年產(chǎn)12萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合工段的工藝設(shè)計(jì)

1、授業(yè)： 應(yīng)級(jí)： 甘生：文站： 甘用化郭琴肅化專 131 亞授業(yè)： 應(yīng)級(jí)： 甘生：文站： 甘用化郭琴肅化專 131 亞函工偉授技站術(shù)題 目 名 稱：年產(chǎn) 12 萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合工段的工藝設(shè)計(jì)函專班學(xué)指導(dǎo)教師（職稱）司錄. 2 . 4 . 5 . 7 目錄. 2 . 4 . 5 . 7 摘要. 1 關(guān)鍵詞 . 1 第一章 設(shè)計(jì)說明書 .2 1.1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 . 2 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)、生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)計(jì)原則 .2 1.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 2 1.2.2生產(chǎn)規(guī)模 . 2 1.2.3設(shè)計(jì)依據(jù) . 2 1.2.4設(shè)計(jì)原則 .2 1.3廠址選擇及建廠地區(qū)自然條件1.3.1地理位置及環(huán)境 . 2 1.3.2工廠用

2、水情況 . 3 1.3.3供電. 3 1.3.4原料供應(yīng) . 3 1.3.5工廠所處自然條件 . 3第二章 聚氯乙烯工業(yè)發(fā)展概況 . 3 2.1 聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展概況 . 4 2.2聚氯乙烯工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用2.3聚氯乙烯系列聚合物的性質(zhì) . 5 2.4聚氯乙烯制品的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)第三章 生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方法的確定3.1聚合方法簡(jiǎn)述 . 7 3.1.1本體聚合. 7 3.1.2溶液聚合 . 7 3.1.3懸浮聚合 . 8 3.1.4乳液聚合 . 9 3.3產(chǎn)品的基本性能 . 11 3.4有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) . 12 . . . . 23 203.5產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量指標(biāo) . 12 . . . .

3、 23 20第四章 物料衡算 . 14 4.1聚合釜物料衡算 . 14 4.2出料槽物料衡算 . 15 4.3汽提塔物料衡算 . 16 4.4離心部分物料衡算 . 18 4.5氣流干燥部分物料衡算 18 4.6沸騰干燥部分物料衡算 19 4.7篩分包裝部分物料衡算 . 19 4.8物料衡算總平衡4.9概念配方 . 22 第五章 熱量衡算. . 23 5.1反應(yīng)體系升溫過程的熱量衡算5.2氣提塔熱量衡算 . 26 5.3列管式換熱器熱量衡算 . 27 5.4氣流干燥塔熱量衡算 . 27 第六章 聚合反應(yīng)釜選型 . 31 6.1聚合過程的影響因素 . 31 6.2反應(yīng)釜選型結(jié)果 . 32 第七章

4、廢水處理 .33 7.1廢水的處理 . 33 7.2 廢水排放標(biāo)準(zhǔn) . 33 7.3廢水的處理方法 . 33 7.4其他三廢的處理 . 34 第八章 生產(chǎn)工藝過程說明 . 35 8.1工藝過程簡(jiǎn)介 . 35 8.2設(shè)備一覽表 . 36 總結(jié). 38參考文獻(xiàn) . 39致謝. 40 要摘要本設(shè)計(jì)是一個(gè)年產(chǎn) 12萬(wàn)噸聚氯乙烯 (PVC)反應(yīng)工程中的聚合反應(yīng)工段的設(shè)計(jì)。 其中涉及到物料衡算 ,熱量衡算，聚合反應(yīng)釜的選型。并繪制聚合反應(yīng)工段的基本工藝流程圖和主體聚合反應(yīng)釜的裝配圖。關(guān)鍵詞：聚氯乙烯；懸浮聚合；反應(yīng)釜選型1 ：“年產(chǎn)”進(jìn)行設(shè)計(jì)。2003年籌建，規(guī)劃面積80公里；距離張家界荷花機(jī)場(chǎng)12萬(wàn)噸聚

5、氯乙烯聚合工148：“年產(chǎn)”進(jìn)行設(shè)計(jì)。2003年籌建，規(guī)劃面積80公里；距離張家界荷花機(jī)場(chǎng)12萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合工148公里。319、209國(guó)道、1.1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目年產(chǎn) 12萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合工段工藝設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)、生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)計(jì)原則1.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容年產(chǎn) 12萬(wàn)噸聚氯乙烯聚合工段的工藝設(shè)計(jì)1.2.2生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)十二萬(wàn)噸聚氯乙烯年生產(chǎn)日 330天；日生產(chǎn)能力 120000/330=363.64噸/天1.2.3設(shè)計(jì)依據(jù)：根據(jù)吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的課題段的工藝設(shè)計(jì)1.2.4 設(shè)計(jì)原則 ：1) 以傳統(tǒng)的聚合工藝流程為基礎(chǔ)，保留原有的工藝流程的優(yōu)點(diǎn)，剔除原有的不合理工藝。2)

6、采用近年來(lái)的新技術(shù)，完善傳統(tǒng)聚合工藝，使其具有良好的可操作性和穩(wěn)定性。3) 做好能源的綜合利用，消除能源利用的不合理現(xiàn)象，使其具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。4) 在工藝設(shè)計(jì)合理的同時(shí)，做好環(huán)境保護(hù)，一方面利用好物料，減少物料損失；另一方面減少環(huán)境污染，做好環(huán)境保護(hù)。5) 在工藝計(jì)算時(shí)，以各主要設(shè)備的進(jìn)出物料、熱量變化的明顯點(diǎn)進(jìn)行物料和熱量平衡的計(jì)算。1.3 廠址選擇及建廠地區(qū)的自然條件1.3.1地理位置及環(huán)境廠址選擇位于湘西州吉首市吉鳳經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)。開發(fā)區(qū)于6.44平方公里。園區(qū)對(duì)外交通十分便捷。 距離吉首市火車客運(yùn)站 11公里，火車貨運(yùn)站 4公里；距離貴州省大興機(jī)場(chǎng)1828省道貫通園區(qū)，園區(qū)東接長(zhǎng)（沙

7、）渝（重慶）高速公路，園區(qū)內(nèi)客運(yùn)貨運(yùn)可通達(dá)全2 40.8；-3.8；78%；0.0867Mpa；210天；2079.2hr；1950mm；978.6mm；2.9m/s；22m/s。國(guó)各大城市主要航空和水運(yùn)港口。40.8；-3.8；78%；0.0867Mpa；210天；2079.2hr；1950mm；978.6mm；2.9m/s；22m/s。1.3.2工廠用水情況采用工廠附近的萬(wàn)溶江水源。1.3.3供電由吉首市電業(yè)局供應(yīng)工業(yè)用電。1.3.4原料供應(yīng)原料電石采用瀘溪產(chǎn)，由汽車運(yùn)輸?shù)郊?。氯化氫由配套氯堿工廠得到或由其他地方采購(gòu)汽車運(yùn)輸?shù)郊祝渌嫌蓮S家采購(gòu)，由汽車運(yùn)輸?shù)郊住?.3.5工廠所處

