【正文】 的聚氯乙烯樹脂平均粒徑要求低些在 100～ 130μm左右；用于生產(chǎn)硬質(zhì)制品者要求在 150～ 180μm范圍；分子量較低的牌號則要求在 130～ 160μm范圍。 影響聚合及產(chǎn)品質(zhì)量的因素 因素有攪拌、分散劑、聚合溫度等 ,結(jié)合樹脂的成粒過程等。增加攪拌度將使懸浮分散體系內(nèi)液滴變 細(xì) ,PVC 樹脂平均粒子變小 ,但攪拌強(qiáng)度過大 ,又將促使體系內(nèi)液滴碰撞聚 并 ,使 PVC 樹脂的平均粒徑變大。隨著攪拌轉(zhuǎn)速的 增加 ,能使聚 氯乙烯樹脂的初級直徑變 小 ,孔隙率增加 ,吸 油率增大。在聚合過 程中 ,分散劑影 樹脂顆粒的宏觀微觀兩層次的成粒。單一分散劑較難同時滿足上兩方面要 求 ,為制得顆粒規(guī)整、粒度分布中 ,既疏松表觀密度又適合的聚氯乙烯脂 ,往往將兩種和兩種以上 分散劑復(fù)合用。有時為 了滿足特殊性能要求 ,在此礎(chǔ)上再添加油溶性輔助分散劑或表面活劑 ,調(diào)節(jié)分散劑在VCM 中的分配 系數(shù) ,使散劑的作 用深入到顆粒的微觀層次 [12]。在較高溫度下 聚合 ,樹脂粒徑增長減慢 ,最終 平均粒徑減小。聚合溫度 低 ,形 成的樹脂結(jié)構(gòu)較疏 松；高 溫下聚合由于初級粒子熔合成團(tuán)以及初級粒子聚集體的緊密堆砌排 列 ,從而制得的 PVC 樹脂孔隙率較 低 ,這是因?yàn)殡S著聚合溫度的升高 ,初級粒子變少 ,熔結(jié)程度 加深 ,粒子呈球形 ,而聚合溫較低時 ,則容易形成不規(guī)則的聚結(jié)體 ,從而使孔隙率增加。 ④ 汽提控制的影響：汽提工藝主要影響聚氯乙烯樹脂中單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等指標(biāo)。 工藝流程敘述 加料系統(tǒng) (1)VCM 的貯存與加料： 從 VCM 車間 運(yùn)送來的 新鮮單體 VCM，經(jīng)過過濾器（ 1）進(jìn)入 VCM 貯槽（ 2）中貯存，同時由 VCM 回收工序來的回收 VCM 貯存在回收 VCM 貯槽（ 7）中。目的是保留 VCM 加料的壓力，使 VCM 不汽化，以避免再加料時損壞流量計(jì)。 (2)脫鹽水的貯存與加料 ： 冷脫鹽水（來自界區(qū)）經(jīng)計(jì)量進(jìn)入冷脫鹽水貯槽（ 13）中或熱脫鹽水貯槽（ 17）中。 加料時，根據(jù)聚合溫度的要求把冷熱脫鹽水混合，用冷脫鹽水加料泵（ 14）和熱脫鹽水加料泵（ 18）打入聚合釜中，混合溫度在兩泵出口匯總管處由冷、熱脫鹽水量來調(diào)節(jié)。此泵有穩(wěn)壓系統(tǒng)，另外該泵出口脫鹽水還用于聚合釜的注入水，比保證釡內(nèi)容積恒定。 (4)助劑的配制及加料 ： ① 緩沖劑系統(tǒng) 緩沖劑是在配制槽（ 37）中配制，配制時需 15～ 30 分鐘，不設(shè)單獨(dú)貯槽，加緩沖劑時，計(jì)算機(jī)程序關(guān)閉循環(huán)線，打開充料伐， 經(jīng)（ 38）充裝泵， 將緩沖劑加到稱重槽（ 39）中到規(guī)定時間用加料泵（ 40）加入到聚合釜（ 42）中，同時重新使用循環(huán)系統(tǒng)使緩沖劑配制槽中物料續(xù)循環(huán)。 分散劑 A： 分散劑在配制槽（ 31）中配制，分散劑加料時，先將分散劑打入計(jì)量槽（此時循環(huán)已停），達(dá)到定量后，啟動循環(huán)系統(tǒng)，同時計(jì)量槽中分散劑用充裝泵（ 36）打入聚合釜。此溶液攪拌較強(qiáng) 烈，以防分散劑分離。 ④ 引發(fā)劑系統(tǒng) 引發(fā)劑在引發(fā)劑配制槽（ 25）中配制，配制合格后放入引發(fā)劑貯槽（ 26）中貯存待用。加引發(fā)劑時，先由貯槽（ 26）放到引發(fā)劑稱重槽（ 28）中，然后用加料泵（ 29）邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 15 定量加入聚合釜（ 42）內(nèi)。