悬浮法生产聚氯乙烯(年产3万吨)设计说明书.docx

课程设计任务书设计题目：悬浮法生产聚氯乙烯（年产 3万吨）学院：— 专业：_班级：学生：_指导教师： 系主任： （签名）一、设计要求：1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案 和设备类型，并进行简要论述字数不小于8000字）2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的 选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3 号））进度安排:教学内容学时地点备注查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图第一周设计室设备布置图、说明书整理、答辩第二周设计室三、指定参考文献与资料《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》摘要本设计是悬浮法生产聚氯乙烯（年产 3万吨）的工艺初步设计该设计包括设计 说明书和设计图纸两部分设计说明书主要包括聚氯乙烯概述、制聚氯乙烯工艺方案的 选择论证、悬浮法制聚氯乙烯的流程说明、工艺流程中助剂的选择及相关设备的选型等 内容，对悬浮法的工艺流程有一个较为详细的描述设计图纸则包括工艺流程图和设备 平面布置图。

关键词：悬浮法；聚氯乙烯；工艺流程说明目录前言 1第1章 概述 21.1 PVC概述及国内外 PVC生产技术概况 21.2 聚氯乙烯的工业生产意义及发展前景 31.3 产品及原料说明 31.3.1 产品名称及结构 31.3.2 产品性能 41.3.3 单体氯乙烯（VCM）的性质 51.3.4 主要辅助材料的规格 6第2章 工艺方案的设计选择与论证 82.1 PVC生产的典型聚合工艺 82.2 工艺方案选择依据 82.2.1 工艺流程方面 82.2.2 反应速率 92.2.3 经济方面 92.2.4 悬浮聚合 92.3 聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程 92.3.1 聚合原理 92.3.2 聚氯乙烯悬浮法具体工艺流程 132.3.3 工艺流程示意图 14第3章 典型机器设备选型与论证 153.1 机器设备选型的原则 153.1.1 满足工艺要求 153.1.2 设备成熟可靠 153.1.3 尽量采用国产设备 153.2 典型设备选型 163.2.1 聚合釜 163.2.2 干燥器 173.3 附属机器设备选型 193.3.1 离心机的选型 19总结 20参考文献 21致谢 22聚氯乙烯（pvc是五大通用树脂之一，其具有耐腐蚀、电绝缘、阻燃性和机械强 度高等优异性能，广泛用于工农业及日常生活等各个领域，尤其是近年来建筑市场对PVC 产品的巨大需求，使其成为具备相当竞争力的一个塑料品种。

聚氯乙烯（PVC是由氯乙烯单体（V均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成 树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂，经 过提炼、塑化、成型加工成各种材料在现代工业生产和人类生活中起着举足轻重的作 用，我国是世界上PVC&产和消费发展最快的国家我国聚氯乙烯工业起步于于 50年代，仅次于酚醛树脂是最早工业化生产的热塑性 树脂，第一个PVC装置于1958年在锦西化工厂建成投产，生产能力为 3000吨/年此 后全国各地的PVCg置相继建成投产，到目前为止，我国有 PVCW脂生产企业80余家， 遍布全国29个省、市、自治区，总生产能力达 220万吨/年70~75万t/aPVCW•脂在 我国塑料工业中具有举足轻重的地位，同时 PVC乍为氯碱工业中最大的有机耗氯产品， 对维持氯碱工业的氯碱平衡具有极其重要的作用本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为3万吨的悬浮法制聚氯乙烯工艺的初 步设计，收集相关的化工设计资料作参考，按专业综合课程大纲和设计任务书的要求进 行设计本设计的内容在简要介绍聚氯乙烯在国内外的生产技术概况、发展前景及其性质， 用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用悬浮聚合法生产 PVC的工艺过程，产量为年产3万吨。

设计的主要内容：根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资 料，在此基础上，通过分析研究，选定适宜的流程方案和设备类型，确定原则的工艺流 程同时，对选定的流程方案和设备类型进行简要论述第1章 概述1.1 PVC概述及国内外PVC生产技术概况聚氯乙烯（PVC是世界第二大通用树脂，1998年世界PVCH•脂生产能力约为2980 万吨，产量大约为2350万吨，次于聚乙烯树脂（生产能力5680万吨，产量4370万吨）， 与聚丙烯树脂（生产能力2994万吨，产量2550万吨）相差不多PVC是由液态的氯乙烯单体（VCM经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成，其 中悬浮工艺在世界PVC&产装置中大约占90%的比例在世界PVC总产量中均聚物也占 大约90%的比例PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度很大的硬质 制品如管材和管件、门窗和包装片材，也可以加入增塑剂制造非常柔软的制品如薄膜、 片材、电线电缆、地板、合成革、涂层和其它消费性产品硬质制品目前占 PVC总消费量的65〜70%,今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域目前 PVCft建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。

