聚氯乙烯粉末制造車(chē)間工藝設(shè)計(jì)

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘要聚氯乙烯是五大通用熱塑性樹(shù)脂中最有發(fā)展前途的品種。聚氯乙烯常溫下為無(wú)色，且有乙醚氣味的氣體，比空氣重一倍，微熔于水，易熔于丙酮，乙醇和烴類(lèi)，易燃，與空氣易形成爆炸物。PVC在光照及氧的作用下，逐漸分解，且老化，聚合物材料表面與空氣中的氧作用，氧加速了紫外線對(duì)高聚物的降解，分解成氯化氫，形成羥基。單體純度高，聚合反應(yīng)速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)容易控制。聚氯乙烯是近四十年來(lái)發(fā)展最快的高分子合成材料之一。因此，對(duì)聚氯乙烯車(chē)間的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本次設(shè)計(jì)工作主要是對(duì)41107千克/年聚氯乙烯粉末制造車(chē)間工藝設(shè)計(jì)中的聚合釜設(shè)計(jì)，從聚氯乙烯的發(fā)展歷程和目前現(xiàn)狀入手，對(duì)聚氯乙烯工藝形成初步認(rèn)識(shí)。通過(guò)聚氯乙烯工藝操作手冊(cè)，對(duì)設(shè)計(jì)的裝置組成、生產(chǎn)方法、生產(chǎn)制度和工藝參數(shù)的選擇確定合理的操作規(guī)程和指標(biāo)。本次工藝設(shè)計(jì)主要包括物料衡算、熱量衡算和設(shè)備計(jì)算三部分。按照物料走向，依次對(duì)聚合釜、分離系統(tǒng)以及干燥系統(tǒng)做物料及熱量平衡計(jì)算。利用整個(gè)平衡計(jì)算過(guò)程中的參數(shù)和結(jié)論，計(jì)算本次設(shè)計(jì)的主體部分聚合釜設(shè)計(jì)。首先要熟悉設(shè)備，了解構(gòu)造。經(jīng)過(guò)最后核算，本次設(shè)計(jì)符合預(yù)期目標(biāo)，各項(xiàng)參數(shù)均已達(dá)標(biāo)。關(guān)鍵詞聚氯乙烯；聚合釜；工藝設(shè)計(jì)沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)IIABSTRACTPVCISTHEMOSTPROMISINGVARIETIESOFFIVECOMMONTHERMOPLASTICRESINPVCISCOLORLESSINTHEROOMTEMPERATURETHEREISODOROFETHERGASHEAVIERTHANAIRDOUBLESOLUBLEINWATERFUSIBLEINACETONEETHANOLANDHYDROCARBON,FLAMMABLE,ANDTHEAIRBECOMESEXPLOSIVEUNDERTHEEFFECTSOFLIGHTANDOXYGENPVCISGRADUALDECOMPOSITIONANDAGINGPOLYMERMATERIALSURFACEANDTHEAIROFOXYGENROLE,UVIMPACTONTHEDEGRADATIONOFTHEPOLYMERBYOXYGENACCELERATEDDECOMPOSEDINTOHYDROGENCHLORIDEFORMATIONOFHYDROXYLMONOMERHIGHPURITY,POLYMERIZATIONREACTIONSPEEDILY,PRODUCTSQUALITYISGOODPRODUCTIONISEASIERTOCONTROLINTHERECENTLY40YEARS,PVCISALMOSTONEOFTHEFASTESTGROWINGPOLYMERSYNTHETICMATERIALSO,PVCONTHEDESIGNOFWORKSHOPITISPARTICULARLYIMPORTANTTHISDESIGNERTAKESRESPONSIBILITYIFMAKESINTHEWORKSHOPTECHNOLOGICALDESIGNTOTHE41107KG/YEARPOLYVINYLCHLORIDEPOWDERTHEPOLYMERIZATIONCAULDRONDESIGNCOMMENCEWITHTHEPOLYVINYLCHLORIDEDEVELOPMENTCOURSEANDTHEPRESENTSITUATIONFORMTHEPRELIMINARYUNDERSTANDINGTOTHEPOLYVINYLCHLORIDECRAFTTHROUGHPOLYVINYLCHLORIDEOPERATINGMANUALOFCRAFTTODESIGNCOMPOSITIONOFINSTALLMENT,PRODUCTIONMETHOD,PRODUCTIVESYSTEMANDCRAFTPARAMETER,CHOICEREASONABLEWORKINGINSTRUCTIONANDTARGETTHISDESIGNOFTECHNOLOGICALMAINLYINCLUDESTHEMATERIALCOMPUTATION,THEHEATCALCULATIONANDTHEEQUIPMENTCOMPUTATIONALTOGETHERTHREEBULKSACCORDINGTOTHEMATERIALTREND,INTURNTOTHEPOLYMERIZATIONCAULDRON,THESEPARATIONSYSTEMASWELLASTHEDRYSYSTEMMAKESTHEMATERIALANDTHEHEATBALANCECOMPUTATIONMAKEUSEOFTHEPARAMETERANDTHECONCLUSIONINTHEENTIREBALANCECOMPUTATIONPROCESSCALCULATESTHEMAINBODYTOBEPARTIALOFTHEDESIGNTHECAULDRONDESIGNFIRSTMUSTBEFAMILIARWITHTHEEQUIPMENT,THEUNDERSTANDINGSTRUCTUREAFTERFINALLYCALCULATES,THISDESIGNCONFORMSTOTHEANTICIPATEDTARGET,EACHPARAMETERHASREACHEDTHESIGNKEYWORDPOLYVINYLCHLORIDEPOLYMERIZATIONCAULDRONTECHNOLOGICALDESIGN沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)III目錄摘要IABSTRACTII第1章總論111國(guó)內(nèi)外PVC發(fā)展概論112廠址的選擇213工藝路線及工藝實(shí)施方法3121聚合釜的大型化及其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)4122生產(chǎn)工藝的密閉化5123VCM的回收和汽提514工藝配方的確定及設(shè)備的5141最佳工藝配方選擇5142設(shè)備的選擇7143攪拌方式的選擇8144傳熱方式的選擇8145干燥器的選擇9146離心機(jī)的選擇9147防粘液配方的研制10148釜壁沖洗和防粘液的噴涂技術(shù)10149高壓水清釜技術(shù)1015原料及產(chǎn)品的物化性質(zhì)、規(guī)格11151氯乙烯單體VCM11152化學(xué)性質(zhì)11153聚合產(chǎn)品聚氯乙烯PVC1216聚合機(jī)理13161反應(yīng)機(jī)理13162懸浮體系形成的穩(wěn)定機(jī)理1417影響聚合反應(yīng)及生產(chǎn)質(zhì)量的因素1518工藝流程敘述1619設(shè)計(jì)原則依據(jù)及范圍17191設(shè)計(jì)原則17沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