聚氯乙烯粉末制造車間工藝設(shè)計(jì)

1、摘 要 聚氯乙烯是五大通用熱塑性樹脂中最有發(fā)展前途的品種。聚氯乙烯常溫下為無色，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，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發(fā)展最快的高分子合成材料之一。因此，對(duì)聚氯乙烯車間的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本次設(shè)計(jì)工作主要是對(duì)4.1107千克/年聚氯乙烯粉末制造車間工藝設(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

2、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)Abstract PVC is the most promising varieties of five common thermoplastic resin.pvc is colorles

3、s in the room temperature.There is odor of ether gas.Heavier than air double.Solublein water.Fusible in acetone.Ethanol and hydrocarbon,Flammable,And the air becomes explosive. under the effects of light and oxygen PVC is gradual decomposition.and aging.Polymer material surface and the air of oxygen

4、 role , UV impact on the degradation of the polymer by Oxygen accelerated.Decomposed into hydrogen chloride.Formation of hydroxyl.Monomer high purity,Polymerization reaction speedily ,Products quality is good .Production is easier to control .In the recently 40 years ,PVC is almost one of the fastes

5、t-growing polymer synthetic material.so,PVC on the design of workshop it is particularly important.This designer takes responsibility if makes in the workshop technological design to the 4.1107kg/year polyvinyl-chloridepowder the polymerization cauldron design.Commence with the polyvinyl-chloride de

6、velopment course and the present situation.Formthe preliminary understanding to the polyvinyl-chloride craft.Through polyvinyl-chloride operating manual of craft.To design composition of installment, production method, productivesystem and craft parameter ,choice reasonable working instruction and t

7、arget.This design of technological mainly includes the material computation,the heat calculation and the equipment computation altogether three bulks.According to the material trend, in turn to the polymerization cauldron, the separation system as well as the dry system makes the material and the he

8、at balance computation.Make use of the parameter and the conclusion in the entire balance computation process.Calculates the main body to be partial of the design -thecauldron design.First must be familiar with the equipment, the understanding structure.After finally calculates, this design conforms

9、 to the anticipated target, each parameter has reached the sign.Key word:polyvinyl-chloride; polymerization cauldron; technological design目錄 摘 要IAbstractII第1章 總論11.1 國內(nèi)外PVC發(fā)展概論11.2 廠址的選擇21.3 工藝路線及工藝實(shí)施方法31.2.1聚合釜的大型化及其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)41.2.2生產(chǎn)工藝的密閉化51.2.3 VCM的回收和汽提51.4 工藝配方的確定及設(shè)備的51.4.1最佳工藝配方選擇51.4.2 設(shè)備的選擇71.4.3

10、 攪拌方式的選擇81.4.4傳熱方式的選擇81.4.5 干燥器的選擇91.4.6離心機(jī)的選擇91.4.7 防粘液配方的研制101.4.8 釜壁沖洗和防粘液的噴涂技術(shù)101.4.9 高壓水清釜技術(shù)101.5 原料及產(chǎn)品的物化性質(zhì)、規(guī)格111.5.1 氯乙烯單體VCM111.5.2 化學(xué)性質(zhì)111.5.3 聚合產(chǎn)品聚氯乙烯PVC121.6 聚合機(jī)理131.6.1 反應(yīng)機(jī)理131.6.2 懸浮體系形成的穩(wěn)定機(jī)理141.7 影響聚合反應(yīng)及生產(chǎn)質(zhì)量的因素151.8 工藝流程敘述161.9 設(shè)計(jì)原則依據(jù)及范圍171.9.1設(shè)計(jì)原則171.9.2 設(shè)計(jì)依據(jù)171.9.3 設(shè)計(jì)范圍及深度171.10 生產(chǎn)規(guī)模

