年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計

年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:《工藝與設(shè)備設(shè)計》課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計學(xué)校：@@大學(xué)姓名：張超專業(yè)：化學(xué)工程與工藝完成日期：2012年月日設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目設(shè)計年產(chǎn)3萬噸PVC裝置。操作條件油水比1：，裝料系數(shù)。反應(yīng)時間：6hr。聚合溫度：60oC工作日生產(chǎn)時間:8000小時/a.廠址無錫地區(qū)設(shè)計內(nèi)容1.聚合配方的計算2消耗定額的確定3操作周期的確定4全車間主要物料衡算5主要設(shè)備物料衡算6、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和選型7、其他設(shè)備的設(shè)計計算8、繪制生產(chǎn)工藝流程圖目錄1、年產(chǎn)3萬噸PVC車間工藝設(shè)計方案簡介 32、工藝計算及主要設(shè)備設(shè)計 3聚合配方的計算 3引發(fā)劑用量計算 4分散劑用量 4其他助劑用量 4配方計算匯總表 5消耗定額的確定 5操作周期的確定 7全車間主要物料衡算 73、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和選型 8聚合釜的選型和攪拌裝置的設(shè)置 8干燥器的選型 9輔助設(shè)備的選型 94.生產(chǎn)工藝流程圖 115、參考文獻 131、年產(chǎn)3萬噸PVC車間工藝設(shè)計方案簡介聚氯乙烯樹脂（PVC）是我國重要的有機合成材料。其產(chǎn)品具有良好的物理性能和化學(xué)性能，廣泛用于工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、日用生活、包裝、電力、公用事業(yè)等領(lǐng)域。本設(shè)計闡述了PVC的車間設(shè)計生產(chǎn)工藝流程、發(fā)展及其應(yīng)用，對PVC樹脂懸浮聚合生產(chǎn)工藝、干燥以及后處理進行了進行了探討，從聚合車間工藝設(shè)計、設(shè)備結(jié)構(gòu)和選型等方面進行初步設(shè)計。2、工藝計算及主要設(shè)備設(shè)計聚合配方的計算無錫地區(qū)平均氣溫是℃，本設(shè)計選用的溫度為15℃。聚合溫度為60℃選用國產(chǎn)33m3水油比為1:裝料系數(shù)查得：15℃時ρ水=cm60℃時ρ水=g/cm物料量的計算d=－－15℃時dvcm=－×15－×152=g/cm60℃時dvcm=－×60－×602=g/cm設(shè)60℃時，需要V1體積的VCM，V2V1×（V2×）=1：V2＋V1=33×=V1=V2=實際15℃V1=×／=V2=×／=質(zhì)量：Gvc=×=油水比為1：總重：G=Gvc+G水=引發(fā)劑用量計算由InKp=B-A/T(其中A=,B=InKp=其中A=14615,C==+60)=Kd=引發(fā)劑用量計算式：100n=Kp[τ0]×[te+1/Kd(e-Kdte-1)]其中n—轉(zhuǎn)化率[τ0]—引發(fā)劑濃度mol/TPVCte—聚合用周期hrn=85%則85=×[τ0][6+1/（×6-1）]總重量：G﹙τ0﹚=[τ0]×××10﹣3=分散劑用量分散劑用量為單體的%，用復(fù)合分散體系HPMC、PVA其中配方比為3:2助分散劑LL—02為單體重量的%分散劑總重量G=×%×103=㎏其中HPMC重量=×3/（2+3）=㎏PVA重量=×2/﹙2＋3﹚=助分散劑LL—02重量=×%×103=㎏其他助劑用量疏基乙醇×103×%=㎏十六醇×103×%=㎏雙酚A×103×%=㎏有機錫×103×%=㎏G7-9酸鋅×103×%=㎏Na2S×103×%=㎏CaABS×103×%=㎏NH4HCO3×103×%=㎏配方計算匯總表表2-133m3聚合釜生產(chǎn)SG-5型樹脂配方(15℃物料用量物料用量VCMm3雙酚A㎏軟水m3有機錫㎏HPMC㎏G7-9酸鋅㎏PVA㎏Na2S㎏LL—02㎏CaABS㎏疏基乙醇㎏NH4HCO3㎏十六醇㎏ZnPS㎏注：CaABS在轉(zhuǎn)化率為75%時。消耗定額的確定（1）聚合釜的單位損失計算(以每釜計)單體投料量：聚合溫度：60℃確定在轉(zhuǎn)化率為85%時料60℃ρH2O=mρVCM=T/m3ρPVC=m3據(jù)天原廠經(jīng)驗，反應(yīng)結(jié)束后余壓壓料至出料槽內(nèi)，余壓力為2㎏/cm3此時釜內(nèi)剩余單體量為（1+2×）××103=×n×+60)n=×103molG剩=××103/103=㎏/釜設(shè)其他泄露及回收后精制等損失后回收量的7%，則VCM損失量為×7%=㎏/釜實際回收VCM量釜（2）出料槽單體損失計算（以每釜計）根據(jù)杭州電化廠數(shù)據(jù)，出料槽汽提后，漿料中含VCM量如下（×10m3+300）×210×10-6進入出料槽的單體量為：×103×（1-85%）－=㎏/釜回收單體量為釜設(shè)其他泄露及回收精制等共損失7%，則其損失量為：×7%=㎏/釜實際回收VCM量為=㎏/釜聚合釜和出料兩部分VCM總損失量為：++=㎏/釜（3）干燥崗位樹脂損失計算（以成品絕干PVC為基準(zhǔn)）已知：旋風(fēng)分離器回收塵效率為99%級，則損失量為：1015×（）/=㎏/TPVC加上其他泄露確定冷風(fēng)管損失PVC為㎏/TPVC旋風(fēng)分離器進入震動篩的樹脂較少，約30%，但扣去其他泄露后，還要扣清床料，也定為㎏/TPVC,則干燥崗位PVC損失總量為+=㎏/TPVC.（4）其他設(shè)備PVC樹脂損耗分配表3-2其他設(shè)備PVC樹脂損耗分配設(shè)備釜損失原因損失量（㎏/TPVC）聚合釜粘釜，泡沫夾帶出料槽泡沫夾帶，塑化片等混合槽泡沫夾帶離心機母液夾帶篩分廢次品稱量偏差總計全車間PVC總損失為：+=㎏/TPVC聚合總效率為1/(1+×10-3)=%每釜可生產(chǎn)絕干樹脂：××%=以成品絕干PVC為基準(zhǔn)，聚合單體損失為：=㎏/TPVC其中聚合釜損失為=㎏/TPVC出料槽：=㎏/TPVC單體消耗定額為：1000++=㎏/TPVC=TPVC操作周期的確定表3-3操作周期的確定反應(yīng)操作時間（min）反應(yīng)操作時間（min）加水助劑15N2試壓15加VC10冷攪拌30升溫20反應(yīng)6hr降溫20出料10回收VCM20清釜10涂布等15小計8hr45min取整：操作周期為9hr全車間主要物料衡算已知：生產(chǎn)能力：30000T生產(chǎn)時間：8000小時操作周期：9小時樹脂含水量及揮發(fā)率：%則：每釜可生產(chǎn)樹脂（%）=釜每年可生產(chǎn)的釜數(shù)8000/9=889釜年產(chǎn)力×889=Y完成年產(chǎn)30000TPVC所需釜數(shù)：30000/=臺（圓整取5臺）全年投入聚合釜中的VCM量×5×889=T/