)IV192設(shè)計(jì)依據(jù)17193設(shè)計(jì)范圍及深度17110生產(chǎn)規(guī)模171101本裝置生產(chǎn)規(guī)模171102設(shè)計(jì)的開(kāi)工時(shí)間171103生產(chǎn)方式17111裝置組成181111生產(chǎn)過(guò)程181112輔助生產(chǎn)設(shè)施18112生產(chǎn)制度18第2章計(jì)算工藝1921物料衡算1922熱量衡算28221聚合釜28222沸騰床34223預(yù)熱器蒸汽量37224廢氣出口溫度3923設(shè)備計(jì)算40231聚合釜的體積40232攪拌器的選型41第3章非工藝部分5031車(chē)間防火防暴衛(wèi)生防護(hù)措施5032車(chē)間的照明及來(lái)暖通風(fēng)措施5033防靜電及防雷措施5034“三廢”處理應(yīng)用51第4章結(jié)論52參考文獻(xiàn)53致謝54附錄55附表A55附表B57沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1第1章總論11國(guó)內(nèi)外PVC發(fā)展概論我國(guó)的聚氯乙烯工業(yè)自1958年錦西化工廠產(chǎn)3000噸PVC生產(chǎn)裝置投產(chǎn)以來(lái),不斷發(fā)展壯大,已形成一個(gè)大、中、小規(guī)模并舉,布局遍地開(kāi)花,品種較多并擁有八十年代世界先進(jìn)水平的工業(yè)體系目前我國(guó)的PVC樹(shù)脂生產(chǎn)廠家有74個(gè),總生產(chǎn)能力達(dá)到150萬(wàn)噸,1993年的總產(chǎn)量約為100萬(wàn)噸,僅次于聚乙烯居全國(guó)塑料產(chǎn)量的第二位。早在1935年法國(guó)人VREGNAULD就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三氯乙烯但是直到19121913德國(guó)化學(xué)家FKLATA和ZAOHAIS才發(fā)現(xiàn)了三氯乙烯和聚氯乙烯的生產(chǎn)方法。1926年美國(guó)科學(xué)家古德里奇第一次發(fā)現(xiàn)若何將聚氯乙烯增塑。變成工業(yè)上有用的化工原料1940年美國(guó)古德里奇公司創(chuàng)建懸浮聚合，并開(kāi)始建立工廠，二戰(zhàn)中德國(guó)法本公司來(lái)用不同的方法建立了四個(gè)工廠開(kāi)始生產(chǎn)。1943年產(chǎn)量約達(dá)36000噸1940年全世界產(chǎn)量為11萬(wàn)噸至今為止它仍然是塑料中位于第一的產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力最大的工藝設(shè)備基本是上海氯堿股份公司和齊魯石化總公司氯堿廠的年生產(chǎn)20萬(wàn)噸懸浮氯乙烯生產(chǎn)裝置，來(lái)用日本信月技術(shù)制造。北京化工二廠，錦西化工總廠和福州化工總廠引進(jìn)了美國(guó)BF，古德里齊公司年產(chǎn)4萬(wàn)噸設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)高型號(hào)樹(shù)脂；錦化引進(jìn)美國(guó)西方化學(xué)公司（OCCI）的年產(chǎn)8萬(wàn)噸設(shè)備也于去年年底投產(chǎn)了。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)使我國(guó)內(nèi)聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)聚氯乙烯的發(fā)展。目前在聚合工藝實(shí)施方法中占主導(dǎo)地位的是懸浮PVC工程技術(shù)，已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，表現(xiàn)在聚合釜的大型化可達(dá)127M3，聚合傳熱能力大，聚合釜生產(chǎn)強(qiáng)度高，縮短聚合生產(chǎn)輔助時(shí)間，聚合釜來(lái)用優(yōu)化級(jí)放大設(shè)計(jì)，聚合生產(chǎn)完全用計(jì)算機(jī)集散來(lái)控制，產(chǎn)品干燥應(yīng)選用旋風(fēng)干燥設(shè)備。在生產(chǎn)方面，中國(guó)的聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展將以乙烯法為主加快電石法向乙烯法轉(zhuǎn)變。國(guó)家鼓勵(lì)有條件的地區(qū)，特別是沿海地區(qū)發(fā)展有一定規(guī)模的乙烯法聚氯乙烯項(xiàng)目。但是雜短時(shí)間內(nèi)由于我國(guó)乙烯資源缺乏，聚氯乙烯的生產(chǎn)仍就將以電石法為主，乙烯法的徹底改造還有待于下個(gè)世紀(jì)初眾多大型乙烯工程的上馬。世界范圍而言，PVC樹(shù)脂的生產(chǎn)預(yù)計(jì)在近期內(nèi)不全出現(xiàn)新的產(chǎn)品，而是沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2通過(guò)改性和配方的最佳化來(lái)提高PVC的質(zhì)量擴(kuò)大PVC制品的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)PVC樹(shù)脂生產(chǎn)及制品使用過(guò)程中環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，日益引起人們的重視，由于嚴(yán)格限制氯乙烯的單體泄露迫使生產(chǎn)廠家進(jìn)一不改進(jìn)清釜技術(shù)。今后10年內(nèi)，PVC的生產(chǎn)技術(shù)不會(huì)由于市場(chǎng)問(wèn)題而發(fā)生重大變革。生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)仍集中在某些領(lǐng)域，如開(kāi)發(fā)新的變效引發(fā)劑或引發(fā)劑體系，進(jìn)一不改進(jìn)復(fù)合分散劑體系，清釜技術(shù)，汽捏技術(shù)等，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本率。消費(fèi)發(fā)展方面，化學(xué)建才在聚氯乙烯制品中占有越來(lái)越重的位置，今后聚氯乙烯的消費(fèi)的發(fā)展也將主要集中在這一領(lǐng)域。而聚氯乙烯在薄膜，鞋料等軟制品消費(fèi)領(lǐng)域所占比例將減少，預(yù)計(jì)在2000年聚氯乙烯軟，硬制品的比例各達(dá)50左右。合金和配混料提交了PVC硬制品的性能，擴(kuò)大了建筑材料是PVC硬制品的發(fā)展方向；PVC軟制品正想高檔次無(wú)毒無(wú)增塑劑的方向發(fā)展，研究人員和制造商門(mén)從助劑，生產(chǎn)工藝等方面研究開(kāi)發(fā)PVC的仿生木材。樹(shù)脂產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)集中在專(zhuān)用樹(shù)脂方面，例如開(kāi)發(fā)一些耐變濕共聚樹(shù)脂，為了拯救一些改用專(zhuān)用樹(shù)脂的性能生產(chǎn)一些改性專(zhuān)用樹(shù)脂，達(dá)到均樹(shù)脂達(dá)不到的好性能，例如研制和生產(chǎn)新型的耐熱聚氯乙烯專(zhuān)用料，薄膜專(zhuān)用料等。