吨PVC生产车间工艺流程设计

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1、设计任务书2摘要Abstract第一章概述61.1原料的选择61.2原料的配比71.3主要工艺参数71.4设计所用物料的物理性质91.5聚合反应过程工艺流程叙述10第二章物料衡算122. 1年投料的物料衡算 122.2车间物料的衡算 132.3釜数及投料系数的台数的确定13附录114第三章热量衡算15附录215第四章 设备工艺设计 154.180m3不锈钢聚合釜154.2汽提塔164.3混料槽164.4 离心机164.5干燥器17附录3 17参考文献18摘要 Abstract （略）第一章概述1.1原料的选择1、单体表11单体指标纯度,水，Ug/g 铁，Ug/g醛，M g/g低沸物，g/g高沸

2、物，299. 98W100W0.5W3W10W502、去离子水表1.2去离子水指标控制项目导电率PH二氧化硅指标10 u s/cm5 8.50. 2mg/L3、引发剂、分散剂以EHP、CPN为引发剂；分散剂为450gVCM、315gPVA （平均聚合度 2600,醇解度80%）, 225gPVA （平均聚合度300,醇解度45%）,4、链终止剂选用HEO。国内常用的终止剂ATSC终止效果优于双酚A, ATSC使产 品分子量更均匀，口度也明显改善。双酚A加入后仍有反应温度渐渐升高 的过程，除此还在精憎系统中出现自聚现象，说明终止效果不彻底，尚有 少部分引发剂未被破坏，反应继续进行。而HEO与AT

3、SC相比，山于HEO 是复合配方，不仅终止效果好，而且其中有优良的热稳定配方，能大幅度 提高产品白度。试验表明，同样的配方和工艺条件，用ATSC最终产品白 度在74%-76%,而用HEO产品白度可达85%o5、分子量调节剂最常见的调节剂是三氯乙烯，投加用量在较高范围（0.5%1%,对 单体），还对降低产品树脂分子量有显著效果。近年来，已见有硫基乙醇 作为分子量调节剂，、|投加用量在100pg/g200卩畝范用时，可降低反应 温度2C3C左右。依据发展趋势，选用硫基乙醇作为分子量调节剂。1.2原料的配比表1.3原料配方原料VCM水引发剂分散剂其他助剂重量，份1001800. 040. 08适量3

4、主要工艺参数1、产品类型：选用疏松型。2、聚合反应时间：5h3、聚合温度：57 C4、操作周期:9h表1.4乙烯悬浮聚合操作周期工序设计值min1、水相加料302、抽真空153.加 VCM154、加热到57C305、恒温聚合时间3006、回收单体607、岀料308、淸釜60聚合周期540 (9h)5、年平均操作时数：8000小时6、转化率：90%o根据要求生产的树脂牌号，氯乙烯单体的转化率选定在70% 93%范围。工业上生产硬质PVC塑料制品用树脂，转化率要求大约为90%。7、PVC粉体特性：聚合度1000,表观密度0. 55g/ml,平均粒径14911m,孔隙率0. 185ml/g。8、系统

5、损失率表3系统损失率部位损失率（kg/kg聚合物）放空损失浆料损失气提损失离心、干燥损失精馅损失包装总计0.51%0.05%0.1%0.38%3.5%0.21%5%1. 4设计所用物料的物理性质表15水的物理性质温度C密度 kg/m3比热容KJ/(kg. C)导热系x X10=w/(m. C)粘度X 107Pa. S普兰徳数Pr10999.74. 19157.45130. 779. 5230995.74. 17461.7680. 0740992.24. 17463. 3865. 604. 3257986.64. 17565. 1349.3表32 VCM物理性质温度C密度kg/m比热容KJ/(k

6、g. C)201.352501.53578371.57701.63表1.6 PVC的物理性能性能指标结晶数据/mm正交晶系，每个晶胞两个单体abc工业PVC1.060. 540. 51单晶1.0240. 5240. 508结晶度/%1.9聚合后4.9熔体密度（未复配）（g/cm8）1.39总体1.53晶体0.41泊松比（硬PVC）1.54折射率83玻璃化温度/c7X103线膨胀系数（未增塑）2比热容/ (J/g-C)硬PVC0. 9223C1.0550 C1.4580C1.631201.88增塑的PVC (50份DOP)23C1.5452 C1.67so r1.75120C1.88热导率（未增

7、塑）/J/（cm sC）17.5X10介电强度/（ kv/mm）20溶解度参数/（J/cm 3）0 S40. 7 （平均）1. 5聚合反应过程工艺流程叙述:工艺流程方框图：聚各聚合后处理单体储备引发剂分散剂其他助剂溶液配制去高子水聚各前准备I防粘釜剂清釜汽提离心包装气体焚化悽水处理工艺流程叙述1、聚合单元首先将加热到48C左右的去离子水由泵计量后加入到聚合釜中，分散剂配 成一定浓度溶液，在搅拌下由泵经计量后加入聚合釜内（也可由人孔直接投入）, 其他助剂配制成溶液通常山人孔投加，然后关闭人孔盖，通入氮气试压及排除 系统中氧气，或借抽真空及充入氯乙烯方法。最后将新鲜氯乙烯与回收后经处 理的氯乙烯依

