年產(chǎn)10萬(wàn)噸聚氯乙烯合成工藝開(kāi)題報(bào)告【精選文檔】

1、年產(chǎn)10萬(wàn)噸聚氯乙烯合成工藝開(kāi)題報(bào)告【精選文檔】材料與化學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題 目年產(chǎn)10萬(wàn)噸PVC樹脂合成工藝設(shè)計(jì)（氯乙烯脫水、精餾、聚合干燥)專 業(yè)高分子材料與工程姓 名班 級(jí)學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師* * *一、選題依據(jù)1、國(guó)內(nèi)外PVC生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展11 國(guó)外技術(shù)進(jìn)展111 氯乙烯單體和PVC樹脂生產(chǎn)技術(shù)近年來(lái)，國(guó)外的氧氯化工藝有了進(jìn)一步的改進(jìn)，在裂解1,2一二氯乙烷生產(chǎn)氯乙烯的過(guò)程中,采用三氯乙醛或氯醛促進(jìn)劑，減少了乙烯基乙炔副產(chǎn)物，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。新開(kāi)發(fā)的直接氯化電解氯化氫生產(chǎn)氯乙烯單體新工藝，在降低氯乙烯單體成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面又邁進(jìn)了一步。乙烷制VCM 工藝正在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，

2、該工藝可使產(chǎn)品成本降低20% 30。歐洲乙烯新近又開(kāi)發(fā)出了使乙烷在低溫下反應(yīng)直接合成氯乙烯的新型催化劑，其成本比由乙烯生產(chǎn)氯乙烯方法節(jié)省50以上.目前已有新型消泡懸浮劑研制成功，簡(jiǎn)化了聚合操作步驟，減少了樹脂中的雜質(zhì)，改進(jìn)了間歇懸浮聚合工藝及聚氯乙烯樹脂的粒度分布，提高了樹脂質(zhì)量。112 樹脂品種開(kāi)發(fā)及加工應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)了氯乙烯丙烯酸丁酯共聚物與聚丙烯酸酯的接枝共聚物、含氨基的聚氯乙烯樹脂。對(duì)加工配料技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出高強(qiáng)度PVC電纜料、防污PVC制品、PVC仿木型材、PV(J木材復(fù)合窗用型材等.12 國(guó)內(nèi)PVC技術(shù)現(xiàn)狀目前我國(guó)PVC的生產(chǎn)基本上采用懸浮聚合工藝,VCM 的生產(chǎn)主要采用電石乙

3、炔工藝路線和乙烯氧氯化工藝.國(guó)內(nèi)懸浮法生產(chǎn)PVC的工藝技術(shù)近十幾年來(lái)取得了一定進(jìn)展,主要有：（1)復(fù)合型分散劑和引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、熱穩(wěn)定劑和終止劑等在各生產(chǎn)廠家中得到廣泛應(yīng)用；（2)基本上掌握了聚合釜真空脫氧、后加引發(fā)劑等聚合技術(shù)；(3）防粘釜技術(shù)也得到了提高；（4）發(fā)展了篩板溢流塔和螺旋板換熱器。清華大學(xué)新開(kāi)發(fā)的旋流干燥器性能優(yōu)于德國(guó)赫斯特公司同類產(chǎn)品;（5)新開(kāi)發(fā)出了寬分子質(zhì)量分布、高聚合度PVC、納米CaCO3原位聚合PVC專用樹脂和納米抗菌PVC材料等。2、PVC的發(fā)展及應(yīng)用情況1992年,世界PVC樹脂生產(chǎn)能力達(dá)到2205萬(wàn)噸年，按此測(cè)箅PVC2000年生產(chǎn)能力可達(dá)到27002800