提交產(chǎn)品在特定條件下的使用性能。2004年中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng),GDP增長(zhǎng)率達(dá)到了95,尤其是房地產(chǎn)業(yè)和汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展,推動(dòng)了石化產(chǎn)品的旺盛需求。在國(guó)內(nèi)需求旺盛、價(jià)格整體提升等利好因素的作用下,我國(guó)PVC產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持著快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭,新建、擴(kuò)建項(xiàng)目紛紛上馬,國(guó)內(nèi)PVC產(chǎn)能和產(chǎn)量大幅度增加,企業(yè)規(guī)模日趨經(jīng)濟(jì),行業(yè)整體技術(shù)水平不斷提升。但同時(shí)PVC產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展造成對(duì)上游資源如原鹽、電石、乙烯等原料和電力能源的巨大需求,而資源和能源的相對(duì)緊缺和環(huán)保方面的更高要求可能將在較大程度上影響著未來(lái)中國(guó)PVC產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。12廠址的選擇1廠址應(yīng)該選擇在靠近主要原料供應(yīng)地區(qū)，并盡各種可能靠近樹(shù)脂的加工用產(chǎn)廠。2廠址應(yīng)該具備良好的水陸交通運(yùn)輸條件。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)33廠址應(yīng)具備良好的水源供應(yīng)，若有低溫的底下水源更為理想，因可節(jié)約部分制冷量，廠址若有足夠的蒸汽和電力，盡可能靠近熱電站。4廠址應(yīng)該設(shè)在居民區(qū)下風(fēng)向和江河的下游，當(dāng)全年的主導(dǎo)風(fēng)向不明顯時(shí)應(yīng)以夏季風(fēng)向?yàn)橹饕紤]。5廠址應(yīng)考慮廢水的排放和稀釋問(wèn)題，即排放廢水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，流如江河的流量，組分和方位及遇到江河枯水期最小的水流量時(shí)的稀釋情況。6廠址應(yīng)具備完整的地質(zhì)和水文氣象全資料，以作為化工設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，廠址建筑物是否需要抗震設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)廠址地震資料參考TJ1178工業(yè)與民用建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。我們此次實(shí)習(xí)前往的錦西化工集團(tuán)基本符合以上的要求原則。廠址所在地葫蘆島東臨渤海，水陸交通方便水源充足，企業(yè)建在居民分散稀少的地區(qū)，為居民區(qū)下風(fēng)向，企業(yè)具有生產(chǎn)原材料的能力，是理想的建廠位置。13工藝路線及工藝實(shí)施方法生產(chǎn)聚氯乙烯的單體氯乙烯（VCM），在不同的時(shí)期有不同的合成方法，大體分為三種；電石乙炔法，乙烯氧氯化法，乙烷氧氯化法。目前在我國(guó)79家PVC生產(chǎn)廠家中只有3家來(lái)用乙烯原料路線，盡占全國(guó)總生產(chǎn)能力的31，有69的生產(chǎn)能力仍來(lái)用電石乙炔法生產(chǎn)。而先進(jìn)國(guó)家早已淘汰了乙炔法我國(guó)的PVC生產(chǎn)的物耗與能耗均高于國(guó)外水平，根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)好的廠家每噸PVC耗電石（實(shí)物）1544噸，拆標(biāo)后為1342噸。物耗與能耗高必然導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力下降。在原材料價(jià)格上漲的情況下這是一個(gè)值得重視的問(wèn)題。進(jìn)入70年代以來(lái)，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)乙烯氧氯化技術(shù)，70年代初從美國(guó)引進(jìn)了古得里齊技術(shù)，后又從日本三井東壓引進(jìn)了技術(shù)，前者是運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)超過(guò)20年的企業(yè)，后者也有著兩套投產(chǎn)。這三套裝置的生產(chǎn)，將會(huì)在很大程度上依靠石油化工來(lái)發(fā)展我國(guó)的聚氯乙烯工業(yè)，使PVC的產(chǎn)量和技術(shù)有很大幅度的提高和發(fā)展。古德里奇全部技術(shù)裝置由以下部分組成直接氯化單元、氯氧化單元、二氯乙烷精餾單元、二氯乙烷熱裂種單元、氯乙烯精餾單元、廢水處理單元、殘液焚燒單元。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4三井東壓工藝流程工分9個(gè)單元直接氯化、氧氯化、二氯乙烷精制、二氯乙烷裂體、氯乙烯精制、廢物處理、罐區(qū)、公用工程、氯化氫回收。聚氯乙烯聚合工藝實(shí)施方法主要有4種懸浮法，本體法，乳液法，和微懸浮聚合法。每中聚合方法，由于其本身技術(shù)改觀和客觀需要的變動(dòng)，應(yīng)用范圍常有不同。懸浮法和本體法，PVC樹(shù)脂顆粒結(jié)構(gòu)與性能基本相同，顆粒均勻，屬于通用樹(shù)脂，應(yīng)廣泛用來(lái)制造PVC軟硬制品。乳液法和微懸浮PVC樹(shù)脂，主要用于作糊樹(shù)脂。懸浮聚合以其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)易，便于控制，易于大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品的適應(yīng)性比較突強(qiáng)，因此還是聚氯乙烯的主要生產(chǎn)方式，生產(chǎn)量約占總量的80。我們此次實(shí)習(xí)所去的錦化集團(tuán)PVC分廠年產(chǎn)4萬(wàn)噸PVC裝置聚合來(lái)用美國(guó)古德里奇公司的技術(shù)和設(shè)備。懸浮法生產(chǎn)VCM和水加料，溶液的配制與輔料的加料，聚合涂壁與廢水汽提，聚合，VCM回收。PVC生產(chǎn)可分十七個(gè)工藝系統(tǒng)即VCM貯存系統(tǒng)回，收VCM貯存系統(tǒng)，無(wú)離子水系統(tǒng)，緩沖劑系統(tǒng)，分散劑系統(tǒng)，引發(fā)劑系統(tǒng)，聚合涂壁系統(tǒng)，聚合加料系統(tǒng)，聚合系統(tǒng)，終止劑系統(tǒng)，漿料輸送系統(tǒng)，漿料汽提系統(tǒng)，單體回收系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，蒸汽裝置系統(tǒng)，阻聚劑系統(tǒng)，廢水汽提系統(tǒng)。