運(yùn)動(dòng)得以進(jìn)行，聚氯乙烯將從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，當(dāng)溫度再度提高達(dá)到熔流溫度時(shí)，聚氯乙烯又再度從高彈態(tài)轉(zhuǎn)化為黏流態(tài)。聚氯乙烯的熱物理性質(zhì)主要有比容、比熱容、導(dǎo)熱率、熱擴(kuò)散系數(shù)、熱焓、熔體黏度、黏流活化能、彈性模量及松弛型變等。聚氯乙烯的吸水率低，硬質(zhì)聚氯乙烯長期浸入水中，％；浸水24小時(shí)，％；選用適當(dāng)增塑劑的軟質(zhì)聚氯乙烯，％。聚氯乙烯的密度隨組分而變化，~用量少，對(duì)產(chǎn)品無污染。使用性好、操作簡單方便。適用于解決懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)過程中反應(yīng)釜、內(nèi)冷管、擋板和攪拌葉的粘料問題。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)緊急事故時(shí)，采用緊急終止劑終止化學(xué)反應(yīng)。故而加入終止劑。為保證產(chǎn)品質(zhì)量,商品為50%~65%的甲苯、二甲苯、礦物油溶液；%。：本設(shè)計(jì)采用過氧化二碳酸2 乙基己酯。分子式NH4HCO3；分子量 ；含氨量≥%；含水量≤%。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)批量加入釜內(nèi)。 消泡劑：采用乳化硅油為消泡劑（含30%—35%低粘度硅油）其用量16mg具有典型的化學(xué)性質(zhì)的多元醇，能酯化，醚化，縮醛化。cm3。cm3，片狀PVA的假比重為（177。分子式為（C2H2O）n，絮狀PVA的假比重為（分散劑：當(dāng)然，若追求含固量高，則水——單體比還可以小。此時(shí)要求膠乳粒徑大小與分布要適當(dāng)，否則難以控制。于PVC樹脂生產(chǎn)中，多種各樣的工藝技術(shù)不一樣，水與單體比率是不一樣的。如今，聚合工藝技術(shù)用水，工業(yè)上常用陰、陽離子交換樹脂來處理，或用電滲析法處理，以控制水中雜質(zhì)含量。⑴總硬度影響：生產(chǎn)用脫離子水中若總硬度過高，即鈣、鎂離子過多，這不僅影響聚合體系的膠乳穩(wěn)定性，而且影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。cm12水質(zhì)的影響：聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)用水的質(zhì)量，會(huì)直接影響到聚氯乙烯糊樹脂的質(zhì)量，聚合體系的穩(wěn)定性等。但一般來講，連接于雙鍵上的氯原子步態(tài)活潑，故有關(guān)雙鍵上的化學(xué)反應(yīng)則比有關(guān)氯原子的化學(xué)反應(yīng)多，現(xiàn)分別舉例如下。g1202010352300401034250氯乙烯的化學(xué)性質(zhì)：氯乙烯有兩個(gè)起化學(xué)反應(yīng)部分。g13063520204183010284400199501060(4)氯乙烯的蒸發(fā)潛熱潛熱即蒸發(fā)或冷卻1g氯乙烯所需的熱量，見表25所示 表25 氯乙烯的潛熱溫 度, ℃潛 熱，JmL1(3)氯乙烯蒸汽的比容氯乙烯蒸汽的比容見表24所示 表24 氯乙烯飽與蒸汽的比容溫 度, ℃比 容，mL(1)氯乙烯的蒸汽壓氯乙烯蒸汽壓力與溫度的關(guān)系見表22所示 表22 氯乙烯的蒸汽壓溫度，℃壓力，10kPa溫度，℃壓力，10kPa(2)液體氯乙烯的密度與一般液體一樣，溫度愈高，氯乙烯的密度愈小，液體氯乙烯密度見表23所示 表23 液體氯乙烯密度溫度，℃密度，g 生產(chǎn)用原輔料氯乙烯（VCM）單體：氯乙烯分子式C2H3Cl，結(jié)構(gòu)式為CH2=CHCl，常溫常壓下是一種無色有乙醚香味的氣體，℃，℃。