【正文】 21600英國(guó)ICI7000德國(guó)赫斯特公司7800日本Du PontMitsui(杜邦三井)4082日本大金公司16103日本旭硝子公司3402意大利Ausimont4990共計(jì)64977 我國(guó)聚四氟乙烯發(fā)展前景我國(guó)是一個(gè)氟化鈣（CaF2，俗稱(chēng)螢石）資源非常豐富的國(guó)家，儲(chǔ)量居世界首位，螢石儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的1／8，年開(kāi)采量為200萬(wàn)噸左右，是世界上最大的螢石出口國(guó)。據(jù)日本通產(chǎn)省統(tǒng)計(jì)，1958年日本氟樹(shù)脂年產(chǎn)只有11噸，到1992年已達(dá)16510噸，其中PTFE產(chǎn)量約占70％。美國(guó)是PTFE消費(fèi)量最大的地區(qū)，約占40％；其次是西歐市場(chǎng)，約占30％左右；再次是日本，約占15％左右。目前世界氟樹(shù)脂主要生產(chǎn)廠(chǎng)家有美國(guó)杜邦公司、英國(guó)ICI公司、日本旭硝子和大金公司等，它們的年生產(chǎn)能力為3000噸至2萬(wàn)噸不等。全球有氟樹(shù)脂生產(chǎn)廠(chǎng)家20多家，遍布世界十幾個(gè)國(guó)家。1993年世界氟樹(shù)脂銷(xiāo)量為54000噸，其中PTFE為40040噸，產(chǎn)品分為懸浮聚合樹(shù)脂、分散法聚合樹(shù)脂、濃縮分散液三類(lèi)。 由于世界經(jīng)濟(jì)的影響，1992年以來(lái)，PTFE的消費(fèi)有所下降。杜邦公司是世界PTFE最主要的生產(chǎn)商之一，市場(chǎng)占有率為50％，最近在俄羅斯投資生產(chǎn)PTFE，其生產(chǎn)能力為每年3000噸PTFE。日本大金公司美國(guó)分公司在美國(guó)阿拉巴馬州的迪卡特(Decatur)新建2270噸／年P(guān)TFE等生產(chǎn)裝置，已于1994年1月全部投入生產(chǎn)，可生產(chǎn)PTFE模壓料、細(xì)粉和分散液以及TFE單體等。1995年。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等，所以要特別注意安全防護(hù)并防止聚四氟乙烯接觸明火。聚四氟乙烯在260、370和420℃時(shí)的失重速率（％）每小時(shí)分別為1104103和9102。／mol。聚合一般在40～80℃，3～26千克力／厘米2壓力下進(jìn)行，可用無(wú)機(jī)的過(guò)硫酸鹽、有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑，也可以用氧化還原引發(fā)體系。聚四氟乙烯由四氟乙烯經(jīng)自由基聚合而生成。 目前，各類(lèi)聚四氟乙烯制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。各種聚四氟圈、聚四氟墊片、聚四氟盤(pán)根等廣泛用于各類(lèi)防腐管道法蘭密封。一般應(yīng)用于性能要求較高的耐腐蝕的管道、容器、泵、閥門(mén)以及制雷達(dá)、高頻通訊器材、無(wú)線(xiàn)電器材等。聚四氟乙烯與其他塑料相比具有耐化學(xué)腐蝕與的特點(diǎn)，它已被廣泛地應(yīng)用作為密封材料和填充材料。它的產(chǎn)生解決了我國(guó)化工、石油、制藥等領(lǐng)域的許多問(wèn)題。聚四氟乙烯的機(jī)械性質(zhì)較軟，在溫度 20～250℃（4～＋482176。四氟乙烯的聚合主要是在水介質(zhì)中用特殊的引發(fā)劑和鏈終止荊．使四氟乙烯單體聚合。作為防粘涂料廣泛應(yīng)用于食品和包裝工業(yè)，也用于家用電器、炊具、防化學(xué)腐蝕的金凰零嘩、汽車(chē)零部件等，尤其是汽車(chē)、家用電器常良好的應(yīng)用前景。主要作用是改善涂料粘性及潤(rùn)滑性．降低摩擦系數(shù)并提高耐磨性，提高耐腐蝕性并減少吸潮．改善涂料的噴射澆鑄性能，提高臨舁膜厚度并改善其熱成型性等。一般用量為固體的0 1％～3％，可以明顯改善油墨的滑動(dòng)性、表面光滑性、光澤、并使印刷產(chǎn)品耐摩擦，微粉還可以減少堵塞，適用于快速打印機(jī)的需求，而且可以有效地避免紙張粘接。美國(guó)泰良公司用PTFE微粉加入硅油、礦物油和石蠟油．能明顯提高油的粘度，而且PTFE微粉的用量、取決于基礎(chǔ)油的粘度．所需要的潤(rùn)滑劑的稠度和應(yīng)用領(lǐng)域．通常添加量為5％～30％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，PTFE微粉加八脂、松香、礦物油，可以得到高質(zhì)量潤(rùn)滑劑，目前廣泛應(yīng)用于球軸承、耐磨軸承、潤(rùn)滑甘軌、阡式齒輪，化工設(shè)備扎門(mén)、精密加工亞面的密封膏等；在印刷油墨監(jiān)界觀(guān)察方面，用PTFE微粉作添加荊。