121聚合釜的大型化及其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1聚合釜的選擇隨著PVC的生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與提高，所使用的集合釜開(kāi)始向大型化轉(zhuǎn)變，聚合釜大型化后適應(yīng)了大規(guī)模的生產(chǎn)要求但是釜的單位容積的傳熱面積下降了，有的廠家在釜的大型化后，不得不增加釜的體外冷卻裝置，以滿足釜的移熱要求，從而造成工藝操作復(fù)雜。釜的容積增大其生產(chǎn)效率建設(shè)投資運(yùn)行費(fèi)用都會(huì)發(fā)生變化。錦化引進(jìn)的古德里奇技術(shù)均來(lái)用704M3的釜型。該釜型來(lái)用下傳動(dòng)底伸式兩層三葉后掠式攪拌器。這樣可以杜絕頂伸長(zhǎng)軸的下部產(chǎn)生塑化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的弊病。兩層三葉后掠式攪拌器是古德里奇攪拌技術(shù)的特殊之點(diǎn)。斧的夾套泵用來(lái)圓管焊接在釜的外壁。這種半圓管式夾套可以克服隔板式夾套冷卻水產(chǎn)生短流的現(xiàn)象，因而有效的提高了釜的傳熱系數(shù)，強(qiáng)化了移熱能力。聚合釜的特點(diǎn)傳熱能力大，生產(chǎn)強(qiáng)度高，設(shè)計(jì)壓力高，能滿足低聚合度樹(shù)脂的生產(chǎn)，攪拌轉(zhuǎn)速不變，能滿足各種牌號(hào)的樹(shù)脂生產(chǎn)。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5122生產(chǎn)工藝的密閉化古德里奇公司不但具有先進(jìn)的防粘釜技術(shù)，同時(shí)也具有先進(jìn)的加料工藝，掌握了先進(jìn)的密閉自動(dòng)沖洗釜壁技術(shù)。所有的輔助材料，如引發(fā)劑，分散劑其他輔助劑的配制。貯存和加料系統(tǒng)，聚合釜漿料的排出與輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了聚合全過(guò)程的密閉和自動(dòng)化操作，提高了設(shè)備的利用率，增加了聚合釜的生產(chǎn)強(qiáng)度，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了環(huán)境的污染。123VCM的回收和汽提VCM的回收方法有兩種釜內(nèi)汽提回收和正常的回收。1釜內(nèi)汽提回收。這是一種非正常的回收方法，一般的情況下不來(lái)用這種回收方法。只有在聚合后系統(tǒng)著設(shè)備出現(xiàn)膨脹的時(shí)候，無(wú)法正常出料和汽提或聚合出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品的時(shí)候或生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)需要單獨(dú)處理的時(shí)候才回使用。2正?；厥铡ＵＧ闆r下，不在聚合釜內(nèi)回收VCM，而將來(lái)回收VCM的漿料打到出料槽先在出料槽內(nèi)進(jìn)行部分的VCM的回收，然后再經(jīng)漿料汽提塔進(jìn)行徹底的回收。3漿料汽提。漿料汽提的目的是將漿料經(jīng)汽提塔，將殘留在PVC中的VCM徹底脫除回收，使PVC中殘留的VCM降到最低值以防VCM在干燥和樹(shù)脂的加工過(guò)程中污染環(huán)境。古德里奇的汽提技術(shù)采用的多孔塔板式汽提?？刂聘咚馗咚?，達(dá)到汽提效率，漿料中含有VCM在30PPM以下成品中VCM可達(dá)到1PPM。14工藝配方的確定及設(shè)備的141最佳工藝配方選擇1聚合度設(shè)計(jì)。以疏松5型（SG5）為例年產(chǎn)4萬(wàn)噸PVC，錦化設(shè)備聚合溫度57，單體的投入量VCM；286M，水的投入量H2O；294M。分散劑；725聚乙烯醇PVA為1123KG，88聚乙烯醇PVA為48KG。引發(fā)劑EHP；95KG聚合度P鏈增長(zhǎng)速率/鏈終止速率KPMM/KTMM其他終止沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6KP/KTRTETPTPEA用代數(shù)方法換算得LNPB，即為聚合度P與溫度T的關(guān)系式。A2引發(fā)劑的設(shè)計(jì)。（聚合釜的傳熱能力）MTKAQ1（實(shí)際傳熱器）CQ2N21據(jù)引發(fā)劑一級(jí)分解推動(dòng)力學(xué)方程IKDTIKDTEI01噸單體所需引發(fā)劑的摩爾分?jǐn)?shù)100KDTRENIN（理論量）MOLR13終止劑設(shè)計(jì)。錦化終止劑來(lái)用丙酮縮氨基硫脲（ATSC），其作用是調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，分子式為。233NHSCHC其用量為KDTEIATS021I為引發(fā)劑在不同時(shí)期量4分散劑（用量為實(shí)驗(yàn)值）。其用量通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，與釜型，擋板，攪拌形式，反應(yīng)溫度等有關(guān)。隨溫度的升高，分散劑加入量逐漸減少，其作用為沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7降低水和單體間的界面張力。分散作用，便于進(jìn)一步分散。覆蓋在液滴表面，增加水與單體之間的親和力。保護(hù)能力,聚合中期單體液滴的凝聚階段有限制過(guò)量凝聚的作用。5水比（水與單體之間的重量比）。水比大，單釜生產(chǎn)能力小，水比小易粘釜。確定方法錦化的聚合工藝是在聚合開(kāi)始時(shí)水比很小，在聚合過(guò)程中不斷注水，這樣可提高產(chǎn)量，減少粘釜，另外，水還有改善顆粒形態(tài)的作用。聚合初期水比小，不僅可以增加投料量，提交單釜生產(chǎn)能力，而且可以增加投料量，促進(jìn)多次堆積粒子的形成，樹(shù)脂形態(tài)規(guī)整柔和，基本無(wú)毛刺，孔隙與分布及空隙，含量有所改善，吸油量略有提交，但顆粒變粗。隨著聚合的進(jìn)行，聚合物顆粒內(nèi)部收縮，出現(xiàn)大量孔隙，水不斷被吸收，釜內(nèi)物料變稠，若不及時(shí)注水，可能發(fā)生爆聚，故需不斷注水。6緩沖劑設(shè)計(jì)。在PVC生產(chǎn)中，一般強(qiáng)堿作為緩沖劑，但錦化采用的是磷酸三鈣，它雖然不溶于水，但可有效消除，所以PVC生產(chǎn)聚合釜被PH值應(yīng)H嚴(yán)格控制在7左右。142設(shè)備的選擇1釜的選擇。懸浮聚合的聚合釜，由小型向大型化發(fā)展，并已成為絕對(duì)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著釜容積的發(fā)展，材質(zhì)也發(fā)生了變化。材質(zhì)的選擇由不銹鋼釜發(fā)展到復(fù)合鋼板，由于其造價(jià)低，容易加工，并可向大型化發(fā)展，才取得絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。但是大型釜形成生產(chǎn)能力，還需要解決攪拌問(wèn)題和傳熱問(wèn)題才能保證質(zhì)量，以及具備必要的安全措施，進(jìn)一步減小粘釜以提高釜的利用率，這樣，大型釜才有其優(yōu)越性。已經(jīng)報(bào)道投產(chǎn)的大型釜有西德舒爾斯公司的200聚合釜，釜體為5310M，上傳動(dòng)的單層三3M葉后掠式攪拌，產(chǎn)生能力為5噸。日本的三井東壓一電氣化學(xué)的聚合釜，年生產(chǎn)能力為354萬(wàn)噸。