年產(chǎn)5萬噸PVC糊樹脂工藝流程設(shè)計

1、課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)院 教研室學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計題目年產(chǎn)5萬噸PVC糊樹脂工藝流程設(shè)計設(shè)計技術(shù)參數(shù)1、PVC年產(chǎn)量5萬噸；2、采用乳液種子聚合方法制備；3、聚合工藝采用間歇操作過程；4、總轉(zhuǎn)化率97%99%。設(shè)計要求設(shè)計說明書以A4紙輸出，字?jǐn)?shù)600010000。工藝流程圖采用1號圖紙手工繪制，包括主要工藝流程、主要控制點及主要設(shè)備。思路新穎，布置合理，設(shè)備選擇正確，繪制規(guī)范以國標(biāo)為準(zhǔn)。工作量1、設(shè)計說明書一份（流程設(shè)計和物料衡算為主）。字跡工整、格式規(guī)范、內(nèi)容完整、有理有據(jù)的課程設(shè)計說明書，將自己的設(shè)計過程和結(jié)果充分表達(dá)出來。2、帶控制點的PVC糊樹脂生產(chǎn)工藝流程圖一張。工作

2、計劃12.20課程設(shè)計動員，指導(dǎo)教師下達(dá)課程設(shè)計任務(wù)書。指導(dǎo)教師介紹課程設(shè)計的基本思路和方法。學(xué)生查閱有關(guān)資料，制定設(shè)計進(jìn)度計劃。設(shè)計計算、論證、繪圖。編寫設(shè)計說明書初稿，審核、校對、編寫設(shè)計說明書。1.6 學(xué)生上交設(shè)計說明書和圖紙，指導(dǎo)教師批閱，評定成績，寫出設(shè)計總結(jié)。參考資料1、陳昀 聚合物合成工藝設(shè)計 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 20042、張洋 聚合物合成工藝設(shè)計基礎(chǔ) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 19813、趙德仁等.高聚物合成工藝學(xué)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.4、倪進(jìn)方等.化工設(shè)計M.華東理工大學(xué)出版社.指導(dǎo)老師簽字教研室主任簽字 2012 年 1 月 4 日年產(chǎn)5萬噸PVC糊樹脂工藝流程設(shè)計摘要

3、本文是關(guān)于年產(chǎn)5萬噸PVC糊樹脂工藝流程設(shè)計，首先講述了PVC的發(fā)展進(jìn)程和目前狀況，以及PVC糊樹脂制備方法、配方、設(shè)備原料等；然后分析了物料平衡示意圖；然后講述了種子乳液聚合生產(chǎn)聚氯乙烯糊樹脂的原理，并指出了工藝過程中需要注意的問題，包括質(zhì)量影響因素，工藝條件及合成工藝中的各種助劑選擇。本文其中主要講述了物料衡算，對設(shè)備選型也做了簡要的介紹。最后根據(jù)計算結(jié)果繪制物料平衡表并畫出流程圖。關(guān)鍵詞： PVC ，糊樹脂 ，物料衡算 ，種子聚合 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc313391699 摘要I HYPERLINK l _Toc313391700 1 緒論

4、 PAGEREF _Toc313391700 h 1 HYPERLINK l _Toc313391701 1.1 概述 PAGEREF _Toc313391701 h 1 HYPERLINK l _Toc313391702 1.2 PVC糊樹脂制備方法 PAGEREF _Toc313391702 h 2 HYPERLINK l _Toc313391703 1.2.1 微懸浮法 PAGEREF _Toc313391703 h 2 HYPERLINK l _Toc313391704 1.2.2 乳液法 PAGEREF _Toc313391704 h 2 HYPERLINK l _Toc313391

5、705 1.2.3 混合法 PAGEREF _Toc313391705 h 2 HYPERLINK l _Toc313391706 1.3 配方 PAGEREF _Toc313391706 h 2 HYPERLINK l _Toc313391707 1.4 設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc313391707 h 3 HYPERLINK l _Toc313391708 1.5 原料及產(chǎn)品性能 PAGEREF _Toc313391708 h 4 HYPERLINK l _Toc313391709 2 物料平衡關(guān)系示意圖 PAGEREF _Toc313391709 h 4 HYPERLINK l