用于家用電器，電子電器儀器零件的制備；加入PTFE微粉，能改善材料的高壓、高溫潤(rùn)滑性能。據(jù)悉，月前世界市場(chǎng)上所有改進(jìn)潤(rùn)滑件的工程顰蚪幾乎都摻加了PTPE超細(xì)粉或微粉，當(dāng)前普遍應(yīng)用是將5％一25％的PTFE微粉加入聚碳酸酯、聚醛樹(shù)脂，聚苯硫醚、聚乙惜．ABS樹(shù)脂、聚酉烯以廈乙丙橡皎、百土|橡膠、氟橡膠、丁苯橡髓等，能改變這些材料所制備的零件的磨耗、摩擦和牯性滑動(dòng)等性能。PTFE微粉在臺(tái)戰(zhàn)材料、潤(rùn)滑油、印刷油墨、潦料等方面具有廣泛的用遮。溫度低于19℃時(shí)，形成13／6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開(kāi)，形成15／7螺旋。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。性質(zhì) 聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬(wàn)，高的達(dá)一千萬(wàn)以上，一般為數(shù)百萬(wàn)（聚合度在104數(shù)量級(jí)，而聚乙烯僅在103）。結(jié)構(gòu)式為 。聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。聚四氟乙烯材料，廣泛應(yīng)用在國(guó)防軍工、原子能、石油、無(wú)線(xiàn)電、電力機(jī)械、化學(xué)工業(yè)等重要部門(mén)。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。一般結(jié)晶度為90～95％，熔融溫度為327～342℃。 　　無(wú)毒害——具有生理惰性，作為人工血管和臟器長(zhǎng)期植入體內(nèi)無(wú)不良反應(yīng)。又由于氟碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。 　　耐氣候——耐輻照性能和較低的滲透性；長(zhǎng)期暴露于大氣中，表面及性能保持不變，有塑料中最佳的老化壽命；聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對(duì)氧、紫外線(xiàn)均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性；限氧指數(shù)在90以下。除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。 　　耐低溫——具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到196℃，也可保持5%的伸長(zhǎng)率。 　　聚四氟乙烯(F4,PTFE)具有一系列優(yōu)良的使用性能:耐高溫—長(zhǎng)期使用溫度200~260度，耐低溫—在100度時(shí)仍柔軟；耐腐蝕—能耐王水和一切有機(jī)溶劑；耐氣候—塑料中最佳的老化壽命；高潤(rùn)滑— 具有塑料中最小的摩擦系數(shù)（；不粘性— 具有非常低的表面能、具有固體材料中最小的表面張力而不粘附任何物質(zhì)；無(wú)毒害— 具有生理惰性；優(yōu)異的電氣性能，是理想的C級(jí)絕緣材料，報(bào)紙厚的一層就能阻擋1500V的高壓；比冰還光滑。它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性(是當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，除熔融金屬鈉和液氟外，能耐其它一切化學(xué)藥品，在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的)、密封性、高潤(rùn)滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力、耐溫優(yōu)異（能在+250℃至180℃的溫度下長(zhǎng)期工作）。年產(chǎn)5000噸聚四氟乙烯生產(chǎn)車(chē)間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 IIIAbstract IV1 緒論 1 概述 1 聚四氟乙烯性質(zhì) 1 聚四氟乙烯用途及應(yīng)用前景 2 世界聚四氟乙烯發(fā)展概況 4 我國(guó)聚四氟乙烯發(fā)展前景 5 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 8 生產(chǎn)方法和工藝流程的設(shè)計(jì)原則 8 計(jì)算機(jī)在車(chē)間設(shè)計(jì)的應(yīng)用 92 生產(chǎn)方案及流程的確定 9 