万吨每聚氯乙烯聚合及干燥包装工艺设计.doc

20万吨每年聚氯乙烯聚合及干燥包装工艺设计摘 要本设计为年产20万吨聚氯乙烯聚合和干燥包装工段的工艺设计首先介绍了聚氯乙烯的性质、主要用途、技术进展以及由氯乙烯单体聚合成聚氯乙烯的四种常见的工业聚合方法,并确定了以悬浮聚合法作为本设计的聚合工艺生产方法.对聚合及干燥包装工段进行了详细的物料衡算（包括聚合釜的物料衡算、汽提塔的物料衡算、离心干燥工段的物料衡算）和主要设备的热量衡算(包括聚合釜的热量衡算、换热器的热量衡算等），也对设备作了选型计算,得出本设计需采用9个7０（I型)不锈钢聚合釜并联操作,9台70出料槽，29台WL-630型离心机，最后对聚氯乙烯聚合过程中的安全注意事项及三废处理问题作了简单的说明.同时绘制了带控制点的PVC聚合及干燥包装工段的工艺流程图、聚合工段主要设备平面布置图、聚合工段主要设备立面布置图以及聚合釜装配图.关键词：聚氯乙烯;悬浮聚合法；干燥包装；生产工艺AbsｔracｔTｈe deｓigｎ　fｏr　ａｎ annual ｏｕtput　ｏf ５0，0０0 ｔons　oｆ ＰＶＣ　dry ｐoｌｙmerization　ｐｒｏcesｓeｓ of　thｅ　ｐrelimiｎａrｙ ｄｅsiｇn,　ｔhｅ desiｇn dｏcumentｓ ｆroｍ ｄeｓigｎ ｓpｅｃｉｆｉcaｔion and design ｄraｗingｓ coｍpoｓｅd ｏf ｔwo　parts。

　Ｉｎ thｅ design of　brｏchuｒeｓ， a　bｒief introduｃtｉｏn of　the PVC　prｏdｕction sｔａtus， ｔrｅｎds, perforｍanｃｅ anｄ tｈｅ maiｎ purpose ｏf thｅ curｒeｎt　PＶC also ｉntroducｅｄ thｅ ｆour ｃoｍmon inｄusｔrｉaｌ pｏlyｍer pｒoｄuctｉon mｅｔhoｄs. Aｎd a coｍpａｒisoｎ， fｉnal Dｅteｒｍineｄ tｏ suｓｐeｎsｉon pｏlｙｍerｉｚation as ａ polｙmerｉzatｉｏn　teｃhｎoｌogy ｐroduｃtｉｏn ｍethｏdｓ In the dｅsign　pｒoｃeｓs， ｉn acｃordanｃe ｗith the rｅｑuiremｅntｓ of the mｉssiｏｎ desiｇｎ，　a mｏre detａilｅd　mａtｅｒial balance ａｎｄ eｎerｇy balａnce, the ｅquiｐmeｎｔ ｗａｓ ｃaｌcｕlated and the seleｃｔioｎ process, whｉｌe　the ｐroduction of ＰVC in the　pｒocｅss of attｅntion to saｆｅty isｓues ａnｄ ”Tｈree wasｔeｓ＂ goverｎance made notｅ of　the enｔｉre device to a simple ｔｅｃhｎｉｃal。

Ｄraｗing tｈｅ corrｅsｐondｉｎg desｉｇｎ　drａｗinｇs, dｅsiｇn　ｄrawings， inｃluｄing　procｅｓs mapｓ,　ｐlans of ｍaｊｏr equipmｅnｔ ａsseｍbly， equipmｅnｔ　ｌayｏｕt ｐlans．Ｋey ｗords： polyviｎyl　cｈlｏrｉde ; suｓpeｎsioｎ pｏｌyｍerｉzatioｎ；　Dｒyｎess　；　monoｍｅｒ;　Prｏductiｖｅ　ｔeｃhnology目录摘 　 要 ＩAbsｔrａctﻩII第1章 概述 11．1 聚氯乙烯简介ﻩ11.11 聚氯乙烯的理化性质ﻩ111．２ 聚氯乙烯树脂的种类ﻩ２1.1．3　聚氯乙烯树脂的用途 31.14 聚氯乙烯树脂的包装与贮运方法 41.2 PＶＣ树脂工业技术进展ﻩ４1.２．1　世界PVC树脂工业技术进展ﻩ4１．2２　ＰVＣ生产工艺技术的进展 ６１．3 PVＣ树脂的典型聚合工艺 ７13.1　悬浮聚合ﻩ713.2　本体聚合 ８13.3 乳液聚合ﻩ８1.３.４ 微悬浮聚合ﻩ９第2章 聚氯乙烯聚合及干燥包装工艺ﻩ１02．1　工艺方案选择依据 １02。

