【年產(chǎn)2000噸PVC顆粒生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)10000字（論文）】

PAGEVIIPAGEVII000目錄TOC\o"1-3"\t"Default,1"\h32059摘要 1212461.1引言 3140601.2PVC顆粒概論 3266291.3國(guó)內(nèi)外進(jìn)展 329314第二章設(shè)計(jì)依據(jù) 772632.1設(shè)計(jì)任務(wù) 768412.2理論依據(jù) 725610第三章生產(chǎn)方法的選擇 8210973.1主要藥品 887083.2生產(chǎn)原理 8138193.3生產(chǎn)步驟 8145754.1物料衡算 9240604.2關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型 10260584.2.1聚合釜的設(shè)計(jì)和選型 10100914.2.2儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和選型 13239584.3熱量衡算 15305614.4總電量衡算 1611473第五章車(chē)間布置 1874205.1車(chē)間平面布置要求 1841515.2設(shè)計(jì)依據(jù) 18193925.3車(chē)間布置 18307645.3.1廠(chǎng)房安排 18147835.3.2廠(chǎng)房層數(shù) 18134905.3.3廠(chǎng)房布置 182122第六章三廢污染治理和綠化設(shè)計(jì) 20301736.1污染來(lái)源 2048676.2治理原則 20279396.3綠化設(shè)計(jì) 2024698第七章生產(chǎn)操作制度 2132256第八章經(jīng)濟(jì)概算 2222408.1概算內(nèi)容 2283758.1.1工程費(fèi)用 22188428.1.2其他費(fèi)用 22287428.2總概算 2232054結(jié)論 2525791參考文獻(xiàn)： 263978附錄 29摘要PVC材料具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、防潮、阻燃、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)而且規(guī)格、色彩、圖案繁多，極富裝飾，被廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)和生活中。PVC實(shí)際上是一種聚合的乙烯基物質(zhì)，其材料是一種非晶體材料。在實(shí)踐中，PVC材料經(jīng)常與穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，加工助劑，著色劑，防震劑和其他添加劑一起使用。不易燃，高抵抗力，耐氣候變化和出色的幾何穩(wěn)定性。

PVC非常耐氧化劑，還原劑和強(qiáng)酸。本文主要介紹了PVC生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)介紹PVC的性能進(jìn)而簡(jiǎn)單介紹了它的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)通過(guò)查閱資料，從生產(chǎn)原料、生產(chǎn)方法、工資計(jì)算等類(lèi)型對(duì)于PVC顆粒的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分類(lèi)和敘述，根據(jù)生產(chǎn)的特點(diǎn)和本次設(shè)計(jì)的要求從而確定了工藝方法。除此之外，通過(guò)各種文獻(xiàn)來(lái)對(duì)比PVC顆粒的多種生產(chǎn)工藝，最終確定了本次設(shè)計(jì)的主要原料和方法。根據(jù)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)方法和年產(chǎn)量計(jì)算出聚合釜及其他裝置的尺寸大小，做好三廢的治理并初步計(jì)算出投資。同時(shí)，根據(jù)需要對(duì)車(chē)間進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制出車(chē)間平面布置圖。關(guān)鍵詞：PVC顆粒制備三廢第一章前言1.1引言PVC顆粒與人們的日常生活息息相關(guān)。PVC材料是一種無(wú)定形材料。在實(shí)踐中，PVC材料通常包含穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，加工助劑，著色劑，增強(qiáng)劑和其他添加劑。[1，2]。PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性[3]。PVC非常耐氧化劑，還原劑和強(qiáng)酸。因此，PVC顆粒在我們的日常生活中應(yīng)用甚為廣泛，所以需要更大的生產(chǎn)效率來(lái)滿(mǎn)足人們的需求。目前電石法是合成PVC顆粒最常用的方法，本設(shè)計(jì)則選擇此方法，并完成年產(chǎn)2000噸PVC顆粒的制備及工藝設(shè)計(jì)。1.2PVC顆粒概論P(yáng)VC顆粒是實(shí)際成型時(shí)用于成型PVC的基礎(chǔ)材料（基礎(chǔ)原料），并添加了其他輔助材料。硬質(zhì)PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為通用型PVC樹(shù)脂、高聚合度PVC樹(shù)脂、交聯(lián)PVC樹(shù)脂[4]。在引發(fā)劑存在下通過(guò)單體氯乙烯聚合形成的通用PVC樹(shù)脂；高聚合PVC樹(shù)脂：將一種鏈增長(zhǎng)劑聚合到單體氯乙烯聚合體系中而得的樹(shù)脂；交聯(lián)PVC樹(shù)脂是在單體氯乙烯聚合體系中與包含二烯和多烯的交聯(lián)劑聚合的樹(shù)脂。通用型聚氯Z烯由于制備方法簡(jiǎn)單、用途廣泛，在現(xiàn)貨市場(chǎng)上流通的絕大部分都是通用型的聚氯乙烯樹(shù)脂，而高聚合度的和交聯(lián)的PVC樹(shù)脂[4]一般在特殊領(lǐng)域應(yīng)用較多。1.3國(guó)內(nèi)外進(jìn)展1.3.1國(guó)外發(fā)展國(guó)外氯乙烯的生產(chǎn)主要以乙烯法為基礎(chǔ)，世界范圍內(nèi)國(guó)內(nèi)外通過(guò)碳化物法生產(chǎn)的PVC樹(shù)脂的生產(chǎn)能力正在不斷增長(zhǎng)。2005年全世界PVC樹(shù)脂[5]的總生產(chǎn)能力為3611.5萬(wàn)t，2006年增加到4119.8萬(wàn)噸,2007年進(jìn)一步增加到約4341.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)約54%。亞洲地區(qū)的產(chǎn)能為2294.2萬(wàn)噸，約占總產(chǎn)能的52.84％。近年來(lái)，國(guó)外的氧氯化法得到了進(jìn)一步的改進(jìn)，在通過(guò)裂化1,2-二氯乙烷生產(chǎn)氯乙烯中，使用三氯乙醛或氯乙醛促進(jìn)劑減少了乙烯基乙炔副產(chǎn)物并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)直接氯化/氯化氫電解的新單體氯乙烯[6,7]生產(chǎn)工藝在降低單體氯乙烯成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量方面又邁出了一步。含乙烯的VCM的制造工藝正在工業(yè)化，可以降低20%至30％之間的產(chǎn)品成本。歐洲乙烯最近開(kāi)發(fā)了新的催化劑，該催化劑可使乙烷在低溫下反應(yīng)以直接合成氯乙烯，與從乙烯生產(chǎn)氯乙烯的方法相比，節(jié)省了50％。1.3.2國(guó)內(nèi)發(fā)展