6、_Toc313391710 3 種子乳液聚合生產(chǎn)聚氯乙烯糊樹脂的原理 PAGEREF _Toc313391710 h 5 HYPERLINK l _Toc313391711 3.1 氯乙烯聚合反應(yīng)機理 PAGEREF _Toc313391711 h 5 HYPERLINK l _Toc313391712 3.2 氯乙烯種子乳液聚合成粒機理 PAGEREF _Toc313391712 h 6 HYPERLINK l _Toc313391713 4 相關(guān)數(shù)據(jù)資料 PAGEREF _Toc313391713 h 6 HYPERLINK l _Toc313391714 5 投料流量 PAGEREF _

7、Toc313391714 h 7 HYPERLINK l _Toc313391715 6 物料衡算（僅考慮參與反應(yīng)物質(zhì)，催化劑以及雜質(zhì)計算忽略） PAGEREF _Toc313391715 h 8 HYPERLINK l _Toc313391716 7 編寫物料平衡表，繪制物料流程圖 PAGEREF _Toc313391716 h 11 HYPERLINK l _Toc313391717 8設(shè)備選型 PAGEREF _Toc313391717 h 12 HYPERLINK l _Toc313391718 設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc313391718 h 12 HYPERLINK l

8、_Toc313391719 主要設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc313391719 h 13 HYPERLINK l _Toc313391720 總結(jié) PAGEREF _Toc313391720 h 14 HYPERLINK l _Toc313391721 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc313391721 h 151 緒論1.1 概述近半個世紀(jì)來，全球PVC糊樹脂工業(yè)發(fā)展較快，特別是近十年來，產(chǎn)能與產(chǎn)量呈跳躍式增長，在亞洲地區(qū)增長尤為顯著。目前全球PVC糊樹脂總產(chǎn)能約374.2萬噸/年，亞洲總產(chǎn)能約91.8萬噸，占總產(chǎn)能的24.5%。中國是PVC糊樹脂工業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)，2010年-60

9、萬噸/年，約占全球總產(chǎn)能的13.4%，占亞洲總產(chǎn)能約57.6%，是亞洲地區(qū)最大的生產(chǎn)國。 2008年，全球PVC糊樹脂總產(chǎn)量約309萬噸，中國產(chǎn)量38萬噸，約占全球總產(chǎn)量12.3%。產(chǎn)能與產(chǎn)量位居世界第三位。全球PVC糊樹脂產(chǎn)能約占普通聚氯乙烯（簡稱PVC）總產(chǎn)能4500萬噸/年的8.7%。2008年，中國PVC糊樹脂銷量約35萬噸，進(jìn)口6.3萬噸，出口0.73萬噸，表觀消費量40.57萬噸。中國PVC糊樹脂年消耗量的40%經(jīng)加工后出口，進(jìn)口絕大部分經(jīng)加工后復(fù)出口。中國PVC糊樹脂高端產(chǎn)品目前尚不能完全滿足國內(nèi)市場需求，需要進(jìn)口予以補充。普通型PVC糊樹脂市場則總體呈飽和狀態(tài)，市場供大于求。與

10、傳統(tǒng)的懸浮樹脂相比，PVC糊樹脂具有以下優(yōu)點： （1）加工設(shè)備價廉; （2）模具簡單便宜; （3）可制成特別形狀; （4）發(fā)泡容易;（5）制品受熱次數(shù)少，并可以少量、多品種進(jìn)行生產(chǎn)。m (懸浮法樹脂粒度分布一般在20200m)。PVC糊樹脂是1931年在HYPERLINK :/baike.baidu /view/3762.htm德國的法本(IG Farben)工廠開始研究，并于1937年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。 我國PVC糊狀樹脂的生產(chǎn)廠家有近20家，總生產(chǎn)能力約為18萬噸/年，約占PVC樹脂總生產(chǎn)能力的10%，實際產(chǎn)量約為11萬噸/年，約占PVC總產(chǎn)量的7%。其中生產(chǎn)能力在2萬噸/年的生產(chǎn)廠家有4