加終止劑時，按規(guī)定的程序，用終止劑充裝泵（ 12）從終止劑貯槽（ 11）中抽出，配方量的終止劑經(jīng)計(jì)量后從注入管加入聚合釜，加終止劑時應(yīng)關(guān)閉注入水切斷閥，加完終止劑后應(yīng)關(guān)閉聚合釜終止劑閥及終止劑泵出口閥，停泵。 ⑥ 涂壁系統(tǒng) 涂壁劑溶液在配制槽（ 22）中按規(guī)定配方進(jìn)行配度和貯存。 聚合系統(tǒng) 聚合： 若聚合釜打開過釡蓋，則需抽真空真空度為 710mmHg 柱，將緩沖劑加到脫鹽水總管內(nèi)，然后用脫鹽水把緩沖劑帶入到聚合釜。 聚合反應(yīng)開始后，向擋板通入冷卻水并達(dá)到最大流量，然后向夾套中通入冷卻水 ，并保持反應(yīng)溫度，冷卻水流量由計(jì)算機(jī)根據(jù)聚合釜上、中、下溫度控制，同時計(jì)算機(jī)計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，并與聚氯乙烯聚合動力浮模型的理論計(jì)算值比較，計(jì)算出 VCM 到 PVC 的轉(zhuǎn)化率。 聚合反應(yīng)終點(diǎn)，可依據(jù)反應(yīng)時溫度或測定單體轉(zhuǎn)化率及根據(jù)壓力降來確定，通常按壓力降來確定，當(dāng)聚合反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時，定量的終止劑將自動加入到聚合釜內(nèi)以終止聚合反應(yīng)。 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 16 回收系統(tǒng) （ 1） 漿料汽提系統(tǒng) 由汽提塔漿料槽（ 47）底部來的漿料，經(jīng)塊料破碎機(jī)（ 48）破碎后，用汽提塔供給泵（ 49）經(jīng)板式換熱器（ 50）與汽提完畢的漿料換熱，一部分從塔頂加入汽提塔，另一部分回流到漿料槽（ 47），同時蒸汽由汽提塔底部進(jìn)入； VCM 由蒸汽汽提帶走。 （ 2） 廢水汽提系統(tǒng) 這些廢水貯存在廢水貯槽（ 57）中，由塔底泵（ 58）打出與廢水汽提塔（ 61）底出來的熱水換熱器（ 59）后，一部分由塔頂加入廢水汽提塔（ 61）中，另一部分循環(huán)，同時蒸汽由塔底加入與廢水進(jìn)行傳質(zhì)交換后，廢水中 VCM 提出并由塔頂帶走，隨后進(jìn)入塔頂冷凝器（ 62）冷凝，不凝液去壓縮機(jī)（ 63）壓縮回收，冷凝液回收到廢水貯槽（ 57），廢水汽提塔塔釜的廢水用泵（ 60）打出，經(jīng)換熱器（ 59）換熱后進(jìn)入廢水池，并與離心機(jī)母液，一起排除界區(qū)。 干燥系統(tǒng) 混料槽（ 84）的 PVC 漿料，用漿料泵（ 85）送至沉降式離心機(jī)（ 86 ad），超過離心機(jī)能力的部分漿料返回混料槽（ 84），這兩個槽有保溫系統(tǒng)同時槽底部還有氮?dú)夂驼羝苈?，通過槽中以便攪拌或清洗換型時用。干燥所用的熱風(fēng)使用主風(fēng)機(jī)（ 90）加入，主風(fēng)機(jī)皆有過濾器（ 8 94），潔凈的空 氣用加熱器（ 91）加熱后，從沸騰床底部進(jìn)入干燥器。 干燥好的樹脂由星型加料器（ 96）和排風(fēng)機(jī)（ 102）抽至旋風(fēng)分離器，使氣固相分離，氣相在用 2雙筒旋風(fēng)分離器（ 110）分離，氣體排空，（ 107）（ 110）兩個分離器分離出的樹脂經(jīng)雙重闡（ 112）和星型加料器（ 109）進(jìn)入圓型振動篩（ 111）進(jìn)行篩分，合格的成品進(jìn)入中間料倉（ 113）然后由工人包裝送至倉庫。