在中國(guó)，直到2003年，乙烯工藝和碳化鎢工藝并存的PVC工業(yè)一直處于穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)僅滿(mǎn)足了50％的需求。2003年，對(duì)進(jìn)口聚氯乙烯采取反傾銷(xiāo)措施和國(guó)際原油價(jià)格的穩(wěn)定上漲，使中國(guó)聚氯乙烯行業(yè)進(jìn)入了快速增長(zhǎng)時(shí)期，特別是電石生產(chǎn)的聚氯乙烯呈現(xiàn)爆炸性的增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)2003年至2008年之間的生產(chǎn)增長(zhǎng)了31％。2009年，中國(guó)PVC產(chǎn)能為1780萬(wàn)t/a，較2008年增加2.65%；產(chǎn)量為915.5萬(wàn)t，較2008年增加11%；電石法PVC產(chǎn)能為1

362萬(wàn)t/a

，已占中國(guó)PVC

總產(chǎn)能的76%

，世界總產(chǎn)能的30%以上。中國(guó)有104個(gè)PVC生產(chǎn)公司,其中電石法企業(yè)89家，乙烯法企業(yè)15家。產(chǎn)能在30萬(wàn)t/a以上的企業(yè)有18家，容量比達(dá)到45%以上，已初步顯露出產(chǎn)業(yè)集中的苗頭。在市場(chǎng)需求方面，2007年中國(guó)對(duì)PVC的表觀(guān)需求超過(guò)了1000萬(wàn)噸。盡管由于金融危機(jī)，2008年的表觀(guān)需求下降至923萬(wàn)噸，但繼2009年后，其表觀(guān)需求再次超過(guò)了1000萬(wàn)噸。實(shí)施中國(guó)政府的刺激政策。

預(yù)計(jì)2010年市場(chǎng)需求將達(dá)到1170萬(wàn)噸，比2009年增長(zhǎng)8％。長(zhǎng)期以來(lái)，由于生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)水平落后，企業(yè)實(shí)力弱等原因，電石法PVC設(shè)備與石油乙烯法PVC一直存在一定的差異，這也影響了中國(guó)PVC產(chǎn)品的整體質(zhì)量提高。近幾年，隨著電石法PVC工藝[8]的技術(shù)進(jìn)步，尤其是自動(dòng)控制技術(shù)和大型聚合釜及配套汽提、干燥、氯乙烯單體精制等技術(shù)的