工業(yè)中生產(chǎn)聚四氟乙烯的常用方法 9 引發(fā)劑引發(fā)混合液聚合 10 熱引發(fā)本體聚合 12 生產(chǎn)方法的特點(diǎn) 12 引發(fā)劑引發(fā)混合液聚合 12 熱引發(fā)本體聚合 13 生產(chǎn)設(shè)備初探 13 常用的反應(yīng)器 13 換熱器 15 本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)方法及流程 16 生產(chǎn)聚四氟乙烯工藝流程示意圖 17 生產(chǎn)工藝流程 17 生產(chǎn)工藝流程的特點(diǎn) 183 物料衡算 18 蒸發(fā)器及附屬換熱器 20 蒸汽動(dòng)力壓縮機(jī) 21 干燥物料衡算 21 物料衡算匯總表 224 能量衡算 22 能量衡算說(shuō)明 22 蒸發(fā)器熱量衡算 23 蒸發(fā)熱量衡算說(shuō)明 23 蒸發(fā)熱量衡算計(jì)算簡(jiǎn)圖 23 設(shè)計(jì)計(jì)算的合理性討論 24 壓縮機(jī)膨脹能量衡算 25 壓縮機(jī)膨脹熱量衡算計(jì)算簡(jiǎn)圖 25 氣態(tài)四氟乙烯膨脹能量衡算 25 設(shè)計(jì)計(jì)算的合理性討論 26 流化床換熱器能量衡算 27 流化床換熱的有關(guān)說(shuō)明 27 產(chǎn)品的初步冷卻 27 產(chǎn)品的完全冷卻 27 列管式固定反應(yīng)器能量衡算 28 涼水塔的能量衡算 28 置換熱量衡算說(shuō)明 28 熱量衡算計(jì)算簡(jiǎn)圖 28 能量衡算 29 能量衡算匯總表 295 主要設(shè)備工藝計(jì)算 30 列管式固定床反應(yīng)器 30 工藝說(shuō)明 30 聚合反應(yīng)機(jī)理 33 反應(yīng)器的工藝計(jì)算 36 涼水塔 38 流化床干燥器 42 工藝說(shuō)明 42 物料和熱量衡算 44 流化速度的確定 47 流化床層底面積的計(jì)算 48 干燥器高度 49 干燥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 50 熱風(fēng)進(jìn)出口接管直徑的確定 51 臥式多室流化床干燥器設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果明細(xì) 526 附屬設(shè)備工藝的計(jì)算 54 蒸發(fā)器附屬換熱器及附屬離心泵 54 四氟乙烯液體儲(chǔ)罐 56 儲(chǔ)罐罐體計(jì)算 56 荷重計(jì)算 57 地腳螺恮和螺母 58 旋風(fēng)分離器 59 風(fēng)機(jī) 59 空氣加熱器 607 車(chē)間布置設(shè)計(jì) 611 緒論 概述 聚四氟乙烯性質(zhì)聚四氟乙烯（英文縮寫(xiě)為T(mén)eflon或[PTFE,F4]）：密度：– g/cm3。,被美譽(yù)為 “塑料王”，中文商品名“鐵氟龍”、“特氟隆”（teflon)、“特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。聚四氟乙烯在196～260℃的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能，全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。分述如下：　　耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。 　　耐腐蝕——對(duì)大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑，不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑（包括魔酸，即氟銻磺酸）以及強(qiáng)氧化劑的腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無(wú)變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴（／100g）。 　　高潤(rùn)滑——是固體材料中摩擦系數(shù)最低者；它的摩擦系數(shù)極小，僅為聚乙烯的1／5，這是全氟碳表面的重要特征。　　不粘附——是固體材料中最小的表面張力，不粘附任何物質(zhì)。 聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬(wàn)，高的達(dá)一千萬(wàn)以上，一般為數(shù)百萬(wàn)（聚合度在104數(shù)量級(jí)，而聚乙烯僅在103）。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。溫度低于19℃時(shí)，形成13／6螺旋；在19℃發(fā)生相變，分子稍微解開(kāi)，形成15／7螺旋。產(chǎn)品：聚四氟乙烯棒材、管料、板材、車(chē)削板材。