【正文】 他條件和材料方面的產(chǎn)品做了很多研究工作，一在聚合轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步提高，縮短聚合周期，提高了生產(chǎn)效率，而且還開發(fā)了一系列性能，易于加工專用于聚氯乙烯樹脂，如：聚合樹脂，高的高（或超低）學(xué)位堆積密度樹脂，無(wú)表皮的樹脂，放射線性樹脂，固化性樹脂，耐熱性樹脂。范圍廣泛的不同的聚合方法來開發(fā)的生產(chǎn)線方向逐漸傾斜的懸浮聚合方法中，一些過去用來生產(chǎn)樹脂品種的其它方法通過懸浮聚合工藝技術(shù)已經(jīng)開始。 SPVC品種現(xiàn)在越來越普遍，越來越廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，除了通用樹脂，特殊用途專用于PVC樹脂制造商開發(fā)越來越多的關(guān)注，由于球形樹脂，高表觀密度建筑專用樹脂，消光樹脂，高（或超低）分子量樹脂已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)熱點(diǎn)。在最近幾年中，為了提高速度和聚合的效率，國(guó)外的研究中，以兩步懸浮聚合工藝技術(shù)的成功，通常是在控制為600左右的聚合度，增加了一些的第一步聚合前的單體的新的第二步驟繼續(xù)聚合。采用低溫聚合（如42~45℃），生產(chǎn)出高分子量的PVC樹脂。因懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)易于調(diào)節(jié)品種，生產(chǎn)過程易于控制，設(shè)備與運(yùn)行費(fèi)用低，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，因而成為諸多的生產(chǎn)工藝技術(shù)中最主要的生產(chǎn)方法。缺點(diǎn)是體系單體濃度小，聚合速率較慢而使生產(chǎn)效率下降；由于使用溶劑，對(duì)人體與環(huán)境都有污染；同時(shí)產(chǎn)物是聚合物溶液，必然涉及聚合物分離純化，溶液回收等后序，增加 成本；再者由于溶劑的鏈轉(zhuǎn)移作用，溶液聚合難以合成分子量較高的聚合物。前者時(shí)聚合物溶于所用溶劑，如丙烯腈于DMF中的聚合；后者時(shí)聚合物不溶于所用的溶劑，如丙烯腈于水中的聚合。 溶液聚合把單體與引發(fā)劑溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲?，于溶液狀態(tài)下進(jìn)行的聚合反應(yīng)稱溶液聚合。乳液聚合的優(yōu)點(diǎn)有：用水作分散介質(zhì)、傳熱、控溫容易；黏度與聚合物分子量及聚合物含量無(wú)關(guān)，化學(xué)反應(yīng)后期體系黏度仍然較低，有利于攪拌、傳熱與物料輸送，特別適合制備黏性大的橡膠類聚合物；由于特殊化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，導(dǎo)致聚合速率較快，產(chǎn)物分子量高，且不像其他聚合方法那樣，聚合速率與產(chǎn)物聚合度成反比規(guī)律的限制，能于提高聚合物分子量的同時(shí)又不犧牲聚合速率。而與同是液液非均相聚合的懸浮聚合比較，顯然都是將單體分散于水中，但兩者有明顯的區(qū)別：①懸浮聚合反應(yīng)于單體液滴中進(jìn)行，而乳液聚合則發(fā)生于乳化劑形成的膠束內(nèi)，后者的粒徑較前者小得多；②懸浮聚合使用油溶性引發(fā)劑，于單體相中分解，而乳液聚合使用水溶性引發(fā)劑，再水相中分解。 乳液聚合乳液聚合是非水溶性（或低水溶性）單體于乳化劑的攪拌作用下，于水中形成乳狀液而進(jìn)行的聚合反應(yīng)?？捎诘蜏叵骂A(yù)聚合，然后逐漸升高溫度進(jìn)行后聚合。因此會(huì)引起局部過熱或暴聚而影響最后的產(chǎn)物的質(zhì)量，如變色、產(chǎn)生氣泡、分子量分布寬等。另為，單體濃度高，聚合反應(yīng)速率較快、產(chǎn)率高。本體聚合的主要技術(shù)發(fā)展：一是連續(xù)聚合法，該技術(shù)僅于研究階段，因?yàn)榧夹g(shù)問題不易工業(yè)化；二是減輕或防止粘釜技術(shù)的研究，主要是釜壁涂布與添加助劑。主要缺點(diǎn)是分散劑易殘留于聚合物中，而使其純度與透明性降低。自從聚氯乙烯裝置問世以來，聚氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)技術(shù)于基礎(chǔ)理論與生產(chǎn)實(shí)踐上都取得了巨大進(jìn)步。