【正文】 淀）聚合。與本體聚合相比，此法的優(yōu)點是溶劑可作為傳熱介質，有利于聚合熱的導出，溫度容易控制；體系黏度低，自加速現(xiàn)象較弱，同時也有利于物料輸送；體系中聚合物濃度被溶劑稀釋而變小，向聚合物鏈轉移生成支化或交聯(lián)產物的概率大大降低。 工藝技術的確定 懸浮聚合生產工藝技術本設計選取懸浮法生產PVC。技術特征：懸浮聚合，以產生聚氯乙烯樹脂技術中一般是在水之后進行清理的過程中被加入到聚合反應器和助懸劑，抗氧化劑，氯乙烯單體，然后攪拌的去離子水，使單分散成小的液滴，液滴加入到保護性膠體以穩(wěn)定并添加至單體可溶的引發(fā)劑或引發(fā)劑乳液保持在化學反應過程中的化學穩(wěn)定性，反應速度，聚合溫度，一般的聚合溫度為45~ 70℃。當使用高溫聚合物聚（通常62~71℃），可產生低分子量（或超低分子量）氯乙烯樹脂。使用兩階段的聚合來聚合到顯著縮短周期，以產生具有良好的的面能量，性能和凝膠成型方式的機械強度的樹脂的優(yōu)點。懸浮法PVC的發(fā)展趨勢：當工業(yè)生產PVC，懸浮產量最大，吊銷生產設備，在資本和產品投資少的優(yōu)點成本較低。由于乳液聚合工業(yè)化，歐洲，日本，連續(xù)懸浮聚合工藝技術方面進行了大量的研究工作，目前工業(yè)生產還沒有，但一個持續(xù)的過程設備，成本低，效率高，技術含量低的問題，已經引起了國家研究中心關注的制造商?？梢姡S多種類的開發(fā)了特殊的材料是懸浮聚合樹脂發(fā)展的標志，提高產品性能，開發(fā)新的地球應用的重要工具。氯乙烯懸浮聚合的化學反應，屬于自由基連鎖加聚化學反應，它的化學反應一般由鏈引發(fā)，鏈增加，鏈終止，鏈轉移及基元化學反應組成。引發(fā)：過氧化物的引發(fā)劑受熱后過氧鏈斷裂生成兩個自由基:初級自由基與VCM形成單體自由基。鏈增加鏈終止：有偶合終止終止終止和歧化。偶合終止：兩個活性大分子自由基相遇時，兩個自由基頭部獨立電子對配對形共價鍵所形成的飽與大分子叫偶合終止。歧化終止有時活性大分子自由基與金屬器壁中的自由電子結合而終止，即形成粘釜。鏈轉移：于氯乙烯聚合反應中，大分子自由基可以從單體，溶劑，一個氯原子或氫原子而終止，失去原子的分子將為自由基，引發(fā)劑或大分子上奪取繼進行新的鏈增加化學反應。鏈化學反應動力學來看，根據(jù)轉化率可分為三階段：聚合反應發(fā)生于單體相中，由于所產生的聚合物數(shù)量甚少，化學反應速度服從典型的動力學方程，聚合反應速度與發(fā)劑用量的平方根成正比，當聚合物的生產量增加后，則聚合速度由于kt降低而發(fā)生偏差。 轉化率5%～65%階段。之所以之間在大分子自由基增加主鏈終止反應，在粘性聚合物單體的凝膠相中顯著降低擴散速度，從而減緩鏈終止時，聚合速度快，顯示自動加速的現(xiàn)象。65％以上的轉化率，基本上無氯乙烯消失，在高壓釜中的壓力開始下降，然后在聚合反應發(fā)生在聚合物凝膠相，由于殘余氯乙烯逐漸消耗，快速的高粘度凝膠相得，因此，聚合速率不斷增加，大后逐漸降低到最大。關于氯化懸浮聚合過程中不被結構化為產生多孔的理論解釋，即在造粒過程分為兩部分。 