成功開(kāi)發(fā)應(yīng)用，使得電石法PVC的質(zhì)量基本達(dá)到乙烯法PVC的質(zhì)量要求。當(dāng)前中國(guó)懸浮法[9]PVC五大名牌產(chǎn)品中，電石法PVC品牌已經(jīng)占據(jù)兩種。在國(guó)際市場(chǎng)上，電石PVC也受到了客戶(hù)的認(rèn)可，并出口到全球100多個(gè)國(guó)家。這就意味著中國(guó)PVC產(chǎn)品的質(zhì)量已經(jīng)有了質(zhì)的發(fā)展?？傮w而言，中國(guó)的PVC行業(yè)已從一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)結(jié)構(gòu)適應(yīng)時(shí)期。中西部一體化電石法PVC[10]裝置的快速發(fā)展,將會(huì)對(duì)未來(lái)PVC競(jìng)爭(zhēng)格局產(chǎn)生重要的影響，隨著行業(yè)集中度的提高，中國(guó)還將成功完成從一個(gè)主要PVC生產(chǎn)國(guó)到一個(gè)強(qiáng)國(guó)的過(guò)渡，對(duì)全球PVC市場(chǎng)的影響將更加明顯，這也是所有PVC專(zhuān)業(yè)人士都應(yīng)密切注意的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。1.4PVC顆粒的應(yīng)用由于PVC顆粒的可塑性和實(shí)用性強(qiáng)，所以應(yīng)用范圍比較廣，涉及行業(yè)眾多[10-12]。1.4.1用于交通與其他產(chǎn)品相比，聚氯乙烯具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，耐火性和低成本的優(yōu)點(diǎn)。因此，PVC被用于鐵路部門(mén)的各種產(chǎn)品中。例如，鐵路發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部和外部材料，建筑包層材料，電纜和電纜的包層材料等。1.4.2用于農(nóng)業(yè)在用增塑劑，阻燃劑和穩(wěn)定劑等對(duì)PVC樹(shù)脂進(jìn)行增塑之后，通過(guò)壓片機(jī)將PVC膜形成一定厚度的膜。

透明的PVC膜可用作塑料棚和層，以及桌布，雨衣，包裝材料等。1.4.3用于日常生活在混合過(guò)程中向PVC樹(shù)脂中添加一定量的發(fā)泡劑，可以制成具有價(jià)格便宜，重量輕，比強(qiáng)度高，耐油，耐候性等優(yōu)良性能的泡沫產(chǎn)品。因此，可以用來(lái)制作泡沫鞋墊、壁紙等制品。1.4.4用于汽車(chē)領(lǐng)域PVC涂料是將某些穩(wěn)定劑，增塑劑，顏料，溶劑和其他添加劑添加到PVC樹(shù)脂中。但是，由于PVC涂層[13]厚度較大，所以外觀(guān)過(guò)于粗陋，只能用在對(duì)于外觀(guān)要求不高的部位。1.4.5用于衣物PVC也可以用來(lái)紡絲纖維，并且聚氯乙烯的分子鏈中有大量的氯原子，因此PVC纖維具有阻燃性。它的抗性類(lèi)似于棉，但其斷裂伸長(zhǎng)率大于棉，并且其彈性和耐磨性?xún)?yōu)于棉；吸濕性非常小，可以近似為零；對(duì)酸和堿具有優(yōu)異的抗性，以及出色的抗氧化劑和還原性；易于批量生產(chǎn)；易于保持靜電。但是，PVC纖維的耐熱性較差，更難染色。PVC纖維織物可用于漁網(wǎng)，醫(yī)用織物，工業(yè)過(guò)濾器，工作服，毯子，防護(hù)用品和各種針織織物等。1.4.6用于工業(yè)將穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑和填充劑添加到PVC中，混合后，擠出機(jī)可以擠出所有規(guī)格的硬管，異型管，衛(wèi)生管的波紋管[14,15]，飲用水，電纜軟管或樓梯扶手。覆蓋的板是熱重疊的，可以制成各種厚度的剛性板?？梢詫迩谐伤璧男螤?，然后使用PVC焊條進(jìn)行熱風(fēng)焊接，以形成各種耐化學(xué)腐蝕的儲(chǔ)罐，導(dǎo)氣管和容器等。第二章設(shè)計(jì)依據(jù)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)項(xiàng)目：年產(chǎn)2000噸PVC顆粒的制備及工藝設(shè)計(jì)。（2）產(chǎn)品名稱(chēng)：PVC顆粒（3）年生產(chǎn)能力：2000噸/年。一年工作300天，一個(gè)周期8h，一天24h。（4）產(chǎn)品用途：可應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面。2.2理論依據(jù)本設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)際探究以及查閱大量文獻(xiàn)，在選定合成方法不斷探索的基礎(chǔ)上，并考慮實(shí)際生產(chǎn)中所要面臨的問(wèn)題，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，從而完成該設(shè)計(jì)。通過(guò)所學(xué)書(shū)本知識(shí)和圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)所查到的文獻(xiàn)，了解到PVC顆粒的制造方法[16-19]，進(jìn)行工業(yè)化設(shè)計(jì)，選擇合理的工藝流程，設(shè)計(jì)符合要求的車(chē)間生產(chǎn)。同時(shí)查閱了許多有關(guān)化工工藝設(shè)計(jì)的原則和標(biāo)準(zhǔn)，遵循合理的設(shè)計(jì)原則。本實(shí)驗(yàn)是在大量查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以生產(chǎn)結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行的工業(yè)設(shè)計(jì)。第三章生產(chǎn)方法的選擇PVC顆粒的制造有很多種方法，在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)方法、制造原料可以有多種選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)資金以及產(chǎn)品質(zhì)量的要求，從而選擇應(yīng)當(dāng)?shù)纳a(chǎn)方式。通過(guò)查閱資料，最終本設(shè)計(jì)選取了電石法[17，18]來(lái)進(jìn)行PVC顆粒的生產(chǎn)。3.1主要藥品合成PVC顆粒所需要的化學(xué)原料如表3.1所示。表3.1合成PVC主要原料試劑分子式/名稱(chēng)縮寫(xiě)相對(duì)分子質(zhì)量形態(tài)電石（碳化鈣）CaC264.10固態(tài)氯化氫HCl 36.46固態(tài)乙炔C2H226氣態(tài)氯化汞（催化劑）HgCl2271.5固態(tài)3.2生產(chǎn)原理PVC的制備原理如下:電石(CaC2)遇水,生成了乙炔。乙炔和氯化氫發(fā)生加成反應(yīng)就生成氯乙烯。氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。氯乙烯聚合反應(yīng)分為兩部分：預(yù)聚合在聚合釜的第一反應(yīng)階段中，將引發(fā)劑溶于盛有液態(tài)氯乙烯的釜中后收集，攪拌并在65至75°C的溫度下快速加熱聚合，第一階段的控制率在7％-達(dá)到12％，響應(yīng)時(shí)間為30分鐘。反應(yīng)溫度不低于62℃。帶有攪拌裝置，用于冷卻的夾套和冷凝器的聚合反應(yīng)的第二階段的體積為12-50。溶解后的中試鯨魚(yú)聚結(jié)單體液體引發(fā)劑在62°C?75°C聚集。通常，反應(yīng)時(shí)間不超過(guò)30分鐘，并且轉(zhuǎn)化率控制在7％至12％之間。

