年产5万吨PVC生产车间的工艺设计

目录

摘要 ................................................................................................................................. I 1.概述 ............................................................................................................................. 1

1.1生产方法简介及设计方法的确定 ....................................................................... 1

1.1.1 氯乙烯单体的制备方法的选取................................................................. 1 1.1.2聚合方法选取 ........................................................................................... 1 1.2产品的基本性能 ................................................................................................. 1 1.3产品的应用状况 ................................................................................................. 2 1.4有关设计参数 ..................................................................................................... 3 2.物料衡算. ..................................................................................................................... 4

2.1聚合釜物料衡算 ................................................................................................. 4 2.2出料槽物料衡算 ................................................................................................. 5 2.3汽提塔物料衡算 ................................................................................................. 6 2.4离心部分物料衡算.............................................................................................. 7 2.5气流干燥部分物料衡算 ...................................................................................... 8 2.6沸腾干燥部分物料衡算 ...................................................................................... 8 2.7筛分包装部分物料衡算 ...................................................................................... 8 2.8物料衡算总平衡 ................................................................................................. 9 3.热量衡算. ................................................................................................................... 11 4关键设备的选型 ......................................................................................................... 12

4.1聚合釜的选型 ................................................................................................... 12 4.2 其他设备的选型............................................................................................... 12 5.车间设备布置设计 ..................................................................................................... 13

5.1车间设备布置的原则 ........................................................................................ 13

5.1.1车间设备布置的原则 .............................................................................. 13 5.1.2 车间设备平面布置的原则 ...................................................................... 13 5.1.3 车间设立面布置的原则.......................................................................... 13 5.2车间设备布置 ................................................................................................... 14

5.2.1车间设备平面布置.................................................................................. 14 5.2.2车间设备立面布置.................................................................................. 14

6. 公用工程 .................................................................................................................. 15

6.1供水.................................................................................................................. 15 6.2供电.................................................................................................................. 15

I

6.3供暖.................................................................................................................. 15 6.4 通风 ................................................................................................................. 15 参考文献 ....................................................................................................................... 16 致谢 .............................................................................................................................. 17

II

年产5万吨PVC生产车间的工艺设计

摘要

本设计是年产5万吨聚氯乙烯（PVC）车间合成工段初步设计。本文对聚氯乙烯的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。并介绍了氯乙烯的制备方法和确定了聚氯乙烯的生产工艺。在确定聚氯乙烯生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，设备选型和车间设计等过程。文中还对供电、供水、采暖等方案进行了简单的阐述。

关键词：氯乙烯，乙烯氯氧化，聚氯乙烯 ，悬浮聚合，反应釜选型

I

1.概述

1.1生产方法简介及设计方法的确定 1.1.1 氯乙烯单体的制备方法的选取

氯乙烯单体可由电石乙炔法和乙烯氧氯化法制备，本工艺采用乙烯氧氯化法制备氯乙烯单体。此方法中氧氯化部分主要采用美国古德里奇技术，直接氧化和裂解是西德赫斯特公司的技术。全套装置由直接氧氯化单元、二氯乙烷精馏单元、二氯乙烷裂解单元、氯乙烯精馏单元、废水处理单元和残液焚烧单元组成。 1.1.2聚合方法选取

聚氯乙烯按聚合方法分四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。本工艺设计采用悬浮发生产聚乙烯。悬浮法(主要是水相悬浮法)生产的氯化聚氯乙烯为非均质产品,溶解度相对于溶液法产品低,但热稳定性高,主要用于制造管材、管件、板材等[5]悬浮聚合反应机理和动力学与本体聚合相同，需要研究的式成粒机理和颗粒控制。

氯乙烯悬浮聚合过程大致如下：

将水、分散剂、其他助剂、引发剂先后加入聚合釜中，抽真空和冲氮气牌氧气，然后加单体，升温至预定温度聚合。在聚合过程中温度压力保持恒定。后期压力下降0.1-0.2MPa，相当于80-85%转化率，结束聚合，如降压过多，将使树脂致密。聚合结束后，回收单体，出料，经后处理工序，即得聚氯乙烯树脂成品。 1.2产品的基本性能

聚氯乙烯是无定形的线型、非结晶的聚合物，基本无支链，链节排列规整。聚合度n的数目一般为500～20000。聚氯乙烯树脂为白色粉末，相对密度约1.4。聚氯乙烯塑料有较高的机械强度，良好的化学稳定性。

聚氯乙烯分子中含有大量的氯，使其具有较大的极性，同时具有很好的耐燃性。

聚氯乙烯塑料有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃烧和绝缘性能。但是对光和热的稳定性差。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出氯化氢气体，使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紧外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。同时，上述良好的力学和化学性能迅速下降。解决的办法是在加工过程中加入稳定剂，如硬脂酸或其他脂肪酸的镉、钡、锌盐。

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