8、自然條件1) 工廠地址狀況：地基為二類廠地土，土質(zhì)較好，土層厚，穩(wěn)定，無(wú)軟弱下臥層，地質(zhì)允許承載力（ fk）為 150kpa.。2）當(dāng)?shù)貧庀髼l件：年平均氣溫度 17.3年最高氣溫年最低氣溫年平均相對(duì)濕度年平均氣壓年無(wú)霜期年平均日照時(shí)數(shù)年平均蒸發(fā)水量年平均降雨量年平均風(fēng)速年最大風(fēng)速3 聚氯乙烯工業(yè)發(fā)展概況這標(biāo)志著氯乙烯及其聚合物的制造已(BURGHAUSAN) 的瓦克(WACKER)公聚氯乙烯工業(yè)發(fā)展概況這標(biāo)志著氯乙烯及其聚合物的制造已(BURGHAUSAN) 的瓦克(WACKER)公1932 年發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯的低分子增塑劑。英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司于得到了類似橡膠的物質(zhì)， 從而第一次148.6千焦，而生

9、產(chǎn) 1立方米鋼材能耗為 356.710千焦。2.1聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展概況20世紀(jì)的 30年代 50年代是塑料工業(yè)迅速發(fā)展的時(shí)期。 在此期間有許多合成塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工業(yè)化。自1835年法國(guó)化學(xué)家 V.Regnault首先發(fā)現(xiàn)了氯乙烯，于1838年他又觀察到聚合體，這就是最早的聚氯乙烯。 1920年，德國(guó)研究聚氯乙烯已相當(dāng)活躍， 這時(shí)美國(guó)聯(lián)碳化學(xué)公司與杜邦公司對(duì)氯乙烯聚合物的制備發(fā)表了專利。進(jìn)入實(shí)用技術(shù)階段。 1920年，在美國(guó)的柏寨森司制取聚醋酸乙烯，用它與氯乙烯共聚制得一種新材料。該材料易加工，且不再發(fā)生分解因它具有內(nèi)增塑性，可用作涂料和硬模塑制品，開辟了以內(nèi)增塑的辦法解決了聚

10、氯乙烯的加工。另一方面也為聚氯乙烯從共聚改性作出了開拓性的工作。對(duì)聚氯乙烯發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。又于1937年采用高沸點(diǎn)液體如磷酸酯類增塑聚氯乙烯，打破了傳統(tǒng)的橡膠市場(chǎng)，成為橡膠材料的代用品。聚氯乙烯自工業(yè)化問世至今，六十多年來(lái)仍處不衰之勢(shì)。占目前塑料消費(fèi)總量的 29%以上。由于石油化工的發(fā)展，為聚氯乙烯工業(yè)提供廉價(jià)的乙烯資源，引起了人們極大的注意，因而促使氯乙烯合成原料路線的轉(zhuǎn)換和新制法以及聚合技術(shù)不斷地更新，使聚氯乙烯工業(yè)獲得迅猛的發(fā)展。2.2 聚氯乙烯工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用合成樹脂是塑料工業(yè)的基本原料，在一定條件下塑制成一定形狀的材料，在常溫下它的形狀不變，是材料工業(yè)的重要組成部分。作

11、為熱塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯樹脂，在世界各國(guó)合成樹脂的生產(chǎn)、品種及消費(fèi)上均處領(lǐng)先地位。我國(guó)也是如此，聚氯乙烯塑料制品居于各樹脂及加工制品之主。這主要由于以下原因：（1） 聚氯乙烯材料制品性能優(yōu)良。有獨(dú)特的使用功能。（2） 以聚氯乙烯制取的合成材料可代替鋼鐵和木材使用，而且節(jié)能顯著，每生產(chǎn)立方米。通用塑料，其能耗為（3） 聚氯乙烯塑料不僅在建筑、農(nóng)業(yè)及包裝工業(yè)上有著廣泛的用途，在電子器件、交通運(yùn)輸、機(jī)械和人民生活等各方面，也均得到重用。4 1.3921.4不溶于水，汽油，酒精，氯乙烯，可GB5761-93 平均聚/（ml/g）482 505 530 565 580 618 655 685 P

12、VC 樹脂可以擠出成型、壓2/3的比7080%。PVC 軟制品市場(chǎng)大粘數(shù)154144 143136 135127 126119 118107 10696 9587 8673 K 值7775 7473 7271 7069 6866 6463 6260 5955 聚合度/P 18001650 16501500 15001350 12501150 11001000 950850 850750 750650 參考用途1.3921.4不溶于水，汽油，酒精，氯乙烯，可GB5761-93 平均聚/（ml/g）482 505 530 565 580 618 655 685 PVC 樹脂可以擠出成型、壓2/3的

13、比7080%。PVC 軟制品市場(chǎng)大粘數(shù)154144 143136 135127 126119 118107 10696 9587 8673 K 值7775 7473 7271 7069 6866 6463 6260 5955 聚合度/P 18001650 16501500 15001350 12501150 11001000 950850 850750 750650 參考用途高級(jí)電絕緣材料電絕緣材料，一般軟制電絕緣材料，農(nóng)膜，塑一般薄膜，軟管，人造透明硬制品，硬管，型唱片，透明片，硬板，吹塑瓶，透明片，管件過氯乙烯樹脂聚氯乙烯在常溫下為白色粉末，比重為溶于酮類和氯烴類溶劑，無(wú)毒無(wú)臭。具有很高的

14、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。表1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)合溫度/SG-1 SG-2 品SG-2 料鞋SG-4 革，高強(qiáng)度硬管SG-5 材SG-6 焊條，纖維SG-7 SG-8 2.4聚氯乙烯的應(yīng)用狀況PVC 樹脂可以采用多種方法加工成制品，懸浮聚合的延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或壓塑成型。分散型樹脂或糊樹脂通常只采用糊料涂布成型，用于織物的涂布和生產(chǎn)地板革。 糊樹脂也可以用于搪塑成型、 滾塑成型、蘸塑成型和熱噴成型。發(fā)達(dá)國(guó)家 PVC 樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中主要是硬制品， 美國(guó)和西歐硬質(zhì)品占大約例，日本占 55%；硬質(zhì)品中主要是管材和型材，占大約5 30%70%。聚氯乙用這種方法生經(jīng)發(fā)泡成型法可制成泡沫

