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1、宁夏理工学院毕业设计毕业设计题 目 年产8万吨PVC的氯乙烯合成工段设计 专 业学 生 姓 名班 级 学 号指 导 教 师指 导 单 位专 业 负 责 人日 期 毕业设计题目年产8万吨PVC的氯乙烯合成工段设计题目类型工程设计题目来源生产毕业设计（论文）内容与技术要求设计内容：1.PVC的概述：PVC的名称、物理、化学性质；国内外生产前景及其作用；本设计的目的及其意义2.操作指标方案设计3.PVC的生产原理及工艺流程4.物料衡算和热量衡算5.工业三废的处理基本要求： 对所涉及的化工生产过程(单元操作)的原理.工艺参数.流程.影响因素及控制手段有一定的掌握。尽可能吸收最新科技成果，力求技术先进，
2、经济效益更大；不造成环境污染；同时符合了国家工业安全与卫生要求。毕业设计（论文）进度2016年10月31日 选毕业设计题目2016年11月1日-11月8日 查阅相关内容与整理资料；完成任务书2016年11月8日-11月16日 完成开题报告2016年11月16日-11月28日 查阅书写综述2016年11月28日-12月2日 完成毕业设计初稿，请指导老师审阅2017年4月5日-5月5日 对初稿进行审查、绘制工艺流程图2017年5月5日-6月5日 修改设计、完成毕业设计、准备预答辩和正式答辩参考资料1 严福英.聚氯乙烯工艺.北京：化学工业出版社，1990.2 潘祖仁 等.塑料工业手册.北京：化学工业
3、出版社，2000.3 寥丙邹.物理化学.北京：化学工业出版社，2000.4 陈鸣德.化工计算.北京：化学工业出版社，1990.5 陈美娟.化工原理.北京：化学工业出版社，2001.6 朱炳辰.反应工程.北京：化学工业出版社，1981.7 邓云祥.聚氯乙烯生产原理.北京：科学出版社，1982.8 林师沛.聚氯乙烯塑料配方设计指南.北京：化学工业出版社，2002.摘要聚氯乙烯是一种极重要的有机化工原料，是有机化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。近年来，随着树脂下属产品的开发，特别是聚氯乙烯类的推广应用，聚氯乙烯的需求大幅度上升。为了满足经济发展对聚氯乙烯的需求，开展了此8万t/a的聚氯
4、乙烯项目。设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。本设计本着符合国情、技术先进和易得、经济、环保的原则，采用氯乙烯为原料，利用悬浮聚合法合成PVC；此外严格控制三废的排放，充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。关键词：氯乙烯；聚合；PVCAbstractPolyvinyl chloride (PVC) is one of the most important organic chemical raw materials, and it is the basic product of organic chemistry, which plays a very important
5、 role in the national economy. In recent years, with the development of resin products, especially the popularization and application of polyvinyl chloride, polyvinyl chloride demand has increased significantly. In order to meet the demand of economic development for PVC, this 80 thousand t/a PVC pr
6、oject was carried out. The main content of the design is the process demonstration, material balance and heat balance. This design in line with national conditions, advanced technology and easy, economy, environmental protection principle, the vinyl chloride polymerization method for the synthesis o
7、f PVC by suspension; in addition to strictly control the discharge of three wastes, make full use of waste heat, reducing energy consumption, to ensure the safety of personnel and health.Key words: vinyl chloride; polymerization; polyvinyl chloride 36目录摘要IABSTRACTII1.概述11.1 聚氯乙烯的性质11.2 聚氯乙烯的发展史11.3
8、聚氯乙烯的用途21.4 聚氯乙烯合成原料21.5设计的目的和意义22.工艺流程设计32.1聚氯乙烯合成路线的选择42.1.1溶液聚合法42.1.5悬浮聚合法42.1.5电石法工艺技术简介52.2 主要设备的设计和选型62.2.1主要设备62.2.2主要管道管径选型62.3 合成氯乙烯的设计条件62.3.1催化剂的选择62.3.2对原料气的要求82.3.3生产条件的选择92.4 聚氯乙烯工艺条件影响因素102.4.1 单体纯度102.4.2 引发剂102.4.3 水质与水量102.4.4 系统中的氧112.4.5 其他助剂112.4.6 聚合温度与压力113 工艺流程123.1聚氯乙烯悬浮法具体
