年產(chǎn)2萬(wàn)噸PVC糊樹脂聚合工藝設(shè)計(jì)

1、第一章 概述1.1 背景介紹1.1.1 PVC糊樹脂簡(jiǎn)介PVC樹脂是應(yīng)用廣泛的通用合成樹脂品種之一，其產(chǎn)量躍居世界合成樹脂的首位。與PE、PP樹脂不同，它必須加入增塑劑才能得到熱塑性塑料。因增塑劑數(shù)量不同而得到性能堅(jiān)硬或柔軟的塑料。PVC的性能是多樣化的，用不同的成型方法可以得到不同形態(tài)的塑料制品。例如：模塑制品、薄膜、人造革、和泡沫塑料等。在模塑制品中有一種性能非常柔軟的制品是用搪塑成型方法制成的，它是用PVC糊澆入模具中，受熱塑化而成型的。調(diào)制PVC糊必須要用高分散的PVC樹脂作為原料，那就是PVC糊樹脂。PVC糊樹脂是由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，是氯乙烯的均聚物，屬于聚氯

2、乙烯樹脂的一個(gè)產(chǎn)品分枝。聚氯乙烯糊樹脂具有較大的多分散性，分子量一般在512萬(wàn)，具有良好的成糊性和分散性。1.1.2 PVC糊樹脂生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介目前，工業(yè)上PVC糊樹脂的生產(chǎn)方法主要有乳液種子聚合法、乳液連續(xù)聚合法和微懸浮聚合法3種方法。1 乳液種子聚合法 將配方要求的軟水加入到聚合釜中，然后按順序向反映釜中加入起始的乳化劑，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)水相的pH值為9.510.5，加入引發(fā)劑。將反應(yīng)釜內(nèi)壓力抽至0.057MPa，開啟單體加料閥，按配方加入起始單體，升溫反應(yīng)約1小時(shí)，回收單體，然后將反應(yīng)釜內(nèi)放空閥打開使釜內(nèi)達(dá)到常壓，向反應(yīng)釜內(nèi)加入要求量的乳化劑和聚氧乙烯蓖麻油，攪拌15分鐘即得到PVC糊樹

3、脂。2 微懸浮聚合法 微懸浮聚合法就是使用油溶性引發(fā)劑，在乳化劑中分散，穩(wěn)定的細(xì)小氯乙烯單體液滴引發(fā)聚合，生成適當(dāng)粒徑的聚氯乙烯乳膠的方法。 用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，將經(jīng)由過濾器過濾的無(wú)離子水用泵打入聚合釜中，將溶解好的聚乙烯溶液經(jīng)過濾用泵打入反應(yīng)釜策中，同時(shí)將引發(fā)劑及單體氯乙烯經(jīng)計(jì)量加入釜中，啟動(dòng)攪拌，升溫至聚合溫度5060然后用5水冷卻，壓力由0.71.0MPa下降至0.30.45MPa出料。未反應(yīng)的氯乙烯經(jīng)泡沫捕集器回收分離，聚合物和懸浮液送至堿處理。離心機(jī)過濾，再經(jīng)洗滌可得含水量15%左右的聚氯乙烯糊樹脂。3 乳液連續(xù)聚合法 乳液連續(xù)聚合法是在聚乙烯的增溶膠束存在下，單體在乳化水溶液中經(jīng)過

4、引發(fā)形成活性基團(tuán)而聚合，在生成的胚乳顆粒中，只要增長(zhǎng)鏈未終止或有活性基團(tuán)存在，聚合反應(yīng)就一直會(huì)進(jìn)行下去。在連續(xù)聚合反應(yīng)過程中，聚合需要的氯乙烯來自活性基團(tuán)，已生成的膠乳微粒被大量的擁有親水基團(tuán)的乳化劑包圍，處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)。4 連續(xù)法與間歇法的比較 間歇聚合法為一次或分批加料，一次出料，而連續(xù)聚合法為連續(xù)等量加料，連續(xù)出料。連續(xù)聚合法具有勞動(dòng)生產(chǎn)率高、聚合釜的時(shí)空收率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和能耗低等特點(diǎn)，尤其是勞動(dòng)生產(chǎn)率高，這是包括微懸浮聚合法在內(nèi)的一切間歇式工藝路線都無(wú)法與之相比的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論是間歇聚合的方法或連續(xù)聚合的方法，都能生產(chǎn)出具有良好糊性能的產(chǎn)品，都可以用于氯乙烯糊樹脂的各個(gè)領(lǐng)域，只不過

5、工藝各有特點(diǎn)，產(chǎn)品各有專門用途而已。1.1.3 PVC糊樹脂的性能與應(yīng)用 氯乙烯單體聚合時(shí)主要是頭尾相聯(lián)結(jié)，平均每一個(gè)大分子由1000個(gè)單體組成。如果單體排列錯(cuò)位或結(jié)合有少量雜質(zhì)都將形成缺陷。因而影響所得樹脂的顏色、熱穩(wěn)定性、結(jié)晶度、加工性以及最終制品的機(jī)械性能等。合格的PVC糊樹脂外觀表現(xiàn)為白色粉末狀。PVC糊樹脂加入增塑劑中，形成糊狀分散體系PVC糊。由于其成糊性優(yōu)良以及分散性能良好，PVC糊樹脂的應(yīng)用非常廣泛，主要有以下幾大方面：（1）一般軟制品：利用擠出機(jī)輔助相應(yīng)模具設(shè)備生產(chǎn)聚氯乙烯糊樹脂片、管、墊、塊，可制成塑料鞋底、鞋面、鞋襯材料等，在飲料行業(yè)中可用作啤酒、碳酸飲料瓶蓋的密封材料。

6、（2）涂層制品：將糊樹脂涂敷于布或紙張等其他基材上，然后在100以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜再與襯底基材加墊壓合而成。聚氯乙烯糊樹脂人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)及汽車的坐墊、壁紙等建筑裝飾材料。 （3）泡沫制品：在聚氯乙烯糊樹脂中加入大量的發(fā)泡劑作成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作為抗沖材料、保護(hù)性安全制品及填充材料，還可作為泡沫高級(jí)涼鞋、坐墊、高級(jí)消音等的材料。（4）粘合劑與密封膠：聚氯乙烯糊樹脂及改性樹脂與其他化工原料相結(jié)合，制成的粘合材料經(jīng)化學(xué)處理后可用于制造汽車上的密封膠。 （5）涂層與涂料：聚氯乙烯糊樹脂及改性樹脂可以作為鋼板、硬質(zhì)塑料的表面涂層。這