310日本信越技術(shù)，聚合釜容積，410M，頂伸式三層攪拌帶垂直327擋板，單釜生產(chǎn)能力每釜40噸，年產(chǎn)能力為25萬(wàn)噸。古德里奇的聚合釜，生產(chǎn)強(qiáng)度較大，年產(chǎn)量152萬(wàn)噸，防粘技術(shù)370M沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8與設(shè)施比較全面。143攪拌方式的選擇根據(jù)對(duì)氯乙烯懸浮成粒過(guò)程和攪拌的分析，懸浮聚合釜要求攪拌操作具備一定的剪切強(qiáng)度，循環(huán)次數(shù)，并且釜內(nèi)能量分布均勻。由于剪切強(qiáng)度直接測(cè)定困難，往往用單位體積，功率來(lái)反映。如果單位RP體積功率過(guò)低，攪拌強(qiáng)度不夠，過(guò)高時(shí)樹(shù)脂質(zhì)量也有影響，而且無(wú)所謂浪費(fèi)能量。氯乙烯懸浮聚合的一般取1KW/M3左右，對(duì)大型聚合釜，混合均勻較困難，RP故可適當(dāng)取大一些。RP循環(huán)次數(shù)少，釜內(nèi)易出現(xiàn)直流區(qū)，而且循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)，容易發(fā)生凝餅，使顆粒粒徑分布變寬。對(duì)于氯乙烯懸浮聚合，一般應(yīng)取68次以上。單位體積功率和循環(huán)次數(shù)都是全釜的平均值，而釜內(nèi)流動(dòng)和剪切能量分布均勻，對(duì)顆粒粒徑分布也是至關(guān)重要的。因此，聚合釜內(nèi)物料的流動(dòng)狀況上，希望不存在流動(dòng)的死角。有較均勻的能量分布。若釜內(nèi)湍流能量分布不均勻，上下循環(huán)流動(dòng)周期太長(zhǎng)，則可能由于局部剪切不夠，引起分散相凝餅成大顆粒，導(dǎo)致粒徑分布變寬。錦化引進(jìn)古德里奇技術(shù)來(lái)用兩層三葉后掠式攪拌器，它增加了軸向推動(dòng)力和一層三葉后掠式攪拌器相比，克服了軸向循環(huán)量不足的弊端，可使聚合體系軸向混合均勻，有利與改善樹(shù)脂的顆粒度分布，和釜內(nèi)的溫度分布，提高釜的傳熱效率和產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。工業(yè)上通用漿型有平漿，斜漿，三葉后掠式和布魯馬金型漿葉。從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，矮胖釜都用單層漿，使用三葉后掠式漿葉。對(duì)于瘦長(zhǎng)釜漿葉型式都是普通的平漿和渦淪漿，這都屬于徑向流動(dòng)漿葉，特別是圓盤(pán)渦輪漿葉，軸向流動(dòng)較差，這表明對(duì)于長(zhǎng)徑比較大的釜，不必特別強(qiáng)調(diào)軸向整體循環(huán)，只要求在各漿葉作用區(qū)充分混合，不存在死角。144傳熱方式的選擇聚合釜的傳熱能力在相當(dāng)程度上意味著釜的生產(chǎn)能力。在合理選用引發(fā)劑，盡可能接近勻速反映的基礎(chǔ)上，應(yīng)從各方面盡可能提高釜的傳熱能力。傳熱速率OR與傳熱面積，溫度成正比，HKJQHKAD3MFCT0沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)9比例系數(shù)是傳熱系數(shù)。220WKCADKMH因此，要提高傳熱速率，可以從增加傳熱面積，擴(kuò)大溫差，提高傳熱系數(shù)三方面著手。145干燥器的選擇聚氯乙烯漿料經(jīng)離心機(jī)脫水后，緊密型樹(shù)脂含濕量一般小于20，而疏松型樹(shù)脂含濕量在2028之間，依不同聚合長(zhǎng)度對(duì)樹(shù)脂干燥后的成品，要求揮發(fā)含量在04045之間，以保證塑料加工制品不出現(xiàn)汽泡等缺陷。離心機(jī)脫水后的濕樹(shù)脂，從濕物料貯槽到螺旋輸送器，螺旋輸送氣干燥器與熱風(fēng)進(jìn)行熱交換，脫除樹(shù)脂的表面水份，一般可干燥到7以下釜的濕含量進(jìn)入沸騰干燥床，在流化床內(nèi)與熱風(fēng)進(jìn)行熱交換和一定的沸騰停留時(shí)間，使樹(shù)脂得到適度干燥合格。我國(guó)從50年代聚氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)，一開(kāi)始便是以氣流管干燥器進(jìn)行樹(shù)脂干燥。當(dāng)物料含濕量達(dá)百分之三到五，即所謂臨界含濕量，需進(jìn)入干燥階段。在干燥裝置的選擇上，用臥式內(nèi)加熱沸騰床。工藝操作參數(shù)熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度150物料出床溫度05熱風(fēng)排出溫度70沸騰床層溫度5570熱水進(jìn)口溫度95沸騰層高度1135M熱水排除溫度70床內(nèi)壓力490PA物料進(jìn)床溫度4060全窗層壓力降7355PA物料出床溫度50物料停留時(shí)間120MIN物料入床溫度27146離心機(jī)的選擇在氯乙烯聚合反應(yīng)完成之后形成的懸浮漿料中，一般含6070的水分，在物料進(jìn)入干燥工藝前需用離心機(jī)，螺旋沉降式離心機(jī)幾種。其中，螺旋沉降式沉降離心機(jī)是被廣泛來(lái)用的。主要原因有1單機(jī)生產(chǎn)能力大，適合工廠大型化與自動(dòng)控制的要求，沒(méi)有操作周期，連續(xù)運(yùn)行，連續(xù)出料，操作簡(jiǎn)便。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)102母液含固量少，澄清度高，分離原理是離心沉降非離心過(guò)濾，轉(zhuǎn)鼓上無(wú)孔，當(dāng)機(jī)器的分離因數(shù)大于2000時(shí)，在聚氯乙烯生產(chǎn)中，母液含固量可小于50PPM，即使分離因數(shù)降到1000，也能達(dá)到其母液離心的含固量在100PPM左右，不僅較過(guò)濾式離心機(jī)減少了離心母液對(duì)物料的夾帶損失，且省略了一套對(duì)離心母液回收處理的設(shè)備。3防粘釜技術(shù)。粘釜包括聚合物粘結(jié)于聚合釜內(nèi)壁，攪拌軸及漿葉以及釜頂氣相管線。粘釜會(huì)導(dǎo)致聚合釜傳熱系數(shù)和生產(chǎn)能力下降；粘釜料若混入產(chǎn)品中，會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂塑化加工中出現(xiàn)不塑化的“魚(yú)眼”，影響制品外觀及內(nèi)在質(zhì)量；粘釜物的清理將延長(zhǎng)釜的輔助時(shí)間，降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，并消耗費(fèi)清理將延長(zhǎng)釜的輔助時(shí)間，降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，并耗費(fèi)清理的人工及影響勞動(dòng)保護(hù)問(wèn)題，此外，粘釜還影響到聚合釜自動(dòng)控制的實(shí)施。147防粘液配方的研制防粘液配方是防粘釜技術(shù)的核心。該配方為棕色有機(jī)聚合物，藥品無(wú)毒，只對(duì)眼睛有輕微的刺激性。在聚合反應(yīng)中無(wú)阻聚作用，對(duì)PVC產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)影響，也不會(huì)造成廢水污染。