11、171.10.1 本裝置生產(chǎn)規(guī)模171.10.2 設(shè)計(jì)的開工時(shí)間171.10.3 生產(chǎn)方式171.11 裝置組成181.11.1 生產(chǎn)過程181.11.2 輔助生產(chǎn)設(shè)施181.12 生產(chǎn)制度18第2章 計(jì)算工藝192.1 物料衡算192.2 熱量衡算282.2.1聚合釜282.2.2 沸騰床342.2.3預(yù)熱器蒸汽量372.2.4廢氣出口溫度392.3 設(shè)備計(jì)算402.3.1聚合釜的體積402.3.2 攪拌器的選型41第3章 非工藝部分503.1車間防火防暴衛(wèi)生防護(hù)措施503.2車間的照明及來暖通風(fēng)措施503.3防靜電及防雷措施503.4 “三廢”處理應(yīng)用51第4章 結(jié) 論52參 考 文 獻(xiàn)5

12、3致 謝54附 錄55附表A55附表B57第1章 總論1.1 國內(nèi)外PVC發(fā)展概論我國的聚氯乙烯工業(yè)自1958年錦西化工廠產(chǎn)3000噸PVC生產(chǎn)裝置投產(chǎn)以來,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.目前我國的PVC樹脂生產(chǎn)廠家有74個(gè),總生產(chǎn)能力達(dá)到150萬噸,1993年的總產(chǎn)量約為100萬噸,僅次于聚乙烯居全國塑料產(chǎn)量的第二位。早在1935年法國人V.REGNAULD就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三氯乙烯但是直到1912-1913德國化學(xué)家F.KLATA和ZAOHAIS才發(fā)現(xiàn)了三氯乙烯和聚氯乙烯的生產(chǎn)方法。1926年美國科學(xué)家古德里奇第一次發(fā)現(xiàn)若

13、何將聚氯乙烯增塑。變成工業(yè)上有用的化工原料1940年美國古德里奇公司創(chuàng)建懸浮聚合，并開始建立工廠，二戰(zhàn)中德國法本公司來用不同的方法建立了四個(gè)工廠開始生產(chǎn)。1943年產(chǎn)量約達(dá)36000噸1940年全世界產(chǎn)量為1.1萬噸至今為止它仍然是塑料中位于第一的產(chǎn)品。目前國內(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)20萬噸懸浮氯乙烯生產(chǎn)裝置，來用日本信月技術(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B.F，古德里齊公司年產(chǎn)4萬噸設(shè)備和技術(shù)生產(chǎn)高型號(hào)樹脂；錦化引進(jìn)美國西方化學(xué)公司（OCCI）的年產(chǎn)8萬噸設(shè)備也于去年年底投產(chǎn)了。國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)使我國內(nèi)聚

14、氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，推動(dòng)了國內(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

15、而言，PVC樹脂的生產(chǎn)預(yù)計(jì)在近期內(nèi)不全出現(xiàn)新的產(chǎn)品，而是通過改性和配方的最佳化來提高PVC的質(zhì)量擴(kuò)大PVC制品的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)PVC樹脂生產(chǎn)及制品使用過程中環(huán)境保護(hù)問題，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

16、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毒無增塑劑的方向發(fā)展，研究人員和制造商門從助劑，生產(chǎn)工藝等方面研究開發(fā)PVC的仿生木材。樹脂產(chǎn)品的開發(fā)集中在專用樹脂方面，例如開發(fā)一些耐變濕共聚樹脂，為了拯救一些改用專用樹脂的性能生產(chǎn)一些改性專用樹脂，達(dá)到均樹脂達(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用料，薄膜專用料等。提交產(chǎn)品在特定條件下的使用性能。2004 年中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長,GDP 增長率達(dá)到了9.5 % ,尤其是房地產(chǎn)業(yè)和汽車行業(yè)的快速發(fā)展,

17、推動(dòng)了石化產(chǎn)品的旺盛需求。在國內(nèi)需求旺盛、價(jià)格整體提升等利好因素的作用下,我國PVC 產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持著快速增長的勢(shì)頭,新建、擴(kuò)建項(xiàng)目紛紛上馬,國內(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中國PVC 產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。1.2 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。(3)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