２ 悬浮聚合法简介 112．21 悬浮聚合原理ﻩ１１2．２２ 聚合生产过程中常用的助剂 1122. ３　影响聚合反应的因素 132３　悬浮聚合工艺流程介绍ﻩ152．3．1悬浮聚合工艺流程ﻩ1623.2　料浆汽提工艺流程ﻩ１72.3．4 离心干燥工艺流程 １7２4 悬浮聚合的具体操作 18第3章　　物料衡算 ２031 物料衡算步骤ﻩ2０3．２ 各个设备物料衡算 233.2.1　R101（聚合釜）的物料衡算ﻩ2332 V１02出料储槽物料衡算 2432.3 T101（汽提塔）的物料衡算ﻩ２53.2.４ C10１（离心机)的物料衡算ﻩ273.2５　X1０1（气流干燥）的物料衡算 28３２.6 X102（沸腾干燥器）的物料衡算ﻩ2８3．2.7　X1０３（包装过程)的物料衡算 ２93．３　物料衡算总平衡 303．4 物料流程图 ３1第4章 热量衡算 314．1 热平衡方程ﻩ314２　聚合釜的热量衡算ﻩ3243 列管式换热器热量衡算ﻩ３５4.４ 气流干燥塔热量衡算ﻩ36４．5 空气加热器热量衡算ﻩ3９第5章 设备工艺计算及选型 ４2５.１ 聚合釜的设计 4２51.2釜体的设计 42５1.3搅拌装置的设计 44５．2 料浆排放槽的选型 ４45．3 离心机的设计 4４第6章　 安全与环保 466。

1 安全防火设计ﻩ４6６1.1 防火防爆 4661．２ 防毒ﻩ48６.13 安全防护： ４962　环境保护ﻩ49６1　 废水的治理ﻩ４9６2.2 　废渣的治理： 5062.３ 氯乙烯外逸:ﻩ50参考文献ﻩ５２致 　 　谢 53附 　 录 5４ / 第1章 概述1．1 聚氯乙烯简介1．1.1 聚氯乙烯的理化性质⑴物理性质外观：白色粉末分子量:４0６00~111６00密度：1.35~14５ 表观密度:0.40～0.65 比热容：（0～１００℃)：1.045～1４63 热导率：0.1626 折射率：颗粒直径： 紧密（XJ）型：　 　 　　 　 ３0～１00μｍ 　　　 疏松（SＧ）型： 　 　 　 　 　 ６0~1５0μm　　　　　　 　 　糊树脂： 　 　 　 　 　 　 １2~2μm软化点：75~８5℃热分解点：〉１０0℃开始降解出氯化氢溶解性：不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯；溶于酮类、酯类和氯烃类溶剂.毒性：无毒、无臭⑵化学性质①热性能和热稳定剂没有明显熔点,在８0~83℃开始软化，加热高于180℃时,开始流动.约在2００℃以上时完全分解。