使用時(shí)用無(wú)離子水配成很稀的堿性水溶液，噴涂在聚合釜內(nèi)壁，形成不粘壁的表面。148釜壁沖洗和防粘液的噴涂技術(shù)古德里奇公司在704釜的釜頂裝有兩個(gè)180對(duì)稱的釜壁沖洗裝置，很3M好地解決了釜壁自動(dòng)沖洗的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)，這也是防粘液自動(dòng)密閉噴涂裝置。防粘液蒸汽霧化后，從該裝置噴入釜內(nèi)，冷凝在釜壁和釜內(nèi)部構(gòu)件上，形成一層均勻的，沒(méi)有死角的涂層表面，從而很有效地起到防粘釜作用。149高壓水清釜技術(shù)古德里奇的防粘釜技術(shù)可以達(dá)到每生產(chǎn)300600釜次以后才需打開(kāi)釜進(jìn)行高壓水清洗。水壓為30MPA（300KG/CM2）（表壓），每次清洗掉的粘釜累積量在5KG左右。高壓水噴槍有固定旋轉(zhuǎn)噴槍和手持噴槍兩種，操作人員需通過(guò)釜內(nèi)的入孔進(jìn)行沖洗，不需要進(jìn)入釜內(nèi)。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1115原料及產(chǎn)品的物化性質(zhì)、規(guī)格151氯乙烯單體VCM1物理性質(zhì)常溫下為無(wú)色，且有乙醚氣味的氣體，比空氣重一倍，微熔于水，易熔于丙酮，乙醇和烴類(lèi)，易燃，與空氣易形成爆炸物。分子式分子量625純度99992CHL沸點(diǎn)139凝固點(diǎn)1597比重21500CCP/CV1183折光指數(shù)139813PN爆炸極限上限22，下限4臨界溫度15840臨界壓力527ATM臨界體積270ML/G比熱038聚合熱272CAL/G汽化潛熱（25）7176CAL/G（1337）7953CAL/G00C熔化潛熱1819CAL/G生成熱120CAL/G152化學(xué)性質(zhì)1有關(guān)氯丁二酸氫鉀的反應(yīng)2222CHLOCHORCHORCL2與燒堿加熱時(shí)，脫氯化氫生成二氯乙烯22LNANALD3有關(guān)雙鍵反應(yīng)，與氯化氫生成2氯硫酸222CHLCHLCL4在紫外線照射下能與硫化氫生成2氯硫酸222LSLD5氯乙烯通過(guò)聚合生成PVC22NNCHLCHL過(guò)氧化物沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)12153聚合產(chǎn)品聚氯乙烯PVC1物理性質(zhì)。白色無(wú)定形粉末，比重135146，分子量3687093750，不溶于水，酒精等，表觀密度040055G/ML，比熱020035KCAL/H顆粒直徑緊密型（XJ）010100，疏松型（SG）10150轉(zhuǎn)化點(diǎn)75MM85，熱分解點(diǎn)100，開(kāi)始降解生產(chǎn)氯化氫。0C0C2化學(xué)性質(zhì)。聚氯乙烯化學(xué)穩(wěn)定性好，常溫下耐任何濃度HCL、90以下的硫酸、5060的濃及20的濃堿溶液，PVC樹(shù)脂在高溫下與濃堿發(fā)生脫3HNOHCL反應(yīng)，而在濃或發(fā)生氫化降解。PVC在光照及氧的作用下，逐24S漸分解，且老化，聚合物材料表面與空氣中的氧作用，氧加速了紫外線對(duì)高聚物的降解，分解成氯化氫，形成羥基。3引發(fā)劑。過(guò)氧化二碳酸二已基酮（EHP）分子式，分子量18346CHO346，白色或灰色液體，不溶于水，易溶于甲笨，二甲苯等有機(jī)溶劑，毒性和一般有機(jī)過(guò)氧化物相似，刺激眼睛，皮膚，呼吸道，易燃燒氧化，隨溫度升高分解加快。4分散劑。聚乙烯醇（PVA），羥丙基甲基纖維素（HPMC）聚乙烯醇（PVA）分子式，醇解度7580，粘度7513CP，聚合2NCHO度17002000，聚合度影響保護(hù)能力和水中溶解度，醇解度影響分散效果，聚乙烯醇穩(wěn)定，用于生產(chǎn)疏松型樹(shù)脂。羥丙基纖維素（HPMC）能溶于水，取代度152，反應(yīng)劑氯甲烷環(huán)氧乙烷性能優(yōu)于MC，有較好的截面火星和較高的凝膠能力，實(shí)際使用中粘釜較輕，所得樹(shù)脂顆粒較細(xì)。5終止劑。丙酮縮氨基硫脲（ASTC）此終止劑既能與引發(fā)劑發(fā)生反應(yīng)，又可與大分子發(fā)生反應(yīng)，顆粒形態(tài)好，質(zhì)量好且溶脹在內(nèi)部的VCM易脫除。分子式，分子量131，熔點(diǎn)168，33CHNHCSN溶解度018/100H2O，在醇，酮等有機(jī)溶劑中不溶，在堿性溶液中，有較大的溶解度，在酸性或大量水溶液中又發(fā)生水解，可與氧反應(yīng)，和氧化劑，鹵素發(fā)生鹵化反應(yīng)。6緩沖劑。磷酸三鈣分子式分子量310，白色固體，不342APO溶于水在無(wú)離子水系統(tǒng)，幾乎沒(méi)有磷酸根離子，在有存在下能溶于水，使HPH值下降，故于水中滴加未調(diào)節(jié)PH值使反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1316聚合機(jī)理161反應(yīng)機(jī)理聚氯乙烯懸浮聚合屬典型的自由基聚合，分鏈引發(fā)，鏈增長(zhǎng)，鏈終止（歧化），鏈轉(zhuǎn)移（向單體）四步基元反應(yīng)。其基元反應(yīng)式和速率式如下引發(fā)劑分解2KDIRDIRKIT鏈引發(fā)KIM2FIDTM鏈增長(zhǎng)XKP1XTRP向單體鏈轉(zhuǎn)移,KTRMXXRR,TRMTRK歧化終止KTYMY2如按穩(wěn)態(tài)處理,則聚合速率方程式為12RFKDTRPI氯乙烯聚合屬于沉淀聚合,PVC在VCM中的溶體度很小01,PVC或其短鏈自由基即將沉淀出來(lái),形成兩相。一相是氯乙烯單體相，溶有微量PVC；另一相是聚氯乙烯富相，由370PVC和30VCM組成溶脹狀態(tài)。根據(jù)PVCVCM部分互溶的特點(diǎn),聚合過(guò)程可以分成下列幾個(gè)階段1轉(zhuǎn)化率XXF70,溶脹在PVC富相內(nèi)的VCM繼續(xù)聚合體系內(nèi)的VCM進(jìn)一步減少,所產(chǎn)生的蒸汽壓將低于VCM的飽和蒸汽壓,這是氯乙烯聚合后期壓強(qiáng)降低的原因。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)14162懸浮體系形成的穩(wěn)定機(jī)理聚氯乙烯成粒過(guò)程反應(yīng)在兩方面一在單體液滴內(nèi)形成亞微觀和微觀層次的各種粒子,另一則是在單體液滴成顆粒間聚并,形成宏觀從此的顆粒。由于PVC不溶于VCM中,PVC鏈自由基大到一定程度例如聚合度約,月10350個(gè)鏈自由基線團(tuán)纏繞聚結(jié)在一起,沉析出來(lái),形成最原始的相分離物種,尺寸約001002M。這是能以獨(dú)立單元被鑒別出來(lái)的原始物種,特稱做原始微?；蛭^(qū)。這時(shí)的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)低于1,可能在01以下。接著,許多原始微粒作第而次絮凝,聚結(jié)成約的初級(jí)粒子核或012M小區(qū),這才是真正的結(jié)構(gòu)物種。繼上述原始微粒和初核等亞微觀層次結(jié)構(gòu)形成以后,就進(jìn)入微觀層次成粒階段。其中包括初級(jí)粒子核成長(zhǎng)為初級(jí)粒子,初級(jí)粒子絮凝成聚結(jié)體,以及初級(jí)粒子的繼續(xù)成長(zhǎng)為等三步。這一階段是成粒全過(guò)程中最重要的階段。可以概括地說(shuō),亞微觀和微觀層次結(jié)構(gòu)的過(guò)程是不同尺度的粒子聚結(jié)和成長(zhǎng)進(jìn)行的結(jié)果。