表21 氯乙烯四種聚合方法的比較項(xiàng)目懸浮聚合本體聚合溶液聚合乳液聚合配方組成單體、引發(fā)劑、分散劑、水單體、引發(fā)劑單體、引發(fā)劑單體、引發(fā)劑、乳化劑、水聚合場(chǎng)所單體液滴內(nèi)本體內(nèi)溶液內(nèi)膠束與乳膠粒內(nèi)溫度控制容易困難容易容易聚合速率較大中等小大分子量控制較困難困難容易容易生產(chǎn)特征間歇生產(chǎn)間歇操作可連續(xù)生產(chǎn)可連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)物特性及主要用途適合于注塑或擠塑樹脂聚合物純凈、硬質(zhì)注塑品涂料、黏合劑涂料、黏合劑 懸浮聚合懸浮聚合是于分散劑存于下，借助攪拌把非水溶性單體分散成小液滴懸浮于水中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。第2章 工藝路線的確定 聚氯乙烯的聚合工藝技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)聚氯乙烯時(shí)，根據(jù)樹脂的用途，一般采用四種聚合方法：懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合（含微懸浮聚合）與溶液聚合。 完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)備選型、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，并對(duì)所選的設(shè)備進(jìn)行校核。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 確定生產(chǎn)8萬(wàn)噸PVC聚合工段生產(chǎn)工藝，繪制工藝流程框圖、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。做到了理論與實(shí)際結(jié)合，真正做到學(xué)有所用。因此，VCM的生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中占有重要的地位。在引發(fā)劑的作用下，易聚合成聚氯乙烯樹脂。目前PVC在建筑領(lǐng)域中的消費(fèi)量占總消費(fèi)量一半以上。加入一定額增塑劑后也可以制造柔軟的產(chǎn)品，如薄膜、片材、地板、電線電纜、涂層、合成革和其它消費(fèi)性產(chǎn)品。在世界PVC總產(chǎn)量中均聚物也占有大約90％的比例?？傊覈?guó)聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)以電石法為主，生產(chǎn)裝置模普遍偏小，聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)多通過外購(gòu)主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，上下游一體化的裝置較少，絕大多數(shù)企業(yè)不具備原料優(yōu)勢(shì)，因而原料價(jià)格的大幅度蕩將大大壓縮企業(yè)的盈利空間。從聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)分布看，由于資源條不一樣、的區(qū)差異，中國(guó)聚氯乙烯生產(chǎn)路明顯有不一樣的傾向性或的域性。1995～2005年，％％。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006年我聚氯乙烯產(chǎn)能達(dá)到1273萬(wàn)噸，同比增加30％。此外，2003年 中國(guó)對(duì)產(chǎn)自美國(guó)、韓國(guó)、日本、俄羅斯及 中國(guó)臺(tái)灣的區(qū)的產(chǎn)品實(shí)施反傾銷，國(guó)內(nèi)產(chǎn)企業(yè)也得到喘息機(jī)會(huì)。作為中國(guó)消費(fèi)最大的合成通用樹脂，近年來于化工、建筑、日用品等行業(yè)帶動(dòng)下，聚氯乙烯的市場(chǎng)需求與日俱增。 國(guó)內(nèi)狀況 中國(guó)聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)要集中于華北、西北與華東等的，廠家依附北方的資源優(yōu)勢(shì)，降低生產(chǎn)成本；但如今國(guó)內(nèi)聚氯乙烯下游制品企業(yè)主要集中于長(zhǎng)三、珠三角與渤海的區(qū)，供求的區(qū)域失衡使得運(yùn)輸成為聚氯乙烯行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。