15、約占全部 PVC 市場(chǎng)的 30%，軟制品主要包括織物的壓延和涂層、電線電纜、薄膜片材、30%70%。聚氯乙用這種方法生經(jīng)發(fā)泡成型法可制成泡沫地面材料等。硬質(zhì)品 PVC 樹脂近年來(lái)增長(zhǎng)比軟制品快。近幾年我國(guó)聚氯乙烯硬制品應(yīng)用份額也有增長(zhǎng)趨勢(shì)，管材、型材和瓶類所占份額由1996年 25%增長(zhǎng)到 1998年的 40%，但至今我國(guó)聚氯乙烯的應(yīng)用還是軟制品的份額較多。1998年軟制品占 PVC 總用量的 51%（其中薄膜為 20%，塑料鞋 10%，電纜料 5%，革制品 11%，泡沫和單板等 5%），硬制品占 40%（其中板材 16%，管材 9%，異型材 8%，瓶 3%，其它 4%），地板墻紙等占 9%。

16、聚氯乙烯塑料一般可分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩大類。硬制品加工中不添加增塑劑，而軟制品則在加工時(shí)加入大量增塑劑。 聚氯乙烯本來(lái)是一種硬性塑料， 它的玻璃化溫度為 8085。加入增塑劑以后，可使玻璃化溫度降低，便于在較低的溫度下加工，使分子鏈的柔性和可塑性增大，并可做成在常溫下有彈性的軟制品。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二辛酯、鄰酯。一般軟質(zhì)聚氯乙烯塑料所加增塑劑的量為聚氯乙烯的烯在加工時(shí)添加了增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、填料之后，可加工成各種型材和制品。1一般軟塑料制品。利用擠出機(jī)可以擠成軟管、塑料線、電纜和電線的包皮。利用注射成型的方法并配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋等。2薄膜。利用壓延機(jī)可將

17、聚氯乙烯制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，產(chǎn)的薄膜稱為壓延薄膜。也可以將聚氯乙烯的粒狀原料利用吹塑成型機(jī)吹制成薄膜，用這種方法生產(chǎn)的薄膜稱為吹塑薄膜。薄膜的用途很大，可以通過剪裁、熱合方法加工成包裝袋、雨衣、充氣玩具等。3涂層制品。將聚氯乙烯糊狀涂料涂敷在布或紙上， 然后在 100以上將它們塑化，就可制成有襯底的人造革。如果將聚氯乙烯軟片用壓延機(jī)直接壓延成有一定厚度時(shí)，就制成無(wú)襯底的人造革，可壓出各種花紋。人造革用于制造皮包、皮箱、沙發(fā)和汽車的座墊、地板革以及書的封面等。5泡沫塑料。軟質(zhì)聚氯乙烯在混煉時(shí)加入適量的發(fā)泡劑，塑料，也可以用擠出機(jī)制成低發(fā)泡硬質(zhì)板材，可代替木材作為建筑材料等。6 【1】體

18、系主要由單體、水、油溶性引發(fā)劑、10%-35%不等，黏度較低，可在普通（3）溶劑分離回。溶液聚合則第三章【1】體系主要由單體、水、油溶性引發(fā)劑、10%-35%不等，黏度較低，可在普通（3）溶劑分離回。溶液聚合則3.1聚合方法簡(jiǎn)述傳統(tǒng)自由基聚合方法有本體、溶液、懸浮、乳液聚合四種聚合方法是單體和引發(fā)劑溶于適當(dāng)溶劑中的聚合， 可以包括淤漿聚合，溶劑可以是有機(jī)溶劑或水。懸浮聚合一般是單體以液滴狀懸浮在水中的聚合，分散劑四部分組成，反應(yīng)機(jī)理與本體聚合相同。乳液聚合則是單體在水中分散或成乳液狀的聚合，一般體系由單體、水、水溶性引發(fā)劑、水溶性乳化劑組成，機(jī)理獨(dú)特。3.1.1本體聚合本體聚合是單體加有 （或

19、不加）少量引發(fā)劑的聚合， 可以包括熔融聚合和氣相聚合。其產(chǎn)物純凈，后處理簡(jiǎn)單，是比較經(jīng)濟(jì)的聚合方法，多用于實(shí)驗(yàn)室研究，如單體聚合能力的初步評(píng)價(jià)、少量聚合物的試制、動(dòng)力學(xué)研究，競(jìng)聚率測(cè)定等，所用的儀器有簡(jiǎn)單的試管、封管、膨脹劑、特制模板等。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯、乙稀等氣、液態(tài)單體均可進(jìn)行本體聚合。不同單體的聚合活性、聚合物 -單體的溶解情況、凝膠效應(yīng)等各不相同，雖然都以本體聚合為名，但其動(dòng)力學(xué)行為、傳遞特征以及聚合工藝可以差別很大。工業(yè)上本體聚合可采用間歇法和連續(xù)法，關(guān)鍵問題是聚合熱的排除。烯類單體的聚合熱為 55-95KJ/mol。聚合初期，轉(zhuǎn)化率不高，體系黏度不大，散熱當(dāng)無(wú)困難，但

20、轉(zhuǎn)化率提高后，體系黏度增大，產(chǎn)生凝膠效應(yīng)，自動(dòng)加速，如不及時(shí)散熱，輕則造成局部過熱，使分子量分布變寬，影響到聚合物的強(qiáng)度；重則溫度失控，引起爆聚。這一缺點(diǎn)使本體聚合的發(fā)展受到限制，但經(jīng)反應(yīng)器攪拌、傳熱的改善和工藝調(diào)整后，得到了克服，一般多采用兩段聚合：第一階段保持轉(zhuǎn)化率較低，聚合釜中進(jìn)行；第二階段轉(zhuǎn)化率較高，則在特殊設(shè)計(jì)的反應(yīng)器內(nèi)聚合。氯乙烯間歇本體沉淀聚合如下：本體法聚氯乙烯的顆粒特習(xí)慣與懸浮法樹脂相似，疏松但無(wú)皮膜，更潔凈。本體聚合除散熱、防粘外，更需要解決顆粒疏松結(jié)構(gòu)的保持問題，多采用兩端聚合來(lái)解決。3.1.2溶液聚合溶液聚合體系黏度較低，混合和傳熱較易，溫度容易控制，減弱凝膠效應(yīng)，可避

21、免局部過熱。但是溶液聚合也有缺點(diǎn)： （1）單體濃度較低，聚合速率較慢，設(shè)備生產(chǎn)能力較低：（2）單體濃度低和向溶劑鏈轉(zhuǎn)移的結(jié)果，使聚合物分子量降低；7 選用聚合物的良溶0.05-2mm，主要受攪拌和分散劑控制。聚合結(jié)束后，回收未聚（3）后處理工序80%聚氯乙烯、全部苯乙烯型?！皯腋【酆稀?，實(shí)質(zhì)選用聚合物的良溶0.05-2mm，主要受攪拌和分散劑控制。聚合結(jié)束后，回收未聚（3）后處理工序80%聚氯乙烯、全部苯乙烯型?！皯腋【酆稀?，實(shí)質(zhì)接使用的場(chǎng)合，如涂料、膠黏劑、合成纖維紡絲液、繼續(xù)化學(xué)反應(yīng)等。此外，溶液聚合有可能消除凝膠效應(yīng)，有利于動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的研究。自由基溶液聚合選擇溶劑使， 需注意下列兩方面內(nèi)