4、萬(wàn)噸。據(jù)一般預(yù)測(cè)PVC樹脂產(chǎn)量的年平均增長(zhǎng)速度為23%。在發(fā)達(dá)國(guó)家，PVC樹脂主要用來(lái)生產(chǎn)PVC硬制品，約占總消費(fèi)量的70%，用于軟制品和涂料、粘合劑的量約占30。1992年，美國(guó)PVC建材消費(fèi)量占其塑料建材總消費(fèi)量的457% .其中:電子用品占PVC塑料建材總消費(fèi)量的227 ，家庭用品占124,運(yùn)輸工具占643%.1991年日本PVC消費(fèi)量占合成樹脂消費(fèi)量的3O% 。在PVC塑料建材中，發(fā)達(dá)國(guó)家的傳統(tǒng)產(chǎn)品是小口徑管材、管件、汽車裝璜材料、工業(yè)器具，這些領(lǐng)域的市場(chǎng)已趨飽和。電線、電纜敷層、地板、織物、薄膜和片材， 以及瓶類PVC制品，已達(dá)最高消費(fèi)水平.PVC建筑市場(chǎng)，如護(hù)墻板、助材管、汽車防腐

5、涂料 、纖維增強(qiáng)PVC制品、電子電器、耐熱制品、醫(yī)用PVC制品等,會(huì)有顯著增長(zhǎng).PVC包裝材料也會(huì)有所增加.據(jù)專家預(yù)測(cè)，我國(guó)每年需5000萬(wàn)米室內(nèi)外塑料排水管線，其中PVC管線占80% ，約需管材、管件4萬(wàn)噸。此外，塑料管材還可用于城市煤氣、天然氣管道，農(nóng)用噴灌、滴灌和地下水管灌溉用PVC管道,比明渠淹灌減少了沿途輸水損失,可節(jié)水30%以上。美國(guó)每年農(nóng)業(yè)灌溉用PVC管道已達(dá)10萬(wàn)噸。PVC彈性防水卷材是一種新型防水材料，耐候性、防水性好，施工簡(jiǎn)單,延用期長(zhǎng)，可用于建筑物屋頂和水庫(kù)堤壩的防水滲透。國(guó)外PVC防水卷材消費(fèi)量巳占防水卷材總消費(fèi)量的40 。此外，PVC-煤焦油砂石防水卷材，PVC改性煤

6、焦油耐低溫油氈,PVC一煤焦油防水涂料，PVC建筑防水接縫材料等防水建材，應(yīng)用推廣也很快.PVC粉末涂料有較強(qiáng)的抗腐蝕性、電絕緣性和耐候性，著色廣泛，遮蓋力強(qiáng),裝飾效果好，加工工藝簡(jiǎn)單，廣泛用于高速公路護(hù)欄、建材鋼板、鋼管、家用電器部件、五金器材等金屬制品的涂層裝飾。PVC農(nóng)膜強(qiáng)度高，透明性好，用于柵膜和地膜。PVC經(jīng)過(guò)改性，可做成防滴膜、防霧膜、光功能膜、糧倉(cāng)用膜、保鮮膜、纏繞膜、扭結(jié)膜.PVC包裝材料和PVC飲料瓶今后也會(huì)有較大的發(fā)展。PVC裝飾材料，如彩色透明裝飾板、中高檔壁紙、PVC地板塊等室內(nèi)裝飾材料,也有良好的發(fā)展前景。3、工藝選擇依據(jù)懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)易于調(diào)節(jié)品種,生產(chǎn)過(guò)程易于

7、控制,設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用低，易于大規(guī)模組織生產(chǎn)而得到廣泛的應(yīng)用,成為諸多PVC生產(chǎn)工藝中最主要的生產(chǎn)方法。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題本設(shè)計(jì)主要是對(duì)聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的氯乙烯脫水、精餾和聚合干燥三個(gè)工序段進(jìn)行計(jì)算，其各個(gè)工序段的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：1、氯乙烯脫水工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）需脫水氯乙烯具有40水的飽和蒸汽壓;（2）氯乙烯氣相冷卻器進(jìn)出口壓力為0。12MPa，氣相出口溫度是5；（3)固堿干燥器氯乙烯入口壓力為0。117MPa，出口壓力0.115MPa；固堿干燥器出口操作溫度20，氣相出口10；（4)氯乙烯氣相冷卻器口冷卻水進(jìn)口溫度5，出口0；（5）固堿干燥器冷卻水進(jìn)口溫度5，出口-2；（6