二是各種各種特殊材料的開發(fā)混合成分，使應(yīng)用程序更加經(jīng)濟(jì)合理。實(shí)踐證明，超大型釜有利于簡(jiǎn)化操作，減少輔助設(shè)備，降低氯乙烯排放，對(duì)增加生產(chǎn)強(qiáng)度、降低消耗、穩(wěn)定質(zhì)量起到作用。其中聚合釜是生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的最關(guān)鍵設(shè)備，國(guó)外于聚合釜的研究開發(fā)方面經(jīng)歷追求大型化到講究高效合理化的發(fā)展過程。追求新技術(shù)一直是聚氯乙烯領(lǐng)域的長(zhǎng)期目標(biāo)。日本與韓國(guó)也經(jīng)過關(guān)停并轉(zhuǎn)，再度優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。面對(duì)市場(chǎng)蕭條形勢(shì)，歐美關(guān)閉了不少舊的生產(chǎn)裝置，采取更新設(shè)備與新建具有先進(jìn)水平的大型聚氯乙烯裝置措施。如今，世界上采用乳液聚合生產(chǎn)的樹脂，占據(jù)氯乙烯樹脂生產(chǎn)總量的10%；采用微懸浮聚合生產(chǎn)的樹脂，占據(jù)氯乙烯樹脂生產(chǎn)總量的4%。普朗克公司于乳液聚合與懸浮聚合的基礎(chǔ)上開發(fā) 微懸浮聚合（MSP1）工藝技術(shù)；1974年開發(fā)了種子微懸浮聚合（MSP2）工藝技術(shù)，然后又于1974年開發(fā)了種子微懸浮聚合（MSP3）工藝技術(shù)。聚氯乙烯樹脂是于1931年由德國(guó)法本公司采用乳液聚合工藝技術(shù)首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的，隨著加工工藝技術(shù)的不斷進(jìn)展，對(duì)產(chǎn)品的性能要求越來越高，特別是糊樹脂得到廣泛的應(yīng)用后，世界各國(guó)對(duì)聚氯乙烯糊樹脂的生產(chǎn)工藝技術(shù)不斷進(jìn)行改進(jìn)。聚氯乙烯由在于大分子結(jié)構(gòu)中引入了氯原子，使其于許多物化性能及機(jī)械性能（如透明性、耐析性、難燃性、耐腐蝕性）及力學(xué)性能等方面優(yōu)于聚烯烴，成為當(dāng)今價(jià)廉物美的通用樹脂品種。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 2 第1章 緒論 概述聚氯乙烯（PVC）籠統(tǒng)指的是具有重復(fù)單元的氯乙烯均聚物與具有少量其他共聚單體（如乙酸乙烯酯、偏氯乙烯等）的共聚物。工藝流程簡(jiǎn)圖 13 工藝流程簡(jiǎn)述及原輔料 15 工藝流程簡(jiǎn)述 15 生產(chǎn)用原輔料 15 產(chǎn)品介紹 19 本章小結(jié) 19第3章 工藝計(jì)算 20 計(jì)算依據(jù) 20 物料衡算 20 聚合釜 20 離心機(jī) 23 沸騰床 24 熱量衡算 25 聚合釜 25 沸騰床 28 本章小結(jié) 34第4章 主要設(shè)備的選擇 35 聚合釜 35 離心機(jī) 35 干燥器 36 袋式除塵器 36第5章 廠區(qū)選址及本文附件 38 選址 38 本文附件 40 外文文獻(xiàn)翻譯及原文 40 廠區(qū)總平面布置圖 40 帶控制點(diǎn)工藝流程圖 40 設(shè)備平面布置圖 40結(jié)論 41致謝 42參考文獻(xiàn) 43附錄A 45附錄B 50第1章 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 1 第2章 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。 