【正文】 technical norms and the use, and PVC production basic technical process。s polyvinylchloride industry emerged in the 1950s, which maitans unceasing growth , not only strengthened our country39。文章最后對(duì)自控部分、工廠(chǎng)關(guān)于聚氯乙烯車(chē)間的環(huán)境保護(hù)做了簡(jiǎn)要介紹。本設(shè)計(jì)闡述了 PVC 在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用及未來(lái)工業(yè)展望，生產(chǎn)方法的評(píng)述和選擇及 PVC 生產(chǎn)的基本工藝流程。雖然筆者在本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行了大量而認(rèn)真的篩選、組織和整理工作，但是由于筆者的知識(shí)有限，書(shū)中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師及時(shí)提出、指正，不勝感激。 本說(shuō)明書(shū)主要 參考 濟(jì)寧中銀電化廠(chǎng) PVC 生產(chǎn)車(chē)間的工藝流程，相關(guān)數(shù)據(jù)也從該廠(chǎng)取得，附帶的工藝流程圖也是依據(jù)該廠(chǎng)的工藝流程圖。第二部分是工藝計(jì)算，包括物料衡算、熱量衡算和設(shè)備的計(jì)算和選型。本說(shuō)明書(shū)由三大部分組成。為本說(shuō)明書(shū)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備了豐富的資料。 廣西 科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 課題名稱(chēng) 年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 PVC產(chǎn)品精制工段工藝設(shè)計(jì) Topic name With an annual output of 30,000 tons of refined section process design of PVC products 學(xué) 院 生物與化學(xué)工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班 級(jí) 化工 092 學(xué) 號(hào) 20xx00601059 姓 名 韋輝挺 指導(dǎo)教師 姚志湘（教授） 20xx 年 5 月 18 日 緒論 通過(guò)對(duì)高分子材料相關(guān)書(shū)籍的搜集和學(xué)習(xí)，筆者熟悉了關(guān)于聚氯乙烯（ PVC）的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝，并初步了解了 PVC 的發(fā)展和用途。這學(xué)年，在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍 等途徑，我搜集了大量相關(guān)資料，并進(jìn)行了認(rèn)真的整理與組織工作。 在參閱了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)步驟及程序，編制了本說(shuō)明書(shū)。第一部分是總論 ，包括原料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途 ， PVC的發(fā)展概況、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用、未來(lái)工業(yè)展望，生產(chǎn)方法的評(píng)述和選擇，工藝方案的確定和主要設(shè)備的選型，原料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途， PVC 工藝流程敘述。第三部分為自控部分，對(duì)流程設(shè)備改 進(jìn)建議，以及環(huán)境保護(hù)措施的介紹。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的熱心幫助和指導(dǎo)，在此謹(jǐn)表感謝。 摘要 中國(guó)的聚氯乙烯工業(yè)興起于 20 世紀(jì) 50 年代，不斷的成長(zhǎng)壯大，產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，技術(shù)日益進(jìn)步，氯乙烯工業(yè)的發(fā)展不但增強(qiáng)了 我國(guó)的綜合國(guó)力，更從實(shí)際中豐富了人們的生活。并重點(diǎn)對(duì) 30000/年 PVC 生產(chǎn)的精餾階段進(jìn)行相關(guān)的工藝計(jì)算，其中主要包括物料衡算、熱量衡算和設(shè)備的計(jì)算和選型，設(shè)備計(jì)算選擇了高沸塔的相關(guān)計(jì)算。 關(guān)鍵詞： 30000 噸 /年 聚氯乙烯（ PVC） 精餾 高沸塔 Abstract China39。s prehensive status, but aslo has enriched people39。 It emphatically carries on the related process design to 30000 ton/year PVC production39。s putation and the shaping. Ihe equipment putation has chosen the related putation of the high boiling point tower. The article has made a brief introduction of the automatic control and the environmental protection of the polyvinylchloride workshop39。℃ ) 熱導(dǎo)率： (m溶于酮類(lèi)、脂類(lèi)和氯烴類(lèi)溶劑。