11、家，即：沈陽化工、湖南郴州化湘化工廠、HYPERLINK :/baike.baidu /view/1762725.htm天津化工廠、HYPERLINK :/baike.baidu /view/1942853.htm上海氯堿化工股份 、HYPERLINK :/baike.baidu /view/4380.htm安徽HYPERLINK :/baike.baidu /view/7504.htm合肥化工廠。中國PVC糊樹脂產(chǎn)品總體分為三類，第一類：普通型PVC糊樹脂，主要用于制造人造革、水田靴、工具把手、壁紙、地板卷材等相對低檔產(chǎn)品。由于生產(chǎn)工藝較易掌握，為國內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)。目前全世界PVC糊

12、樹脂總生產(chǎn)能力約200萬t/a。其中，HYPERLINK :/baike.baidu /view/167692.htm西歐是PVC糊樹脂生產(chǎn)廠家最多、產(chǎn)量最大的地區(qū)，西歐各國的PVC糊樹脂生產(chǎn)能力已達(dá)到70萬75萬t/a。國外發(fā)達(dá)國家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。從生產(chǎn)方法來看，已開發(fā)了乳液種子聚臺法、乳液連續(xù)聚臺法、乳液無種子聚合法，微懸浮聚合法、種子微懸浮法、乳液微混合法等。1.2 PVC糊樹脂制備方法中國糊PVC樹脂生產(chǎn)工藝路線有兩種：一是采用電石為原料工藝路線，約占總產(chǎn)量的65%；二是采用VCM、EDC為原料工藝路線，約占總產(chǎn)量的35%。世界糊PVC樹脂生產(chǎn)基

13、本采用VCM、EDC為原料工藝路線。糊PVC樹脂工藝路線主要有微懸浮聚合法、乳液聚合法和混合聚合法三種方法。1. 微懸浮法微懸浮聚合是制得PVC糊樹脂較新的一種方法，早在20世紀(jì)60年代中期已工業(yè)化。其流程是：先將部分VCM(5%)用機械均化的方法制成穩(wěn)定的乳狀（粒徑在1.0m左右），然后進(jìn)行聚合（必須選用油溶性的引發(fā)劑）。用這種方法生產(chǎn)的PVC糊樹脂的流動性優(yōu)良，乳化劑用量少，樹脂的熱穩(wěn)定性和抗水性均得到了改善。該生產(chǎn)工藝需特別注意以下幾個影響因素：選用合適的復(fù)合乳化劑和顆粒改良劑體系；聚合體系組分的均化；攪拌速度；水與單體之比恰當(dāng)。1.2.2 乳液法乳液聚合配方主要有VCM、水、水溶性引發(fā)

14、劑和乳化劑。乳液聚合對攪拌要求很嚴(yán)格，引發(fā)作用是在水相中進(jìn)行的，通常使用的引發(fā)劑是水溶性過硫酸鹽。一般情況下，乳液聚合得到的乳膠粒徑小于0.2m，為了達(dá)到增大乳膠粒徑的目的，開發(fā)了乳液種子聚合法，使乳膠粒徑增大到1.0m左右。在乳液聚合中，如果有已生成的高聚合物乳膠存在，控制物料配比和條件，原則上VCM僅在已生成的乳膠粒子上聚合，而不再形成新的粒子；這種已生成的高聚物乳膠就好像晶種，因此稱為乳液種子聚合。乳液聚合中乳化劑很重要，所用數(shù)量決定了引發(fā)劑的粒子數(shù)，且對最終的膠乳粒子的大小起了主要作用。特別在進(jìn)行種子生成時，采用高引發(fā)速率和低濃度乳化劑進(jìn)行生產(chǎn)，能使膠乳微粒尺寸分布變窄。 混合法混合法

15、PVC糊樹脂生產(chǎn)工藝主要是集乳液聚合和微懸浮聚合于一體，在整個反應(yīng)過程中要加入經(jīng)過乳液聚合后的種子和其他乳化劑、引發(fā)劑、各種助劑及VCM一起參與反應(yīng)?；旌戏ㄓ肅16和C18混合直鏈醇與 HYPERLINK :/baike.baidu /view/418440.htm t _blank 十二烷基硫酸鈉或月桂酸胺組成乳化劑形成微小乳液，聚合反應(yīng)主要在微滴中進(jìn)行。乳液聚合后加入種子使整個粒徑成為idu /view/309454.htm t _blank 雙峰分布。本設(shè)計采用乳液種子聚合法制備PVC糊樹脂。1.3 配方溶劑：水單體：氯乙烯純度99.98%以上乳化劑：乳化劑是可使互不相容的油與水轉(zhuǎn)變成難