干燥、包裝：濕物料通過沸騰干燥設(shè)備進(jìn)行干燥，干燥半成品中的水，得到最終產(chǎn)品。過濾：料漿經(jīng)過過濾，由泵打入中間槽，再經(jīng)過離心機(jī)甩離心洗滌，出濕物料半成品。 9) 加入引發(fā)劑。 7) 加入分散劑。 5) 停止加水和VCM。3) 開始加入回收VCM。聚合釜加料的程序如下：1) 緩沖劑加料。助劑：各種聚合裝置需要的助劑原料加入調(diào)配釜，用軟水調(diào)配為一定濃度后，用泵經(jīng)過計(jì)量裝置后打入聚合裝置。軟水：常溫?zé)o離子水由界區(qū)外送至界區(qū)內(nèi)，儲(chǔ)存在無離子水儲(chǔ)槽中，這個(gè)無離子水槽能為整個(gè)裝置提供密封水，沖洗水，注入水和部分加料水。一般情況下，回收單體的加料量是取決于回收單體加料時(shí)貯槽中回收單體的儲(chǔ)存量。經(jīng)過回收處理的VCM單體儲(chǔ)存于VCM回收罐。工藝流程簡圖 低分子量成績要求在130?160μm的范圍內(nèi)。該產(chǎn)物的平均粒徑為使用，因?yàn)樗鼈儾蛔兓胁煌囊螅和恋挠糜谏a(chǎn)軟質(zhì)PVC樹脂的系統(tǒng)要求低的約100?130μm的平均粒徑。使用高濃度通常分散，低孔隙率是容易的（≤10％），在球形樹脂顆粒，特別是使用明膠作為分散劑是最顯著影響。當(dāng)轉(zhuǎn)換速率再次升高，達(dá)到約20％，由于抗移植物分散劑著色深，可以防止撞擊合并的顆粒，所得的PVC顆粒的數(shù)量保持穩(wěn)定基態(tài)的開頭，從而攪拌速度其后產(chǎn)品粒子的平線出現(xiàn)不再影響。當(dāng)已經(jīng)發(fā)生聚合反應(yīng)，界面層，以氯乙烯的分散劑的接枝聚合，并在降低了分散體的保護(hù)作用的活性的分散性，并且液滴開始合并崩潰由于較大的顆粒和在動(dòng)態(tài)狀態(tài)平衡。 分散在水相和氯乙烯在的下水的發(fā)生水界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這一過程主要是控制的聚氯乙烯的顆粒尺寸及其分布。當(dāng)聚合反應(yīng)速率小于所述化學(xué)反應(yīng)終止后的總化學(xué)反應(yīng)速率。 轉(zhuǎn)化率 65％的階段。聚合反應(yīng)于富單體與聚氯乙烯——單體凝膠中間是進(jìn)行，富單體和聚氯乙烯的聚合反應(yīng)在單體中間凝膠進(jìn)行，并產(chǎn)生自動(dòng)加速現(xiàn)象。 轉(zhuǎn)化率＜5%階段。包括向單體的氯轉(zhuǎn)移、向溶劑鏈轉(zhuǎn)移、向引發(fā)劑鏈轉(zhuǎn)移、向大分子。：兩個(gè)活性大分子自由基相遇時(shí)，其中一個(gè)自由基奪取另一個(gè)自由基上的氫原子而飽與，另一個(gè)高分子自由基失去一個(gè)氫原子而帶有不飽與基團(tuán)，這種終止化學(xué)反應(yīng)的方式叫雙基歧化終止。連續(xù)不斷的聚合，當(dāng)達(dá)到一定程度的聚合在分子鏈中的已在單體濃度足夠長的時(shí)間逐漸減小，從而使活動(dòng)受到限制，以大的分子，即，它會(huì)失去電子輸終止與其它活性分子的活性大分子氯化物化學(xué)反應(yīng)。：單體自由基具有很高的活性，故打開單體的雙鍵形成的自由基，新的自由基活性并不衰減，繼續(xù)與其它單體化學(xué)反應(yīng)生成更多的鏈的自由基。 自由基聚合機(jī)理此外，為了進(jìn)一步提高產(chǎn)量懸掛通用的質(zhì)量樹脂與特殊樹脂，以提高專業(yè)化，市場層面，國外廠商在聚合工藝技術(shù)加工技術(shù)系統(tǒng)和其