18、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題，即排放廢水經(jīng)過處理達(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TJ11-78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)，

19、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。1.3 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79家PVC生產(chǎn)廠家中只有3家來用乙烯原料路線，盡占全國總生產(chǎn)能力的31%，有69%的生產(chǎn)能力仍來用電石乙炔法生產(chǎn)。而先進(jìn)國家早已淘汰了乙炔法我國的PVC生產(chǎn)的物耗與能耗均高于國外水平，根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國好的廠家每噸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)競爭能力下降。在原材料價(jià)格上漲的情況下這是一個(gè)值得重視的問題。 進(jìn)入70年代

20、以來，我國開始引進(jìn)乙烯氧氯化技術(shù)，70年代初從美國引進(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發(fā)展我國的聚氯乙烯工業(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。 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

21、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樹脂顆粒結(jié)構(gòu)與性能基本相同，顆粒均勻，屬于通用樹脂，應(yīng)廣泛用來制造PVC軟硬制品。乳液法和微懸浮PVC樹脂，主要用于作糊樹脂。懸浮聚合以其生產(chǎn)過程簡易，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)4萬噸PVC裝置聚合來用美國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

22、VCM貯存系統(tǒng)，無離子水系統(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)。1.2.1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)均來用70.4m3的釜型。該

23、釜型來用下傳動(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，能滿足低聚合度樹脂的生產(chǎn)，攪拌轉(zhuǎn)速不變，能滿足各種牌號(hào)的樹脂生產(chǎn)。1.2.2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

24、的排出與輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了聚合全過程的密閉和自動(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。1.2.3 VCM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

25、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在干燥和樹脂的加工過程中污染環(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海_(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。1.4 工藝配方的確定及設(shè)備的1.4.1最佳工藝配方選擇(1)聚合度設(shè)計(jì)。以疏松5型（SG-5）為例年產(chǎn)4萬噸PVC，錦化設(shè)備聚合溫度57，單體的投入量VCM；28.6M，水的投入量H2O；29.4M。分散劑；72.5% 聚乙烯醇PVA為11.23Kg ，88%聚乙烯醇PVA為4.8Kg。引發(fā)劑EHP；9.5Kg聚合度：P=鏈

26、增長速率/鏈終止速率 =Kpmm./Ktmm.+其他終止 =Kp/Kt = 用代數(shù)方法換算得：lnP=B-，即為聚合度P與溫度T的關(guān)系式。(2)引發(fā)劑的設(shè)計(jì)。 （聚合釜的傳熱能力）（實(shí)際傳熱器）據(jù)引發(fā)劑一級(jí)分解推動(dòng)力學(xué)方程： 1噸單體所需引發(fā)劑的摩爾分?jǐn)?shù)： （理論量）(3)終止劑設(shè)計(jì)。錦化終止劑來用丙酮縮氨基硫脲（ATSC），其作用是調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，分子式為：。其用量為 I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：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

27、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始時(shí)水比很小，在聚合過程中不斷注水，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，樹脂形態(tài)規(guī)整柔和，基本無毛刺，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

28、)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)嚴(yán)格控制在7左右。1.4.2 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，還需要解決攪拌問題和傳熱問題才能保證質(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5.31

29、0m，上傳動(dòng)的單層三葉后掠式攪拌，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3.5-4萬噸。日本信越技術(shù)，聚合釜容積，410m，頂伸式三層攪拌帶垂直擋板，單釜生產(chǎn)能力每釜40噸，年產(chǎn)能力為2.5萬噸。古德里奇的聚合釜，生產(chǎn)強(qiáng)度較大，年產(chǎn)量1.5-2萬噸，防粘技術(shù)與設(shè)施比較全面。1.4.3 攪拌方式的選擇根據(jù)對(duì)氯乙烯懸浮成粒過程和攪拌的分析，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，功率來反映。如果單位體積功率過低，攪拌強(qiáng)度不夠，過高時(shí)樹脂質(zhì)量也有影響，而且無所謂浪費(fèi)能量。氯乙烯懸浮聚合的一般取1KW/