16、以分層的乳液的一類物質(zhì)。乳化劑通常是一些親水的極性基團(tuán)和疏水（親油）的非極性基團(tuán)兩者性質(zhì)兼有的表面活性劑。引發(fā)體系：引發(fā)體系主要是油溶性或水溶性引發(fā)劑。油溶性引發(fā)劑主要有.htm t _blank 偶氮引發(fā)劑和過氧類引發(fā)劑，偶氮類引發(fā)劑有 HYPERLINK :/baike.baidu /view/450276.htm t _blank 偶氮二異丁腈、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2804474.htm t _blank 偶氮二異庚腈、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2809728.htm t _blank 偶氮二異戊腈、 HYPE

17、RLINK :/baike.baidu /view/2809526.htm t _blank 偶氮二環(huán)己基甲腈、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2806421.htm t _blank 偶氮二異丁酸二甲酯引發(fā)劑等，水溶性引發(fā)劑主要有過硫酸鹽、氧化還原引發(fā)體系、偶氮二異丁脒鹽酸鹽（ HYPERLINK :/baike.baidu /view/2796843.htm t _blank V-50引發(fā)劑）、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽（ HYPERLINK :/baike.baidu /view/2803497.htm t _blank VA-044引發(fā)劑）、偶氮二異丁咪唑啉（

18、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2884915.htm t _blank VA061引發(fā)劑）、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2806581.htm t _blank 偶氮二氰基戊酸引發(fā)劑等。 1.4 設(shè)備選擇聚合釜容積：工業(yè)化大生產(chǎn)使用問歇懸浮法聚合釜容量一般為60107立方米。我國已開發(fā)出70立方米聚合釜，樣機已在錦西化工機械廠研制成功。本設(shè)計采用76立聚合釜。采用微機控制，提高了批次之間樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定性，且消耗定額低。傳熱方式：傳熱能力直接影響著聚合反應(yīng)的速度和生成物的質(zhì)量，也影響著產(chǎn)量。在大型聚合釜上，國外采用了體外回流冷凝器

19、，體內(nèi)增設(shè)內(nèi)冷管等除熱手段。近幾年，美國古德里奇公司又研制出一種薄不銹鋼襯里聚合釜，以便提高釜壁的傳熱能力，為使薄壁能承受反應(yīng)壓力，在不銹鋼襯里與聚合釜套之間安裝了支撐內(nèi)襯套的加強筋，這種釜的結(jié)構(gòu)大大提高了聚合釜傳熱效率，且有較好的承壓能力9。攪拌方式：攪拌能力是聚合釜的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，攪拌能力直接影響著傳質(zhì)、傳熱及樹脂的粒態(tài)分布，最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而不同的工藝方法對攪拌的要求又不盡相同。過去，PVC聚合釜大都采用平槳和折葉槳，攪拌效果不甚理想。隨著攪拌技術(shù)的不斷進(jìn)步及攪拌試驗手段的不斷提高，使我們有條件為PVC釜配備更理想的攪拌器。大量的攪拌實驗研究證明，三葉后掠式攪拌器的傳質(zhì)效果好，循

20、環(huán)和剪切性能均適合于PVC生產(chǎn)的需要，因此，本設(shè)計在PVC生產(chǎn)中采用三葉后掠式攪拌器。干燥機：干燥器發(fā)展迅速，主要有2種方式,即氣流干燥和流態(tài)化干燥。我國PVC工業(yè)化生產(chǎn)最初主要用的是氣流干燥器,但是隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展, 聚合生產(chǎn)能力提高, 樹脂產(chǎn)品也朝著疏松型發(fā)展, 氣流干燥器從生產(chǎn)能力和干燥效果等方面已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要,后來發(fā)展到氣流干燥器, 沸騰床干燥器和冷風(fēng)冷卻3段干燥技術(shù)。但這樣動力消耗大, 產(chǎn)品質(zhì)量不是很好。目前主要用的是旋風(fēng)干燥器和臥式內(nèi)加熱流化床。旋風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)簡單, 投資較少, 目前很多裝置都在用。臥式內(nèi)加熱流化床綜合能耗比旋風(fēng)干燥器要低, 主要有多室沸騰床和兩段沸騰