在反應器中的液體的氯乙烯單體在劇烈攪拌下用分散劑的聚合作用，被粉碎到分散在水相30?40μm的液滴的平均直徑，吸附在單個珠子和體液相得水界面的分散劑。此時的單體的約4％至5％的轉化率。在100?180μm，直徑大小的商品牌號其特定的范圍，這取決于使用的PVC樹脂的生產，分散劑的類型，與初始階段的化學反應，攪拌速度的量和范圍的最終產品其它參數(shù)。由于樹脂的化學反應，在增塑劑，增塑劑，因此難以被淘汰的困難和緩慢吸收除去殘留單體的端部的孔隙率。用于生產在150?180μm范圍內請求的剛性的產品。這個數(shù)據(jù)可以不是絕對的，因為工廠是不相同的生產條件，以改變不同。圖22 聚氯乙烯生產工藝流程簡圖 工藝流程簡述及原輔料 工藝流程簡述單體：VCM單體由單體生產部門生產并凈化處理后，本罐區(qū)預儲存。新鮮單體和回收單體都是用來進行聚合加料，二者的配比是可調整的，但通?？刂?∶1。單體分別由加料泵從新鮮單體貯槽和回收單體貯槽中抽出，經過過濾，打入聚合釜中。軟水由三組泵進行輸送，經過泵或預熱器后分為各種不同壓力，不同溫度的軟水，分別為裝置提供密封水，沖洗水，注入水和加料水。聚合：本聚合裝置主要以70m3古德里奇釜生產技術及入料工藝，并由DSC控制系統(tǒng)對本裝置生產全過程進行操作及自動控制。2) 開始加水。4) 切換到加新鮮VCM。6) 如果需要，用溫度平衡方法延遲配方分散劑加入時間，以保證VCM在水相中形成液滴。 8) 如果需要，用溫度平衡方法延遲配方引發(fā)劑的加料時間，以保證分散劑充分分散，液滴保護良好。反應，出料。離心母液去母液回收系統(tǒng)。產品經過檢驗合格后，包裝入庫。臨界溫度為142℃，（），稍加壓力就可以得到液體氯乙烯。mL1溫度，℃密度，gg1溫 度, ℃比 容，mLg1溫 度, ℃ 潛 熱，J氯原子與雙鍵，能進行的化學化學反應很多。(1)有關氯原子的化學反應與苛性鈉共熱時，脫掉氯化氫生成乙炔：CH2=CHCl+NaOH→CH≡CH+NaCl+H2O(2)有關雙鍵的化學反應①與氯化氫加成生成二氯乙烷：CH2=CHCl+HCl→CH2Cl—CH2Cl②紫外線照射下能與硫化氫加成生成2氯乙硫醇：CH2=CHCl+H2S→HSCH2—CH2Cl③乙烯通過聚合反應可生成聚氯乙烯： n CH2=CHCl→ [CH2=CHCl]n 脫離子水：1質量要求：pH值：～ 總硬度：＜5ppm氯根: ＜10ppm 電導率：＜106 s甚至影響制品的顏色與熱穩(wěn)定等問題。⑵pH值影響：若水相的pH值過低，會破壞乳化劑的作用，造成膠乳顆粒凝聚，促使聚合體系不穩(wěn)定，此外pH值過低，也會造成粘釜加重，并影響引發(fā)劑分解，造成延長聚合時間。⑶水相與氯乙烯單體油相之比。：1，：1。：：1。當其他條件相同時，增加單體就是增大顆粒大小。％的聚乙烯醇和72％的聚乙烯醇。 聚乙烯醇：是一種高分子聚合物，無臭、無毒，外觀為白色或微黃色絮狀、片狀或粉末狀的固體?！ゞ）g 聚乙烯醇具有良好的化學穩(wěn)定性和絕緣性，成膜性。kg1就有顯著效果，使用時以十倍左右的軟水稀釋，自聚合釜或出料槽的加料罐借用高壓水加入。 