不易被酸、堿腐蝕 。透明度勝于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象 。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃ 開(kāi)始分解變色，并析出 HCI。 危 害 ： 聚氯乙烯是經(jīng)常使用的一種塑料，是由聚氯乙烯樹(shù)脂、增塑劑和防老劑組成的樹(shù)脂，本身并無(wú)毒性。含鉛鹽防老劑的聚氯乙烯 (PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶劑接觸會(huì)析出鉛。另外，聚氯乙烯塑料制品在較高溫度下，如 50 度左右就會(huì)慢慢地分解出氯化氫氣體， 此 氣體對(duì)人體有害，因此聚氯乙烯制品不宜作為食品的包裝物。在制造、使用及廢棄處理時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生大量的二惡英、鹵氫酸、鉛等有害物質(zhì)； PVC材料燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生很大的濃煙，并產(chǎn) 生有害的 HCL氣體；而且大部分 PVC材料中含有 Pb（鉛）、 Cd（鎘）等（用作電纜穩(wěn)定劑）多種有害重金屬，會(huì)對(duì)人體健康造成一定的危害；焚燒或掩埋后，會(huì)造成對(duì)土壤和水源的污染。 主要用途：用作塑料原料及用于有機(jī)合成，也用作冷凍劑等。輕度中毒時(shí)病人出現(xiàn)眩暈、胸悶、嗜睡步態(tài)蹣跚等；嚴(yán)重中毒可發(fā)生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。 慢性中毒 時(shí) 表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征、肝腫大、 肝功能異常、消化功能障礙、雷諾氏現(xiàn)象及肢端溶骨癥。 本品為致癌物，可致肝血管肉瘤。 燃爆危險(xiǎn)：本品易燃，為致癌物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。滅火方法：切斷氣源。噴水冷卻容器，可能的話(huà)將容器從火場(chǎng) 移至空曠處。 產(chǎn)品用途 聚氯乙烯 聚氯乙烯是用途最廣泛的通用 塑料 之一。聚氯乙烯容易加工，可通過(guò)模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工。 PVC 具有很好的隔水性，所以被廣泛用于制造水管，浴簾；此外 PVC 具有阻燃性能，因?yàn)樵谌紵龝r(shí)， PVC 會(huì)釋放出抑制燃燒的氯原子。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃開(kāi)始分解變色，并析出 HCI。工業(yè)聚氯乙烯重均相對(duì)分子質(zhì)量在 萬(wàn)范圍內(nèi)，相應(yīng)的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為 萬(wàn)。硬質(zhì)聚氯乙烯可以用 增強(qiáng)材料 (1)化工 設(shè)備 ：管道、貯槽、反應(yīng)器及反應(yīng)器襯里、煙囪、鼓風(fēng)機(jī)、泵及閥門(mén)。 (3)電子電器：電線(xiàn)電纜絕緣層、電線(xiàn)套管、電池套管、槽 線(xiàn)盒等。 (5)汽 車(chē)：內(nèi)飾件及各種部件的表皮套等、汽車(chē)儀表電線(xiàn)絕緣層及護(hù)套、護(hù)管。 (7)玩具 氯乙烯 塑料工 業(yè)的重要原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂。也可用作冷凍劑等 。 生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 聚氯乙烯（ PVC）是五大熱塑性合成樹(shù)脂之一，塑料制品是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的品種之一。近年來(lái)，盡管在發(fā)達(dá)國(guó)家受到來(lái)自環(huán)保等多方面的壓力，但世界對(duì)的總需求量仍出現(xiàn)穩(wěn)定的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。盡管目前世界對(duì) PVC 的生產(chǎn)和使用存在許多爭(zhēng)議，特別在歐洲，對(duì) PVC 生產(chǎn)和制品的環(huán)保制約政策越來(lái)越嚴(yán)厲，但由于性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低廉，仍具有較強(qiáng)的活力 ，特別在塑料門(mén)窗、塑料管道等建材領(lǐng)域。此后全國(guó)各地的 PVC 裝置相繼建成投產(chǎn)，到目前為止，我國(guó)有 PVC 樹(shù)脂生產(chǎn)企業(yè) 80 余家，遍布全國(guó) 29 個(gè)省、市、自治區(qū)，總生產(chǎn)能力達(dá) 220 萬(wàn)噸／年。其中懸浮法 PVC(SPVC)樹(shù)脂產(chǎn)量最高， 占 80％， 5 其次是乳液法 PVC(EPVC)，本體法 PVC(MPVC)。目前，生產(chǎn) PVC 樹(shù)脂主要采用懸浮法，少量采用乳液法及 本體法。北京化工二廠(chǎng)、錦西化工廠(chǎng)、福州化工二廠(chǎng)引進(jìn)美國(guó) B． F 古德里奇公司懸浮法 PVC 樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)高型號(hào)樹(shù)脂，其它還有引進(jìn)美國(guó)西方化學(xué)公司的高型號(hào)樹(shù)脂和釜式汽提技術(shù)及設(shè)備，法國(guó)阿托公司、前德國(guó)布納公司、日本吉昂公司、日本三菱公司的糊樹(shù)脂生產(chǎn)裝置和技術(shù)、法國(guó)本體聚合技術(shù)和設(shè)備等，這些技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)，使我國(guó) PVC 樹(shù)脂的生產(chǎn)技術(shù)和水平 有了很大提高，產(chǎn)品品種有所增加，帶動(dòng)了我國(guó) PVC 工業(yè)的發(fā)展 [2]。