7、種涂料具有抗沖擊性強(qiáng)、耐老化、耐侯性良好、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車底盤涂料、車內(nèi)涂料與裝飾，還用于其他鋼鐵工業(yè)及鋼鐵表面裝飾與材料防腐。由于聚氯乙烯糊樹脂具有良好的分散性和穩(wěn)定的流動(dòng)性，還可用于高品質(zhì)彩色印刷。（6）糊制品：將聚氯乙烯糊樹脂分散在液體增塑劑中，使其溶脹塑化而成增塑溶膠，加入穩(wěn)定劑、填料、著色劑等，經(jīng)充分?jǐn)嚢琛⒚摎馀莺笈涑珊?，再用浸漬、澆鑄等加工成各種制品，還可以將聚氯乙烯糊樹脂加熱后，再加入其他輔助材料，制成一次性用手套等醫(yī)療器材，以及其他材料的墊襯材料。（7）板材：在聚氯乙烯糊樹脂中加人改性材料或表面強(qiáng)化材料，經(jīng)混合塑化壓延可制成性能優(yōu)良的板材、運(yùn)輸帶和高級(jí)膠塑材料。1

8、.1.4 PVC糊樹脂的發(fā)展現(xiàn)狀 PVC糊樹脂自20世紀(jì)30年代開發(fā)以來，已有近70年的歷史。目前全世界PVC糊樹脂總生產(chǎn)能力以超過200萬(wàn)t/a，其中，西歐是PVC糊樹脂生產(chǎn)廠家最多、產(chǎn)量最大的地區(qū)，西歐各國(guó)的PVC糊樹脂生產(chǎn)能力已達(dá)到7075萬(wàn)t/a；美國(guó)PVC糊樹脂產(chǎn)量約為30萬(wàn)t/a。由于各國(guó)加工與應(yīng)用情況不同，PVC糊樹脂的生產(chǎn)量占PVC總量也各不相同。其中，美國(guó)約占10% 、日本占7.5%、法國(guó)占12% 、德國(guó)占25%。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家PVC糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)絕大多數(shù)采用乙烯法路線，且規(guī)模較大。以下是2021 年世界主要國(guó)家聚氯乙烯糊樹脂產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)情況，如圖1.11 。 圖1.1 2021

9、年世界PVC糊樹脂產(chǎn)能分布情況從生產(chǎn)方法來看，已開發(fā)了乳液種子聚合法、乳液連續(xù)聚合法、乳液無(wú)種子聚合法、微懸浮聚合法、種子微懸浮法、乳液徽混合法等等。PVC糊樹脂按聚合方法分類，其生產(chǎn)能力：乳液種子法占40% ，乳液連續(xù)法占30% ，其他占30%。由于PVC糊樹脂成型加工與懸浮樹脂相比具有加工設(shè)備價(jià)廉模具簡(jiǎn)單便宜，可制成特殊形狀。發(fā)泡容易，制品受熱次數(shù)少，并可以少量、多品種地生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因而在人造革、地板革、玩具、壁紙、汽車內(nèi)飾材料等硬制品中獲得廣泛應(yīng)用。隨著PVC糊樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深人，市場(chǎng)對(duì)PVC糊樹脂的需求量也大大增加，反過來也促進(jìn)了PVC糊樹脂生產(chǎn)的發(fā)展。以下是國(guó)外目前主要PVC糊樹

10、脂生產(chǎn)企業(yè)及生產(chǎn)能力2，如表1.1。表1.1 國(guó)外目前主要PVC糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)及生產(chǎn)能力企業(yè)名稱產(chǎn)能企業(yè)名稱產(chǎn)能蘇威公司21德國(guó)Vestolit公司10.5維納利特公司20.9吉昂公司10歐洲乙烯公司16LG化學(xué)公司9阿托菲納公司12Norsk Hydro 公司7臺(tái)塑公司11西方化學(xué)公司7 在國(guó)外，各生產(chǎn)公司大多擁有自己的專有生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品牌號(hào)，為彌補(bǔ)由于生產(chǎn)方法而造成的產(chǎn)品應(yīng)用上的不足，大多同時(shí)建有多種工藝路線的生產(chǎn)裝置，因此在市場(chǎng)中極具競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外公司除生產(chǎn)通用品種、牌號(hào)PVC糊樹脂外，幾乎所有的PVC糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)都在生產(chǎn)PVC摻混樹脂、氯醋糊樹脂等專用樹脂。摻混樹脂生產(chǎn)方法不盡相同，有

11、懸浮法、本體聚合法、乳液法等，所得摻混樹脂大多摻混到PVC糊樹脂中一同出售，即能改善產(chǎn)品性能，又能降低成本。目前，在PVC糊樹脂生產(chǎn)中，國(guó)外不斷開發(fā)出新技術(shù)、新設(shè)備，繼續(xù)對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，通過調(diào)整工藝配料和聚臺(tái)條件，生產(chǎn)出具有良好糊性能的樹脂；同時(shí)做到進(jìn)一步減少均化物料量，提高單釜固含量，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。為提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性，對(duì)樹脂生產(chǎn)的后處理工藝也進(jìn)行了改進(jìn)，這些工作值得國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂生產(chǎn)廠家借鑒，也應(yīng)作為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)改造和發(fā)展的方向。 我國(guó)PVC糊樹脂工業(yè)起始于20 世紀(jì)50年代。在20世紀(jì)5070年代共建有8個(gè)生產(chǎn)廠，生產(chǎn)規(guī)模為100500 t/a，生產(chǎn)工藝以

12、種子乳液法為主，只可生產(chǎn)三個(gè)型號(hào)的PVC糊樹脂。進(jìn)人20世紀(jì)80年代，我國(guó)IWC糊樹脂生產(chǎn)廠家先后引進(jìn)了國(guó)外七家PVC糊樹脂生產(chǎn)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)近20家，總生產(chǎn)能力約為17.65萬(wàn)t/a ，約占PVC樹脂總生產(chǎn)能力的9.6% ，實(shí)際產(chǎn)量約11萬(wàn)t/a，占PVC總產(chǎn)量的7%。其中2萬(wàn)t/a以上的有4家，l萬(wàn)t/a的為7家，其它大多為2 000 t/a或更小的規(guī)模。生產(chǎn)工藝以種子乳液聚合為主，其他的還有連續(xù)乳液、微懸浮法等，絕大多數(shù)為電石原料路線。以下是國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂生產(chǎn)廠家，如表1.22。表1.2 國(guó)內(nèi)聚氯乙烯糊樹脂主要企業(yè)產(chǎn)能情況（萬(wàn)噸/年）企業(yè)產(chǎn)能生產(chǎn)工藝技術(shù)來源沈陽(yáng)化工