低轉(zhuǎn)化率階段41107KG/YEAR22熱量衡算221聚合釜1夾套傳熱系數(shù)K的校正。01510IKDALK內(nèi)壁液膜給熱系數(shù)I外壁液膜給熱系數(shù)0沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)29釜壁內(nèi)阻DL釜內(nèi)壁給熱系數(shù)。根據(jù)CHAPMAN和HOLLAND對(duì)液體釜內(nèi)壁系數(shù)的方程IA計(jì)算如下21043360MDMIWNCGCDLRAL式中C為常數(shù)在三葉后掠式攪拌漿葉夾套傳熱中C取037查聚合反映工程D為聚合釜內(nèi)徑D4000MMN為攪拌器轉(zhuǎn)速N80RPM1333RPS懸浮液導(dǎo)熱系數(shù)ML懸浮液密度R懸浮液比熱C懸浮液粘度M壁溫下的流體粘度WD攪拌葉徑18DDMR在聚合反映釜中,漿料為懸浮液其中加入的水和注入的水總共47798KG，加入VCM為24367581KG，其中85轉(zhuǎn)化為PVC,VCM占15。懸浮液中個(gè)組分所占的分率為224798623516187HOVCMPHOVCMXX懸浮液密度。根據(jù)懸浮體系密度和加性原理,混合液密度可計(jì)算MR2065102IMHOVCMPVXRR57時(shí)，。2398/KGR384/KGM3140/PVCKGMR沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)301062510287939843MR7/KG懸浮液的比熱。MC2060510287MIHOVCMPVCCX57時(shí)，,，298C/KCALG3/KCALG。04PVC/KCALG98620385104287M0806/KCALG懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)。ML2CDCDMLFLL連續(xù)相導(dǎo)熱系數(shù)分散相導(dǎo)熱系數(shù)分散相體積分率CLDLDF轉(zhuǎn)化率達(dá)85的氯乙烯懸浮液是一復(fù)雜體系，有機(jī)粒子本身可以作聚乙烯分散在氯乙烯中的懸浮體系，再由有機(jī)粒子分散在水中構(gòu)成它的懸浮體系導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算須分兩步進(jìn)行。聚氯乙烯在有機(jī)粒子中的體積分率085015/731484PVCF轉(zhuǎn)化率達(dá)85時(shí),有機(jī)粒子的體積分率08505196/0283143483PVCF與之比為19612HOMPVCM沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)31對(duì)于非篩合液體A15213VCMACMRL1352VCRL130841086/625KCALHM查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)4/PVCKALHMCLDVCPPVCMFFL0731073165/KALH查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)26HOCL2CDCDMLFLL0561302856013413/KCALH懸浮液的粘度。M405SMLDF固體粒子容器分率SF液體粘度L0283SF在0103明膠中粘度,C為常數(shù),20時(shí)按105計(jì)算。因粘度2LHOCM隨固含量變大而增大,取C106,57時(shí)查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)水的粘度為05146CP。明膠粘度106540LCP4412835SMLDCCPF沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)32壁溫下的流體粘度。因?yàn)榫酆细獌?nèi)壁溫度與釜內(nèi)溫度相差不大,釜材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)比水的小的多,所以聚合釜內(nèi)壁溫度接近與其物體溫度故壁溫下的流體粘度與懸浮液粘度基本上相同。粘度修正值均等于1。WMM014MW內(nèi)壁給熱系數(shù)21043360ICGNDCDLRAL2234143013067745368298013AI8279/WMC2釜外壁給熱系數(shù)。因?yàn)樗谥眻A管做強(qiáng)制流動(dòng)呈湍流狀態(tài)，給熱系數(shù)A可按下列準(zhǔn)數(shù)方程計(jì)算A080402317PEEICDVDRRLL21ED121IDR式中水的傳熱系數(shù)L056/KCALHML槽的當(dāng)量直徑E20ERM內(nèi)查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)231/13/10HOGCPKALGC2水氣速。M根據(jù)物料衡算夾套傳熱量960QKAL夾內(nèi)螺管水的吸熱量132C水吸夾沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)33W為水流總量C為水的比熱QWCT入出水吸193620387241KGT夾入出水的單位時(shí)間流量33920/6WQMHTR反夾套橫截面積為2221140157AP螺旋管內(nèi)徑R100MM01M水流速192018/5736QVMSA4螺旋管彎曲半徑R。螺旋管外徑R114314322DR409315M釜外壁給熱系數(shù)。A0804360217PEEICDVDRMRLAL4080443619841293310307295164/WMC沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)345釜壁熱阻。因?yàn)楦谟伤牟糠纸M成水垢,碳鋼,不銹鋼和粘釜DL物。以知水垢厚度導(dǎo)熱系數(shù)102MD15/KCALHML垢碳鋼厚度導(dǎo)熱系數(shù)34碳鋼不銹鋼厚度導(dǎo)熱系數(shù)/LCL不銹鋼粘釜物厚度導(dǎo)熱系數(shù)40KC粘釜33333021011780554DL故終上計(jì)算0IDALK3117808279645所以K513285510故夾套傳熱符合標(biāo)準(zhǔn),滿足傳熱要求222沸騰床1干空氣的進(jìn)入量以知數(shù)據(jù)濕物料進(jìn)口溫度,PVC出口溫度150QC濕物料在第五室溫度熱風(fēng)入口溫度,熱風(fēng)出第五340QC25QC8T室溫度冷風(fēng)入口溫度,夏天,熱水入口溫度26T01T02T熱水出第五室溫度冷卻器進(jìn)口溫度冷卻水出口9T入8出TC進(jìn)溫度熱空氣提供15的熱量熱水提供85熱量。熱水為汽壓熱C出。相對(duì)濕度冬天夏天518/KALGL5F6F2輸入熱量。預(yù)熱器將空氣從加熱到時(shí)輸入熱量QT1T0246LX沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)35夏天062SPXF查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)得20時(shí)水蒸氣飽和蒸汽壓為1754SPMHG1754062087306X1483QLT15TC027520158602T冬天SPXF查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)得15時(shí)水蒸氣飽和蒸汽壓為1238SPMHG051238620577X14QLXT02605781533輸入熱量。