二是硬制品，約占總消費(fèi)量的 ％，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。未來(lái)我國(guó) PVC 樹(shù)脂消費(fèi)將繼續(xù)以硬制品為主的方向發(fā)展 [3]。在進(jìn)入 21 世紀(jì)以后 ,我們要學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展模式 ,結(jié)合我國(guó)的具體情況 ,發(fā)展我國(guó)的聚氯乙烯工業(yè)。 聚氯乙烯的而發(fā)展，勢(shì)必帶動(dòng)氯乙烯的發(fā)展！ 原料規(guī)格及來(lái)源 規(guī)格 ⑴氯乙烯合成對(duì)原料乙炔的純度和雜質(zhì)含量有嚴(yán)格的要求： ①純 度 純度要求≥ % ②磷硫含量 磷硫含量要求硝酸銀試紙不變色。 技術(shù)要求： 表 1 電石國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 發(fā)氣量（ 20℃、 ） /(L/kg) ≥ 300 280 260 乙炔中磷化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≤ 乙炔中硫化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≥ 粒度（ 5~80mm）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≥ 85 篩下物（ 以下）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 5 注：圓括號(hào)中的粒度范圍可由供需雙方協(xié)商確定。工業(yè)品呈灰色、黃褐色或黑色，含碳化鈣較高的呈紫色。能導(dǎo)電，純度愈高，導(dǎo)電性愈好 。加水分解成乙炔和氫氧化鈣。 生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法。主要生產(chǎn)過(guò)程是：原料加工；配料；通過(guò)電爐上端的入口或管道將混合料加入電爐內(nèi)，在開(kāi)放或密閉的電爐中加熱至 20xx℃ 左右，依下式反應(yīng)生成電石 ： GaO+3C→CaC 2+CO。反應(yīng)中生成的一氧化碳則依電石爐的類(lèi)型以不同方式排出：在開(kāi)放爐中，一 氧化碳在料面上燃燒，產(chǎn)生的火焰隨同粉塵 — 起向外四散；在半密閉爐中，一氧化碳的一部分被安置于爐上的吸氣罩抽出，剩余的部分仍在料面燃燒；在密閉爐中，全部一氧化碳被抽出。 缺點(diǎn)：電石成本高，催化劑 HgCl2有毒，污染，不能大規(guī)模生產(chǎn)。 （ 2）聯(lián)合法 聯(lián)合法以 1， 2二氯乙烯（ EDC）裂解制取氯乙烯并副產(chǎn)氯化氫，然后以氯化氫與電石乙炔再合成氯乙烯，兩種粗氯乙烯經(jīng)精制得出聚合用的單體。 缺點(diǎn)：仍需利用大量高價(jià)電石，仍存在汞毒，因此不能持久。 近來(lái)石油價(jià)格有所上漲，聯(lián)合法和乙烯氧化法成本相對(duì)于電石乙炔法較高， 該 廠(chǎng)生產(chǎn)規(guī)模不大，另外電石乙炔法工藝成熟，可利用 該 廠(chǎng)電解生產(chǎn)的氯化氫，綜合各因素，本設(shè)計(jì)選用電石乙炔法。 不少學(xué)者對(duì)該反應(yīng)的動(dòng)力 學(xué)進(jìn)行了研究，比較成熟的如下： 本反應(yīng)的歷程先是氯化氫被吸附于氯化汞催化劑的活化中心上，然后與氣相中乙炔反應(yīng)而生成吸附態(tài)氯乙烯，最后氯乙烯再脫附下來(lái)，即： H C lH g C lH g C lH C l ??? 22 ClHCH g C lH C lH g C lHC 322222 ???? ClHCH g C lClHCH g C l 322322 ??? 其中第二步為速度控制步驟。e x p107 8 。e x p107 1 36320314????????? ??????????? ??????????? ??????RTKRTKRTKV C MH V—— 乙炔轉(zhuǎn)化反應(yīng)速度， kg h】； AP —— 乙炔分壓， atm； HP —— 氯化氫分壓， atm； VCMP —— 氯乙烯分壓， atm； T—— 溫度， K； R—— 氣體常數(shù)， （ kg K） 9 物化數(shù)據(jù) 見(jiàn)計(jì)算過(guò)程 生產(chǎn)工藝條件的選擇及主要設(shè)備形式的選擇 生產(chǎn)工藝條件的選擇 不同溫度下，氯乙烯合成反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù) PK （表征反應(yīng)的可能程度）如下： 溫度 /℃ 25 100 130 PK 1510 1010 910 溫度 /℃ 150 180 200 PK 810 710 710 由上表可見(jiàn)，在 25～ 200℃范圍內(nèi)， PK 均較大。 不同溫度下，該反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù) K（表征反應(yīng)的快慢程度）如下： 溫度 /℃ 100 140 181 218 K 1421 2297 因此，提高反應(yīng)溫度，有利于加快氯乙烯合成反應(yīng)，獲得較高的轉(zhuǎn)化率。 在生產(chǎn)條件下，反應(yīng)溫度的提高使合成氣中高沸物含量明顯上升： 反應(yīng)溫度 /℃ 135 150 175 187 193 高沸物含量 /% 因此，在生產(chǎn)條件許可下，應(yīng)盡可能將反應(yīng)溫度控制在 100～ 180℃為好。按氣液接觸基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)，其中有工業(yè)價(jià)值的大致可以分為三類(lèi)： （ 1） 填料塔 10 填料塔屬于微分接觸逆流操作