13、5.0微懸浮法日本鐘淵公司上海天原2.5種子乳液法三菱孟山都公司天津化工3.0種子乳液法三菱孟山都公司上海氯堿2.5混合法美國(guó)西方化學(xué)合肥化工2.0MSP-3法法國(guó)阿托公司西安化工1.0連續(xù)乳液法德國(guó)布納公司武漢葛化2.0乳液法美國(guó)波文公司彬州電化廠1.0微懸浮法沈陽(yáng)化工我國(guó)PVC糊樹脂發(fā)展速度極快，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021 2021 年間，國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂產(chǎn)能分別為16.2萬(wàn)噸、17.7萬(wàn)噸、20萬(wàn)噸，分別增長(zhǎng)1.8%、9.2%、12.9%。另外，據(jù)資料報(bào)道，沈陽(yáng)化工股份糊樹脂生產(chǎn)能力擴(kuò)產(chǎn)之后已經(jīng)達(dá)到12萬(wàn)t/a，生產(chǎn)能力居亞洲第一，世界第三；其他老牌糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)，如上海氯堿、上海天原、天津化工、

14、郴州華湘等也都已經(jīng)完成或正在進(jìn)行糊樹脂的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃3。 國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂產(chǎn)能與產(chǎn)量雖然得到了快速增長(zhǎng)，但我國(guó)PVC糊樹脂進(jìn)口量每年仍在13萬(wàn)15萬(wàn)噸上下浮動(dòng)，進(jìn)口量最高年份甚至接近了16萬(wàn)噸。我國(guó)改性聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品主要從美國(guó)、歐洲和日本等國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口，普通型主要從俄羅斯、韓國(guó)、日本和馬未西亞等國(guó)家進(jìn)口，其中俄羅斯產(chǎn)品盡管質(zhì)量水平不高，但由于價(jià)格低廉，在我國(guó)市場(chǎng)占有相當(dāng)?shù)姆蓊~，對(duì)我國(guó)聚氯乙烯糊樹脂市場(chǎng)價(jià)格影響較大。1.1.5 PVC糊樹脂發(fā)展前景 在我國(guó)，聚氯乙烯糊狀樹脂已經(jīng)廣泛用于制造人造革、浸漬手套、紗窗、水田靴、工具把手、壁紙、地板卷材、蓄電池隔板和玩具等。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展和人民

15、生活水平的不斷提高，加之聚氯乙烯糊狀樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)聚氯乙烯糊狀樹脂的需求仍具有較大的發(fā)展空間，特別是在汽車、建筑、電子和涂料等方面，對(duì)于拓寬聚氯乙烯糊狀樹脂的消費(fèi)、開發(fā)大宗專用樹脂，促進(jìn)聚氯乙烯糊狀樹脂的生產(chǎn)具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義。    除普通型的聚氯乙烯糊狀樹脂外，其他相關(guān)改性產(chǎn)品如摻混樹脂、氯醋酸樹脂等，由于其具有的獨(dú)特的性能而在汽車塑溶膠、PVC方快地毯、印花油墨、人造革底糊和邊糊、壁紙、人造革、浸漬制品中，其用量將隨著應(yīng)用開發(fā)力度的不斷加大而增加，大量取代進(jìn)口。 另外，本世紀(jì)初，我國(guó)順利加入WTO，“入世”后將帶給PVC糊樹脂行業(yè)的發(fā)展

16、帶來機(jī)遇。     第一、有利于加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整?！叭胧馈焙?，國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂工業(yè)與世界化工工業(yè)的關(guān)系將更加密切；隨著參與國(guó)際分工程度的進(jìn)一步加深，競(jìng)爭(zhēng)帶來的生存壓力，要求PVC糊樹脂生產(chǎn)必須適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)需求的變化，與國(guó)際分工相配套；促進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)增強(qiáng)提高創(chuàng)新能力的緊迫感，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、 企業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，利用國(guó)外資金、技術(shù)進(jìn)行技術(shù)改造，淘汰落后的設(shè)備和工藝，降低成本，提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)含量，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代；加快PVC糊樹脂 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升整體水，推進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)制度的建立。     第二、有利于加速企業(yè)管理與國(guó)際接軌。隨著合資、合作步

17、伐的加快和擴(kuò)大 ， 國(guó)內(nèi)企業(yè)出現(xiàn)投資主體多元化、政企分開，企業(yè)管理方式盡快與國(guó)際接軌。如勞動(dòng)用工制度、分配制度、新產(chǎn)品開發(fā)和研制、全球采購(gòu)、全面質(zhì)量管理、PDCA循環(huán)、5S管理和統(tǒng)一銷售策略等現(xiàn)代化管理方式會(huì)迅速得到應(yīng)用和推廣。     第三、有利于更多地利用國(guó)外原料和設(shè)備。氯乙烯單體（VCM）作為大宗化工產(chǎn)品在全球流通，總貿(mào)易量已達(dá)到173.5萬(wàn)t/a。其中，美國(guó)和日本向外供應(yīng)較多（美國(guó)VCM凈出口110萬(wàn)t/a，日本VCM凈出口33萬(wàn)t/a）。國(guó)內(nèi)VCM作為商品流通數(shù)量非常少。“入世”后，國(guó)外質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格低的VCM將得到分銷權(quán)，有在國(guó)內(nèi)直接銷售的權(quán)利，國(guó)內(nèi)P

18、VC糊樹脂企業(yè)可以更加便利地獲得進(jìn)口的VCM。不僅VCM如此，電石、鹽、化學(xué)助劑、EDC和一些關(guān)鍵設(shè)備也將如此，有利于企業(yè)執(zhí)行全球采購(gòu)策略。 總之，綜合分析國(guó)內(nèi)外PVC糊樹脂生產(chǎn)與消費(fèi)現(xiàn)狀，我們認(rèn)為，今后國(guó)內(nèi)PVC糊樹脂應(yīng)在引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過調(diào)整工藝配料和聚合條件，做好通用品種牌號(hào)的生產(chǎn)，力求達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)消耗定額低等；同時(shí)，針對(duì)人造革、運(yùn)輸帶、裝飾體、汽車膠粘劑、建筑涂料、專用手套等專有用途開發(fā)一些專用樹脂品種，形成各公司具有自己的特色產(chǎn)品來滿足國(guó)內(nèi)外用戶的需求；各生產(chǎn)廠家在現(xiàn)有生產(chǎn)基礎(chǔ)上，在力所能及情況下，盡可能地增加多種PVC糊樹脂生產(chǎn)技術(shù)裝置，以滿足不同用戶對(duì)PVC糊樹脂的需求

