年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)

年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)3萬噸PVC工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)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(shí)間：6hr。聚合溫度：60oC工作日生產(chǎn)時(shí)間:8000小時(shí)/a.廠址無錫地區(qū)設(shè)計(jì)內(nèi)容1.聚合配方的計(jì)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(jì)和選型7、其他設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)方案簡(jiǎn)介 32、工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì) 3聚合配方的計(jì)算 3引發(fā)劑用量計(jì)算 4分散劑用量 4其他助劑用量 4配方計(jì)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(jì)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(xiàn) 131、年產(chǎn)3萬噸PVC車間工藝設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介聚氯乙烯樹脂（PVC）是我國重要的有機(jī)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(jì)闡述了PVC的車間設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程、發(fā)展及其應(yīng)用，對(duì)PVC樹脂懸浮聚合生產(chǎn)工藝、干燥以及后處理進(jìn)行了進(jìn)行了探討，從聚合車間工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)和選型等方面進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。2、工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì)聚合配方的計(jì)算無錫地區(qū)平均氣溫是℃，本設(shè)計(jì)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(shí)ρ水=cm60℃時(shí)ρ水=g/cm物料量的計(jì)算d=－－15℃時(shí)dvcm=－×15－×152=g/cm60℃時(shí)dvcm=－×60－×602=g/cm設(shè)60℃時(shí)，需要V1體積的VCM，V2V1×（V2×）=1：V2＋V1=33×=V1=V2=實(shí)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(jì)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(jì)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(jī)錫×103×%=㎏G7-9酸鋅×103×%=㎏Na2S×103×%=㎏CaABS×103×%=㎏NH4HCO3×103×%=㎏配方計(jì)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(jī)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(shí)。消耗定額的確定（1）聚合釜的單位損失計(jì)算(以每釜計(jì))單體投料量：聚合溫度：60℃確定在轉(zhuǎn)化率為85%時(shí)料60℃ρH2O=mρVCM=T/m3ρPVC=m3據(jù)天原廠經(jīng)驗(yàn)，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(shí)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(shí)際回收VCM量釜（2）出料槽單體損失計(jì)算（以每釜計(jì)）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(jìn)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(shí)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(jì)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(jí)，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(jìn)入震動(dòng)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(jī)母液夾帶篩分廢次品稱量偏差總計(jì)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(shí)間（min）反應(yīng)操作時(shí)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(jì)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(shí)間：8000小時(shí)操作周期：9小時(shí)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(tái)（圓整取5臺(tái)）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(jì)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(jī)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(jì)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(hào)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(dòng)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(shí)間：（2）MST旋風(fēng)干燥器物料停留時(shí)間：30min進(jìn)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(jìn)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(jī)選型WG-800臥式刮刀卸料離心機(jī)，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(tái)風(fēng)機(jī)選擇氣流干燥器用風(fēng)機(jī)一臺(tái)冷風(fēng)管用風(fēng)機(jī)一臺(tái)槽類選擇去離子水貯槽一個(gè)熱水貯槽一個(gè)助劑計(jì)量槽一個(gè)去離子水計(jì)量槽一個(gè)單位計(jì)量槽一個(gè)單位貯槽一個(gè)泵類選擇熱水泵一臺(tái)軟水泵一臺(tái)出料泵一臺(tái)漿料泵兩臺(tái)進(jìn)塔泵、出塔泵各一臺(tái)汽提熱水噴淋泵一臺(tái)脫單體真空泵一臺(tái)循環(huán)水泵一臺(tái)過濾器選擇單體過濾器兩臺(tái)軟水過濾器一臺(tái)樹脂過濾器兩臺(tái)空氣過濾器一臺(tái)其他設(shè)備選擇加料小罐兩個(gè)漿料換熱器一臺(tái)氣提熱水噴淋罐一個(gè)水氣分離器兩臺(tái)螺旋輸送器一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)一級(jí)、二級(jí)冷卻器各一臺(tái)沉淀槽一個(gè)引風(fēng)機(jī)一臺(tái)振動(dòng)篩一臺(tái)泡沫捕集器一臺(tái)壓縮機(jī)一臺(tái)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(jìn)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(jìn)料泵36、空氣過濾器穩(wěn)定劑罐21、汽提塔37、鼓風(fēng)機(jī)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(jìn)料罐44、氯乙烯單體13、漿料輸送泵29、離心進(jìn)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(xiàn)[1]嚴(yán)福英等主編《聚氯乙烯工藝學(xué)》[M]中國氯堿