蒸發(fā)水分所需熱量。121QWIW水分蒸發(fā)量水汽離開(kāi)干燥時(shí)熱含量濕物料進(jìn)口溫度2I1Q為熱風(fēng)出第五室時(shí)溫度,取85由物料衡算W1731002KG/H286KCAL被干燥物料由升溫所需熱量。1C2Q沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)36221CMQGCQ被干燥絕干物料量冷水混合物比熱2MSW03414397絕干固體PVC比熱水比熱物料含水量SCWC2由物料衡算5187436KG221CMQGQCG5874360509KAL熱損失量。3Q干燥器熱損失按總量的10計(jì)算31207864917005/KCALH隨熱廢氣帶走熱量。4Q4226QLXT夏天008736209761L冬天4246558Q輸入熱量與輸出熱量相等，熱氣儀帶走物料的15熱量。041235QQ冬天干空氣量為24023L18017L10110782681149017110225684415沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)37L28092540KG干空氣/小時(shí)夏天干空氣含量為15861L9761L10110782681149017110225684415L27659638KG干空氣/小時(shí)223預(yù)熱器蒸汽量由于用30大氣壓蒸汽加熱,冷卻成同溫度水蒸汽的汽化潛熱。2/KGFCMR5181KCAL/KG1夏天。輸入熱量010246QLXT1587938479518/KCALH熱量損失為100402/0QL總蒸汽量875/94851/1DRKGH總2冬天。輸入熱量010246QLXT38957486/KCALH0674230/110QL總蒸汽量985/147/DRKGH總3熱水量計(jì)算。G熱沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)38熱水放出85的熱量供干燥12385QGTR入出熱QGT熱R入出1078261490725684956104KG4冷卻水用量。冷物料進(jìn)第六室時(shí)放熱量Q23LSWQGC51874360540KCAL冷卻水吸收的熱量。Q吸PQGCT吸出冷熱103210冷冷冷卻水回收物料放出的85熱量85Q吸1034712G冷5894KG冷224廢氣出口溫度因各室中風(fēng)速風(fēng)量相同,所以第沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)39六室進(jìn)口風(fēng)量為熱風(fēng)量的，所以冷風(fēng)量為。1525夏天冷風(fēng)帶走的熱量為物料熱量的150150246LQXT出7593831246087320T出2TC出冷風(fēng)與熱風(fēng)在頂部混合后相互吸熱達(dá)到溫度相等后排出。所以熱風(fēng)放出熱量冷風(fēng)吸收熱量200462465LLXTXT出02793807132XW007132202460713604608738315LLTT254TC冬天冷風(fēng)帶走熱量為物料放熱量的1501065LQXT出2894534724650715T出16TC出冷風(fēng)與熱風(fēng)在頂部混合相互傳熱達(dá)到溫度相等后排出,所以熱風(fēng)放出熱量沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)40冷風(fēng)吸收熱量。2202046465LLXTXT出02890713XW0062122024601046057165LLTT49TC2檢驗(yàn)，時(shí)，查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)得飽和蒸汽壓513C。2SPMHG250174376SX未達(dá)到水蒸氣汽露點(diǎn),干燥無(wú)返潮。檢驗(yàn)時(shí)，查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)得飽和蒸汽壓。491C875SPMHG875013626SPX未達(dá)到水蒸氣汽露點(diǎn),干燥無(wú)返潮。綜上所述廢氣出口溫度,夏天,冬天。54C491C23設(shè)備計(jì)算231聚合釜的體積為裝料系數(shù),取0837。F又取2/4VTHVP公稱封/15T內(nèi)沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)41當(dāng)0時(shí)，。V封23/480THMP公稱408T內(nèi)取查表得4000MM查橢圓形封頭902040TM內(nèi)3M確定夾套尺寸夾套內(nèi)距取50MM則52410外內(nèi)6HT夾內(nèi)232攪拌器的選型工藝要求攪拌器能夠保證固體顆粒均勻分散,不沉降,又能使原料進(jìn)釜后迅速,均勻的分散開(kāi)。因此,容積循環(huán)速率及湍流強(qiáng)度成為主要控制因數(shù),據(jù)此選用45度四葉透平漿。1確定攪拌轉(zhuǎn)速N及攪拌等級(jí)按顆粒懸浮類(lèi)型,確定攪拌轉(zhuǎn)數(shù),依據(jù)攪拌任務(wù)選10級(jí)攪拌，由前可知，。3140/PVCKGMR310672/KGMR查得305146LM漿料粘度275LFFSCFF漿料的質(zhì)量濃度,0314G固/ML漿料SC漿料的沉降率ML/G,查得堆密度為045。F3/GC則1/0452222ML/GS算得0419F417350MPAS又由于顆粒直徑PD故先設(shè)雷諾數(shù)處于過(guò)渡流域,進(jìn)行計(jì)算2410621978/735PVCMSCR03PVCR臨界沉降速度TU218STGDPRM2644093075126/S沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)42DTUFF顆粒沉降速度校正系數(shù)沉降速率D當(dāng)轉(zhuǎn)化率85時(shí),顆粒濃度0853691依此查得F147則1470296435/261/MINDUS取/518DTM18/04當(dāng)攪拌級(jí)別為10級(jí),時(shí),查值為。/045DTF105轉(zhuǎn)速1373289DUNF1103753285669RPM取N80RPM校正顆粒雷諾數(shù)6RE317502910674PTMDUNR2348305704637NBD外因?yàn)?212053NBKT內(nèi)則需修正,由永田公式得306035/12RERE12/SINPBTPNANBHQQQ其中24/7/18BTD0164065932134/0514/BTDTB2/8/084214/5/7/PBTBT42018050/2522RE36701958634254MNDR釜內(nèi)流體的深度H37219367450V沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)442267453863104VHMDP取H54M二葉平漿2RE25/04/1048CDBTNBT28/0/481036二葉斜漿41SINRERE0CNQQSI50368306035/12RERE12/SINPBTPFNANBHQQQ251306120354/094031028587/SIN51沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)455284因?yàn)?43BPFKN所以35070431528P又由NR軸1067236P軸35801672147801KW因?yàn)?47804KW封軸故電動(dòng)啟動(dòng)系數(shù)/H封軸H得80192取P150KW/臺(tái)4