（ 1400） =由已知注入水溫 20℃ ，此時 ρ 水 20℃ = 注入水量為 = ③ 聚合反應(yīng)時間 a 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=106kcal/h b 同理可計(jì)擋板傳熱量 Q 擋 =F 擋 K 擋 Δtm擋 Δtm擋 =[(577)(5715)]/ln[(577)(5715)]=℃ Q 擋 =94618=105kcal/h 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 20 c 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℃ =（ kg℃ ） Cp40℃ =（ kg℃ ） 其平均比熱容 Cp 平均 =（ kg℃ ） =（ kg℃ ） ∴ Q 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/kgQ 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 引發(fā)劑的半衰期 lnτ1/2=A/TB 式中 A=15108 B= T=+57= Lnτ1/2=15108/= τ1/2= N0=Nr/（ ） =實(shí)際加入量 EHP 量（分子量 346）： 346 ⑤ 緩沖劑用量 緩沖劑 =單體 緩沖劑用量 =（ ） = ⑥ 分散劑用量 88% PVA 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 21 % PVA ⑦ 終止劑（ ATSC） ATSC=[I]/2=出料（以釜為標(biāo)準(zhǔn)） 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 未反應(yīng) VCM： = 脫鹽水： = 回收 VCM： =3022kg 剩余 VCM： = （ 4）物料平衡表 表一 物料衡算表 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 VCM 回收 3022 剩余 2 PVC 損失 3 脫鹽水 4 注入水 5 EHP 6 ATSC 7 緩沖劑 8 分散劑 合計(jì) 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 22 混料槽 （ 1）物料平衡圖 圖 2 混料槽物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 進(jìn)料 PVC： 收率 % 水、助劑： +++++= 進(jìn)料 VCM 出混料槽 VCM 含量為 7000ppm （ 3）計(jì)算 出料中的 PVC 量： = 損失的 PVC 量： = 設(shè)出料中 VCM 為 Xkg X/(++X)=7000106 ∴ X= 回收 VCM： = （ 4）物料平衡表 表二 混料槽物料平衡圖 序號 品名 進(jìn)料量（ kg） 出料量（ kg） 1 PVC 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 23 損失 2 VCM 回收 3 水、助劑 合計(jì) 汽提塔 （ 1）物料平衡圖 圖 3 汽提塔物料平衡圖 （ 2）已知數(shù)據(jù) 塔頂數(shù)據(jù)： 75 ～ 80℃ 塔底溫度 ： t 底 =110℃ 出汽提塔的 VCM 為 50ppm 收率： % 產(chǎn)量為 3 萬噸 /年 年工作時間數(shù)： 8000h PVC 含水量： % （ 3）計(jì)算 ① PVC 的進(jìn)料量 每小時生產(chǎn)純干： 3107（ ） /8000=考慮以下各步收率 汽提塔： % 離心機(jī)： 99% 沸騰床： 99% 包裝： % 故汽提塔進(jìn)料中含 PVC GPVC=()= 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工工藝課程設(shè)計(jì)說明書 24 以 PVC 為基準(zhǔn) 轉(zhuǎn)化系數(shù) ② 水、助劑的量 水、助劑：（ ） =③ VCM 的量 VCM：（ ） =④ 熱量計(jì)算 80℃ ，塔底溫度為 110℃ 對于 VCM t 平均 =（ 80+100） /2=95℃ VCM 比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ =℃ 用內(nèi)插法求得 Cp95℃ =℃ =℃ 110℃ VCM 汽化熱 ΔHVCM=3034cal/克分子 =水的比熱 Cp90℃ =℃ Cp100℃ =℃ =