21、床2 種。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)多室沸騰床的花板容易漏料, 不同牌號切換時比較麻煩, 且生產(chǎn)能力有限。兩段流化床改進(jìn)了, 操作穩(wěn)定性好, 易于產(chǎn)品牌號的切換, 生床的花板產(chǎn)能力較大。 本設(shè)計中采用臥式內(nèi)加熱流化床。離心機：對漿料進(jìn)行離心脫水，得到含水量25%的聚氯乙烯。PVC生產(chǎn)過程中需要大量的邏輯判斷和離散控制，因此本設(shè)計采用二位式控制組件，如通/斷式二位開關(guān)閥控制各種物料的傳輸，和二位控制的電機和泵機。氣體塔：汽提技術(shù)及設(shè)備也有改進(jìn)汽提塔朝著節(jié)能、高效的方向發(fā)展。現(xiàn)在常用的汽提塔主要有溢流堰篩板塔和無堰篩板塔, 有堰篩板塔傳質(zhì)傳熱僅在篩板上進(jìn)行, 在板間移動時只有傳熱沒有傳質(zhì), 而無堰篩板塔在塔內(nèi)

22、一直都在傳質(zhì), 目前傳熱。因此無堰篩板塔效率高于有溢流堰的塔，無堰篩板塔的塔盤設(shè)計也逐漸合理科學(xué)化, 塔盤的厚度, 開孔率在實踐中逐漸優(yōu)化, 并被納入設(shè)計體系中。很多無堰篩板塔塔盤是整體裝卸的, 隨著生產(chǎn)能力的提高, 設(shè)備 整體裝卸很不方便, 目前, 生產(chǎn)能力較大的的增大汽提塔的塔盤, 可以采用可拆卸式的塔盤。汽提塔的塔頂操作壓力也逐漸從微正壓操作向微負(fù)壓操作發(fā)展, 使得塔頂物料沸騰溫度低, 節(jié)約了蒸汽卻提高了單體脫出效率。為了強化汽提效果, 漿料經(jīng)過汽提后利用重力作用進(jìn)入閃蒸罐, 進(jìn)一步汽提, 降溫。因此，本設(shè)計采用無堰篩板塔。1.5 原料及產(chǎn)品性能氯乙烯：，無色易液化的氣體。液體的密度0.

23、912lg/cm3。沸點-13.9。凝固點-160。自燃點472。臨界溫度142。臨界壓力55.2Pa。難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷。易聚合，能與丁二烯、乙烯、丙烯、內(nèi)烯腈、醋酸乙烯、兩烯酸酯和馬來酸酯等共聚。能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限3.6-26.4。遇明火、高溫有燃燒爆炸的危險。無空氣和水分的純氯乙烯很穩(wěn)定，對碳鋼無腐蝕作用。有氧存在時，氯乙烯過氧化物，它可與水生成鹽酸從而腐蝕設(shè)備，過氧化物還可以使氯乙烯產(chǎn)生自聚作用。長距離 運輸時應(yīng)加入阻聚劑氫醌。2 物料平衡關(guān)系示意圖圖1 為氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)物料平衡關(guān)系示意圖3 種子乳液聚合生產(chǎn)聚氯乙烯糊樹脂的原理3.1 氯乙烯聚合

24、反應(yīng)機理氯乙烯乳液聚合屬于游離基引發(fā)加聚反應(yīng)，其反應(yīng)是為：聚合反應(yīng)活性中心是游離基，其基元反應(yīng)如下。a鏈引發(fā)。引發(fā)分解產(chǎn)生游離基：游離基生成后，如與膠束中的氯乙烯分子碰撞激發(fā)氯乙烯雙鍵上電子，使之分離成兩個獨立的p電子，并與其中的一個p電子結(jié)合生成單體游離基：b連增長。單體游離基也很活潑，當(dāng)與其他氯乙烯分子碰撞時，則生成低聚物基團(tuán)：c連轉(zhuǎn)移劑終止?；钚枣溑c引發(fā)劑又立即相碰，彼此活性消失而終止：向單體轉(zhuǎn)移：向高聚物轉(zhuǎn)移：偶和終止：歧化終止：3.2 氯乙烯種子乳液聚合成粒機理種子的制備經(jīng)過五個過程：（）引發(fā)反應(yīng)開始前。乳化劑和氯乙烯單體平衡分算于水相中，氯乙烯進(jìn)入乳化劑膠束中，氯乙烯液滴被乳化劑包