19、，同時(shí)提高自身產(chǎn)品在市場(chǎng)中的占有率；不斷加大應(yīng)用開發(fā)力度，拓寬PVC糊樹脂的應(yīng)用范圍，以PVC糊樹脂的應(yīng)用來促進(jìn)PVC糊樹脂的生產(chǎn)，把我國(guó)PVC糊樹脂生產(chǎn)向系列化、高品質(zhì)、大規(guī)模、低成本方向發(fā)展及早趕上國(guó)外先進(jìn)水平，以迎接加入WTO后的挑戰(zhàn)。1.1.6 市場(chǎng)分析PVC糊樹脂的國(guó)內(nèi)價(jià)格近年來總趨勢(shì)是穩(wěn)步上升，1991年7800元/噸左右，1995年已漲至1000011000元/噸。目前國(guó)產(chǎn)貨源的主流價(jià)格在1000010400元/噸之間。以下是2021 年3月份我國(guó)PVC糊樹脂的價(jià)格4，如表1.3：表1.3 2021 年3月我國(guó)PVC糊樹脂的價(jià)格產(chǎn)品來源規(guī)格市場(chǎng)價(jià)格 （ 元/噸）沈陽(yáng)化工手套料10

20、10010200皮革料10200安徽氯堿1702貨源99001152貨源100001311貨源13000德國(guó)進(jìn)口C69CQ,E70CQ,E74CC,E72CF12021 13000(上海)LG1120/175212600(上海)天津化工各類袋裝料1020010300上海氯堿各類袋裝料11000西安化工各類袋裝料9700今年2月份，由于PVC糊樹脂下游加工企業(yè)受到春節(jié)假期的影響基本處于停工狀態(tài)，供需關(guān)系的變化使得生產(chǎn)企業(yè)銷售面臨一定的壓力，部分企業(yè)在庫(kù)存壓力偏大的情況下對(duì)核心用戶的出貨價(jià)格有一定的優(yōu)惠，部分企業(yè)部分型號(hào)的價(jià)格已經(jīng)在10000元/噸以下。3月初，開始進(jìn)入PVC糊樹脂行業(yè)的傳統(tǒng)加工旺

21、季。隨著天氣轉(zhuǎn)暖，下游企業(yè)開工率不斷提升，庫(kù)存進(jìn)一步消耗，會(huì)逐漸加大采購(gòu)數(shù)量。華南地區(qū)糊樹脂消費(fèi)量在全國(guó)位列前茅，該地區(qū)開工率的下降對(duì)需求影響較大，并且對(duì)全國(guó)價(jià)格走勢(shì)有決定性影響。每年春節(jié)過后，作為外出務(wù)工人員較多的華南地區(qū)都要面臨招工困難的問題，但目前該地區(qū)工廠的招工問題已經(jīng)解決，下游加工企業(yè)的開工率將不斷提升，糊樹脂市場(chǎng)逐步進(jìn)入需求旺季。隨著加工旺季的來臨，糊樹脂市場(chǎng)需求逐漸復(fù)蘇，目前國(guó)產(chǎn)貨源的主流價(jià)格在1000010400元/噸之間。因此，市場(chǎng)人士普遍看好后市，預(yù)計(jì)近期市場(chǎng)將依然保持穩(wěn)中小漲的局面。然而，不利因素仍然不可忽視。國(guó)內(nèi)企業(yè)近幾年擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能迅速，今年二季度上海氯堿新增4萬(wàn)噸項(xiàng)目將

22、投入生產(chǎn)，天津渤天化工新增6萬(wàn)噸項(xiàng)目三季度投產(chǎn)，另外東北高新將有1.5萬(wàn)噸糊樹脂裝置二季度投入生產(chǎn)，今年總計(jì)新增產(chǎn)能將在10萬(wàn)噸以上，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。另外，人民幣升值對(duì)糊樹脂出口外銷影響較大。由于國(guó)內(nèi)糊樹脂增產(chǎn)迅速，因此走出國(guó)門出口外銷是必然之路，但是近期受到人民幣走勢(shì)強(qiáng)勁、升值迅速的影響，出口貨物的競(jìng)爭(zhēng)力減小。此外，我國(guó)下游生產(chǎn)企業(yè)的糊樹脂產(chǎn)品的成品也有相當(dāng)一部分出口外銷，人民幣升值以及歐盟部分地區(qū)對(duì)中國(guó)相關(guān)產(chǎn)品的反傾銷也對(duì)出口造成不利影響?？傮w分析，目前的市場(chǎng)是利空利好消息交織，雖然市場(chǎng)需求整體向好，但也不能盲目樂觀。因此建議企業(yè)對(duì)新增產(chǎn)能的消化要及早做出相關(guān)準(zhǔn)備，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的相互交流

23、，促進(jìn)全行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)各生產(chǎn)企業(yè)要繼續(xù)開發(fā)特種樹脂品種，深入到下游不同的制品領(lǐng)域，以期進(jìn)一步形成差異競(jìng)爭(zhēng)、錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)的良好競(jìng)爭(zhēng)格局，逐漸避免生產(chǎn)企業(yè)之間同類產(chǎn)品的惡性競(jìng)爭(zhēng)。1.2設(shè)計(jì)意義PVC糊樹脂是氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂，分子量一般為512萬(wàn)。由于PVC糊樹脂具有較好的分散性并且成糊性優(yōu)良因此用途非常廣泛。 我國(guó)PVC糊樹脂主要用于制造人造革、浸漬手套、紗窗、水田靴、工具把手、壁紙、地板卷材、蓄電池隔板和玩具等。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，加之PVC糊樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)PVC糊樹脂的需求仍具有較大的發(fā)展空間，特別是在汽車、建筑、電子和

24、涂料等方面，對(duì)于拓寬PVC糊樹脂的消費(fèi)，促進(jìn)PVC糊樹脂的生產(chǎn)具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義。本次課程設(shè)計(jì)的課題是年產(chǎn)2021 0噸PVC糊樹脂聚合工藝的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)的目的主要是在課程設(shè)計(jì)中鍛煉自己綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，從而提高制圖、運(yùn)算、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、查閱文獻(xiàn)資料、編寫說明書等技能。通過該途徑，使自己具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及對(duì)工廠主要車間的初步設(shè)計(jì)能力。目前，世界聚氯乙烯糊樹脂年產(chǎn)量為200萬(wàn)余噸，生產(chǎn)工藝主要采用微懸浮法、種子乳液法和微懸浮種子法，產(chǎn)品主要集中于歐美和亞洲。上個(gè)世紀(jì)末，亞洲PVC糊樹脂生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平得到迅速發(fā)展。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家聚氯乙烯生產(chǎn)主要采用的是乙烯工藝路線