22、容： (1)溶劑對(duì)聚合物活性的影響溶劑往往并非絕對(duì)惰性，對(duì)引發(fā)劑有誘導(dǎo)分解作用，鏈自由基對(duì)溶劑有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。這兩方面都可能影響到聚合速率和分子量。 (2)溶劑對(duì)凝膠效應(yīng)的影響劑時(shí)，為均相聚合，如濃度不高，可不出現(xiàn)凝膠效應(yīng)，接近正常動(dòng)力學(xué)規(guī)律。選用沉淀劑時(shí)，則成為沉淀聚合，凝膠效應(yīng)顯著。不良溶劑的影響則介于兩者之間。有凝膠效應(yīng)時(shí)，反應(yīng)自動(dòng)加速，分子量也增大。3.1.3懸浮聚合懸浮聚合是單體以小液滴狀懸浮在水中的聚合方法。單體中溶有引發(fā)劑，一個(gè)小液滴就相當(dāng)于一個(gè)小本體聚合單元。從單體液體轉(zhuǎn)變?yōu)榫酆衔锕腆w粒子，中間經(jīng)過聚合物-單體粘性粒子階段，為了防止粒子粘并，需加分散劑，在粒子表面形成保護(hù)層。因此

23、，懸浮聚合體系一般由單體、油溶性引發(fā)劑、水、分散劑四個(gè)基本組分構(gòu)成，實(shí)際配方則較復(fù)雜。懸浮聚合的反應(yīng)機(jī)理與本體聚合相同。 苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的懸浮聚合的初始體系屬于非均相，其中液滴小單元?jiǎng)t屬于均相，最后形成透明小珠粒，故有珠狀聚合之稱。另一方面，在氯乙烯懸浮聚合中，聚氯乙烯將從單體液滴中沉析出來(lái)，形成不透明粉狀產(chǎn)物，故可稱作沉淀聚合或粉狀聚合。懸浮聚合的粒徑為合的單體，聚合物經(jīng)分離、洗滌、干燥，即得粒狀或粉狀樹脂產(chǎn)品。懸浮聚合有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)體系黏度低，傳熱和溫度容易控制， 產(chǎn)品分子量及其分布比較穩(wěn)定；（2）產(chǎn)品分子量比溶液聚合的高，雜質(zhì)含量比乳液聚合少；比乳液聚合和溶液聚合簡(jiǎn)單，生產(chǎn)

24、成本也低，粒狀樹脂可直接成型。懸浮聚合的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)物中多少帶有少量分散劑殘留物，藥生產(chǎn)透明和絕緣性能好的產(chǎn)品，需除凈這些殘留物。綜合懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)，其工業(yè)應(yīng)用還比較廣泛。子交換樹脂和可發(fā)性聚苯乙烯、部分與苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯用懸浮法生產(chǎn)。有些單體的所謂 “懸浮聚合 ”，如合成聚四氟乙烯、丁基橡膠和乙丙橡膠的上都是沉淀聚合，只因?yàn)楫a(chǎn)物懸浮在介質(zhì)中而得名。懸浮聚合多采用間歇法，連續(xù)法尚8 0.1-0.2MPa，相當(dāng)于 80-85%轉(zhuǎn)化率，結(jié)束聚合，如降壓過100份為-還原體系，,p0.1-0.2MPa，相當(dāng)于 80-85%轉(zhuǎn)化率，結(jié)束聚合，如降壓過100份為-還原體系，,pH調(diào)節(jié)劑等。1所

25、示：懸浮聚合反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)與本體聚合相同，需要研究的式成粒機(jī)理和顆?？刂?。氯乙烯懸浮聚合過程大致如下：將水、分散劑、其他助劑、引發(fā)劑先后加入聚合釜中，抽真空和沖氮?dú)馀蒲鯕?，然后加單體，升溫至預(yù)定溫度聚合。在聚合過程中溫度壓力保持恒定。后期壓力下降多，將使樹脂致密。聚合結(jié)束后，回收單體，出料，經(jīng)后處理工序，即得聚氯乙烯樹脂成品。3.1.4乳液聚合簡(jiǎn)單地說，單體在水中分散成乳液狀態(tài)的聚合，稱作乳液聚合。傳統(tǒng)或經(jīng)典乳液聚合的基本配方又單體、水、水溶性引發(fā)劑和水溶性乳化劑四部分組成。乳液聚合有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）以水作介質(zhì)，環(huán)保安全，膠乳粘度低，便于混合傳熱、管道輸送和連續(xù)生產(chǎn)；（2）聚合速率快，可在較

26、低的溫度下聚合，同時(shí)產(chǎn)物分子量高；（3）乳膠可直接使用，如水乳漆、粘結(jié)劑，紙張、織物、皮革的處理劑等。乳液聚合也有若干缺點(diǎn)：（1）需要固體產(chǎn)品時(shí)，乳膠需經(jīng)凝聚、洗滌、脫水、干燥等多道工序，成本較高；（2）產(chǎn)品留有乳化劑雜質(zhì)，難以完全除凈，有損電性能等。乳液聚合的主要組分：傳統(tǒng)或經(jīng)典乳液聚合體系由四大組分組成，以單體基準(zhǔn)，水 150250，乳化劑 25，引發(fā)劑 0.30.5。工業(yè)配方則要復(fù)雜得多，這是因?yàn)椋喝橐壕酆隙喟胧侵鲉误w和第二、第三單體的共聚合；多數(shù)乳液聚合采用氧化往往主還原劑、副還原劑甚至絡(luò)合劑并用；乳化劑多由陰離子乳化劑與非離子表面活性劑混合使用；水相中還肯能有分子量調(diào)節(jié)劑乳液聚合的機(jī)

27、理遵循自由基聚合機(jī)理，大聚合速率和聚合度卻可同時(shí)增加，可見存在獨(dú)特的反應(yīng)機(jī)理和成粒機(jī)理?？蓪⑵渚酆线^程分為三個(gè)階段：成核期或增速期、膠粒數(shù)恒定期或恒速期、降速期。通過對(duì)比以上四種聚合方法，各自的特點(diǎn)如表表2 四種聚合方法對(duì)比9 溶液聚合單體、引發(fā)劑水本體內(nèi)困難中等困難不 易散熱 ,連連續(xù)生產(chǎn),不易獲得干燥粉末或顆粒狀固體聚 合物純 凈,少量分散劑淺 色,硬質(zhì)注樹脂(1)體系黏度低，傳熱和溫度容易控制，產(chǎn)品分2)產(chǎn)品分子量比溶液聚合的高，雜質(zhì)含量比乳液聚合少；.但由于 C-C.這樣高的,:如偶氮二異懸浮聚合單體、引發(fā)劑溶液內(nèi)容易小容易散熱容易 溶液聚合單體、引發(fā)劑水本體內(nèi)困難中等困難不 易散熱