8、)固堿干燥器出口氯乙烯氣相含水量600ppm。2、氯乙烯精餾工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）原料成分:粗氯乙烯溶液，粗氯乙烯含量90（質(zhì)量比)；(2)冷凝器上水溫度0，回水溫度5；（3）低沸塔壓力（表壓）0.55MPa，塔頂溫度30;塔頂冷凝器上水溫度0，回水溫度5；（4）高沸騰壓力(表壓）0.35MPa，塔釜溫度30；塔頂冷凝器上水溫度0，回水溫度5；(5）精氯乙烯含量99。9%（質(zhì)量比），乙炔含量0.001;（6)經(jīng)過(guò)高、低沸塔的熱水上水溫度是97，回水溫度是32。3、氯乙烯聚合干燥在設(shè)計(jì)中，通過(guò)示意圖，以化工原理知識(shí)為基礎(chǔ),結(jié)合所給的已知條件，求出反應(yīng)器及冷卻器等有物料進(jìn)出的容器的物料進(jìn)出量，同時(shí)求

9、出各自的能量.在此基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、選型，最終獲得所需要的結(jié)果。在對(duì)各個(gè)工序段進(jìn)行物料衡算、能量衡算以及對(duì)其進(jìn)行設(shè)備選型設(shè)計(jì)計(jì)算后,參考資料,畫出各工序段的工藝流程圖、設(shè)備圖以及平面布置圖.三、研究步驟、方法及措施該設(shè)計(jì)整體上來(lái)說(shuō)可以按照下面幾個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行研究：(1）在設(shè)計(jì)計(jì)算之前，首先應(yīng)對(duì)與PVC有關(guān)的文獻(xiàn)資料進(jìn)行查閱，大致了解PVC的發(fā)展現(xiàn)狀,PVC合成的基本步驟以及PVC的發(fā)展趨勢(shì)；（2）通過(guò)對(duì)化工原理基礎(chǔ)知識(shí)的回顧，熟悉物料衡算、能量衡算時(shí)所需的條件，結(jié)合已知參數(shù),進(jìn)行計(jì)算;（3）通過(guò)計(jì)算得到的數(shù)據(jù),結(jié)合設(shè)備計(jì)算的理論知識(shí),參照國(guó)家的有關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn),對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和確定;

10、（4）對(duì)確定的設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證,確保其符合要求；(5）按所得的設(shè)備尺寸以一定的比例進(jìn)行作圖，同時(shí)按要求做出工藝流程圖、平面布置圖等所要求的圖；(6）最后對(duì)整個(gè)工作再進(jìn)行整理，使之更加完整。各工序段的物料及能量衡算基本步驟如下：氯乙烯脫水氯乙烯精餾氯乙烯聚合干燥物料衡算基本步驟（1）確定物料衡算的已知條件（1）確定物料衡算的已知條件(1）確定物料衡算的已知條件（2）進(jìn)行氯乙烯氣相冷卻器的物料衡 算（2）進(jìn)行全凝器的物料衡算（2）進(jìn)行聚合釜的物料衡算(3）進(jìn)行固堿干燥器的物料衡算（3）進(jìn)行低沸塔的物料衡算（3）進(jìn)行空氣加熱器的物料衡算（4）進(jìn)行高沸塔的物料衡算能量衡算基本步驟（1)確定能量衡算的已知條

11、件（1）確定能量衡算的已知條件（1)確定能量衡算的已知條件（2）進(jìn)行冷卻器的能量衡算（2)進(jìn)行低沸塔的能量衡算（2）進(jìn)行聚合釜的能量衡算（3）進(jìn)行固堿干燥器的能量衡算（3)進(jìn)行高沸塔的能量衡算（3）進(jìn)行空氣加熱器的能量衡算該產(chǎn)量的PVC的生產(chǎn)是一個(gè)較為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，創(chuàng)新的難度較大。在設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)對(duì)其可變量的些許改變來(lái)探索對(duì)其結(jié)果的影響。四、研究工作進(jìn)度序號(hào)時(shí)間內(nèi)容13。13.14查找關(guān)于PVC進(jìn)展及應(yīng)用情況方面的文獻(xiàn)。資料，23。153.18根據(jù)查得的文獻(xiàn)完成關(guān)于PVC的綜述。33.193。25查找與PVC有關(guān)的英文資料，并對(duì)其進(jìn)行翻譯。43.263.31查找與PVC工藝相關(guān)的資料，比較其各