Y全年回收VCM量（+）×10-3×5×899=2443,86T/Y全年VCM損失量×10-3×5×889=Y原料消耗量計算單體VCM聚合用軟水××5×889=Y引發(fā)劑ABVN×5×889×10-3=Y分散劑總量×5×889×10-3=Y其中HPMCT/YPVAT/Y助分散劑LL-02×5×889×10-3=Y疏基乙醇×5×889×10-3=Y十六醇×5×889×10-3=Y雙酚A×5×889×10-3=Y有機錫×5×889×10-3=YG7-9酸鋅×5×889×10-3=YZnPS×5×889×10-3=YNa2S×5×889×10-3=YCaABS×5×889×10-3=YNH4HCO3×5×889×10-3=Y3、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計和選型聚合釜的選型和攪拌裝置的設(shè)置選用我國33m3И聚合釜，材質(zhì)是復(fù)合鋼板，牌號16MnR+0Cr18Ni9，筒體厚度14+3（3為不銹鋼板）。長徑比為，內(nèi)設(shè)可拆卸管/式冷卻管，共四根，外有Φ114×6的38圈半管冷卻夾套。傳動方表3-1釜的參數(shù)V/m3F/m2F/Vm2/m3L直線mm D-minL/D335154002600干燥器的選型（1）氣流干燥管氣流干燥速度：15m/s物料停留時間：（2）MST旋風(fēng)干燥器物料停留時間：30min進料速度：500kg/h氣流速度：5000m3床夾套溫度：75℃旋風(fēng)床內(nèi)溫度：46～70氣流管進口風(fēng)壓：4～6Kpa 輔助設(shè)備的選型料槽、混料槽選型出料槽體積為150m3，混料槽攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min離心機選型WG-800臥式刮刀卸料離心機，脫水后PVC樹脂含水量20％～25％旋風(fēng)分離器選型冷風(fēng)管用旋風(fēng)分離器二臺風(fēng)機選擇氣流干燥器用風(fēng)機一臺冷風(fēng)管用風(fēng)機一臺槽類選擇去離子水貯槽一個熱水貯槽一個助劑計量槽一個去離子水計量槽一個單位計量槽一個單位貯槽一個泵類選擇熱水泵一臺軟水泵一臺出料泵一臺漿料泵兩臺進塔泵、出塔泵各一臺汽提熱水噴淋泵一臺脫單體真空泵一臺循環(huán)水泵一臺過濾器選擇單體過濾器兩臺軟水過濾器一臺樹脂過濾器兩臺空氣過濾器一臺其他設(shè)備選擇加料小罐兩個漿料換熱器一臺氣提熱水噴淋罐一個水氣分離器兩臺螺旋輸送器一臺鼓風(fēng)機一臺一級、二級冷卻器各一臺沉淀槽一個引風(fēng)機一臺振動篩一臺泡沫捕集器一臺壓縮機一臺4.生產(chǎn)工藝流程圖圖4-1車間生產(chǎn)工藝流程圖工藝流程圖圖解：脫鹽水17、懸浮劑罐33、旋轉(zhuǎn)干燥器穩(wěn)定劑18、進料料斗34、空氣加熱器抗氧劑19、漿料罐35、袋式過濾器高壓反應(yīng)釜20、汽提塔進料泵36、空氣過濾器穩(wěn)定劑罐21、汽提塔37、鼓風(fēng)機穩(wěn)定劑泵22、冷凝器38、旋風(fēng)分離器催化劑罐23、真空罐39、粉料料倉回流冷凝器24、真空泵40、聚氯乙烯產(chǎn)品催化劑25、傳輸泵41、去回收氣柜10、催化劑泵26、旋轉(zhuǎn)閥42、放空11、冷凍水27、攪拌器43、空氣12、冷凍水回水28、離心進料罐44、氯乙烯單體13、漿料輸送泵29、離心進料泵45、懸浮劑14、反應(yīng)器攪拌釜30、離心分離器46、懸浮劑泵15、廢水泵31、廢水泵16、料倉32、螺旋給料器5、參考文獻[1]嚴(yán)福英等主編《聚氯乙烯工藝學(xué)》[M]中國氯堿