28、,連連續(xù)生產(chǎn),不易獲得干燥粉末或顆粒狀固體聚 合物純 凈,少量分散劑淺 色,硬質(zhì)注樹脂(1)體系黏度低，傳熱和溫度容易控制，產(chǎn)品分2)產(chǎn)品分子量比溶液聚合的高，雜質(zhì)含量比乳液聚合少；.但由于 C-C.這樣高的,:如偶氮二異懸浮聚合單體、引發(fā)劑溶液內(nèi)容易小容易散熱容易 ,可產(chǎn),有分離,洗滌,干燥等工序糊狀和其他助劑涂料、粘合劑(3)乳液聚合單體、引發(fā)劑、分單體液滴內(nèi)容易較大較困難散熱容易,間歇生粉狀樹脂時(shí)需凝聚 ,洗滌,干燥較純凈,可能含有適合于注塑或擠塑單體、引發(fā)劑、乳化劑、膠束和乳膠粒內(nèi)容易大容易散熱容易 ,可連續(xù)生產(chǎn)制留有部分乳化劑涂料、粘結(jié)劑配方組成散劑、水聚合場(chǎng)所溫度控制聚合速率分子量

29、控制生產(chǎn)特征續(xù)操作要保證傳 熱混合 ,間歇操作生產(chǎn)板材 ,型材設(shè)備簡(jiǎn)單. 產(chǎn)物特性分子量分布寬主要用途塑品從表中可發(fā)現(xiàn)懸浮聚合有以下優(yōu)勢(shì)：子量及其分布比較穩(wěn)定；后處理工序比乳液聚合和溶液聚合簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本也低，粒狀樹脂可直接成型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界 80%的 PVC 樹脂都是用懸浮聚合的方法生產(chǎn)的，因此本課題采用懸浮聚合的方法。反應(yīng)原理：在光 ,熱或輻射能作用下 ,烯類單體有可能形成自由基而聚合鍵能大(3.48x102KJ/mol),須在 300400高溫下才能開始均裂形成自由基溫度遠(yuǎn)超過了一般聚合溫度 .因此,氯乙烯聚合體系采用過氧化物或偶氮化合物作引發(fā)劑在聚合溫度下 ,均裂成自由基 ,然后引發(fā)

30、聚合反應(yīng)的 .整個(gè)聚合過程分為鏈引發(fā) ,鏈增長(zhǎng),鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止四個(gè)步驟 . 鏈引發(fā). 引發(fā)劑受熱時(shí) ,鏈能較小的 -o-o-鍵或-N=N-斷裂而分解產(chǎn)生初級(jí)游離基丁腈(ABIN). 10 . ,活性很高 ,如無(wú)阻聚物質(zhì)與之作用 ,就能進(jìn)攻第二個(gè),繼續(xù)新鏈的增長(zhǎng) . 1.4。聚氯乙烯塑100時(shí)開始分解， 130以上分解更快。受熱淺黃色紅色褐色黑色。陽(yáng)光中的緊外線. ,活性很高 ,如無(wú)阻聚物質(zhì)與之作用 ,就能進(jìn)攻第二個(gè),繼續(xù)新鏈的增長(zhǎng) . 1.4。聚氯乙烯塑100時(shí)開始分解， 130以上分解更快。受熱淺黃色紅色褐色黑色。陽(yáng)光中的緊外線電子與其中一個(gè)獨(dú)電子結(jié)合生成單體游離基鏈增長(zhǎng). 在鏈引發(fā)階段形成

31、單體自由基VC 分子的 鍵,重新雜化結(jié)合 ,形成新的自由基 ,如此循環(huán)下去 ,產(chǎn)生大量-(CH_2-CHCl-)-單元的鏈自由基 ,這個(gè)過程叫鏈增長(zhǎng)反應(yīng) ,這實(shí)際上是一個(gè)加成反應(yīng) . 這一鏈增長(zhǎng)過程直到鏈終止 ,活性都不減弱 ,在瞬間(如0.1秒幾分鐘)即可達(dá)到分子量為十萬(wàn)的高聚物分子 . 在 PVC 的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)中 ,結(jié)構(gòu)單元 VC 間的結(jié)合可能以 ”頭-尾”和”頭-頭”兩種形式存在. 經(jīng)試驗(yàn)證明 ,主要以”頭-尾”形式連接 .原因是有電子效應(yīng)和位阻效應(yīng)兩個(gè)方面：從空間位阻方面看 ,- CH_2-較-CHCl-空間位阻小 ,所以有利于頭尾連接 . 鏈轉(zhuǎn)移. 在自由基聚合過程中 ,鏈自由基有可

32、能從單體 ,溶劑,引發(fā)劑或大分子上奪取一個(gè)原子(氫或氯)而終止,使這些失去原子的分子成為新的自由基1,向單體 VC 鏈轉(zhuǎn)移-形成端基雙鍵 PVC. 2,向高聚物鏈轉(zhuǎn)移 -形成支鏈或交聯(lián) PVC. 此種鏈轉(zhuǎn)移在轉(zhuǎn)化率較高時(shí) (此時(shí) VC 濃度較低 )比較多. 鏈終止. 1,偶合鏈終止 形成”尾尾”相連 PVC. 2,歧化終止形成端基雙鍵 PVC. 3.3產(chǎn)品的基本性能聚氯乙烯是無(wú)定形的線型、非結(jié)晶的聚合物，基本無(wú)支鏈，鏈節(jié)排列規(guī)整。聚合度n 的數(shù)目一般為 50020000。聚氯乙烯樹脂為白色粉末，相對(duì)密度約料有較高的機(jī)械強(qiáng)度，良好的化學(xué)穩(wěn)定性。聚氯乙烯分子中含有大量的氯，使其具有較大的極性，同時(shí)

33、具有很好的耐燃性。聚氯乙烯塑料有優(yōu)良的耐酸堿、耐磨、耐燃燒和絕緣性能。但是對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差。在不加熱穩(wěn)定劑的情況下，聚氯乙烯分解出氯化氫氣體，使其變色，由白色11 ,耐寒性不理想，硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的使用溫度下限為0.5%，浸 24小0.5%。聚氯乙烯室溫下的耐磨300天,7200-7000h/Y ,耐寒性不理想，硬質(zhì)聚氯乙烯塑料的使用溫度下限為0.5%，浸 24小0.5%。聚氯乙烯室溫下的耐磨300天,7200-7000h/Y 56(或者按實(shí)習(xí)收集數(shù)據(jù) ) 4.5h GB5761-93 懸浮法生產(chǎn)的通用聚氯乙烯樹脂標(biāo)準(zhǔn)生述良好的力學(xué)和化學(xué)性能迅速下降。解決的辦法是在加工過程中加入穩(wěn)定劑，如硬