１３0℃以上时变成皮革状,长期加热后分解脱出氯化氢而变色PVC树脂只能在火焰上燃烧且产生绿色火焰,并分解放出ＨCｌ,离开火焰后立即熄灭.②光稳定性纯PVC在日光或紫外线单色光照射下，发生老化，使色泽变暗聚氯乙烯的光老化与热老化极为相似,但是光老化也有其特殊性，它主要是在材料表面上进行的自由基氧化过程③电性能由于聚氯乙烯相邻高分子间有强的偶极间，其介电常数ε及介电损耗tanδ比非极性及弱极性聚合物较高，故不宜用作高压电缆及通讯电缆，但由于聚氯乙烯密度较高，耐电击穿，且较耐老化,来源又广泛,故常用作低压电缆及电缆护套的加工④化学稳定性聚氯乙烯塑化加工制品的化学稳定性较高，常温下,能耐任何浓度的盐酸,能耐9０％的硫酸，能耐50％~60％的硝酸能耐25％以下的烧碱,对盐类也相当稳定⑤聚氯乙烯在有机溶剂除芳烃(如苯、二甲苯、苯胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等）、氯烃（如二氯乙烷、四氯化碳、氯乙烯等)、酮类（如丙酮、环己酮等）及酯类外，对水、汽油、酒精等均稳定１.2 聚氯乙烯树脂的种类由于聚氯乙烯生产过程中采用的分散体系不同，可以获得孔隙率不同的两种类型的树脂产品:紧密型(ＸＪ型)和疏松型（SG型）.两者在产品性能及颗粒形态上有较大的差别（见表 )，树脂性能的这些差别，直接影响到加工和制品的性能(见表1．1 )表1．1 ＸＪ型和SG型树脂性能比较编号比较项目XＪ型SG型1表观密度/（ｇ/ml)0。

５5～0.70552粒子直径/(μｍ）３0~1005０～1５03水萃取液电导率/（S·cm-1)5～１0×10-５（１～4)×1０－54“鱼眼"及小晶点多少5白度/％一般在７0左右7０~８６6粒子显微镜观察呈玻璃球或冰糖屑，表面光滑呈棉花状,表面毛糙不规则７８“细胞”结构一般呈单细胞一般呈多细胞次级粒子间空隙几乎无空隙有较大空隙表1２ ＸJ型和SＧ型树脂的加工性能比较编号比较项目XJ型SG型１吸收增塑剂6%~１3%,吸收慢1３%～15%,吸收快2捏合溶胀在增塑剂中溶胀起点及终点 温度较高，捏合溶胀速度慢起点与终点温度都可低20℃左右，捏合溶胀速度快3捏合料输送干而松，不易粘壁输送量大4挤出机加料料细易结团粘壁流动性能好,进料快5塑化性能流动性能差，易搭桥;塑化慢，易存在未苏哈的“生料”塑化快,温度可低5～１０℃，不易结焦,可减少清理损失６制品综合质量电绝缘性、热老化性能较差，制品表面易毛,色泽不鲜艳电绝缘性、热老化性能较好，制品表面光滑,色泽鲜艳，易保证白度及透明度等要求1.１3 聚氯乙烯树脂的用途聚氯乙烯树脂系属于力学性能、电气性能及耐化学腐蚀性能较好的热塑性塑料之一根据不同规格的聚氯乙烯高聚物，采用不同塑化配方和加工方法，可制成硬质和软质制品。

一般各型号的用途如表13 所示:表1．3 各型号聚氯乙烯树脂的用途型号用途XJ—1 SG—１高级电缆绝缘层、保护层ＳG-２ 　SＧ—3电缆、电线绝缘层、保护层及氯纶纤维等软制品、蓄电池隔板XJ-3 　ＳG-4薄膜(农膜、雨衣、战备物资及工业包装）、软管、鞋料、人造革底层XJ-4　　ＳＧ—5硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸XJ—５ 　SG－６硬板、唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬件ＸJ－6 SＧ-7过氯乙烯树脂及注塑加工制品SG－8唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品另外，塑料加工行业在生产高质量制品时，往往选择疏松型树脂为原料，如高绝缘级电缆料【体积电阻率ρV可达到（1.５～3）×10１４·cｍ以上】，高透明性输液袋、瓶料、包装透明片材、“鱼眼”杂质少的透明唱片以及白色制品等由于疏松型树脂具有较好的塑化性能，也广泛地用于粉料直接挤塑等过程,以满足加工工艺的特殊需要随着树脂型号增大，分子量及黏度减小，产品机械强度也随之下降；但玻璃化温度（Tg)有所降低，则使成型加工温度低，流动性好而易于加工.有如此多种类的树脂，选型的时候也有些基本原则：① 一般对强度及电性能要求高的制品，宜选用SG－1、SG-２型；② 对于强度要求不高，为便于加工（如薄膜、凉鞋）宜选用SG—3型；③ 一般硬制品（如硬板和硬管。