25、，我國(guó)主要采用的主要是電石法生產(chǎn)工藝路線。隨著世界科技水平的逐步提高，各國(guó)不斷開發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，并對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，通過調(diào)整工藝配料和聚合條件，生產(chǎn)出更具有針對(duì)性和良好糊性能的樹脂，進(jìn)一步減少均化物料量、提高單釜含固量、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、改進(jìn)樹脂生產(chǎn)的后處理工藝、提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性等。我在這次設(shè)計(jì)中所采用的生產(chǎn)方法是種子乳液聚合法，選擇電石與水反應(yīng)生成乙炔進(jìn)而與氯化氫氣體加成制氯乙烯單體的原料路線。乳液聚合的生產(chǎn)原理為在有種子存在的條件下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時(shí)單體聚合生成新的聚合物，都在種子上增長(zhǎng)。因而所得膠乳中初級(jí)粒子粒徑加大，而其數(shù)目沒有增加

26、。本次設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)工序：原料配制工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。所需要解決的問題有：（1）、原料的配制：主要包括氨水、鹽、催化劑和乳化劑的配制工藝設(shè)計(jì)； （2）、種子的制備：種子制備工藝條件、種子聚合釜的確定、種子貯存和計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （3）、 聚 合 ：聚合反應(yīng)條件的確定、系統(tǒng)控制和優(yōu)化以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； （4）、 脫 氣 ：出料系統(tǒng)、回收未反應(yīng)VCM單體工藝的設(shè)計(jì)。第二章 生產(chǎn)方法和工藝流程2.1 設(shè)計(jì)原則2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 2021 年1月15日，材料與化學(xué)工程學(xué)院下達(dá)的安徽建筑工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1.2車間概況該車間設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)2萬(wàn)噸PVC糊樹脂。主要原料：?jiǎn)?/p>

27、體氯乙烯；生產(chǎn)原理：采用種子乳液聚合法。在有種子存在的條件下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時(shí)，單體聚合生成新的聚合物都在種子上增長(zhǎng)。因而所得膠乳中初級(jí)粒子粒徑加大，而其數(shù)目沒有增加。2.1.3工藝路線的確定A、聚合方法的確定：PVC糊樹脂的生產(chǎn)方法主要有：種子乳液聚合法、微懸浮聚合法、乳液連續(xù)聚合法。從物料來源和技術(shù)發(fā)展成熟狀況等方面進(jìn)行綜合考慮，選擇種子乳液聚合法，不僅原料供應(yīng)方便，而且在技術(shù)上也可以得到保障。操作方式為間歇操作。B、單體原料路線的確定：通過比較乙烯法和電石法的優(yōu)缺點(diǎn)，由于國(guó)內(nèi)電石資源較為豐富，選用電石法成本較低。因此，綜合考慮選擇電石與水反應(yīng)生成乙炔進(jìn)而

28、與氯化氫氣體加成制氯乙烯單體的原料路線。C、引發(fā)劑的選擇：依據(jù)資料得乳液聚合多選用氧化還原引發(fā)體系，因此，本次設(shè)計(jì)選擇過硫酸銨-硫酸氫鈉-銅為引發(fā)劑。D、乳化劑的選擇：在氯乙烯乳液聚合中，乳化劑非常重要。它不僅決定了膠乳的性質(zhì)，而且決定了最終產(chǎn)品的性能。乳化劑的性質(zhì)和濃度、攪拌是控制聚合以及后處理過程中乳液穩(wěn)定性的主要參數(shù)，同時(shí)也是反應(yīng)釜壁掛膠與否的主要參數(shù)。因此，在聚合過程中，采用陰離子型乳化劑，而聚合結(jié)束后再加入非離子型乳化劑，使用十二醇硫酸鈉與十二醇復(fù)合乳化劑體系作為乳化劑。2.1.4聚合反應(yīng)機(jī)理及影響反應(yīng)的因素A、聚合反應(yīng)機(jī)理：氯乙烯聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)，其總反應(yīng)式為： B、影響反

29、應(yīng)的因數(shù)：在氯乙烯聚合中，嚴(yán)格控制聚合條件，以減少生成新粒子的幾率。種子乳液的粒徑用量和乳化劑的用量及加入方式對(duì)乳液粒徑分布的影響極為重要。因此控制種子粒徑為0.10.15，其中一代種子為1%單體的用量，二代種子為2%單體的用量。乳化劑用量為0.05%1.0%單體，采用復(fù)合乳化劑體系，在聚合過程中先加入一半乳化劑，聚合結(jié)束再加入另一半。由于聚合過程中，采用銅作為催化劑，但銅離子只適用于堿性條件下的氯乙烯乳液聚合，因此，需控制PH值為9.510.5。理論上說，聚合溫度的升高，會(huì)使反應(yīng)速率加快，產(chǎn)物的分子量下降，但過高的溫度會(huì)影響乳膠的質(zhì)量。因此，一般控制溫度在55左右。2.1.5車間組成該車間主

30、要為聚合工段車間，主要由原料配制、罐區(qū)、計(jì)量、聚合等崗位組成。車間設(shè)備采用露天與產(chǎn)房相結(jié)合的原則。其中罐區(qū)采用露天布置，其它采用產(chǎn)房?jī)?nèi)布置。2.1.6生產(chǎn)制度 采用年開工時(shí)間為330天，全裝置采用間歇操作方式2.2工藝流程簡(jiǎn)介2.2.1脫吸工段脫吸工段主要是制備HCl氣體，利用濃酸泵將濃酸槽中32%的濃鹽酸輸入解吸塔中，途經(jīng)調(diào)節(jié)濃酸流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，用回流閥來控制其液位，鹽酸經(jīng)解吸塔噴成霧狀，冷卻后落到底層的濃鹽酸再經(jīng)再沸器后，重復(fù)與酸霧充分混合后形成HCl氣體（夾有酸霧）。從解吸塔中出來的氣體（約85±5），經(jīng)過一冷（40）和二冷（-35冷鹽水）后，冷卻至-14±2，再經(jīng)

31、過復(fù)檔除霧器和酸霧過濾器后，進(jìn)入氯乙烯合成工段。而一冷、二冷、復(fù)檔除霧器和酸霧過濾器中殘余的酸由于重力作用流入冷凝酸貯槽中，經(jīng)處理后送入濃酸槽重新利用。再沸器的作用有兩個(gè)：一個(gè)是提供大量蒸汽；第二個(gè)是將剩余的酸蒸汽通過四個(gè)石墨冷卻器，冷卻至低于45，然后送入稀酸槽中。2.2.2乙炔工段乙炔發(fā)生工段主要有兩個(gè)工序：乙炔發(fā)生工序和乙炔清凈工序。乙炔發(fā)生工序：電石由吊頭送到葫蘆提升井口，經(jīng)電動(dòng)葫蘆吊至加料口加入。通入氮?dú)庵脫Q出發(fā)生器中的空氣，以防止爆炸。經(jīng)密封處理，通過振動(dòng)篩將電石加入發(fā)生器中。電石遇到發(fā)生器內(nèi)大量的水而迅速反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣體，由發(fā)生器頂部溢出，經(jīng)過泥漿分離器、冷卻塔氣液分離器進(jìn)入氣柜