34、脂酸或其他脂肪酸的鎘、鋇、鋅鹽。聚氯乙烯的抗沖擊性能差-15，軟質(zhì)聚氯乙烯塑料為 -30。聚氯乙烯的透水汽率很低。硬聚氯乙烯長(zhǎng)期浸入水中的吸水率小于時(shí)為 0.05%，選用適當(dāng)增塑劑的軟聚氯乙烯吸水率不大于性超過普通橡膠。聚氯乙烯的電性能取決于聚合物中殘留物的數(shù)量和各種添加劑。聚氯乙烯的電性能還與受熱情況有關(guān)，當(dāng)聚氯乙烯受熱分解時(shí)，由于氯離子的存在而降低其電絕緣性。3.4有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)1.生產(chǎn)周期2.反應(yīng)溫度3.反應(yīng)時(shí)間4.轉(zhuǎn)化率 85-90%(或者按實(shí)習(xí)收集數(shù)據(jù) ) 5.消耗定額 VC 1.015-1.064t/T PVC 6.原輔材料: 去離子水 ,單體氯乙烯 (VC),分散劑 KH-21(聚

35、乙烯醇 ),分散劑(羥丙基甲基纖維素 HPMC),反應(yīng)調(diào)節(jié)劑 (巰基乙醇 ),引發(fā)劑(偶氮二異庚腈 ),引發(fā)劑 EHP,過氧化二碳酸(2-乙基)己酯,終止劑(丙酮縮氨基巰脲 ),緩釋阻垢劑 (H-9),其他助劑 ,堿液(30%),鹽酸,碳酸氫銨,液氨等. 3.5產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量指標(biāo)本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按照產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂屬 SG5型，其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求：表 3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求12 優(yōu)等品ml/g ppm 118-107 一等品合格品粘數(shù)子數(shù)/16 118-107 118-107 雜質(zhì)粒含量% 0.4 30 90 揮發(fā)物度g/m 0.45 0.4 0.5 表觀密/個(gè)20 0.42 0.4 魚眼

36、數(shù)烯含量74 40 -白度8 殘留氯乙10 級(jí)優(yōu)等品ml/g ppm 118-107 一等品合格品粘數(shù)子數(shù)/16 118-107 118-107 雜質(zhì)粒含量% 0.4 30 90 揮發(fā)物度g/m 0.45 0.4 0.5 表觀密/個(gè)20 0.42 0.4 魚眼數(shù)烯含量74 40 -白度8 殘留氯乙10 別個(gè)SG5 13 M5 聚合釜M7 M8 第四章 物料衡算M5 聚合釜M7 M8 4.1聚合釜物料衡算聚合釜物料平衡關(guān)系圖如下：M4 M3 M1 M9 M2 M2 M6 圖 1 聚合釜物料平衡關(guān)系圖進(jìn)入聚合釜內(nèi) VC 單體 M1=19641.46kg 去離子水的質(zhì)量 M2=19641.46 1.

37、4/0.9017 1.06=32325.53kg/B 引發(fā)劑的質(zhì)量 M3=19.64kg/B 終止劑的質(zhì)量 M4=1.96kg/B 調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量 M5=1.96kg/B 防粘釜?jiǎng)┑馁|(zhì)量 M6=19.64 kg/B 分散劑的質(zhì)量 M7=39.28 kg/B 二次用水的質(zhì)量 M8=1050 kg/B M1+M2+M3+M8=53099.47 kg/B 所生成的聚合物質(zhì)量： 19641.4690%99%=17500.54 kg/B 損失 PVC 的質(zhì)量：M 損=19641.4690%1%=176.77kg/B 聚合物的混合溶液 M9=M(未轉(zhuǎn)化的 PVC)+M2+M3+M8+17500.54=530

38、99.47 kg/B 對(duì)聚合釜作全物料衡算得：M1+M2+M3+M8= M9+ M 損說明計(jì)算結(jié)果是正確的。計(jì)算結(jié)果整理成表得：14 進(jìn)料 kg/B 19641.46 39.28 19.64 1.96 1.96 19.64 32325.53 1050 17500.54 176.77 53099.47 水：33375.53kg 出料 kg/B 1964.15 39.28 19.64 1.96 1.96 19.64 33375.53 53099.47 VC 進(jìn)料 kg/B 19641.46 39.28 19.64 1.96 1.96 19.64 32325.53 1050 17500.54 176

39、.77 53099.47 水：33375.53kg 出料 kg/B 1964.15 39.28 19.64 1.96 1.96 19.64 33375.53 53099.47 VC 單體：7.90kg PVC:17323.77kg 物料名稱VC 分散劑引發(fā)劑調(diào)節(jié)劑終止劑防粘釜?jiǎng)┧斡盟甈VC 損失 PVC 合計(jì)4.2出料槽物料衡算圖 2 出料槽物料出料槽中損失的 PVC 量為 M 損=19641.4690%1%=176.77 kg/B 因此出料槽中含 PVC 量為 17500.54-176.77=17323.77 kg/B 由于出料槽中 VCM 含量為 456.3ppm，過出料中 VCM 的

40、量為：17323.77 456.310-6=7.90kg/B 因此回收的 VCM 量 M10=1964.15-7.90=1956.25 kg/B 聚合物混合溶液 M11包括分散劑等： 82.48kg 15 進(jìn)料 kg/B 1964.15 33375.53 82.48 17500.54 1956.25 176.77 52922.70 因此，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換為千克 /小時(shí)。根出料 kg/B 7.90 33375.53 進(jìn)料 kg/B 1964.15 33375.53 82.48 17500.54 1956.25 176.77 52922.70 因此，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換為千克 /小時(shí)。根出料 kg

41、/B 7.90 33375.53 82.48 17323.77 52922.70 對(duì)出料槽做總物料衡算：M9=M10+M11+M 損=52922.70kg 說明物料衡算結(jié)果是正確的。計(jì)算結(jié)果整理成表得：表5 計(jì)算結(jié)果整理物料名稱VC 水分散劑等PVC 回收 PVC 損失 PVC 合計(jì)4.3汽提塔物料衡算從這一步開始到篩分包裝為連續(xù)過程，據(jù)全年的生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)時(shí)間可以求出：每小時(shí)生產(chǎn)的 PVC 量為：12107/(300 24)=16666.67kg/h 產(chǎn)品中的含水量為 0.3%，折合絕干樹脂含量為：16666.67 0.997=16616.67kg/h 考慮到聚合釜內(nèi) PVC 的損失，則進(jìn)入

42、汽提塔內(nèi)絕干樹脂量為：16616.67/0.94 0.98=17323.76kg/h 以 17323.76kg/h為基準(zhǔn)求出汽提塔進(jìn)料中其他各組分相應(yīng)的量：因此進(jìn)入汽提塔內(nèi)的水量為：33375.53 17323.76/17323.77=33375.51kg/h 進(jìn)入汽提塔內(nèi)的分散劑等為：82.4817323.76/17323.77=82.48kg/h 進(jìn)入汽提塔內(nèi)的 VC 單體為：16 66，汽提塔內(nèi)壓強(qiáng)為 0.06MPa，在此壓強(qiáng)下水t33375.51 66 7.90 17323.76 66 初80 66 80 t14 80 14 末4.2 14 1.764 1962479.0.848 66