調節(jié)劑：聚合分子量調節(jié)劑 采用ɑ巰基乙醇，其相關參數(shù)如下：分子式HOC2H4SH(C2H6OS)；于相同局與溫度下，PVC的粘度主要取決于調節(jié)劑的用量，根據(jù)下式：C≤% （C為調節(jié)劑用量）+（n0n） （n為目標樹脂粘度）T=℃時：lgn0=1400/273+可知n0=（n0為理論粘度） 緩沖劑：采用碳酸氫銨為緩沖劑，質量標準GB35592001。引發(fā)劑：過氧化二碳酸（2－乙基己基）酯本品為無色透明液體，EHP活性氧≥%，NaCl含量≤%；。含量為46%的EHP溶液的半衰期為40℃，；50℃，；受熱或見光易分解，儲運溫度＜－15℃，時間少于3個月。 終止劑：化學反應結束的后殘余的自由基與引發(fā)劑殘留于樹脂內,需要消除它們,本設計的終止劑為丙酮縮氨基硫脲。 涂釜劑：本設計選用聚氯乙烯防粘釜劑KLD520KLD520防粘釜劑是我國引進先進技術生產的新型高效防粘釜劑，可有效解決聚氯乙烯生產過程的粘釜問題。 主要特點：防粘效果顯著持久。不清釜周期達100300次。在釜內消耗后進入PVC分子內無色。 產品介紹聚氯乙烯是如今世界上僅次于聚乙烯的第二大塑料品種。m3。聚氯乙烯還具有很低的透霧、透氣與透水汽率。由于聚氯乙烯是典型的粘彈性聚合物，溫度、應力及其作用方式、作用時間等均能影響這些熱物理性能的數(shù)值，但加工成型過程、溫度、應力及其作用方式對聚氯乙烯彈性模量、形變值與流變行為的影響則是最基本與最重要的。玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉變與高彈態(tài)向黏流態(tài)的轉變化學反應 聚氯乙烯大分子的熱運動由局部的鏈段運動發(fā)展為整個大分子的運動。 通常，聚氯乙烯的比容、比熱容、熱導率與線膨脹系數(shù)均隨溫度升高而緩緩提高，但當溫度升到玻璃劃溫度由于聚氯乙烯大分子鏈中鏈段運動得以實現(xiàn)，轉變松弛作用的發(fā)展，于玻璃劃溫度以上溫度是上述熱物理性能均能隨溫度升高有較快的增加。聚氯乙烯的主要特點是耐腐蝕性、阻燃、電絕緣性好，力學強度較高，其缺點是熱穩(wěn)定性差，受熱易脫除氯化氫，因此加工時要加入脂肪酸的金屬鹽等作為穩(wěn)定劑。從柔軟的薄膜、人造革、軟管到硬質的板材、管材及容器等。第3章 工藝計算 計算依據(jù)根據(jù)聚合、干燥等工藝流程圖，進行物料衡算與能量的衡算。聚氯乙烯產量取的5000㎏ 物料衡算年產8萬噸聚氯乙烯。 m2 h1℃1擋板傳熱系數(shù)K擋板=945Kcalcm3 ρ50℃=m3水的密度ρ50℃=m3用內差法求出57℃時水的密度：ρ57℃=（1400）=由已知注入水溫20℃，此時ρ水20℃=h1同理可計擋板傳熱量Q擋=F擋Δtm擋K擋Δtm擋=[(588)(5816)]/ln[(588)(5816)]=46℃Q擋=9451846=105kcalkg1kg1kg1kg1kg1Q總/Qmax=366/（+） =④ 引發(fā)劑用量引發(fā)劑用量 Nr=N0(1[I]/[I0])=N0()N0=Nr/（）引發(fā)劑的理論消耗量取Nr=（2）計算出料中PVC量：=㎏h1設出料含水x㎏h1排出水、助劑的量：＋－=h1損失PVC的量：－=426㎏h1， VCM y㎏h1 y=㎏h1回收VCM：=h1出料量，㎏(λm/T)(NPr)b(λm/T)N(Cpm式中：A= a= b= c= 懸浮液的密度：懸浮體系各組分體積如下：（轉化率為70%）脫鹽水： m3注入水量：△v=cw/ρ1ρ2(ρ1ρ2)= 70%() 247。