12、自的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終確定聚合工藝。54。1-4。12對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的化工原理知識(shí)進(jìn)行較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，同時(shí)查閱了好多與設(shè)計(jì)計(jì)算方面相關(guān)的資料。64.134.22總體上確定各階段的物料量，并對(duì)氯乙烯脫水工序段進(jìn)行物料衡算和能量衡算，并對(duì)該工序段的設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算.74.23-5。4對(duì)氯乙烯精餾工序段進(jìn)行物料衡算和能量衡算，同時(shí)對(duì)其設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算.85。5-5。14對(duì)氯乙烯聚合干燥工序段進(jìn)行物料衡算和能量衡算，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行設(shè)備選型計(jì)算。95.15-6.6繪圖，并對(duì)其修改和完善。106.7-6。11對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行修改整理,準(zhǔn)備答辯。五、主要參考文獻(xiàn)1 邴涓林，黃志明主編. 聚氯乙烯工藝技術(shù)。 第一版北京：

13、化學(xué)工業(yè)出版社，20082 張有謨。 21世紀(jì)PVC工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì). 化工時(shí)刊，1997，11（1）:12173 文遠(yuǎn)安。 本體法PVC生產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)。 聚氯乙烯，2009，37（3）：394 張英民,梁錫偉. 國(guó)內(nèi)PVC行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和思路。 中國(guó)氯堿，2006(11）：155 韓麗。 國(guó)內(nèi)PVC樹脂市場(chǎng)現(xiàn)狀分析。 齊魯石油化工,2008,36（2）:1531566 邵冰燃，張英民，郎需霞,劉士龍。 國(guó)內(nèi)聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析。 中國(guó)氯堿，2004,4:157 吳翠紅,欒立杰，丁希良,殷樹青,徐曉東. 國(guó)內(nèi)聚氯乙烯市場(chǎng)前景。 聚氯乙烯，2003（3）：10128 郝五棉，趙季芝，

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15、se profile of PVC/polycaprolactone-polycarbonte aged in aqueous environmentsPolymer Degradation and Stability,2003 （80) ：451458 15 Yan-Bin Liu，Wei-Qu Liu，Meng-Hua HouMetal dicarboxylates as thermal stabilizers for PVCPolymer Degradation and Stability，2007 （92) ：1565157116 S.KimPyrolusis kinetics of

16、waste PVC pipeWaste Management,2001（21)：60961617 王國(guó)勝主編化工原理課程設(shè)計(jì)第二版大連：大連理工大學(xué)出版社,2006六、論文提綱（包括三級(jí)提綱）第一章 聚氯乙烯綜述1.1 聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)1。1。1 聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)1.1。2 聚氯乙烯的物理化學(xué)性質(zhì)1.2 聚氯乙烯的合成工藝1。2.1 懸浮聚合工藝1.2.2 懸浮PVC合成工藝技術(shù)要點(diǎn)1。2。3 本體法聚合工藝1。2.4 微懸浮和乳液聚合工藝1。3 生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備狀況1.3。1 生產(chǎn)技術(shù)及特點(diǎn)1.3。2 設(shè)備1.4 國(guó)內(nèi)外PVC生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展1。4。1 國(guó)外技術(shù)進(jìn)展1.4。2 國(guó)內(nèi)PVC技術(shù)現(xiàn)狀1.5 世界PVC工業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.6 我國(guó)PVC工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)1.7 PVC的主要應(yīng)用1。7.1 塑料1.7.2 PVC涂料1.7。3 芯泡PVC板材的開(kāi)發(fā)第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 氯乙烯脫水工序設(shè)計(jì)計(jì)算2.1.1 氯乙烯脫水工序物料衡算2。1。2 氯乙烯脫水工序熱量