后聚合后聚合的工藝條件為不少于62℃，反應(yīng)39hr，約80％。聚合后，聚合時(shí)間持續(xù)3h，通常為3h至9h。當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到20％時(shí)，液體單體完全變成干燥的粉末。3.3生產(chǎn)步驟首先用破損的破片機(jī)將其折斷，然后將其破損，例如用破片楔子和皮帶將皮帶打到用過(guò)的織物機(jī)上，然后用撕裂的織物使機(jī)器具有一定的粒度，然后繼續(xù)用皮帶到料倉(cāng)機(jī)，繼續(xù)通過(guò)皮帶橋連接到其乙炔發(fā)生器，在發(fā)生器內(nèi)部有電石，因?yàn)樗c水和乙炔氣體發(fā)生反應(yīng)時(shí)，然后進(jìn)入冷卻塔和乙炔罐，將來(lái)自發(fā)生器的冷卻后的乙炔氣送入乙炔壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，然后通過(guò)清洗塔除去雜質(zhì)，然后通過(guò)中和塔和冷凝器除去水分和酸。最后將精制的乙炔氣送入氯乙烯合成器進(jìn)行轉(zhuǎn)化。圖3.3電石法PVC生產(chǎn)流程圖第四章工藝計(jì)算4.1物料衡算根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需年產(chǎn)PVC2000噸，扣除節(jié)假日，記一年工作300天，如果按要求完成生產(chǎn)任務(wù)，則每天的日產(chǎn)量由計(jì)算可得2000/300=6.67（噸/天）。同樣，為了保證達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，所以記每天生產(chǎn)7.2噸。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期總計(jì)8h，一天生產(chǎn)24h，每天能夠進(jìn)行三次生產(chǎn)，每次生產(chǎn)的產(chǎn)量是7.2/3=2.4噸根據(jù)本文生產(chǎn)方式的選擇，使用電石法生產(chǎn)，物料衡算如表4.1所示：表4.1生產(chǎn)PVC顆粒主要原料試劑分子式/名稱(chēng)縮寫(xiě)密度（g/cm3)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃純度價(jià)格（萬(wàn)/噸）生產(chǎn)廠(chǎng)家電石（碳化鈣）CaC22.222300141875%0.15河北磁縣凱英貿(mào)易有限公司氯化氫HCl0.90-114.2-8595%7成都宏錦化工有限公司乙炔C2H21.05-81.8-83.498%3.8山東安丘市恒安氣體廠(chǎng)表4.2物料衡算試劑質(zhì)量（t）電石（碳化鈣）3.48氯化氫2.578每批主要原料的用量依照配比計(jì)算。反應(yīng)過(guò)程中電石損失率約為45%，聚合物損失率計(jì)為7.4%。即若不計(jì)損失，則生產(chǎn)2.4噸PVC需要2.4噸氯化氫氣體，2.4噸電石?？傻茫弘娛?2.4×（1+45%）=3.48（噸）氯化氫=2.4×（1+7.4%）=2.578（噸）4.2關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型4.2.1聚合釜的設(shè)計(jì)和選型聚合釜的設(shè)計(jì)是為了容納聚乙烯通過(guò)反應(yīng)聚合而成聚氯乙烯[19，20]，根據(jù)聚氯乙烯的性質(zhì)[21，22]、現(xiàn)場(chǎng)條件[23，24]和實(shí)用性來(lái)選擇合理的型式。聚合釜一般由釜體、釜蓋、夾套、攪拌器、傳動(dòng)裝置、軸封裝置、支承等組成。（1）釜體內(nèi)直徑、高度的確定參考《化機(jī)基礎(chǔ)》P178[25]對(duì)一般反應(yīng)釜（汽液相物料）H/Di=1~2。攪拌功率與攪拌器直徑的五分之一功率成正比，為了減少能耗，取Di小的情況取H/Di=1.6。參考實(shí)際Di=2600mm，用類(lèi)比法取Dg=Di=2800mm，也可參照《化機(jī)基礎(chǔ)》[25]選擇Di則H=1.6Di=4480取H=4520mm=1.61得釜體直徑Di=2800，筒體高度H=4520（2）封頭的選擇[26]碟形頭的流動(dòng)性好，但在設(shè)計(jì)中很少使用成形困難；錐形頭有利于物料的排出，但由于其錐形基部，有助于形成液體的停滯區(qū)域或懸浮固體的積累，從而形成死區(qū)。半球形噴頭在其內(nèi)壁上產(chǎn)生的力最小，因此需要最薄的壁厚，節(jié)省了材料，但是噴頭的大深度使其難以制造。