32、。而電石分解后的稀電石漿，從溢流管流出，電石渣由發(fā)生器內(nèi)耙齒耙至渣至渣箱排渣。清凈工序：由冷卻塔出來的乙炔氣體進(jìn)入氣柜，經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)入氣液分離器，然后由氣液分離器的頂部出來進(jìn)入兩串聯(lián)清凈塔，與塔中的次氯酸鈉溶液相接觸，氣體中硫、磷等雜質(zhì)被氧化成為酸性物質(zhì)，其后通入中和塔，利用5%的NaOH堿液來中和體系中含有的酸性物質(zhì)，再送入欲冷器，以5冷凍水除去乙炔中的水分后，送往氯乙烯合成工段。2.2.3氯乙烯合成工段氯乙烯合成工藝主要分為四個(gè)系統(tǒng)，即Vc轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、Vc水洗系統(tǒng)、Vc精餾系統(tǒng)和Vc貯槽系統(tǒng)。HCl氣體與乙炔氣體經(jīng)混合塔充分混合后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行反應(yīng)生成氯乙烯氣體，之后進(jìn)入除汞器中除去催化劑汞

33、，再分別進(jìn)入水洗塔和堿洗塔，除去氣體中未反應(yīng)的氯化氫氣體和一些酸性物質(zhì)。隨后通入Vc氣柜，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送入冷凝器，再通入低沸塔和高沸塔，除去氣體雜質(zhì)，經(jīng)冷凝器冷凝后送入貯槽中進(jìn)行貯存，利用單體泵輸送到聚合工段。2.2.4聚合工段PVC糊樹脂聚合工段是本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，它主要分為四個(gè)工序：配料工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。配料工序：主要是指氨鹽（引發(fā)劑）、催化劑、乳化劑和后混合劑的制備。從市場(chǎng)上購(gòu)買來的濃度為20%的氨水儲(chǔ)存在氨劑貯槽中，以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。貯槽中的氨水經(jīng)氨劑輸送泵送到鹽溶解器、乳化劑溶解槽配制引發(fā)劑和乳化劑；另外，氨水的另一條線被輸送到卸料槽進(jìn)行脫氣。從溶解器中出

34、來的鹽溶液被輸送到聚合釜；催化劑溶解槽主要是用于配制催化劑，經(jīng)催化劑過濾器過濾后由催化劑加料泵送往聚合釜；由氨水貯槽過來的氨水進(jìn)入乳化劑溶解槽，在飽和蒸汽預(yù)熱下配制乳化劑，經(jīng)乳化劑過濾器過濾后由乳化劑加料泵輸送到聚合釜；另外，一部分乳化劑被送到后混合劑加料槽中，與粗后混合劑及NaOH溶液混合配制出后混合劑，經(jīng)過濾器過濾后由泵分別輸送聚合釜和卸料槽。種子制備工序：由種子聚合釜（A）釜出來的乳漿經(jīng)過種子過濾器過濾后，被送往種子乳漿槽中儲(chǔ)存。從種子乳漿槽中出來的種子乳漿經(jīng)過種子計(jì)量泵過濾器過濾后，由種子計(jì)量泵輸送到種子計(jì)量槽中，通過計(jì)量槽輸送到各聚合釜。聚合工序：?jiǎn)误wVCM經(jīng)過VCM過濾器過濾后，進(jìn)

35、入聚合釜，同時(shí)催化劑、引發(fā)劑、乳化劑、后混合劑及水也從各進(jìn)料口進(jìn)入聚合釜。當(dāng)聚合到一定程度或必須立即停止反應(yīng)時(shí)，則可以從終止劑加料槽中加入終止劑，反應(yīng)立即停止。反應(yīng)停止后，乳漿由下面的出料口進(jìn)入卸料槽；而未反應(yīng)的單體VCM經(jīng)聚合釜冷凝器冷卻后送往卸料槽進(jìn)行回收。脫氣工序：脫氣工序中主要設(shè)備是卸料槽，從聚合釜中過來的乳漿含有雜質(zhì)，必須要經(jīng)過卸料槽進(jìn)行排氣剝離，除去未反應(yīng)單體和雜質(zhì)。經(jīng)排氣剝離的乳漿固含量約為35%，被送到乳漿貯槽中進(jìn)行儲(chǔ)存；而未反應(yīng)單體則從槽上面消泡器出口進(jìn)入回收工序，先后經(jīng)過乳漿回收槽、VCM氣體回收槽，除去單體上所帶的雜質(zhì)后，由回收VCM氣體真空泵輸送到回收VCM氣體密封水槽

36、中進(jìn)行處理，之后送到氣柜重新利用。2.2.5糊干燥工段糊干燥工段主要有兩部分：糊樹脂的干燥和研磨。首先，膠乳通過膠乳過濾器和膠乳安全過濾器過濾，在霧化器中形成霧狀后進(jìn)入干燥室，同時(shí)經(jīng)過濾后的空氣由泵打入空氣加熱器加熱后與蒸汽會(huì)合，進(jìn)入干燥室，將膠乳汽化干燥。之后，純產(chǎn)品直接進(jìn)入旋風(fēng)分離器，而帶雜質(zhì)的膠乳經(jīng)過袋濾器后也進(jìn)入旋風(fēng)分離器。在旋風(fēng)分離器中，氣體被排出，而固體通過振動(dòng)篩后，不合格的產(chǎn)品流入粗料貯槽，合格的產(chǎn)品流入研磨料倉(cāng)，進(jìn)入研磨工序。產(chǎn)品進(jìn)入研磨工序后，打開加料旋轉(zhuǎn)閥，膠乳干料進(jìn)入研磨機(jī)，先分選后研磨，研磨成粉末狀固體顆粒后進(jìn)入第二袋濾器，過濾后進(jìn)入成品料倉(cāng)儲(chǔ)備，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器進(jìn)入小料筒

37、，然后用包裝機(jī)進(jìn)行包裝成袋裝產(chǎn)品。2.3安全防護(hù)措施該工段使用的氯乙烯單體（VCM）沸點(diǎn)為-13，必須加壓才能液化。因?yàn)閂CM蒸汽密度比空氣大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要防止在封閉空間內(nèi)存在VCM。在設(shè)計(jì)建造PVC生產(chǎn)廠中含有VCM的各種容器時(shí)，必須有各種預(yù)防措施，在反應(yīng)釜上要有卸放閥和防爆板，在VCM的管線中要設(shè)有雙閥門。VCM蒸汽與3.6%25%的空氣混合，遇明火時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。因此工作環(huán)境必須滿足這一系列工作條件。在開始生產(chǎn)前要對(duì)管線、泵、閥門等進(jìn)行仔細(xì)吹掃。生產(chǎn)設(shè)備在使用前必須有嚴(yán)格的手續(xù)，以保證各種文件齊全。整個(gè)生產(chǎn)區(qū)都處于“紅色警戒”范圍，生產(chǎn)區(qū)內(nèi)不許吸煙，各種電器設(shè)備也要采用密封和防打火結(jié)構(gòu)。