43、，汽提塔內(nèi)壓強(qiáng)為 0.06MPa，在此壓強(qiáng)下水t33375.51 66 7.90 17323.76 66 初80 66 80 t14 80 14 末4.2 14 1.764 1962479.0.848 427827.5kj/(kg.)93.79 吸熱 kj/h 損失的 PVC 的量為： 16616.67/0.94 0.01=176.77kg/h 故出料中含 PVC 量為：17323.76-176.77=5001.2kg/h 已知出料中 VCM 含量為 13.6ppm，故出料中含 PVC的量為：17146.99 13.610-6=0.23320kg/h 求蒸汽冷凝量 M13 條件：進(jìn)入汽提塔內(nèi)的

44、物料初始溫度為的沸點(diǎn)為 86，潛熱為 2293.9kj/kg，水蒸氣的比熱容 向蒸汽的擴(kuò)散能由蒸汽的潛熱和顯熱提供，而且單體的擴(kuò)散能為 71kj/mol,假定在塔內(nèi)有 35%蒸汽冷凝，其余在塔頂冷凝。則物料升溫所需熱量衡算表如下：表 6 物料升溫所需熱量衡算CP重量 kg/h 水99 VC PVC 8 吸收的熱量：水： 33375.514.214=1962479.99kj/h VC:7.90 0.84814=93.79kj/h PVC:17323.761.76414=427827.58kj/h 又因?yàn)閱误w的擴(kuò)散能為：（7.90-0.23320）/62.5 10-371=8709.48kj/h

45、故所需的總熱量：Q總=1962479.99+93.79+427827.58+8709.48=2399110.84kj/h 設(shè)汽的流量為 V，則Q總=2.31（142-86）V+0.35V2293.9=2399110.84kj/h 故得 V=2573.53kg/h 計(jì)算結(jié)果整理成表得：17 進(jìn)料 kg/h 17323.76 33375.51 2573.53 82.48 7.90 7.67 176.77 53363.18 20%的水分，則含水量為：進(jìn)料 kg/h 17146.99 4242.56 35949.04 82.48 176.77 53178.51 5%，則含水量為： 16881.830.

46、05/0.95=888.52kg/h 出料 kg/h 17146.99 35949.04 82.48 0.23320 進(jìn)料 kg/h 17323.76 33375.51 2573.53 82.48 7.90 7.67 176.77 53363.18 20%的水分，則含水量為：進(jìn)料 kg/h 17146.99 4242.56 35949.04 82.48 176.77 53178.51 5%，則含水量為： 16881.830.05/0.95=888.52kg/h 出料 kg/h 17146.99 35949.04 82.48 0.23320 53363.18 出料 kg/h 16970.22 3

47、1706.48 82.48 53178.51 物料名稱PVC 水蒸汽冷凝分散劑等未反應(yīng)的 VC 回收 VC 損失 PVC 合計(jì)4.4離心部分物料衡算離心操作中 PVC 的損失量為： 16616.67/0.94 0.01=176.77kg/h 離心脫水后的濕物料中仍含有（17146.77-176.77）0.2/0.8=4242.56kg/h 計(jì)算結(jié)果整理成表得：表 8 結(jié)果整理物料名稱PVC 濕物料含水母液含水分散劑等PVC 損失合計(jì)4.5氣流干燥部分物料衡算氣流干燥損失的 PVC 量為：16616.67/0.94 0.005=88.39kg/h 則出料 PVC 量為：16970.22-88.3

48、9=16881.83kg/h 已只氣流干燥后的含水量為整理計(jì)算結(jié)果得：表9 計(jì)算結(jié)果18 進(jìn)料 kg/h 16970.22 4242.56 88.39 3354.04 21212.78 進(jìn)料 kg/h 16881.83 888.52 88.39 837.99 17770.35 出料 kg/h 16881.83 進(jìn)料 kg/h 16970.22 4242.56 88.39 3354.04 21212.78 進(jìn)料 kg/h 16881.83 888.52 88.39 837.99 17770.35 出料 kg/h 16881.83 888.52 21212.78 出料 kg/h 16793.44

49、50.53 17770.35 PVC 水PVC 損失脫走水分合計(jì)4.6 沸騰干燥部分物料衡算PVC 損失量為： 16616.67/0.94 0.005=88.39kg/h 所以出料的 PVC 量為：16881.83-88.39=16793.44kg/h 出料物料中含水量為： 16793.440.003/0.997=50.53kg/h 整理計(jì)算結(jié)果得：表 10 沸騰干燥部分物料衡算物料名稱PVC 水PVC 損失脫走水分合計(jì)4.7 篩分包裝部分物料衡算絕干 PVC 損失量為：16616.67/0.94 0.01=176.77kg/h 則包裝入庫(kù)的絕干 PVC 樹脂量為： 16793.44-176.

50、77=16616.67kg/h 隨著 PVC 樹脂損失的相應(yīng)的水的量為： 176.770.003/0.997=0.5319kg/h 整理計(jì)算結(jié)果得：表11篩分包裝部分物料衡算19 進(jìn)料 kg/h 16793.44 50.53 176.77 0.5317 16843.97 kg/B，由前面計(jì)算結(jié)果可知：投入1964.15kg/B，出料為進(jìn)料 kg/h 19641.46 32325.53 1050 82.48 17323.77 353.54 1956.25 53099.47 kg/h。由前面的計(jì)算結(jié)33375.51+2573.53=35949.04kg/h，離心后母液含水總量為出料 kg/h 16

51、616.67 50.00 進(jìn)料 kg/h 16793.44 50.53 176.77 0.5317 16843.97 kg/B，由前面計(jì)算結(jié)果可知：投入1964.15kg/B，出料為進(jìn)料 kg/h 19641.46 32325.53 1050 82.48 17323.77 353.54 1956.25 53099.47 kg/h。由前面的計(jì)算結(jié)33375.51+2573.53=35949.04kg/h，離心后母液含水總量為出料 kg/h 16616.67 50.00 16843.97 出料 kg/h 7.90 33375.53 82.48 53099.47 PVC 水PVC 損失損失水分合計(jì)4

52、.8 物料衡算總平衡(1)聚合釜及出料槽屬于間歇操作，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為VC 單體的量為 19641.46kg/B，經(jīng)過聚合釜及出料槽減壓后的量為7.90kg/B，PVC 的總損失為 353.54kg/B. 由以上結(jié)果可得間歇部分物料總平衡表如下：表 12物料衡算總平衡物料名稱VC 水二次進(jìn)水分散劑等PVC 損失 PVC 回收 PVC 合計(jì)(2)從氣提開始一直到篩分包裝都是連續(xù)操作，計(jì)算基準(zhǔn)為果可知，進(jìn)入氣提塔的 VC 的量為 7.90kg/h，進(jìn)過氣提后 VC 單體的量降為 0.23320kg/h，氣提塔內(nèi)冷凝的水的總量為31706.48kg/h，PVC 損失總量為 707.09kg/h。整理可得連