m3 VCM：x2= ρ2= kgm3ρm=∑xiρi=++1400=[2λc+λd2φd(λcλd)]/[ 2λc+λd+φd(λcλd)]式中：λc，λd分別為連續(xù)相與分散相的導熱系數(shù)，φd為分散相體積分率轉化率達70%的氯乙烯懸浮聚合體系，有機粒子本身可看作聚氯乙烯分散于氯乙烯中的懸浮體系，再由有機粒子于水中構成總的懸浮體系。ρVCM（ρVCM/M）1/3其中：ρVCM=kg1(h℃)1λPVC分= Kcal m(h℃)1有機粒子分散于水中的λm:λ水50℃=102W(M℃)1內差法得λ水57℃= W(h℃)1λm=[2+(+)()] /[2++(+) ()] = Kcal mkg1kg1℃1 C水60℃= kJ℃1內差法得：C水57℃= kJ kg1kg1kg1s μ水60℃=103mPasμm=（1+∮s）μ/（1∮s）4=[1+(+)] 103/[1(+)]4=103mPas μ水10℃=103mPasμm=（1+∮s）μ/（1∮s）4 =[1+(+)] 103/[1(+)]4 =103mPa(λm/T)N(Cpm(h℃)1(2) 釡外壁給熱系數(shù)α0的計算α0=(Deρ/μ)μ(1+ De/Rj)式中：De：螺槽的當量直徑； Rj：夾套的曲率半徑； ω：冷卻水于夾套中的流速① 夾套冷卻水流速ω的計算Q夾=K夾△tm =51080=106 KcalCpkg1kg1kg1kg1△t=106/（127） =106 Kcalm3冷卻水的體積流量為：Q=106/= m3s1② 螺槽的當量直徑De的計算De=4液體流過的面積/液體潤濕周邊 =4()2/2/2（+）=夾套的曲率半徑RjRj=2++（+）=③ 冷卻水的Cp，λ，μ值℃= Kcal℃1 ℃=103mPa(m℃)1 λ10℃=102w(h℃)1釡外壁給熱系數(shù)α0α0=(102/)[ (103103)][3600103103/ （102）](1+) = Kcal m(h℃)1不銹鋼層： δ2=3mm λ2=15 Kcal m(h℃)1水垢厚： δ4≤ λ4= Kcal mm2(h℃)1＞510 Kcal m2(h℃)1是可行的 沸騰床(1) 內熱式沸騰床物料平衡示意圖見圖33 圖33 內熱式沸騰床(2) 已知相關數(shù)據(jù)濕物料進口溫度：θ1=50℃（含水25% ）產品PVC出口溫度：θ3=40℃（% ）濕物料于第Ⅴ室的出口溫度：θ2=55℃熱風的入口溫度：t1=85℃熱風經沸騰床Ⅰ到Ⅴ室出第Ⅴ室溫度：t2=60℃第Ⅵ室冷風溫度：冬天：進口15℃ 出口：0℃ 夏天：進口20℃ 出口：35℃熱水入口溫度：90℃，經Ⅰ到Ⅴ室出口溫度：80℃其中：熱空氣提供的熱量是干燥所需總熱量的的15% 熱水提供的熱量是干燥所需總熱量的的85% 冷風用量占熱風用量的1/5（體積流量） 第Ⅵ室通冷卻水進口溫度：20℃ 出口溫度：30℃ 單位面積的風量是相等的 PVC絕干物料進料為：h1 共計：+=（ω1ω2）/（1ω2）式中：G1：濕物料進沸騰床流量 G1=h1因