橢圓形的頭部是最好的支持者，與圓柱體連接時(shí)具有更好的應(yīng)力分布，這就是我們選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形頭部的原因。①選擇標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形封頭的規(guī)格根據(jù)《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P268—2[27]橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)（JB1154—82）得橢圓形封頭如圖所示：查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》第三冊(cè)[28]P232附表1-2有:V封=3.18m2，F(xiàn)封=8.91m2，h1=700mm，Dg=2800mm，h2=50mm所以Vg=2V封+V簡(jiǎn)體=34.18m3②校核已知本釜的裝料系數(shù)=0.9實(shí)際的裝料系數(shù)η==0.88?η==（0.9?0.88）/0.9=2%<3%所以釜體高H和直徑Di選擇合理。（3）夾套的選擇各種方式的熱量[29,30]和散熱，例如電阻或蛇形管或加熱管，以及加熱和冷卻，但是這些方法通常都有局限性，不僅限于加熱電，蛇形大鍋中的蛇形加熱，對(duì)于含固體的固體顆粒狀物料和易黏性物料的堆積和懸掛，還來(lái)自傳熱效率和阻力液體的混合。使得能源消耗增加。所以?shī)A套傳熱的方式是我們的首選。夾套和反應(yīng)器身有兩種連接方式，可拆卸式和不可拆卸式。因?yàn)椴豢刹鹦妒绞钦w式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部封閉可靠，所以我們選擇不可拆卸式，選用焊接連接。①夾套直徑的確定根據(jù)《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》[31]P133表4-4選擇整體式夾套，根據(jù)表4-5因Di=2800mm在2000~3000之間所以Dj=Di+200=3000mm注：Dj不應(yīng)取太大，否則夾套與內(nèi)筒之間間隔過(guò)大就會(huì)降低通道內(nèi)介質(zhì)流速，損害傳熱效果[32,33]。②夾套高度的確定如圖，液層深度為Z則Vg=Z=+h1+h2=5.108m釜體總高度H總=2h1+2h2+H=2×700+2×50+4450=5950mm釜體內(nèi)總體積V總=2V封+V筒==34.18m3根據(jù)《攪拌設(shè)備設(shè)計(jì)》[31]P96，為保證充分傳熱，夾套高度一般比液器內(nèi)面高出50~100mm，取0.075m。再核算：H夾≥==4.48mf—筒體橫截面面積（m2）Di—筒體內(nèi)直徑（m）η—裝料系數(shù)可見(jiàn)，應(yīng)取H夾≥4.48m所以H夾=Z+0.08=5.108+0.08=5.188m4.2.2儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和選型儲(chǔ)罐容器的設(shè)計(jì)是根據(jù)所儲(chǔ)存物料的性質(zhì)[34~36]、運(yùn)輸條件、安全可靠程度[37]、現(xiàn)場(chǎng)安裝條件[38]和經(jīng)濟(jì)性[39]等原則來(lái)選用合理的型式。漿料儲(chǔ)罐型式的選用根據(jù)實(shí)際情況，每釜反應(yīng)大約8h，根據(jù)物料衡算，且設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存7天原料的量，聚氯乙烯用1個(gè)體積為V=50m3的儲(chǔ)罐。①儲(chǔ)罐內(nèi)徑由于（4.4）式中，Va——設(shè)備容積，m3；Di——筒體內(nèi)徑，m；H——筒體高度，m。其中：本設(shè)計(jì)取1.3。則有：聚氯乙烯儲(chǔ)罐：②儲(chǔ)罐高度由于（4.5）式中，Vh—下封頭所包含的容積。從《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[25]附錄表2查得：DN=3700mm時(shí)，Vh=6.62mm3；帶入式（4.4）得：聚氯乙烯筒體高度：故聚氯乙烯儲(chǔ)罐；符合要求。4.3熱量衡算聚合釜熱量衡算①熱水量的計(jì)算（加熱時(shí)間為t=1小時(shí)）查《化工原理》（天津大學(xué)出版）上冊(cè)[40]P4公式22得加熱時(shí)所需總熱量Q總=QVC+Q水+Q釜+Q損=KAI?tmK—釜體傳熱系數(shù)AI—釜體傳熱面積?tm—溫差因?yàn)閾p失熱量少，所以略去Q損水吸收的熱量=·?