38、在生產(chǎn)中應(yīng)注意以下問題： 車間內(nèi)禁止使用明火；禁止穿帶釘子鞋進(jìn)入裝置現(xiàn)場(chǎng)；禁止吸煙；禁止隨意用鐵器碰擊設(shè)備；機(jī)動(dòng)車不經(jīng)許可不得進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)。 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān)崗位消防措施的種類及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場(chǎng)物料的性質(zhì)。 生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中要及時(shí)檢查，消除漏點(diǎn)。2.4影響PVC糊樹脂質(zhì)量的因素及其對(duì)策2.4.1影響PVC樹脂質(zhì)量的主要因素一、使用種子膠乳的品質(zhì)對(duì)PVC樹脂質(zhì)量的影響 在種子乳液聚合中，種子膠乳的質(zhì)量直接影響著EPVC的反應(yīng)，繼而影響樹脂質(zhì)量。種子粒徑過大或過小都會(huì)影響聚合反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行，造成反應(yīng)波動(dòng)大，難于控制，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)破乳，有時(shí)在使用某批種子的生產(chǎn)過程中未出現(xiàn)上

39、述不良現(xiàn)象，但生產(chǎn)出的樹脂的B型黏度偏高(或個(gè)別超標(biāo))，這主要是由于種子的內(nèi)在質(zhì)量稍差，造成膠乳中大小粒子匹配不合理，使樹脂的糊黏度升高。二、膠乳粒子的分布對(duì)PVC樹脂質(zhì)量的影響種子乳液法生產(chǎn)的成品膠乳的粒徑是呈雙峰分布的，大小粒子的粒徑分布是否合理是評(píng)價(jià)成品膠乳內(nèi)在質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，所以在使用品質(zhì)較好的種子的前提下，還要嚴(yán)格控制好初始乳化劑的加入量，只有兩者的使用量合理匹配，才能生產(chǎn)出質(zhì)量較好的PVC樹脂。三、前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱對(duì)PVC樹脂質(zhì)量的影響聚合反應(yīng)前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為投入所需助劑及種子、單體、催化劑后反應(yīng)釜開始沒出現(xiàn)反應(yīng)熱，甚至為負(fù)值。如果采用補(bǔ)加Cu劑的方法促

40、使反應(yīng)進(jìn)行，這樣使聚合反應(yīng)后期溫度波動(dòng)很大，反應(yīng)溫度不好控制，峰溫偏低，吹除壓力高，甚至還出現(xiàn)破乳現(xiàn)象，回收過程中帶料嚴(yán)重，膠乳黏稠，打料困難，干燥的樹脂B型黏度超標(biāo)。四、瞬時(shí)乳化劑加入量對(duì)PVC樹脂質(zhì)量的影響在乳液聚合中乳液體系的穩(wěn)定性是非常重要的，乳化劑的加入量是否適宜將直接影響整個(gè)反應(yīng)體系的穩(wěn)定性。當(dāng)乳化劑加入量過低時(shí)，僅部分膠乳粒子表面被乳化劑分子覆蓋保護(hù)，易造成大部分膠乳凝聚，甚至出現(xiàn)破乳情況；而乳化劑加入量過多又會(huì)造成反應(yīng)劇烈，不易控制，使小粒子數(shù)增多，粒徑分布不合理，同樣會(huì)影響樹脂質(zhì)量。五、干燥器出口溫度對(duì)PVC樹脂質(zhì)量的影響膠乳在噴霧干燥過程中，若干燥器出口溫度過高，則形成的二

41、次粒子凝集很牢固，從而造成樹脂在調(diào)糊過程中不易崩解為一次粒子或崩解速度較慢，從而導(dǎo)致糊性能差。2.4.2相應(yīng)措施及對(duì)策一、對(duì)種子品質(zhì)的控制在配方不改變的情況下，生產(chǎn)過程中時(shí)常出現(xiàn)種子粒徑重復(fù)性差及固含量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，基于此，可以采用如下措施：(1)固定種子聚合釜(A釜) 避免由于變換聚合釜而造成種子粒徑重復(fù)性差。(2)生產(chǎn)種子時(shí)由專人負(fù)責(zé)操作控制，避免由于操作人員控制手法不同而造成種子粒徑重復(fù)性差。(3)影響種子粒徑大小相當(dāng)明顯的Cu劑由工藝人員專門配制，并且配制的種子Cu劑只用在種子生產(chǎn)中，使每批種子使用的Cu劑濃度保持一致。(4)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況適時(shí)適量增減Cu劑的使用量。二、對(duì)樹脂顆粒粒

42、徑分布的合理控制一般情況下膠乳中小粒子與大粒子的數(shù)量比為1530倍為好；膠乳中大粒子占總粒子質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%70%較佳。大粒子粒徑在1.21.5，小粒子粒徑在0.30.5。三、對(duì)前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱的現(xiàn)象采取的措施(1)保證單體質(zhì)量滿足入料要求。(2)嚴(yán)格控制助劑的質(zhì)量(特別是Cu劑)。(3)保證去離子水質(zhì)量，使其pH值在6.57.5。(4)根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況及時(shí)調(diào)整Cu劑的加入量，保證反應(yīng)正常。四、對(duì)乳化劑瞬時(shí)加入量進(jìn)行調(diào)整乳化劑用量為0.05%1.0%單體，采用復(fù)合乳化劑體系，在聚合過程中先加入一半乳化劑，聚合結(jié)束再加入另一半。五、干燥器出口溫度的控制在冬季時(shí)一般控制在6062 ，夏季一般

43、控制在5458 ，同時(shí)嚴(yán)格控制干燥器開停車次數(shù)并及時(shí)調(diào)整干燥器加水時(shí)的出口溫度。第三章 物料衡算3.1物料平衡關(guān)系配料聚 合脫氣干燥水單體種子2021 0tpvc糊樹脂RVCM圖3.1 物料平衡關(guān)系圖3.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1） 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)量2021 0t/a（2） 生產(chǎn)時(shí)間：年開工日330d/a（24h/d）（3） 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)（如下表3.1）5：表3.1 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)表單體純度99.9%單體轉(zhuǎn)化率85%引發(fā)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%引發(fā)劑密度1200催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%催化劑密度1050乳化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%乳化劑密度1100后混合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%后混合劑密度1100PVC糊密度1400乳漿固含量35%