30、M3左右，對(duì)大型聚合釜，混合均勻較困難，故可適當(dāng)取大一些。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，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6-8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，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

31、系軸向混合均勻，有利與改善樹脂的顆粒度分布，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)來看，矮胖釜都用單層漿，使用三葉后掠式漿葉。對(duì)于瘦長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，特別是圓盤渦輪漿葉，軸向流動(dòng)較差，這表明對(duì)于長徑比較大的釜，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。1.4.4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，比例系數(shù)是傳

32、熱系數(shù) 。 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。1.4.5 干燥器的選擇聚氯乙烯漿料經(jīng)離心機(jī)脫水后，緊密型樹脂含濕量一般小于20%，而疏松型樹脂含濕量在20-28%之間，依不同聚合長度對(duì)樹脂干燥后的成品，要求揮發(fā)含量在0.4-0.45%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，使樹脂得到適度干燥合格。我國從50年代聚氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)，一開始便是以氣流管干燥器進(jìn)行

33、樹脂干燥。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 0.5%熱風(fēng)排出溫度 70 沸騰床層溫度 55-70熱水進(jìn)口溫度 95 沸騰層高度 1-1.35m熱水排除溫度 70 床內(nèi)壓力 490pa物料進(jìn)床溫度 40-60 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 27%1.4.6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60-70%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)是被廣泛來用

34、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，沒有操作周期，連續(xù)運(yùn)行，連續(xù)出料，操作簡便。(2)母液含固量少，澄清度高，分離原理是離心沉降非離心過濾，轉(zhuǎn)鼓上無孔，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)致樹脂塑化加工中出現(xiàn)不塑化的“魚

35、眼”，影響制品外觀及內(nèi)在質(zhì)量；粘釜物的清理將延長釜的輔助時(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)問題，此外，粘釜還影響到聚合釜自動(dòng)控制的實(shí)施。1.4.7 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，藥品無毒，只對(duì)眼睛有輕微的刺激性。在聚合反應(yīng)中無阻聚作用，對(duì)PVC產(chǎn)品質(zhì)量無影響，也不會(huì)造成廢水污染。使用時(shí)用無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。1.4.8 釜壁沖洗和防粘液的噴涂技術(shù)古德里奇公司在70.4釜的釜頂裝有兩個(gè)180對(duì)稱的釜壁沖洗裝置，很好地解決了釜壁自動(dòng)沖洗的技術(shù)問題。同

36、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，沒有死角的涂層表面，從而很有效地起到防粘釜作用。1.4.9 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)300-600釜次以后才需打開釜進(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，操作人員需通過釜內(nèi)的入孔進(jìn)行沖洗，不需要進(jìn)入釜內(nèi)。1.5 原料及產(chǎn)品的物化性質(zhì)、規(guī)格1.5.1 氯乙烯單體VCM(1)物理性質(zhì)：常溫下為無色，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

37、，易燃，與空氣易形成爆炸物。分子式： 分子量：62.5 純度：99.99%沸點(diǎn) ：-13.9 凝固點(diǎn)：-159.7 比重：2.15CP /Cv：1.183 折光指數(shù)：1.398爆炸極限：上限22%，下限4% 臨界溫度158.4臨界壓力： 臨界體積：2.70ml/g比熱：0.38 聚合熱:-272cal/g汽化潛熱（25）：71.76cal/g （-13.37） 79.53cal/g熔化潛熱：18.19cal/g 生成熱-120cal/g1.5.2 化學(xué)性質(zhì)(1)有關(guān)氯丁二酸氫鉀的反應(yīng) (2)與燒堿加熱時(shí)，脫氯化氫生成二氯乙烯(3)有關(guān)雙鍵反應(yīng)，與氯化氫生成2-氯硫酸(4)在紫外線照射下能與硫化