（Cpt）=（C-C）—物料中含水量Kg，—進(jìn)出口水溫度C,C—水的比熱kcal/kg℃=15630kg，進(jìn)料溫度=20℃，反應(yīng)溫度=51℃則有=20.293×KJVC單體吸收的熱量=·?(Cpt)=Cp(-)因和的Cp相差較小，所以取51℃時(shí)Cp=1.6kcal/kg℃=13000Kg則有=13000×1.6×（51-20）=6.448×KJ釜體吸收的熱量釜體傳熱面積A=（--）π·+橢圓形封頭的短半軸=700mm，直邊高=50mm封頭面積=8.82，=5.188m則有=（5.188-0.7-0.05）×π·2.8+8.91=47.93釜體吸熱部分的重量：=（），—鋼和不銹鋼的厚度用類(lèi)比法取=0.021m，=0.003m,--鋼和不銹鋼的比重=7850kg/，=7900kg/則=47.93×（0.021×7850+0.003×7900）=9037.20kg=47.93×0.021×7850=7901.26kg=-=9779.49-8644.734=1135.94kg所以釜體吸收的熱量為：=?t+?t=（7901.26×0.462+1135.94×0.504）×31=1.35×=++=1.35×+6.448×+20.029×=27.827×KJ4.4總電量衡算本設(shè)計(jì)生產(chǎn)一天即三周期所消耗總電量：W總=W1+W2+W3+W4W1—攪拌軸電動(dòng)機(jī)消耗電量，kW·h；W2—電石制備消耗電量，kW·h；W3——照明裝置耗電量，kW·h；W4——聚合釜加熱所耗電量，kW·h;W1攪拌軸電動(dòng)機(jī)每天攪拌時(shí)間一周期8h，每天共3周期，功率為15kW，每天耗電360kW·h。W2消耗電石和氣體總耗電3450kW·h；W3照明裝置所選燈泡5個(gè)每個(gè)100W，但一般白天采用自然照明，不使用燈泡，夜間使用燈泡照明12h，消耗電量6kW·h；W4假設(shè)加熱采用電加熱，所耗電為773.0kW·h；所以總耗電W總=4589kW·h。第五章車(chē)間布置5.1車(chē)間平面布置要求（1）生產(chǎn)設(shè)備要嚴(yán)格按照工藝流程的順序來(lái)進(jìn)行安裝，先安裝大型主要設(shè)備，后安裝小型設(shè)備。（2）為了使工人有良好的勞動(dòng)條件，布置車(chē)間時(shí)應(yīng)盡量利用自然采光，并保持良好的通風(fēng)條件。（3）考慮好安全因素，安裝防火設(shè)備，保證車(chē)間內(nèi)管理，交通運(yùn)輸方便。方便發(fā)生事故時(shí)快速安全地疏散人員。5.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）嚴(yán)格按照廠(chǎng)區(qū)布局來(lái)確定本設(shè)計(jì)工藝所處的位置。（2）了解防火，爆炸，氣體和衛(wèi)生防護(hù)的國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；精通車(chē)間內(nèi)部和外部的道路關(guān)系，電氣傳輸和防火。（3）熟悉車(chē)間生產(chǎn)工藝，熟悉原料以及產(chǎn)品的相關(guān)物性數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)取?.3車(chē)間布置5.3.1廠(chǎng)房安排本操作可以將各個(gè)區(qū)域安置在一個(gè)車(chē)間中，可以利于操作提高效率。5.3.2廠(chǎng)房層數(shù)根據(jù)PVC的工藝合成流程，廠(chǎng)房設(shè)計(jì)為一層。5.3.3廠(chǎng)房布置（1）廠(chǎng)房車(chē)間布置[41，42]車(chē)間廠(chǎng)房采取長(zhǎng)方形的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)即有利于生產(chǎn)工藝的設(shè)備布置，同時(shí)還有利于節(jié)約用電。同時(shí)設(shè)計(jì)的一層平房節(jié)約了員工在多層廠(chǎng)房來(lái)回往返的時(shí)間。(2)設(shè)備布置根據(jù)發(fā)布的《關(guān)于化工部設(shè)計(jì)采用聯(lián)合露天布置的原則規(guī)定》，同時(shí)依據(jù)本次生產(chǎn)制備的特點(diǎn)，該車(chē)間廠(chǎng)房采納全室內(nèi)的布置方案。進(jìn)行這樣全室內(nèi)車(chē)間布置的具體原因如下:

本次生產(chǎn)所使用設(shè)備無(wú)大型設(shè)備，設(shè)備如放在室外會(huì)對(duì)設(shè)備造成較快的損耗，所用設(shè)備（擠出機(jī)、冷卻水槽等）容易受到溫度、壓力等外部因素的影響，因此本車(chē)間廠(chǎng)房采納全室內(nèi)的布置方案較為合理。

(3)生產(chǎn)工藝對(duì)設(shè)備布置的要求:注意考慮設(shè)備的防腐蝕、防火等問(wèn)題，提高生產(chǎn)的安全指數(shù)。

設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程要求應(yīng)基于生產(chǎn)過(guò)程布局的設(shè)計(jì)以及水平和垂直連續(xù)性的維護(hù)；

性質(zhì)相同并且類(lèi)型相同的設(shè)備可以集中布置在一起。這樣既有利于增強(qiáng)對(duì)設(shè)備的使用與控制，還可以節(jié)約工人使用設(shè)備的時(shí)間;

設(shè)備之間的管道應(yīng)盡可能短;

要設(shè)計(jì)好通風(fēng)、采光、排水等相關(guān)方面的問(wèn)題;

第六章三廢污染治理和綠化設(shè)計(jì)6.1污染來(lái)源（1）三廢：1、固體廢棄物污染，包括電石渣及廢觸媒。2、液體廢棄物的污染，包括汞污染[43，44]、酸污染及電石渣上清液的堿、硫、磷、COD污染等。3、氣體污染主要是氯乙烯精餾裝置中的尾氣排放。（2）噪聲污染：主要是攪拌器、水泵等設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，其強(qiáng)度不超過(guò)65db。（3）生活污水及生活垃圾：按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格處理，必須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再排放[45]。6.2治理原則（1）三廢：采用上清液循環(huán)利用裝置；通過(guò)在泵出口處吸收合成氣中過(guò)量的氯化氫而產(chǎn)生的鹽酸；水環(huán)泵循環(huán)水處理裝置（過(guò)濾器，循環(huán)槽，沉淀池）；全封閉的旋振篩處理粉塵；活性炭列管式吸附器和真空解吸法回收氯乙烯精餾尾氣。（2）噪音控制：噪音衰減，噪音吸收，隔音等，以減少噪音污染6.3綠化設(shè)計(jì)環(huán)境污染的主要行業(yè)之一就是化學(xué)工業(yè)，化學(xué)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)部門(mén)都應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境管理，遵守相應(yīng)法律、法規(guī)，并且采取相應(yīng)的綠化措施以改善環(huán)境[45]：（1）在規(guī)劃設(shè)計(jì)前要進(jìn)行充分調(diào)查。（2）綠化規(guī)劃設(shè)計(jì)布局要合理，可適當(dāng)結(jié)合生產(chǎn)，種植一些經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，且不能影響車(chē)間生產(chǎn)的采光，從而保證安全生產(chǎn)。第七章生產(chǎn)操作制度嚴(yán)格遵守化工操作要求，認(rèn)真遵守加班制度，按時(shí)做好輪班制度。啟動(dòng)機(jī)器前應(yīng)該檢查各個(gè)設(shè)備是否連接完好、有無(wú)安全隱患，并且檢查是否有人在設(shè)備作業(yè)，檢查確定無(wú)誤后方可啟動(dòng)設(shè)備，如果啟動(dòng)設(shè)備后發(fā)現(xiàn)異常情況緊急斷電。嚴(yán)格遵守化工設(shè)備管理制度，嚴(yán)格杜絕無(wú)操作證上崗工作。啟動(dòng)機(jī)器時(shí)要嚴(yán)格進(jìn)行檢查，確保各個(gè)閥門(mén)都處于正常工作狀態(tài)后，方可啟動(dòng)。按照規(guī)定操作，一切都要遵守規(guī)范按照事先安排的流程操作，緊急情況下可以向公司主要領(lǐng)導(dǎo)反映。換班時(shí)檢查好設(shè)備是否完好，如有特殊情況及時(shí)報(bào)告，做好防火防爆工作。第八章經(jīng)濟(jì)概算8.1概算內(nèi)容8.1.1工程費(fèi)用（1）主要生產(chǎn)項(xiàng)目的費(fèi)用：包括原料車(chē)間的儲(chǔ)存、產(chǎn)品的包裝儲(chǔ)存等項(xiàng)目費(fèi)用。（2）輔助生產(chǎn)項(xiàng)目費(fèi)用：包括機(jī)修、電修、設(shè)備材料庫(kù)等項(xiàng)目的費(fèi)用。（3）公用工程費(fèi)用：包括給排水工程（水站、泵房等），供電及電信工程（配電室、輸電通訊等）、供汽工程（鍋爐房、供熱站等）。（4）服務(wù)性工程費(fèi)用：包括辦公室、浴室、醫(yī)務(wù)室等項(xiàng)目的費(fèi)用。（5）生活福利工程費(fèi)用：包括相應(yīng)公用設(shè)施如供電、供水、廁所、商店等項(xiàng)目的費(fèi)用。8.1.2其他費(fèi)用（1）施工單位管理費(fèi)。（2）建設(shè)單位用費(fèi)，如生產(chǎn)工人培訓(xùn)費(fèi)、生產(chǎn)齊聚購(gòu)置費(fèi)、辦公生活用具購(gòu)置費(fèi)、土地征用遷移補(bǔ)償費(fèi)、綠化費(fèi)等。（3）勘察、設(shè)計(jì)研究費(fèi)。8.2總概算通過(guò)查閱有關(guān)文獻(xiàn)和書(shū)籍，設(shè)計(jì)做出的經(jīng)濟(jì)概算如表9.1所示[25]。