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1、中南大学本科毕业设计（论文）题目：年产 5 万吨聚氯乙烯干燥工序设计专业：化学工程与工艺班级：32071姓名：指导教师：毕 业 设 计（论文）任 务 书专业：化学工程 年级：32071 姓名：毕业设计（论文）题目：年产 5 万吨聚氯乙烯干燥工序设计毕业设计（论文）内容：将从聚合来的 PVC 树脂粉通过料浆泵输送到离心机进行离心脱水，鼓风机鼓出的风在空气加热器的作用下将离心物料吹进干燥器进行干燥。指导教师： 签字 年 月 日 函授站长： 签字 年 月 日成教院院长： 签字 年 月 日摘 要本设计简要的介绍 PVC 产品的性能、用途和在国民生活中的作用、市场需求，产品的生产方法及特点。分析了 PV
2、C 树脂产品对人民生活及国民经济发展的重要作用，阐述了发展 PVC 技术的必然性和可行性。PVC 干燥技术，是 PVC 生产技术中的一部分，比起其它工序来说要相对简单些，但是仍然值得我们学习与探讨。合理设计我们的干燥过程对提高产品的质量，节省能源，缩短干燥时间提高效率有十分重要的意义。本设计年产 5 万吨聚氯乙烯干燥技术采用了实际生产过程中已经验证，并切实可行的设计方案因此在设计的过程中能够验证各种理论与实际设计的差异，干燥流程也是根据生产实际情况所定。干燥流程采用固液离心分离和气固旋风分离技术、干燥介质选用过滤空气、干燥方式先采用传导干燥法提高干燥介质的温度，再采用对流干燥技术除去湿物料中的
3、水份，用 DCS 控制温度调节蒸汽的进汽量。压力采用现场显示和 DCS 显示控制。本设计对干燥过程的物料和热量进行了衡算，并对主要设备的选型和相关工艺数据进行了计算将所用设备列表汇总，与实际设备比较符合了设计的基本要求。物料和热量衡算接近实际情况，在工程允许的误差范围类。特别是蒸汽的用量和鼓风机的鼓风量能较准确的反应生产中的实际情况。本设计理论与实际相结合，是对生产过程过程的一种最有效验证。毕业设计一、第一部分 设计说明书二、第二部分 带控制点的工艺流程图三、第三部分 设备平面布置图一、 第一部分 设计说明书目 录一、总论11.1 概述.11.2 文献综述.31.3 设计任务的依据或项目来源.
4、31.4 设计产品所需的主要原材料规格、来源以及水、电、汽等供应情况31.5 其他.3二、干燥流程的确定32.1 干燥方法的分类.32.2 本次设计干燥方法的选择.42.3 本次设计干燥流程的确定.4三、干燥流程简述5四、工艺计算54.1 干燥过程的物料衡算.54.2 干燥过程的热量衡算.7五、主要设备的工艺计算和设备选型95.1 非标设备的计算.95.2 定型设备的计算和选型125.3 设备一览表15六、原材料、动力消耗额及消耗量.17七、环境保护与安全措施.177.1 环境保护.177.2 安全措施.18八、设计体会和收获.18九、参考文献.19年产 5 万吨 PVC 树脂粉干燥工序设计任
5、务书一、设计项目：聚氯乙烯厂干燥工序工艺设计二、设计规模：50000tPVC/y三、设计阶段：初步设计四、设计时间： 年 月 日- 年 月 日五、设计条件：1、 （PVC 料浆）规格组成：70%的水 30%的 PVC 料浆PVC 料浆温度 30402、产品规格干燥树脂含水0.1%3、干燥方式：旋风干燥旋风干燥采用气流管旋风干燥床两段连续气固并流干燥工艺。4、地区条件：湖南5、其他条件：加热蒸汽 0.5Mpa 饱和或过热蒸汽（过热温度为150）六、设计成果：1、设计说明书一份2、带控制点工艺流程3、设备平面布置图七、设计主要参考文献：郑子石主编，聚氯乙烯生产过程及操作，北京：北京科学技术出版社，
6、1992化工工艺设计手册，上下册，北京：化学工业出版社，1986王志魁主编，化工原理，北京：化学工业出版社，2004王纬武主编，化工原理，下册，上海：上海交通大学出版社，2001许志华等，世界 PVC 树脂生产技术进展，聚氯乙烯：聚氯乙烯编辑部，2006一、 总论1.1 概述1.1.1PVC 产品的性能聚氯乙烯（简称 PVC），由于在大分子结构中引入了氯原子，从而使得该产品的物化性能、机械性能、力学性能等方面优于聚烯烃，成为当今价廉物美的通用树脂品种。PVC 化学性质稳定，耐酸碱及化学药品的侵蚀，有较好的机械强度及良好的绝缘性能。1.1.2 PVC 产品的用途PVC 塑料有软质和硬质两种。软质
7、 PVC 主要加工成薄膜，用于农业生产、包装材料：制造雨衣、床单、台布等。人造革、塑料凉鞋和日常生活中的许多塑料制品，以及电线、电缆的绝缘材料都是软质 PVC 的制品。硬质 PVC 主要用作管材和型材，用于制造各种工业设备和容器，制作家俱和用于建筑等方面。1.1.3PVC 产品在国民经济和人民生活中的重要性PVC 以其优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及低廉的制造成本、比较容易加工等。成为应用领域最为广泛的塑料品种。由于 PVC 所具有的多种优越性，现在 PVC 的产量已经成为世界各国国民经济发展的重要指标，对人民生活的安康，社会的和谐与进步有着举足轻重的作用