38、氫生成2-氯硫酸(5)氯乙烯通過聚合生成PVC1.5.3 聚合產(chǎn)品聚氯乙烯PVC(1)物理性質(zhì)。白色無定形粉末，比重1.35-1.46，分子量36870-93750，不溶于水，酒精等，表觀密度0.40-0.55g/ml，比熱0.20-0.35kcal/h.顆粒直徑：緊密型（XJ）：0.10-100，疏松型（SG）10-150轉(zhuǎn)化點(diǎn)：75-85，熱分解點(diǎn)：100，開始降解生產(chǎn)氯化氫。(2)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、50-60%的濃及20%的濃堿溶液，PVC樹脂在高溫下與濃堿發(fā)生脫HCl反應(yīng)，而在濃或發(fā)生氫化降解。PVC在光照及氧的作用下，逐漸分解，

39、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。過氧化二碳酸二已基酮（EHP）：分子式，分子量346，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75-80%，粘度7.5-13CP，聚合度1700-2000，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)疏松型樹脂。羥丙基纖維素（HPMC）：能溶于水，取代度1.5-2

40、，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，溶解度：0.18/100H2O，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，不溶于水在無離子水系統(tǒng)，幾乎沒有磷酸根離子，在有存在下能溶于水，使pH值下降，故于水中滴加未

41、調(diào)節(jié)pH值使反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行。1.6 聚合機(jī)理1.6.1 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，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 鏈引發(fā) 鏈增長 向單體鏈轉(zhuǎn)移 歧化終止 如按穩(wěn)態(tài)處理,則聚合速率方程式為 氯乙烯聚合屬于沉淀聚合,PVC在VCM中的溶體度很小(0.1%,PVC或其短鏈自由基即將沉淀出來,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370%PVC和30%VCM組成溶脹狀態(tài)。根據(jù)PVC-VCM部分互溶的特點(diǎn),聚合過程可以分成下列幾個(gè)階段:(1)轉(zhuǎn)化率xXf=70%,溶脹在PVC富相內(nèi)的VC

42、M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。1.6.2 懸浮體系形成的穩(wěn)定機(jī)理聚氯乙烯成粒過程反應(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50個(gè)鏈自由基線團(tuán)纏繞聚結(jié)在一起,沉析出來,形成最原始的相分離物種,尺寸約0.01-0.02m。這是能以獨(dú)立單元被鑒別出來的原始物種,特稱做原始微?；蛭^(qū)。這時(shí)的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)低于1%,可能在0.1%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)粒子核或小

43、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)成長為等三步。這一階段是成粒全過程中最重要的階段?？梢愿爬ǖ卣f, 亞微觀和微觀層次結(jié)構(gòu)的過程是不同尺度的粒子聚結(jié)和成長進(jìn)行的結(jié)果。低轉(zhuǎn)化率階段(2%),的初核一經(jīng)形成,就開始成長,成為早期的初級(jí)粒子。出現(xiàn)相分離時(shí),體系變渾,界面處活性特高。初核產(chǎn)生后,就吸附或捕捉來自單體相的自由基增長,終止,不再形成新的初核。因此,初級(jí)粒子數(shù)不再增加,只是在均勻地長大。初級(jí)粒子核在界面處與分散劑,形成皮膜。此時(shí),初核或初級(jí)粒子穩(wěn)定地分散在液滴