表9.1總概算統(tǒng)計(jì)表序號(hào)主項(xiàng)號(hào)工程和費(fèi)用名稱(chēng)概算價(jià)值/萬(wàn)元價(jià)值合計(jì)設(shè)備購(gòu)置費(fèi)安裝工程費(fèi)建筑工程費(fèi)其他費(fèi)人民幣/萬(wàn)元第一部分工程費(fèi)用一主要生產(chǎn)項(xiàng)目1攪拌釜反應(yīng)器5.040.871.120.207.232計(jì)量罐0.300.050.040.020.413儲(chǔ)罐6.501.650.780.109.034聚合釜1.200.500.080.031.81小計(jì)13.043.072.020.3518.48二輔助生產(chǎn)項(xiàng)目7機(jī)修-0.720.490.081.298電修-0.430.410.040.889設(shè)備材料庫(kù)--1.200.051.25小計(jì)1.152.100.173.42三公用工程費(fèi)用10給排水0.810.070.380.021.2811供電及電信0.500.05-0.060.61小計(jì)1.310.120.380.081.89四服務(wù)性工程項(xiàng)目12辦公室-0.901.160.352.4113廁所0.820.080.050.051.00小計(jì)0.820.981.210.403.41第二部分其他費(fèi)用14五建設(shè)單位管理費(fèi)44.0044.0015生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)-0.16-0.120.2816土地使用費(fèi)-2.521.200.203.9217生產(chǎn)辦公及生活家具購(gòu)置費(fèi)-1.501.500.083.0818總承包管理費(fèi)1.501.50小計(jì)-4.182.7045.9052.78第三部分總預(yù)備費(fèi)19六基本預(yù)備費(fèi)3.603.6020漲價(jià)預(yù)備費(fèi)1.051.05合計(jì)4.654.65第四部分專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)用21七投資方向調(diào)節(jié)稅1.251.2522建設(shè)期貸款利息1.961.96合計(jì)3.213.21八總概算價(jià)值15.179.508.4154.7698.36本項(xiàng)目總投資概算達(dá)98.36萬(wàn)元。對(duì)于預(yù)算應(yīng)該嚴(yán)格按照國(guó)家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)范開(kāi)展，杜絕偷工減料和私自侵吞公司財(cái)產(chǎn)，對(duì)于實(shí)際與預(yù)算不符的情況，相關(guān)人員應(yīng)該及時(shí)報(bào)告給有關(guān)負(fù)責(zé)人員。結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)探究決定作此設(shè)計(jì)任務(wù)，并據(jù)此做出了設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了生產(chǎn)方法的選擇，設(shè)備的選型設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝流程圖、車(chē)間布置和反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)，還就三廢問(wèn)題、生產(chǎn)制度等方面作了說(shuō)明，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)概算。（1）成功設(shè)計(jì)出高產(chǎn)量高質(zhì)量的PVC顆粒，根據(jù)合成方案，進(jìn)行工業(yè)化設(shè)計(jì)。（2）按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，使用AutoCAD繪制出生產(chǎn)工藝流程圖、車(chē)間布置圖和聚合釜設(shè)備圖。（3）同時(shí)預(yù)計(jì)該項(xiàng)目初步投資98.36萬(wàn)元。參考文獻(xiàn)：[1]郭軼杰.新型PVC增塑劑納迪克酸二異戊酯(NAAE)及其環(huán)氧化產(chǎn)物應(yīng)用研究[D].北京化工大學(xué).[2]A.MANASH,P.KUMAR.ComparisonofburnrateandthermaldecompositionofAPasoxidizerandPVCandHTPBasfuelbinderbasedcompositesolidpropellants[J].防務(wù)技術(shù),2019,15(2):227-232.DOI:10.3969/j.issn.2214-9147.2019.02.013.[3]王慧君.PVC開(kāi)孔材料成型工藝及性能研究[D].東華大學(xué),2016.[4]史彥勇,任志榮,熊磊.交聯(lián)PVC樹(shù)脂的研究進(jìn)展[J].聚氯乙烯,2018,46(3):8-10.DOI:10.3969/j.issn.1009-7937.2018.03.002.[5]

Plastics.

Preparation

of

PVC

Pastes

for

Test

Purposes.

Planetary-Mixer

Method

ISO

4612:1999:EN

ISO

4612-1999[S].[6]

Multilayer

piping

systems

for

hot

and

cold

water

installations

inside

buildings.

Part

3:Fittings:EN

ISO

21003-3-2008[S].[7]

Plastics

piping

systems

for

hot

and

cold

water

installations

-

Polypropylene

(PP)

-

Part

1

:

general.:NF

T54-938-1/A1-2007[S].[8]王麗.

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