聚氯乙烯自工业化问世至今，七十多年来仍处不衰之势，占目前塑料消费总量的 29%以上到上世纪末，聚氯乙烯树脂大约以 3%的速度增长这首先是由于新技术革 命不断发展，产品性能也得到不断改进，促进用途市场的拓宽；其次是制造原料来源广， 制造工艺简单，产品质量好在耐燃、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异 从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说，一般耗用占其总量的 20〜30%特别是60年代以来，由于石油化工的发展为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源， 引起人们极大的注意，因而促进氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新， 是聚氯乙烯工业获得迅速的发展1998年我国PVC产量和表观需求量分别为160万吨和317万吨在世界上产量仅次 于美国（639万吨）、日本（263万吨）居第三位2000年前后，计划新建和扩建 PVC 能力至少为88万吨/年，估计此期间大量没有竞争能力的电石法小厂将闲置，所以总产 能有可能达220万吨/年水平，其中乙烯法将达134.6万吨/年，从目前占31%t升到61% 报道的项目有万县市6万吨/年本体法PVC装置，天津渤海公司同韩国乐喜公司、美国 西方化学公司合资的10万吨/年 PVC装置,（其中引进的8万吨/年乙烯法VCMg置于1997年建成、投产），上海天原化工厂同伊滕忠商事、 旭硝子公司合资的24万吨/年VCM 和20万吨/年 PVC装置，泰国正大集团在宁波的12万吨/年 PVC装置，辽河集团与 乐喜金星公司合资的8万吨/年 PVC装置，上海氯碱化学公司已使 VCMT能增大到30 万吨/年，计划到40万吨/年，这意味PVC产能将由目前的22万吨/年增加到36万吨/ 年，北京化工二厂将增加PVCtg力7.6万吨/年，齐鲁公司将增加PVCtg力10万吨/年， 广州化工厂8万吨/年乙烯法VCM/PVCB目已通过评审。

近10年来我国聚氯乙烯生产通过技术改造、技术攻关和消化吸收引进技术，使行 业技术水准有了较大提高不仅开发和推广应用脱出氯乙烯单体技术、防粘釜技术和干 燥技术，而且聚合釜大型化和生产控制自动化程度均有了极大的提高但是与国外先进 水平相比还存在很大差距，主要表现在生产技术落后，规模小，产品质量差，品种少， 树脂加工应用不协调等方面因此，我国聚氯乙烯的发展应以引进国外先进技术、选择 我国市场前景广阔的硬制品和特殊牌号为主，这样既能满足化工建材的市场需求，又可 替代进口，使我国聚氯乙烯工业得到健康发展1.2 聚氯乙烯的工业生产意义及发展前景合成树脂是塑料工业的基本原料，在一定条件下塑制成一定形状的材料，在常温下 它的形状不变，是材料工业的重要组成部分作为热塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯树 脂，在世界各国合成树脂的生产、品种及消费上均处于领先地位这是因为它具有自身 的许多优点聚氯乙烯塑料不仅在建材、农业及包装工业上有着广泛的用途，在电子器 件、交通运输、机械和人民生活等各方面近十年以来，我国聚氯乙烯生产通过技术改造、技术攻关和消化吸收引进技术，使 行业技术水平有了很大的提高不仅开发和推广应用脱出氯乙烯单体技术、防粘釜技术 和干燥技术，而且聚合釜大型化和生产控制自动化程度均有了极大提高。

但是与国外先 进水平相比还存在很大差距，主要表现在生产技术落后，规模小，产品质量不高，品种 少，树脂加工应用不协调等方面因此，我国聚氯乙烯的发展应以引进外国先进技术、 选择我国市场前景广阔的硬制品和特殊牌号为主，这样既能满足化工建材的市场需求， 又可替代进口，使我国聚氯乙烯工业得到健康发展1.3 产品及原料说明1.3.1 产品名称及结构中文名称:聚氯乙烯英文名称： Polyvinyl chloride polymer简称： PVC聚氯乙稀是一种无毒、无臭的白色粉末电绝缘性优良，一般不会燃烧，在火焰上 能燃烧并放出HCl,但离开火焰即自熄，是一种“自熄性”、“难燃性”物质主要用于 生产透明片、管件、金卡、输血器材、软、硬管、板材、门窗、异型材、薄膜、电绝缘 材料、电缆护套、输血料等聚氯乙稀具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为 90% 的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点 但其耐热性较差，软化点为80C,于130c开始分解变色，并析出HCL聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，聚合度 n一般在500〜20000范围内,其分子结构式如下：+皿一CHCl结构式为：H H：C-：nH Cl其中n为平均聚合度，一般为 350— 8000,分子量为30000——1000001.3.2 产品性能⑴典型的物理性质外观 ：白色粉末 密度 ：1.35 — 1.45g/cm3 表观密度：0.4 — 0.65g/cm3比热容：1.045 —1.463J/ (g. C)热导率：2.1kW/ (m.K)颗粒大小：悬浮聚合 60-150 pm 本体聚合：30—80^ m糊树脂：0.1-2 ^m 掺 混：20-80 仙 m⑵热性能无明显熔点 85 C以下呈玻璃态， 85-175 C呈弹态，175-190 C为熔融状态，190-200C属粘流态，软化点：75-85 C,加热到130c以上时变成皮革状，同时分解变 色，长期加热后分解脱出氯化氢。

⑶燃烧性能PVC在火焰上能燃烧，并降解释放出 HCl, CO?口苯等低分子量化合物，离火自熄⑷电性能PVC耐电击穿，它对于交流电和直流电的绝缘能力可与硬橡胶媲美，其介电性能与 温度，增塑性，稳定性等因素有关⑸老化性能较耐老化，但在光照(尤其光波长为 270-310nm时)和氧化作用下会缓慢分解，释 放出HCl,形成好基，共腕双键而变色⑹化学稳定性在酸，碱和盐类溶液中较稳定⑺耐溶剂性除了芳烂(苯，二甲苯)，苯胺，二甲基酰胺，四氢味喃，含氯烧(二氯甲烷，四 氯化碳，氯化烯)酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定⑻机械性能聚氯乙烯抗冲击强度较高,常温常压下可达 10MPa1.3.3 单体氯乙烯(VCM的性质(1)纯度 ：＞99.98%)(wt)⑵ HCL含量：＜ 1 ppm (wt)。