44、中,慢慢長大。到轉(zhuǎn)化率時(shí),長大到一定的程度,又變得不穩(wěn)定起來,進(jìn)一步絮凝成的聚結(jié)體.到轉(zhuǎn)化率約,聚合結(jié)束時(shí),初級(jí)粒子可長大到。而初級(jí)粒子的聚結(jié)體則可長到。整個(gè)聚結(jié)體結(jié)構(gòu)的粘釜力和強(qiáng)度也同時(shí)增加。液滴間宏觀層次的成粒過程主要描述VCM液滴間相互聚并的過程。在聚氯乙烯中將VCM分散成平均直徑約的液滴。釜內(nèi)各種攪拌強(qiáng)度不同，粒徑有一定分布，可以波動(dòng)在范圍內(nèi)。水相中分散劑存在，保護(hù)液滴或顆粒。攪拌強(qiáng)度和分散劑的多種組合，將形成不同的顆粒結(jié)構(gòu)，大致有三條宏觀成粒途徑。(1)單體液滴保護(hù)良好，一但形成以后，就較穩(wěn)定，難以聚合。在整個(gè)聚合過程中，多以獨(dú)立液滴存在進(jìn)行聚合，最后形成小孔，緊密的球型顆粒，所謂緊

45、密型樹脂。(2)保護(hù)能力中等，聚合過程中液滴有適當(dāng)?shù)木鄄?，由五顆粒聚并成顆粒，最后形成粒度中等，空隙度高的疏松型樹脂，大部分PVC樹脂按這條途徑制得。(3)保護(hù)能力差，在低轉(zhuǎn)化階段，單體液滴就聚結(jié)在一起，不成顆粒，最后結(jié)滿整釜，這是生產(chǎn)中急需避免的。1.7 影響聚合反應(yīng)及生產(chǎn)質(zhì)量的因素(1)單體純度。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。因此要求單體必須有一定的純度，才能進(jìn)行聚合。在單體制造過程中，由于合成單體路線不同，所含雜質(zhì)也不同，雜質(zhì)對(duì)于聚合反應(yīng)速率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，因此單體精致是聚合物生產(chǎn)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一般狀況下，在懸浮聚合中，單體的純度要求達(dá)到99%即可。(2)水油

46、比。水是分散和傳熱介質(zhì)，水油比為投料時(shí)水對(duì)單體的重量比一般水油比大，對(duì)分散和傳熱有利，且生產(chǎn)顆粒均勻，質(zhì)量較高，但設(shè)備利用率降低；水油比太低時(shí)，體系黏度上升，粘結(jié)嚴(yán)重，不利于傳熱。 水油比：XJ型1：1.4，SG型1：。(3)溫度。PVC聚合度取決于溫度，而與引發(fā)劑濃度與轉(zhuǎn)化率無關(guān)。因此對(duì)溫度要求十分嚴(yán)格。60以下聚合，調(diào)整聚合溫度是決定PVC牌號(hào)的主要參數(shù)，控制溫度恒定是保證PVC不混型的主要手段，要求在0.5，最好在0.2以內(nèi)。(4)氧對(duì)聚合的影響。氧對(duì)聚合起阻聚作用，形成過氧化物，使PVC熱穩(wěn)定性顯著破壞，且易使產(chǎn)品變色，此外，聚合釜中含有氧還使樹脂的平均粒徑變化，故在聚合前要先用排空，

47、且規(guī)定原料的含氧量和加強(qiáng)密封，采取的措施有：排空法 單體揮發(fā)排氣 抽真空脫氧 加強(qiáng)密封(5)引發(fā)劑。采用高效復(fù)合引發(fā)體系，可提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，但殘量則直接影響產(chǎn)品的外觀和熱電性能。(6)分散劑。對(duì)于PVC而言，分散劑本身就是種雜質(zhì)，用量過多，則降低產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。同時(shí)，還將影響樹脂的顆粒形狀和分布，直接應(yīng)樹脂的加工塑化性質(zhì)；用量少，則起不到分散體系的穩(wěn)定作用，造成粒徑不均。(7)水質(zhì)。水質(zhì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，如質(zhì)硬度過多，則產(chǎn)品的電絕緣性能和熱穩(wěn)定性能下降。(8)攪拌。單體分散好壞決定生成PVC顆粒大小，攪拌直接影響單體液滴的分散情況，攪拌程度大，單體液滴分散小，生成的顆粒大小均勻；攪