25、圍。（）引發(fā)劑加入后。引發(fā)劑游離基在水相中產(chǎn)生，乳化劑膠束中的VCM與游離基反應(yīng)生成低聚合物。同時，VCM液滴不斷的向水相平衡擴散，生成的低聚物基團(tuán)在于VCM反應(yīng)，逐漸增長成較大的分子。（）低聚物連續(xù)不斷的增長成為不溶于水的聚合物基團(tuán)。聚合物基團(tuán)在水中沉淀，被吸進(jìn)由乳化劑保護(hù)的PVC粒子，聚合物基團(tuán)在PVC粒子表面增長，使PVC粒子越來越大，聚合物基團(tuán)成為了聚合物。（）隨著氯乙烯粒子液滴不斷分散于水相，最終氯乙烯液滴消失。水相中未反應(yīng)的氯乙烯繼續(xù)在乳化劑膠粒中與引發(fā)劑游離基反應(yīng)。（）氯乙烯被聚合后全部消失，形成聚氯乙烯粒子被乳化劑覆蓋著，聚合反應(yīng)結(jié)束。 經(jīng)過上述種子形成后，在第二代和第三代種子

26、聚合中嚴(yán)格控制乳化劑、單體加料速度，使單體存在已生成的乳膠微粒上像“滾雪球”般的聚合，而不產(chǎn)生新的粒子，即僅增加原來乳膠的體積。4 相關(guān)數(shù)據(jù)資料生產(chǎn)規(guī)模：PVC年產(chǎn)量（生產(chǎn)能力）：5萬噸/年生產(chǎn)時間：年工作日：300天/年 表1 技術(shù)指標(biāo)項目內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)項目內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)聚合溫度pH單體轉(zhuǎn)化率98%聚合物密度產(chǎn)品配比（質(zhì)量比）一代種子二代種子三代種子5 投料流量按年工作日300天，PVC產(chǎn)量5萬噸，生產(chǎn)過程中損失2%計算，丙烯腈小時產(chǎn)量為每批應(yīng)生產(chǎn)聚合物數(shù)量= ab. 單體轉(zhuǎn)化.率為98%c. 產(chǎn)品粒徑：0.5，二代種子粒徑：0.3，一代種子粒徑：0.15一個乳膠粒子的體積種子個數(shù)一代種子質(zhì)量二

27、代種子質(zhì)量原料投料量：A 一代種子B 二代種子C三代種子6 物料衡算（僅考慮參與反應(yīng)物質(zhì)，催化劑以及雜質(zhì)計算忽略）a.V101 M3V101M5M4M1M2:： ： ：b.V102 V102M7M10M6M5M8M9 c.V103 V103M14M135M1000M11M12 V103分三個小釜，進(jìn)料有總泵分三股進(jìn)料，且每釜條件完全一樣。由于進(jìn)料出料比較復(fù)雜，本計算只把它們當(dāng)作一整體來進(jìn)行計算。計算數(shù)據(jù)如下： d.T101 M16T101M15M14 由物料守恒定律有： 說明整個工序的物料衡算是正確的7 編寫物料平衡表，繪制物料流程圖VCMH2OK2S2O8C12H25OSO3一代種子質(zhì)量二代

28、種子質(zhì)量三代種子質(zhì)量合計M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13M14M15M16表2 物料平衡表（kg/B-1）8設(shè)備選型 聚合釜容積：工業(yè)化大生產(chǎn)使用問歇懸浮法聚合釜容量一般為60-107立方米。我國已開發(fā)出70立方米聚合釜，樣機已在錦西化工機械廠研制成功。本設(shè)計采用76立聚合釜。采用微機控制，提高了批次之間樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定性，且消耗定額低。 傳熱方式： 傳熱能力直接影響著聚合反應(yīng)的速度和生成物的質(zhì)量，也影響著產(chǎn)量。在大型聚合釜上，國外采用了體外回流冷凝器，體內(nèi)增設(shè)內(nèi)冷管等除熱手段。近幾年，美國古德里奇公司又研制出一種薄不銹鋼襯里聚合釜，以便提高釜壁的傳熱能力，為使薄壁能