8、一定比例（回收的VCM占总量的10%）,送入计量槽内计量，再经 单体过滤器过滤后加入釜内，开启多级往复泵将引发剂计量后加入釜中。加料 完毕后，于釜夹套内通入热水将釜内物料升温至规定的温度（57C）。当氯乙烯 开始聚合反应并释放岀热量时，夹套内改通冷却水以及时移除反应热，并使反 应温度控制在570.2C,直至反应结束。当釜内单体转化率达到85%以上，这 时釜内聚合压力为0.5 MPa,曲计量泵向釜内加入一定量的终止剂，未反应的氯 乙烯单体经自压回收后，当压力降至2.9 Kpa时，将釜内浆料升温至70C左右， 进行真空回收，真空度为500 mmHg550mmHg,最后浆料中的氯乙烯含量在700 U

9、g/go然后进入放料操作。2、汽提、干燥工序山聚合釜排出的浆料，为降低残留在其中的氯乙烯和减少氯乙烯对环境的污染, 用泵打入岀料槽除去其中的大块物料，再将其送入汽提塔，在塔内与曲塔底上 升的蒸汽在塔板上进行逆流传质过程。该塔为真空操作，用真空泵维持塔顶的 真空度，并以此来保证塔顶的温度。塔顶逸岀的含氯乙烯气经冷凝，未凝的氯 乙烯含氧量在1%以下时，经真空泵送至氯乙烯气柜备用。塔釜之浆料含氯乙烯 约400|lg/g,经热交换器冷却后进入混料槽，再送往离心机进行离心分离。离心 分离后PVC滤饼含水量为23%27%,经滤饼分散器机械分散并均匀地加入干燥 器中进行干燥。干燥器内带有内加热和内冷却。第1

10、5室为干燥室，用热水盘 管和热风干燥，笫6室为冷却室。干燥后的氯乙烯树脂含水量为0.3%0.4%o经 过筛除去大颗粒，再由气流输送至贮料仓，最后由包装单元进行包装。问3、VC回收工序VC回收工序包括VC气体回收至气柜、VC气体压缩、精镭等部分。自压回收的氯乙烯，经VC气体洗涤塔以除去气体飞沫中夹带的PVC,然后 经气体冷却器进入气柜，真空回收的VCM,用回收风机抽至气柜。由气柜出来的VC气体送至脱湿塔，用5C的冷冻盐水进一步冷凝，两个冷凝 器所冷凝的VC送至精憎塔进行精镭，所得的精氯乙烯经过滤后，按比例送入氯 乙烯讣量槽与新鲜氯乙烯混合供聚合使用，未凝的气体送至焚烧炉处理，塔釜 的高沸物排放至

11、塔底液罐中，加热以进一步回收部分氯乙烯。第二章物料衡算2. 1年投料的物料衡算表3系统损失率部位损失率(kg/kg聚合物)回收损失0.25%放空损失0.51%浆料损失0.05%气提损失0.1%离心、干燥损失0.38%精憎损失3.5%包装0.21%总计5%因为产品的最后产量为26000吨，山表3系统损失率可以计算出系统年初 始投料量：筛分损失率为0.21%则筛分时产量为:26000X (1+0.21%) =26054.6吨干燥时损失率为0.13%则干燥时产量为:26054.6 X (1+0.13%) =26088.5吨离心时损失率为0.25%则离心时产量为：26088.5X (1+0.25%)

12、=26153.7吨混料时损失率为0.01%则混料时产量为:26153.7X (1+0.01%) =26156.3吨汽提时损失率为0.1%则汽提时产量为:26156.3 X(1+0.1%) =26182.5 吨出料时损失率为0.01%则出料量的产量为:26182.5X (1+0.01%) =26185.1 吨聚合时损失率为0.03%+0.25%+0.51%则聚合时 VCM 投料量为:26185.IX (1+0.03%+0.25%+0.51%) =26392.0因为聚合时的转化率为90%则 聚合时共投料量为：26392.0/90%=29324.4n屯2.2车间物料的衡算投入单体的计算：投料系数为0

13、.82 、釜的体枳为100m3、在20摄氏度时，p VCM=911 kg/m3 p H2O= 997.7kg/m3设每次投入单体的质量为 X 贝iX/911+1.8X/997.7= 100X0.82以100n】3釜为例，每次投入单体28473.8kg。因转化率为90%,则反应得到树脂 G 1=28473.8 X 90%=25626.4kg,回收时损失的VCM为0.25%则 G2=25626.4 X 0.25%=64.1 kg放空时损失为0.51 %,则G3=28473.8X0.51 %=145.2kg浆料损失为0.05%,贝ijG4=28473. 8X0.05%=14.2kg汽提损失为0.1%,则G5=28473. 8X0.1 %=28.5kg离心干燥损失为0.38%,贝ijG6=28473. 8X0.38%=108.2kg精憎时损失为3.5%,则G7=28473. 8X3.5%=996.6kg包装时损失为0.21%,贝ijGs=28473. 8X0.2l%=59.8kg未测定其损失为G9=1322. 9kg反应前物料G=22054. 9kg,根据物料平衡原理：G=Gi+G2+ +G9=25626.4+64.1+145.2+28.5+22.1 + 10&2+996.6+59.8+1322. 9=22054. 9kg2.3釜数及投料系数的台数的确定因为