48、拌程度小，生成顆粒大，產(chǎn)品不均勻，甚至造成凝膠，生成死粒子，空隙率也降低，所以當(dāng)采用大程度攪拌，三葉后掠式攪拌器，不產(chǎn)生渦流，可節(jié)省能源。1.8 工藝流程敘述每一次清釜后再入料，要先用涂壁。降低釜壓，正常入料首先進(jìn)行的是涂壁前的沖洗，再進(jìn)行蒸汽霧化涂壁，然后是涂后沖洗與廢水泵出。例如緩沖劑，脫氧水與VCM，冷熱脫鹽水的加入量由釜溫來調(diào)節(jié)，保證VCM加完后釜內(nèi)達(dá)到反應(yīng)溫度。根據(jù)槽內(nèi)回收單體的存量決定回收與新鮮單體的各自加入量。水與VCM都來用雙流量計(jì)對(duì)比計(jì)量。如果兩臺(tái)流量計(jì)指示量差植超過0.5m3就自動(dòng)停止入料進(jìn)入故障狀態(tài)。判斷方法：一是功率曲線法；二是MIDNY數(shù)法。向正常的分散體系中加入引發(fā)

49、劑開始聚合反應(yīng)，開動(dòng)反應(yīng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)反應(yīng)速率向釜內(nèi)注水以彌補(bǔ)由VCM到PVC所造成的體系收縮，保證釜的換熱面積，同時(shí)降低體系粘度，維持分散體系穩(wěn)定。確定反應(yīng)終點(diǎn)有三種方法：轉(zhuǎn)化率、降壓、反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)確定以到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，加入終止劑終止反應(yīng)，可提高產(chǎn)品的熱性能。防止殘余自由基，引發(fā)劑進(jìn)入下游設(shè)備出現(xiàn)堵塞，防止回收單體受污染。釜內(nèi)釜料經(jīng)釜底泵加壓進(jìn)入氣提塔進(jìn)料槽，經(jīng)過濾后流出，進(jìn)入破碎機(jī)后再經(jīng)換熱器換熱進(jìn)入氣提塔，從塔頂進(jìn)入蒸汽逆流交換后，從塔底流出進(jìn)入換熱器進(jìn)入混料槽，從混料槽進(jìn)入離心機(jī)，離開后進(jìn)入沸騰床，沸騰干燥后經(jīng)旋風(fēng)分離器分離進(jìn)入料倉，然后包裝入庫。未反應(yīng)的單體（約占加入量的20%）一部分直接

50、或經(jīng)壓縮機(jī)壓縮增壓后進(jìn)入冷凝器冷凝流入回收單體貯槽，以備下一釜入料，另一部分吸附于漿料樹脂中經(jīng)氣提從汽提塔排出進(jìn)入壓縮機(jī)增壓，冷凝后流入回收單體貯槽。壓縮機(jī)所用密封水飽和后VCM進(jìn)入出口分離器，過濾器，換熱器后又返回到壓縮機(jī)循環(huán)使用。所有含VCM的廢水匯集于廢水槽，經(jīng)廢水汽提塔后排入地溝，汽提出的VCM經(jīng)回收壓縮機(jī)增壓后冷凝進(jìn)入回收槽。 1.9 設(shè)計(jì)原則依據(jù)及范圍1.9.1設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)按以下原則進(jìn)行：(1)遵守國家有關(guān)法律及法規(guī)。 (2)立足國內(nèi)，吃透和消化國外引進(jìn)的設(shè)備和工藝。(3)力求生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，實(shí)施可行，安全可靠。(4)防止環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)平衡。1.9.2 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)