12 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文年產(chǎn)8萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合車間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 2目錄 4第1章 緒論 6 概述 6 國(guó)內(nèi)外聚氯乙烯市場(chǎng)供需狀況及發(fā)展趨勢(shì) 6 國(guó)外狀況 6 國(guó)內(nèi)狀況 7 設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容 8 設(shè)計(jì)目的 8 設(shè)計(jì)內(nèi)容 8第2章 工藝路線的確定 9 聚氯乙烯的聚合工藝技術(shù) 9 懸浮聚合 9 本體聚合 9 乳液聚合 10 溶液聚合 10 工藝技術(shù)的確定 11 懸浮聚合生產(chǎn)工藝技術(shù) 11 自由基聚合機(jī)理在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。這一術(shù)語(yǔ)不僅指的是聚合物本身，還包括這些樹脂與助劑（如穩(wěn)定劑、增塑劑及填料）組成的配混物以及采用多種各樣的加工方法所加工成的多種各樣的最后的制品。由于60年代完成從經(jīng)典的電石乙炔法向石油乙烯二步氧氯化法工藝技術(shù)路線的轉(zhuǎn)換；以及裝置趨于大型化及自動(dòng)化；聚氯乙烯加工技術(shù)（主要是穩(wěn)定劑等助劑）及設(shè)備的開發(fā)，使聚氯乙烯（主要是均聚物）于建材等硬制品方面開拓了廣闊的市場(chǎng)，促進(jìn)了聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展，使其成為在氯堿工業(yè)中優(yōu)先考慮用來平衡氯氣的產(chǎn)品。1936年，德國(guó)布納于乳液聚合的基礎(chǔ)上開發(fā) 連續(xù)乳液聚合工藝技術(shù)；1966年，法國(guó)羅納1986年，美國(guó)西方石油公司又于乳液聚合與微懸浮聚合的基礎(chǔ)上開發(fā) 混合聚合的生產(chǎn)工藝技術(shù)。 國(guó)內(nèi)外聚氯乙烯市場(chǎng)供需狀況及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外狀況世界聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)為：調(diào)整機(jī)構(gòu)，組建大型公司或跨國(guó)公司，開展多種經(jīng)營(yíng)，向規(guī)模經(jīng)濟(jì)要效益。據(jù)介紹，新建裝置規(guī)模大，消耗低，生產(chǎn)成本舊裝置降低40％。使聚氯乙烯產(chǎn)品供需更加平衡，避免無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，提高整個(gè)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益。多年來，聚氯乙烯工藝技術(shù)過程變化不大，盡管原油價(jià)格不斷飆升，但由于不斷的提高生產(chǎn)裝備水平與操作控制水平，實(shí)施計(jì)算自動(dòng)化控制，向生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量要效益，大幅度降低能耗、原材料消耗，從而降低成本,使生產(chǎn)仍然有利可圖。日本于20世紀(jì)40年代使用1～4M3聚合釜，50年代使用10～20M3,60年代使用30～50M3，70年代開始發(fā)展大型聚合釜，一般為60～80M3，大的有130～200M3；美國(guó)從11M3發(fā)展到90～180M3，而德國(guó)有200M3聚合釜。具體措施：一是完善和同源物種水平上，以聚合延長(zhǎng)高或低的程度。第三，為滿足市場(chǎng)需求，不斷推出的PVC新品種改良如此普遍，以產(chǎn)品開發(fā)，工程或功能的性能。在如今國(guó)內(nèi)運(yùn)力遍緊張與運(yùn)費(fèi)上調(diào)的情況下，如何解決物流問題將于很大程度上影聚氯乙烯企業(yè)的發(fā)展。受利益驅(qū)動(dòng)，各的紛紛上馬聚氯乙烯生產(chǎn)項(xiàng)目。截至2005年底， 中國(guó)聚氯乙生產(chǎn)能力與產(chǎn)量均僅次于美國(guó)而居世界第二，而消費(fèi)量則超過美國(guó)位居世界之首。 中國(guó)聚氯乙烯工業(yè)化生產(chǎn)已有進(jìn)50年的歷史，近10年隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增加以建筑業(yè)與聚氯乙烯加工業(yè)對(duì)聚氯乙烯消費(fèi)的大幅度拉動(dòng)，國(guó)內(nèi)聚氯乙烯工業(yè)有 相當(dāng)大的發(fā)展。