44、產(chǎn)品純度99.8%水密度1000（4） 各步驟損失分配a、 聚合部分：粘壁、泄露、泡沫夾帶等損失約占1%b、 干燥部分：飛揚(yáng)旋風(fēng)分離損失約占2%c、 篩分包裝部分：飛揚(yáng)旋風(fēng)分離及不合格產(chǎn)品損失約占1.5%3.3計(jì)算基準(zhǔn)與計(jì)算單位因?yàn)槭情g歇操作過程，所以采用“批”為計(jì)算基準(zhǔn)，“kg/B”為計(jì)算單位。3.4確定計(jì)算順序由于產(chǎn)物與原料之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系比較簡(jiǎn)單，且整個(gè)聚合過程不是很復(fù)雜，容易得到產(chǎn)物與單體原料投料量之間的比例關(guān)系，故采用順流程的計(jì)算順序。3.5聚合配方6表3.2 聚合配方列表原 料用 量氯乙烯單體100介質(zhì)（水）110140引發(fā)劑0.2催化劑0.01乳化劑0.05后混合劑0.05種子

45、一代1二代23.6操作周期（1） 聚合操作時(shí)間估計(jì)表3.3 聚合釜操作時(shí)間統(tǒng)計(jì)表加水及配料15分加單體15分?jǐn)嚢?0分升溫30分反應(yīng)8小時(shí)出料20分清釜置換50分共計(jì)10小時(shí)20分（2） 出料系統(tǒng)沉析時(shí)間估計(jì)表3.4 出料系統(tǒng)操作時(shí)間統(tǒng)計(jì)表排氣、加料、回收1小時(shí)升溫1小時(shí)保溫0.5小時(shí)冷卻0.5小時(shí)出料6小時(shí)共計(jì)9小時(shí)（3） 干燥時(shí)間估計(jì)干燥約3小時(shí)通過上述數(shù)據(jù)計(jì)算可得，整個(gè)PVC糊樹脂生產(chǎn)周期約為22小時(shí)20分，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，在聚合的同時(shí)可以進(jìn)行脫氣和干燥，所以每生產(chǎn)一批料約需要12小時(shí)，取每天生產(chǎn)2批。3.7計(jì)算主要物料的投料量3.7.1氯乙烯單體的計(jì)算 該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量為2021

46、0噸，年開工時(shí)間為330天，每天生產(chǎn)兩批，聚合后處理?yè)p失率約為3.5%每批應(yīng)生產(chǎn)聚合物數(shù)量為： 式（2.1）聚合物中含有因引發(fā)劑而引起的約0.2%的雜質(zhì)，令單體100%轉(zhuǎn)化為聚合物，則氯乙烯單體的投料量為： 式（2.2）由配方可知實(shí)際單體的轉(zhuǎn)化氯為85%，則氯乙烯單體的投料量為： 式（2.3）由于聚合時(shí)約有1%的氯乙烯單體因泄露損失，則氯乙烯單體的投料量為： 式（2.4）單體的損失量為： 式（2.5）回收未反應(yīng)單體量為： 式（2.6）本次設(shè)計(jì)采用的是種子乳液生產(chǎn)方法，在配方中應(yīng)加入3%單體的種子，因此聚合產(chǎn)品中也包括種子的量，則種子的量為： 式（2.7）實(shí)際加入聚合釜的純單體量為： 式（2.8

47、）單體的純度為99.9%，則實(shí)際加入單體與雜質(zhì)的總量為： 式（2.9）隨單體而引入的雜質(zhì)為： 式（2.10）3.7.2各配料用量的計(jì)算 依據(jù)配方得：催化劑=0.01%倍的單體； 引發(fā)劑=0.2%倍的單體； 乳化劑=0.05%倍的單體； 后混合劑=0.05%倍的單體各配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：催化劑：0.02%；引發(fā)劑：15%； 乳化劑：1%；后混合劑：2.5%各配料的用量為： 催化劑： 式（2.11） 引發(fā)劑： 式（2.12） 乳化劑： 式（2.13） 后混合劑： 式（2.14）各配料均以溶液的方式加入，則 引發(fā)劑溶液量為： 式（2.15） 催化劑溶液量為： 式（2.16） 乳化劑溶液量為： 式（2.

48、17） 后混合劑溶液量為： 式（2.18）3.7.3介質(zhì)水加入量的計(jì)算由配方得，水的加入量為1.4倍的單體，所以水的加入量為： 式（2.19）3.8主要出料量的計(jì)算聚合后，主要的出料物質(zhì)為乳漿，乳漿=水+PVC糊樹脂+配料聚合時(shí)加入的介質(zhì)水為：50615.6kg/B， 應(yīng)生產(chǎn)的聚合物數(shù)量為：31339.4kg/B 則乳漿的質(zhì)量為： 式（2.20） 乳漿固含量為： 式（2.21）36.1%不低于35%，因此上述計(jì)算符合技術(shù)要求。3.9檢驗(yàn) 進(jìn)料量=出料量+回收量+損失量+排出雜質(zhì)量進(jìn)料量主要有單體、種子、水、配料，所以進(jìn)料量為： 式（2.22）出料量主要為乳漿86771kg/B 回收量主要為回收

49、未反應(yīng)單體的量5520.6kg/B 損失量為378.6kg/B 排出氣體雜質(zhì)量為36.2kg/B 式（2.23）因此，上述計(jì)算正確。3.10整理表3.5 物料衡算整理表組 分Kg/B進(jìn) 料氯乙烯單體36190.2種子1084.6催化劑1800引發(fā)劑482乳化劑1810后混合劑724水50154.6出料乳漿86771回收未反應(yīng)單體量5520.6雜質(zhì)量36.2損失量378.6聚合工段單體：36519.2kg種子：1084.6kg水：50615.6kg催化劑：1800kg引發(fā)劑：482kg乳化劑：1810kg后混合劑：724kg乳漿86771kg回收未反應(yīng)單體5520.6kg雜質(zhì)36.2kg損失378.6kg3.11聚合工段物料衡算圖圖3.2 物料衡算圖第四章 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型4.1聚合攪拌釜的設(shè)計(jì)4.1.1釜體的設(shè)計(jì)1、反應(yīng)釜體積的計(jì)算 從反應(yīng)釜出來的產(chǎn)物是乳漿，依據(jù)物料衡算得，每批應(yīng)生產(chǎn)乳漿75881.4kg，每天生產(chǎn)2批。因此，可以計(jì)算得到聚合釜平均每天能夠生產(chǎn)乳漿： 式（3.1）乳漿的固含量為36