9、工艺路线123.2工艺配方和工艺参数133.2.1 工艺配方133.2.2工艺参数134 工艺计算154.1 物料衡算154.1.1 聚合釜154.1.2 汽提塔184.1.3 离心机204.1.4 旋风干燥床214.1.5 包装224.2 热量衡算234.2.1 聚合釜的热量计算234.3 设备的计算及选型274.3.1 聚合釜274.3.2 混料槽294.3.3 汽提塔294.3.4 离心机304.3.5 泵、鼓风机、过滤器30（1）泵305工业三废的处理335.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理335.1.1 氯化汞触媒的产生335.1.2 氯化汞中毒机理335.1.3 废HgCl2触媒
10、的处理335.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理335.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生3335.2.2 中毒机理345.2.3 对VC泄露的综合治理345.3 废水的处理345.3.1 废水排放要求345.3.2 废水的处理方法345.4其他三废的处理35宁夏理工学院毕业设计1.概述1.1 聚氯乙烯的性质聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料，是含有少量结晶结构的聚合物。聚氯乙烯为无定形结构的白色粉末，支化度较小，相对密度1.4左右，玻璃化温度7790，170左右开始分解，对光和热的稳定性差，在100以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解
11、，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性1。1.2 聚氯乙烯的发展史20世纪的30年代50年代是塑料工业迅速发展的时期。在此期间有许多合成塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工业化。自1835年法国化学家V.Regnault首先发现了氯乙烯，于1838年他又观察到聚合体，这就是最早的聚氯乙烯。1872年包曼(Baumann)报导了氯乙烯的制备，并观察到在强烈阳光照射后，氯乙烯逐渐变成一种无定形的白色固体物。经历数十年直到1910年德国与美国研究了氯乙烯在紫外线和过氧化物存在下的聚合反应。1910年，Ostromislensky在进行氯乙烯研究时，也获得氯乙
12、烯聚合物，称之为Cauprene chloride。1920年，德国研究聚氯乙烯已相当活跃，这时美国联碳化学公司与杜邦公司对氯乙烯聚合物的制备发表了专利。这标志着氯乙烯及其聚合物的制造已进入实用技术阶段。1920年，在美国的柏寨森 (BURGHAUSAN)的瓦克(WACKER)公司制取聚醋酸乙烯，用它与氯乙烯共聚制得一种新材料。该材料易加工，且不再发生分解因它具有内增塑性，可用作涂料和硬模塑制品，开辟了以内增塑的办法解决了聚氯乙烯的加工。聚氯乙烯自工业化问世至今，六十多年来仍处不衰之势。占目前塑料消费总量的29%以上。到上世纪末，聚氯乙烯树脂大约以3%的速度增长。这首先是由于新技术不断采用，产
13、品性能亦不断地得到改进，品种及牌号的增加，促进用途及市场的拓宽。其次是制造原料来源广、制造工艺简单。产品质量好。在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。又它是氯碱行业耗“氯”的大户，对氯碱平衡起着举足轻重的作用。从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说：一般耗用量占其总量的2030%。特别是60年代以来，由于石油化工的发展，为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源，引起了人们极大的注意，因而促使氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新，使聚氯乙烯工业获得迅猛的发展。1.3 聚氯乙烯的用途聚氯乙烯作为世界五大通用塑料之一，今年发展非常迅速，由于它综合性能优异，广泛应用于农业、工业、国
14、防、人类日常生活等许多领域。聚氯乙烯树脂广泛地用于塑料加工行业，建材，轻工等行业。可用来加工成金属线包皮，薄片，板材，软管，管道配件，皮革，软质制品和玩具，也可用来加工成食品包装膜，包装盒，食品机药物装瓶，以及硬管，透明片，型木等。聚氯乙烯塑料在电子器件、交通运输、机械和人民生活等各方面，也均得到重用。1.4 聚氯乙烯合成原料1835年法国人V.勒尼奥用氢氧化钾在乙醇溶液中处理二氯乙烷首先得到氯乙烯。20世纪30年代，德国格里斯海姆电子公司基于氯化氢与乙炔加成，首先实现了氯乙烯的工业生产。初期，氯乙烯采用电石，乙炔与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙炔法。以后，随着石油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。1940年，美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。1960年，美国陶氏化学公司开发了乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速发展。乙炔法、混合烯炔法等其他方法由于能耗高而处于逐步被淘汰的地位。1.5设计的目的和意义当前高速发展的建筑行业的旺盛需求，也推动着中国聚氯乙烯产业的蓬勃发展。当今世界上，还没有一个地区或国家的聚氯乙烯产业，有像中国今天这样拥有一个广阔