29、承受反應(yīng)壓力，在不銹鋼襯里與聚合釜套之間安裝了支撐內(nèi)襯套的加強筋，這種釜的結(jié)構(gòu)大大提高了聚合釜傳熱效率，且有較好的承壓能力。 攪拌方式 ： 攪拌能力是聚合釜的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，攪拌能力直接影響著傳質(zhì)、傳熱及樹脂的粒態(tài)分布，最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而不同的工藝方法對攪拌的要求又不盡相同。過去，PVC聚合釜大都采用平槳和折葉槳，攪拌效果不甚理想。隨著攪拌技術(shù)的不斷進(jìn)步及攪拌試驗手段的不斷提高，使我們有條件為PVC釜配備更理想的攪拌器。大量的攪拌實驗研究證明，三葉后掠式攪拌器的傳質(zhì)效果好，循環(huán)和剪切性能均適合于PVC生產(chǎn)的需要，因此，本設(shè)計在PVC生產(chǎn)中采用三葉后掠式攪拌器。 干燥機： 干燥器發(fā)展迅速，

30、主要有2 種方式, 即氣流干燥和流態(tài)化干燥。我國PVC工業(yè)化生產(chǎn)最初主要用的是氣流干燥器,但是隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展, 聚合生產(chǎn)能力提高, 樹脂產(chǎn)品也朝著疏松型發(fā)展, 氣流干燥器從生產(chǎn)能力和干燥效果等方面已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要,后來發(fā)展到氣流干燥器, 沸騰床干燥器和冷風(fēng)冷卻3段干燥技術(shù)。但這樣動力消耗大, 產(chǎn)品質(zhì)量不是很好。目前主要用的是旋風(fēng)干燥器和臥式內(nèi)加熱流化床。旋風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)簡單, 投資較少, 目前很多裝置都在用。臥式內(nèi)加熱流化床綜合能耗比旋風(fēng)干燥器要低, 主要有多室沸騰床和兩段沸騰床2 種。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)多室沸騰床的花板容易漏料, 不同牌號切換時比較麻煩, 且生產(chǎn)能力有限。兩段流化床改

31、進(jìn)了, 操作穩(wěn)定性好, 易于產(chǎn)品牌號的切換, 生床的花板產(chǎn)能力較大。 本設(shè)計中采用臥式內(nèi)加熱流化床。 離心機：對漿料進(jìn)行離心脫水，得到含水量25%的聚氯乙烯。PVC生產(chǎn)過程中需要大量的邏輯判斷和離散控制，因此本設(shè)計采用二位式控制組件，如通/斷式二位開關(guān)閥控制各種物料的傳輸，和二位控制的電機和泵機。 氣體塔：汽提技術(shù)及設(shè)備也有改進(jìn)汽提塔朝著節(jié)能、高效的方向發(fā)展?，F(xiàn)在常用的汽提塔主要有溢流堰篩板塔和無堰篩板塔, 有堰篩板塔傳質(zhì)傳熱僅在篩板上進(jìn)行, 在板間移動時只有傳熱沒有傳質(zhì), 而無堰篩板塔在塔內(nèi)一直都在傳質(zhì), 目前傳熱。因此無堰篩板塔效率高于有溢流堰的塔，無堰篩板塔的塔盤設(shè)計也逐漸合理科學(xué)化, 塔盤的厚度, 開孔率在實踐中逐漸優(yōu)化, 并被納入設(shè)計體系中。很多無堰篩板塔塔盤是整體裝卸的, 隨著生產(chǎn)能力的提高, 設(shè)備 整體裝卸很不方便, 目前, 生產(chǎn)能力較大的的增大汽提塔的塔盤, 可以采用可拆卸式的塔盤。汽提塔的塔頂操作壓力也逐漸從微正壓操作向微負(fù)壓操作發(fā)展, 使得塔頂物料沸騰溫度低, 節(jié)約了蒸汽卻提高了單體脫出效率。為了強化汽提效果, 漿料經(jīng)過汽提后利用重力作用進(jìn)入閃蒸罐, 進(jìn)一步汽提, 降溫。因此，本設(shè)計采用無堰篩板塔。表3 反應(yīng)釜選型設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格V101聚合釜V102聚合釜34