51、校發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。(2)葫蘆島錦化集團(tuán)生產(chǎn)裝置技術(shù)資。(3)原材料，成品規(guī)格，質(zhì)量指標(biāo)參照錦化集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。(4)設(shè)備設(shè)計(jì)，繪圖規(guī)范按錦化設(shè)計(jì)院規(guī)范執(zhí)行。1.9.3 設(shè)計(jì)范圍及深度(1)設(shè)計(jì)范圍:本設(shè)計(jì)包括聚合，干燥工段的設(shè)計(jì)。(2)設(shè)計(jì)深度:本設(shè)計(jì)深度為初步設(shè)計(jì)。1.10 生產(chǎn)規(guī)模1.10.1 本裝置生產(chǎn)規(guī)模本裝置生產(chǎn)規(guī)模為4.110千克/年聚氯乙烯粉末。1.10.2 設(shè)計(jì)的開工時(shí)間設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為8000小時(shí)/年。1.10.3 生產(chǎn)方式生產(chǎn)方式為間歇-連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)。1.11 裝置組成1.11.1 生產(chǎn)過程(1)聚氯乙烯回收。(2)催化劑制備及聚合。(3)分離和干燥。(4)粉末裝袋。

52、1.11.2 輔助生產(chǎn)設(shè)施包括控制室，配電室，實(shí)驗(yàn)室及辦公室。本裝置所需的聚氯乙烯，水，電，蒸汽均由廠區(qū)系統(tǒng)管網(wǎng)提供。1.12 生產(chǎn)制度開工時(shí)間每年8000小時(shí)，采用間歇-連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，五班三運(yùn)轉(zhuǎn)。第2章 計(jì)算工藝2.1 物料衡算(1)以一釜為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。已知：聚合釜容積為80m3，裝料系數(shù)為0.837，VCM的轉(zhuǎn)化率為85%，收率為99%，水油體積比為1.3：1 , VCM的回收率為80%。加入單體VCM的量。設(shè)VCM的投入量為x，水的投入量為yX+y=800.860x/y=1/1.3解之得：x=29.113 m3，y=37.847 m3以生產(chǎn)SG-5型樹脂為例：反應(yīng)溫度為570.5.=0.

53、9471-0.-0.，可得：=8371kg/加入單體VCM的量：=x=83729.113=24367.581kg=24.368 t分散劑用量。分散劑1，用量為0.05%（以的VCM質(zhì)量）PVA（ 聚乙烯醇）純解度為72.5%。 0.05%24367.581=12.184kg 分散劑2，用量為0.02%,以的Vcm質(zhì)量PVA（ 聚乙烯醇）純解度為88%： 0.02%24367.581=4.874 kg 緩沖劑用量 。應(yīng)為VCM單體質(zhì)量的百萬分之3.5，即24367.5813.5 =0.0853 kg引發(fā)劑用量過氧化二碳酸二（2-乙基已基）酯EHP。注入數(shù)量：=1400收縮的體積 = =9.951

54、注水量為9.951反應(yīng)時(shí)間：熱負(fù)荷分布指數(shù)R=1.21.4 取1.3氯乙烯的聚合熱：=-367kcal/kg=-1534.060KJ/Kg傳熱系數(shù)=510=946夾套和擋板的進(jìn)出口溫度：=7 , =15 , =7, =12。夾套的傳熱面積=80，擋板的傳熱面積=18注入水的溫度=20，=1000。注入水回收的熱量= =9.9511.0（57-20） =kcal氯乙烯放出的熱量：=.（-） =24367.5810.85367 =.893kcal 夾套的傳熱量：=.=510 80 =.203kcal擋板傳熱量：=.=51080 =.742kcalR=，= = =3.460 hEHP的半衰期 A=15108, B=45.484Ln=A/T-B=-45.45484=0.2770 =1.319h引發(fā)劑的用量：Nr=No(1-)已知：Nr=1.050mol/t(vcm),代入上式得No=1.254 mol/t(vcm)引發(fā)劑用量=. =1.254 24.368 346 =10.573kg