截至2006年底，中國(guó)聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)80多家，生產(chǎn)能力達(dá)1273萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量824萬(wàn)噸，全國(guó)聚氯烯生產(chǎn)廠平均規(guī)模超過12萬(wàn)噸/年。石化系統(tǒng)及相關(guān)企業(yè)與合資企業(yè)的聚氯乙烯生產(chǎn)全部采用乙烯法，華北、華東的區(qū)沿海沿江企業(yè)的聚氯乙烯生產(chǎn)采用乙烯或電石法；而西部、中部的區(qū)則全部采用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯。 設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容 設(shè)計(jì)目的PVC是由液態(tài)的氯乙烯單體經(jīng)懸浮聚合而成，其中懸浮工藝大約占91％的比例。PVC是應(yīng)用最廣泛的樹脂，可以生產(chǎn)強(qiáng)度和硬度大的硬質(zhì)制品，如管材和管件、包裝片材和門窗等。現(xiàn)在硬質(zhì)制品目前約占PVC總消費(fèi)量的66~70％，往后PVC消量進(jìn)一步增長(zhǎng)的領(lǐng)域主要是在硬質(zhì)制品應(yīng)用領(lǐng)域。氯乙烯是PVC聚合的單體，是聚氯乙烯的基本原料。氯乙烯也會(huì)和其它不飽和的化合物發(fā)生共聚，生成高聚物，這些高聚物可在工業(yè)上和日用品生產(chǎn)上具有廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出8萬(wàn)噸PVC單體的工藝流程。在次設(shè)計(jì)過程中豐富了自我，也對(duì)VCM生產(chǎn)有了詳細(xì)的了解。 完成年產(chǎn)8萬(wàn)噸PVC聚合工段的部分工藝計(jì)算，根據(jù)工藝計(jì)算確定部分生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格。 完成生產(chǎn)車間的設(shè)備布置圖，根據(jù)車間的大小設(shè)計(jì)出整個(gè)PVC聚合的廠區(qū)布置圖。氯乙烯四種聚合方法的比較見表21。懸浮聚合是一種成熟的工藝技術(shù)，通常情況下，懸浮聚合過程中加入到聚合反應(yīng)器和去離子水的懸浮液中，加入聚合引發(fā)劑的密封容器中，空氣和真空除去溶解在該材料中的氯乙烯單體的高壓釜中，升溫的氧后，然后加入并攪拌聚合反應(yīng)是不完整的單體提取，對(duì)漿料進(jìn)行汽提，分離。凡能進(jìn)行本體聚合的單體一般多可進(jìn)行懸浮聚合，此法的優(yōu)點(diǎn)是水做分散介質(zhì)，無(wú)毒安全，散熱好，溫度易控制；由于產(chǎn)物是珠狀或粉狀的固體微粒，分離、干燥等后處理方便，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。 本體聚合本體聚合是單體本身于不加溶劑與分散介質(zhì)（通常為水）的條件下，由少量引發(fā)劑光、熱、輻射的作用下進(jìn)行的聚合反應(yīng)。本體聚合的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，有利于制備透明與電性能好的產(chǎn)品，聚合設(shè)備也較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是聚合體系由于無(wú)溶劑存于而黏度大，自加速現(xiàn)象顯著，聚合熱不易導(dǎo)出，體現(xiàn)溫度難以控制。為 解決聚合熱的導(dǎo)出問題，實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)上往往采用分段聚合工藝技術(shù)，即分預(yù)聚合與后聚合兩段進(jìn)行。也可相反，先于較高溫度下預(yù)聚合，控制轉(zhuǎn)化率于一定范圍內(nèi)，然后于迅速冷卻，再較低溫度下緩慢聚合（后聚合）。顯然它不一樣于本體與溶液聚合，屬于液液非均相聚合體系。因此乳液聚合有其獨(dú)特的化學(xué)反應(yīng)歷程，機(jī)理較其他聚合方法復(fù)雜得多，控制因素也不一樣。缺點(diǎn)是產(chǎn)物含乳化劑而純度差，除涂料、粘合劑等直接使用乳液的場(chǎng)合，需經(jīng)破乳、洗滌、干燥等后工序，增加生產(chǎn)成本。這種方法也可分為均相與非均相（沉