8、。因此发展 PVC 新技术十分必要。1.1.4 PVC 产品的市场需求自 PVC 树脂工业化以来，世界树脂生产能力和产量逐年上升。美国、日本及我国的 PVC 产量见表 1。表 1 美国、日本及我国 PVC 的产量 万 t/a年份 美国 日本 中国1950 15.0 0.11955 31.7 3.21960 39.9 35.8 1.31965 81.9 48.3 7.41970 140.2 116.1 12.81975 164.2 112.5 21.81980 248.6 142.9 37.81985 306.0 153.0 50.81990 412.3 201.6 78.51995 543.7
9、 222.4 131.02000 680.0 250.0 265.42002 803.0 257.4 360.0到 2001 年，全球 PVC 树脂总生产能力已增至 2992.5 万 t，2002 年约 3400万 t。PVC 需求量达到 2808 万 t，需求增长率由 2001 年的 1%增长 4.8%。从2002 年起，全球各 PVC 大公司进入进一步垄断生产能力和扩大经营范围的新时期，世界许多国家都在加快发展 PVC 工业，使 PVC 市场更加国际化。2003 年世界各大 PVC 行业还有许多重组。到目前为止 PVC 产品已形成了一个成熟的生产、销售体系。1.1.5 PVC 树脂的生产方
10、法及特点1以乙烯为基础的 VCM 生产工艺及特点在以乙烯为基础的工艺路线中，VCM 用热解 EDC 的方法生产，EDC 用直接氯化或乙烯氧氯化法生产。最初使用的平衡氧化法生产 VCM，原料乙烯与纯净的氯进行氯化反应生产出 EDC，然后将 EDC 在高温下（500600）裂解生产出 VCM，并副产 HCl。为消耗 HCl，特设氧氯化单元，将 HCl 与乙烯和 O2反应，生产 EDC，用于裂解VCM，副产物 H2O 经废水装置处理后排放。特点：该法生产成本较高，原料消耗和能耗大，乙烯与 HCl 的氯化反应设备比较昂贵，生产过程中排放的气体 VCM 含量较高（100ug/g） ，污染大气，还会使裂解
11、炉结焦严重。1990 年后所有装置均采用不同于平衡氧氯化法的新工艺，即直接氯化法制 EDC、VCM 工艺，直接氯化法制 EDC 通常是在塔式反应器中的液相反应介质中进行，以产物 EDC 作为反应介质，其中溶有氯化铁作为催化剂。该工艺过程有高温氯化（HTC）和低温氯化（LTC）两种。工业实践的趋势是朝向高温氯化工艺。当今先进的 EDC 生产技术是 Inovyl 公司的高温直接氯化生产 EDC 工艺、Inovyl 公司的 HTC 技术是有乙烯和氯生产 EDC 的高能效工艺。采用反应放热蒸发 EDC，达到了节能的目的。产品提纯采用分级蒸馏，与 LTC 不同。无需水洗产品去除溶解的氯化铁，无含水物流需
12、处理，有足够的热量可提纯与之相连的VCM 装置中其他的 EDC 物流，来自氧氯化单元的 EDC 和来自 LTC 单元的 EDC，这样可大的降低蒸汽消耗。HTC 工艺独特的反应器是采用单一的直立式 U 型腿与水平的气液分离器相连。特点：a、节能，HTC 系统产生的 EDC 可直接送至裂解炉或外销，实现了自动化控制，系统可靠，安全性能好；b、原材料的转化率高，HTC 反应器将进料乙烯和氯气转化成纯 EDC 的效率分别是 98.5%和 99.0%；c、废水量少，EDC 产品无需洗涤，减少了后处理的废水量，而且烧碱耗量减少。2以乙烷为基础的 VCM 生产工艺及特点欧洲、俄罗斯、美国等天然气资源丰富的国
13、家和地区对乙烷氧氯化制 VCM 的研发工作十分活跃。EVC 公司经过 9 年多的研究，开发的乙烷直接氧氯化法生产 VCM 技术获得成功。该公司报道，使用便宜的乙烷代替乙烯作原料生产 VCM可使生产成本大大降低。该工艺的关键是研制开发了一种在较低温度下仍具有较高活性的催化剂，使反应温度降低，设备的腐蚀及副产物的生成量减少，副产的氯代烃可转化成 VCM，提高了乙烷的转化率，另外,新工艺将乙烷和氯气一步转化为 VCM。特点：仅使用 1 个反应器，使 VCM/PVC 脱离乙烯裂解装置，省去生产 EDC 中间体装置，使 PVC 的价格下降。3以电石乙炔为基础的 VCM 生产工艺及特点电石乙炔法目前是我国
14、应用最为普遍的一种生产工艺，该技术简单，其典型的流程见下面方框图：水 氯化氢特点：电石乙炔法耗电大，成本高，氯化反应需贡盐做催化剂，易污染。1.2 文献综述在这次设计过程中，主要参阅了聚氯乙烯生产过程及操作 、 化工工艺设计手册 、 化工原理 、 聚氯乙烯等图书和期刊。通过聚氯乙烯生产过程及操作让我了解懂得聚氯乙烯生产的基本原理。 聚氯乙烯杂志让我了解目前生产聚氯乙烯的几种方法、国内外生产情况、市场需求以及国内外发展趋势。经过 60 多年的发展，PVC 行业虽然受石油危机和世界性经济萧条的冲击、环境生态保护的指责、限制及其他塑料品种的激烈竞争，但其市场需求仍持续增长，这与 PVC 生产新技术不断推出、品种不断更新紧密相关。1.3 设计任务的依据或项目来源本次设计的选题来自于本人实际实习的岗位，选题时经过指导老师的许可和批准。在蒋历辉老师的指导和帮助下完成了各项工作。1.4 设计产品所需的主要原材料规格、来源以及水、电、汽等