53、續(xù)操作部分總物料平衡表如下：20 進(jìn)料 kg/h 7.90 33375.51 2573.53 82.48 17323.76 7.67 50.00 707.09 31706.48 4192.56 53363.18 出料 kg/h 0.23320 82.48 16616.67 53363.18 進(jìn)料 kg/h 7.90 33375.51 2573.53 82.48 17323.76 7.67 50.00 707.09 31706.48 4192.56 53363.18 出料 kg/h 0.23320 82.48 16616.67 53363.18 物料名稱VC 水蒸汽冷凝水分散劑等PVC 回收 P

54、VC 濕物料中含水損失 PVC 母液損失水合計(jì)(3)整理以上結(jié)果，繪制物料平衡關(guān)系示意圖如下：圖3 物料平衡關(guān)系示意圖21 ) 稱150 100 0.04 0.25 0.06 0.02 0.0015 0.002 0.002 用量4.9 概念配方) 稱150 100 0.04 0.25 0.06 0.02 0.0015 0.002 0.002 用量概念配方(此概念配方是一單體質(zhì)量為基準(zhǔn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表14 概念配方名去離子水單體引發(fā)劑分散劑PH緩沖劑終止劑反應(yīng)調(diào)節(jié)劑緩蝕阻垢劑消泡劑22 。t32325.53 19641.46 6600 初25 25 25 t 56.2 56.2 56.2 末31.2

55、 31.2 31.2 t 4.2 0.848 0.504 Cp kj/(kg.) 第五章 熱量衡算。t32325.53 19641.46 6600 初25 25 25 t 56.2 56.2 56.2 末31.2 31.2 31.2 t 4.2 0.848 0.504 Cp kj/(kg.) 5.1 反應(yīng)體系升溫過程的熱量衡算升溫階段: 升溫階段是物料由 25加熱至 56.2，升溫時(shí)間是 0.5小時(shí)此階段加熱介質(zhì)為飽和蒸汽，壓力為 0.4MPa，溫度為 142。此階段升溫所需總熱量是壺體及壺內(nèi)物料升溫達(dá)到聚合條件所消耗的熱量。即 Q1+Q2+Q3=Q4其中 Q1水升溫?cái)?shù)所需的熱量（由于分散劑等

56、含量甚微，故并入水中一起計(jì)算）Q2VC 單體升溫所需的熱量。Q3釜體升溫所需的熱量。Q4蒸汽所提供的熱量。已知條件如下表：表 15 已知條件重量 kg/h 水VC 釜體計(jì)算如下：Q1:無(wú)離子水（分散劑等）升溫消耗熱量Q1=qm1Cp1t=32325.53/0.5 4.（56.2-25）=8.47106kj/h Q2:單體升溫消耗的熱量Q2= qm2Cp2t=19641.46/0.5 0.84 （56.2-25）=1.04106kj/h Q3:聚合壺升溫消耗熱量Q3= qm3Cp3t=6600/0.5 0.504 (56.2-25)=2.08 105kj/hQ4:蒸汽所提供能量Q4=Q1+Q2+

57、Q3=8.47106 kj/h +1.04 10 kj/h +2.08 105kj/h=9.72106 kj/h 恒溫反應(yīng)階段 : 23 w/m2k 為厚度，為為粘度，(g/ )為普蘭特準(zhǔn)數(shù)，核0.6w/m k,)0.14=9.5代入以上數(shù)據(jù)得：0.522可由以下準(zhǔn)數(shù)方程計(jì)算：0.023edeRd2m/s，故代入以上數(shù)據(jù)得：為導(dǎo)熱率。1nDwc=0.5,9980.6 1.2123 1.5 10k，采用夾套內(nèi)裝設(shè)螺旋導(dǎo)流板。de)的數(shù)據(jù)不大，因此可以取e rc (2為近壁處粘度，系數(shù)將kg/m3,(1.583R1.05，又因?yàn)樗膶?dǎo)熱系數(shù)3.54，水的流速nd2w/m2k 為厚度，為為粘度，(g

58、/ )為普蘭特準(zhǔn)數(shù)，核0.6w/m k,)0.14=9.5代入以上數(shù)據(jù)得：0.522可由以下準(zhǔn)數(shù)方程計(jì)算：0.023edeRd2m/s，故代入以上數(shù)據(jù)得：為導(dǎo)熱率。1nDwc=0.5,9980.6 1.2123 1.5 10k，采用夾套內(nèi)裝設(shè)螺旋導(dǎo)流板。de)的數(shù)據(jù)不大，因此可以取e rc (2為近壁處粘度，系數(shù)將kg/m3,(1.583R1.05，又因?yàn)樗膶?dǎo)熱系數(shù)3.54，水的流速nd2D/ )為攪 拌雷諾數(shù)，c 為常數(shù)，國(guó)產(chǎn) 48m 釜經(jīng)實(shí)驗(yàn)1.5 10 Pa s,n998)20.8e) (3600 (w為導(dǎo)熱率， c 為比熱容， g 為重力因子，322/3P (1 1.772 11.5

59、83r /s,流體被(36000.4r3 30.5 1.5 100.6deRc g)2)0.14密998)1/30.95總傳質(zhì)系數(shù) K 的倒數(shù)稱為總熱阻與分熱阻有以下關(guān)系：1/K=1/a1+1/a2 +Sd/1、2分別代表釜內(nèi)壁和釜外液膜給熱系數(shù)/ 代表釜壁導(dǎo)熱部分的熱阻，其中對(duì)于攪拌釜內(nèi)壁給熱系數(shù)可用下列準(zhǔn)數(shù)方程計(jì)算：式中 D 為釜內(nèi)徑，d為攪拌葉直徑，度，（3600c標(biāo)D=3m,d=1212mm,冷卻時(shí)，（w212083.95w/m對(duì)于釜外壁給熱系數(shù)22式中 d 為螺距的當(dāng)量直徑， R為彎曲半徑，因釜徑較大，一般校正因子(1 1.770.65w/m k，螺距 =0.55，水的普蘭特?cái)?shù) Pu

60、24 0.023 (0.55 3.540.4 1.05 5198.68w/m5198.68 80%38.13 10 w/m11/19641.46kg/ ，總轉(zhuǎn)化率 x1.5倍，聚合反應(yīng)熱96.3KJ /mol，反應(yīng)溫度 T5 ,冷卻水出口溫度差為 562.5kg/kmol ，平均反應(yīng)速率：wMQ_Q1.5, QRQmaxtmTQmaxk tmqm0.65 2 1000)0.80.55 550 104158.940.023 (0.55 3.540.4 1.05 5198.68w/m5198.68 80%38.13 10 w/m11/19641.46kg/ ，總轉(zhuǎn)化率 x1.5倍，聚合反應(yīng)熱96.