英文縮寫(xiě)為PTFE。20世紀(jì)30年代末期發(fā)現(xiàn)，40年代投入工業(yè)生產(chǎn)。一般結(jié)晶度為90～95％，熔融溫度為327～342℃。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四氟乙烯的各種性能。 聚四氟乙烯用途及應(yīng)用前景目前PTFE微粉的制備與應(yīng)用已經(jīng)成為世界合成材料改性界的熱點(diǎn)話(huà)題。在合成材料方面，PTFE微粉可用作合成材料的改性劑。德國(guó)赫斯特公司將PTFE微粉聚氯乙烯／氯化聚乙烯(CPE)的摻混物進(jìn)行改性，主要采用將PTFE微粉加人CPE中混勻，然后再與PVC進(jìn)行摻混．這種改性PVC／CPE可以作為PVC硬質(zhì)材料使用；NTN公司利用直鏈型聚苯硫醚與碳纖維、PTFE微粉共混得到的摻混物具有理想的摩擦性能、熔體流動(dòng)性和磨耗性能，用該材料加工成型的密封件表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性；Kinyosha公司采用低分子量PTFE微粉對(duì)氟橡膠進(jìn)行改性后，作為滾筒不粘性涂層材料，有效地避免了以前氟橡膠難以摻混大量PTFE，而且分布難以均勻的缺陷；穴金公司開(kāi)發(fā)出具有棱一殼結(jié)構(gòu)構(gòu)成的平均半徑為0 05—1Nm的PTFE微粉粒子做防滴劑．可獲得阻燃性樹(shù)脂摻混物．該防燃劑微粒的芯部為高分子量PTFE微粉，而殼部為低分于量PTFE微粉．這種防滴劑防滴性能優(yōu)良．可用于易燃熱塑性樹(shù)脂中，可以獲得加工性能、脫膜性能、艫觀(guān)和阻燃件均優(yōu)良的材料。即使基礎(chǔ)油流失，PTFE微粉還能夠起到潤(rùn)滑劑的作用。加膠版印刷、膠版印刷、柔性印刷油墨。另外，當(dāng)PTFE微粉與聚乙烯醇蠟混合使用的時(shí)侯．可以明顯改善其耐摩攘性能；在涂料中加入PTFE微粉可以得到多種高性能的特殊涂料．滿(mǎn)足工業(yè)發(fā)展對(duì)涂料工業(yè)的需求．而且微粉添加量最高可以達(dá)到60％左右。加入PTFE微粉的涂料系列主要有聚酰、聚醚砜以及聚苯硫醚等，他們?cè)诮?00qC的高溫烘烤后．仍然表現(xiàn)極好的抗粘性，連續(xù)高溫使用，性能不去發(fā)生變化。此外，PTFE微粉還可以像墨、二硫化鉬一樣做干潤(rùn)滑劑．效果優(yōu)良，與丙烷和丁烷混合在一起可作為不粘和抗磨噴射劑、火箭添加劑等。有時(shí)還要加入一些共聚單體．得到水分散液，再進(jìn)行凝聚、干燥等．一般得到平均粒徑為48nm的微粉，常用的分散劑為全氟辛酸鹽．引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、乙烷等．鏈終止劑選用乙烷、氯仿等．加人的共聚單體主要為A氟丙烯等。F），允許驟冷驟熱，或冷熱交替操作。聚四氟乙烯密封件、墊圈、墊片. 聚四氟乙烯密封件、墊片、密封墊圈是選用懸浮聚合聚四氟乙烯樹(shù)脂模塑加工制成。 用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。分散液可用作各種材料的絕緣浸漬液和金屬、玻璃、陶器表面的防腐涂層等。此外，也可以用于抽絲，聚四氟乙烯纖維——氟綸（國(guó)外商品名為特氟綸）。聚四氟乙烯(PTFE)使用條件行業(yè) 包括化工、石化、煉油、氯堿、制酸、磷肥、制藥、農(nóng)藥、化纖、染化、焦化、煤氣、有機(jī)合成、有色冶煉、鋼鐵、原子能及高純產(chǎn)品生產(chǎn)（如離子膜電解），粘稠物料輸送與操作，衛(wèi)生要求高度嚴(yán)格的食品、飲料等加工生產(chǎn)部門(mén)。工業(yè)上的聚合反應(yīng)是在大量水存在下攪拌進(jìn)行的，用以分散反應(yīng)熱，并便于控制溫度。分散聚合須添加全氟型的表面活性劑，例如，全氟辛酸或其鹽類(lèi)。所以在高溫裂解時(shí)，聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯?？梢?jiàn)，聚四氟乙烯可在 260℃長(zhǎng)期使用。 世界聚四氟乙烯發(fā)展概況，其中西歐能力最大，日本次之，其余國(guó)家約1萬(wàn)噸。近年來(lái)世界PTFE樹(shù)脂的生產(chǎn)能力有所增長(zhǎng)，但各生產(chǎn)商更注意提高熱塑性氟樹(shù)脂(FEP、PEA等)的生產(chǎn)能力。它還在美國(guó)紐約州Qrageburg建立了美國(guó)總部和技術(shù)中心，目標(biāo)是占領(lǐng)美國(guó)30％的氟聚合物市場(chǎng)。 英國(guó)氟聚合物加工協(xié)會(huì)曾預(yù)測(cè)，19921997年世界PTFE需求將以平均每年5％的速度增長(zhǎng)，英國(guó)的生產(chǎn)能力為每年8000噸PTFE。據(jù)報(bào)道，1