高分子课程设计

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1、分为以下几个子项：（1）聚合工段-聚合工段与聚合釜的设计（2）聚合工段-聚合工段与沉析槽的设计（3）聚合工段-聚合工段与混料槽的设计（4）离心干燥工段离心干燥工段与离心机计算与选型（5）离心干燥工段-离心干燥工段与气流干燥器的设计（6）8 离心干燥工段-离心干燥工段与沸腾（流化）干燥器的设计计算要求 合工段 - 聚合釜的设计 物料衡算、热量衡算、容积计算、电机功率计算和聚合釜传热面积核算，选择合适的聚 合釜（2 台） 合工段 - 沉析槽的设计 物料衡算、热量衡算、容积计算、电机功率计算，选择合适的沉析槽（2 台） 合工段 - 混料槽的设计 容积按沉析槽的5 倍计算，计算电机功率，选择合适的搅拌

2、器，两台设备。 心干燥工段：离心机设计与选型+ 中间湿料仓的设计 物料衡算，选择合适的型式和规格（2 台） 心干燥工段：气流干燥器的设计+ 中间干料仓的设计（1 套） 物料衡算、热量衡算、计算空气量、蒸汽用量，确定干燥器的主要尺寸和技术参数 心干燥工段- 沸腾干燥器的设计（2 套） 物料衡算、热量衡算、计算空气量、蒸汽用量，确定干燥器的主要尺寸和技术参数主要基础参数1.生产规模3000t/a 聚氯乙烯树脂2.年操作时间 7200h3.消耗定额1.064tVC/tPVC4.消耗分配总收率 94。即总消耗6。其中每个工序的损失分配为：聚合部分：包括粘壁（釜）、泄漏、泡沫夹带等损失1。 沉析部分：破

3、坏低聚物及吹风降温损失为1其它各工序均为 1。设计配方（以下为 13.5m3 反应釜配方，计算时按照该配方进行折算）软水6800kg(6.8m3)VC 单体5000kg(5.5 m3)引发剂4.7kgPVA 分散剂8kgNaHCO31kgNa2S250g操作周期a.聚合工序其中：加水10h40min加单体 搅拌混合 升温 反应、降温 出料 清釜、置换15min15min10min20min8h30min20min50minb.沉析槽 操作周期（含排气、加料、回收单体、升温、保温、冷却、出料）：9h。 混料槽操作周期9h （及其进料、混合、出料-即离心）离心 9h 内离心出 5 批的物料。干燥

4、气流干燥器为连续进料，沸腾干燥器为间歇进料。其操作周期的确定应能满足生产的需要。一、概述1. PVC概述聚氯乙烯(PVC)是全球五大热塑性合成树脂之一，产量仅次于聚乙烯，约占世界合成树 脂总消费量的30%。PVC树脂价格低廉，其制品广泛应用于工农业建设和人民的日常生活。 从整个世界PVC市场的地区分布情况来看，当前，北美洲和亚洲是世界上最大的PVC消费市 场；未来十几年间，拉美和中国将成为PVC消费增长最快的地区。因此，伴随我国经济的长 期持续稳定发展，PVC生产企业将存在着较大的利润增长空间。PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC 一般用于

5、地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬 PVC的区别)，容易变脆，不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因 此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。 下文均简称PVC。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称 为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为 60%,其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。2聚合工艺的选择和生产过程聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。生产方法。有悬浮聚合法、乳液聚合法和 本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约

6、占PVC总产量的80%左右。本次课程设计选择的方法 是悬浮聚合，易于调节品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，易于大规模组织生产 而得到广泛应用。PVC生产过程如下(1) 聚合工序：将氯乙烯在一定的温度、压力下，加入适量的助剂，经过聚合反应 生成聚氯乙烯。未反应完的氯乙烯经回收处理后循环使用。(2) 分离工序：聚氯乙烯浆料在一定的温度和压力下，经过汽提塔汽提除去聚氯乙 烯颗粒中残留的氯乙烯后送往离心干燥工序。(3) 离心干燥工序：将分离后的聚氯乙烯浆料经过换热器冷却后，送至离心干燥工 段，经干燥器干燥后含水量约为6%，再送入沸腾床干燥器进行干燥，干燥后的PVC 树脂含水量约为0.5%。二、

7、沸腾干燥器的基本介绍1. 沸腾干燥器的基础流化床干燥器又称沸腾床干燥器，流化干燥是指干燥介质使固体颗粒在流化状态下进行 干燥的过程。流化干燥之所以得到广泛的发展，主要有以下几个优点：(1) 由于物料和干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断地进行激烈搅动，所以传热效果 良好，热容量系数大；(2) 由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品不断被局部过热，所以特别适用于某些热 敏物料干燥；(3) 在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；(4) 物料在干燥器中停留时间可自由调节，由出料口控制，因此可以得到含水量很低的产品。 当物料干燥过程存在降速阶段时，采用流化床干燥较为有利。另外，当干燥大颗

8、粒物料，不 适于采用气流干燥器时，若采用流化床干燥器，则可通过调节风速来完成干燥操作。(5) 干燥装置本身不包括机械运动部件，从而设备的投资费用低廉，维修工作量较小。与气 流干燥器相比，流化床干燥器的流体阻力较小，对物料的磨损较轻，气固分离较易，热效率 较高(对非结合水的干燥为60%80%,对结合水的干燥为30%50%)。其主要缺点：(1) 被干燥物料颗粒度一般要求不小于30 um,不大于6 mm为合适，当几种物料一起干燥 时，各种物料粒度应当接近；(2) 由于流化干燥器的物料返混比较激烈，所以在单级连续式流化干燥装置中，物料留时间 不均匀，有可能发生未经干燥的物料随产品一起排出床层。2. 沸

9、腾干燥器的分类(1) 单层流化床：单层流化床干燥器可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作停 留时间分布较广，实际需要的平均停留时间较长，因而多应用于比较容易干燥的产 品，或干燥程度要求不是很严格的产品。单层流化床干燥器一般用于较易干燥产品 或干燥程度不高的产品；可用于含水率较高的物料的干燥，对含水率为35%的葡萄 糖酸钙的干燥就是一例。(2) 多层流化床干燥器：多层流化床干燥器由于停留时间分布均匀，故实际需要停 留时间远较单层流化床短。在相同条件下，设备体积可相应缩小可以改善干燥产品 含水的均匀性、产品的干燥程度均匀、易于控制产品的干燥质量。多层流化床干燥 器适用于涤纶切片、水杨酸钠、氨基匹林

10、、土霉素、金霉素、四环素、片剂定粉颗 粒、糖粉、饲料、塑料、粮食等粉粒状物料的干燥。(3) 卧式多室流化床干燥器：为了克服多层流化床干燥器的结构复杂、床层阻力大、 操作不易控制等缺点，以保证干燥后产品的质量，近年来又研制出了一种卧式多室 流化床干燥器。这种设备结构简单、操作方便，适用于干燥各种难于干燥的粒状物 料和热敏性物料，并逐渐推广到粉状物料。由于使用效果较好，很快就在制药工业 中得到推广。3. 干燥器选用原则干燥操作是一种比较复杂的过程，是传热和传质相结合的过程。工业生产上被干燥物料的性质，干燥程度的要求、生产能力的大小各不相同。因此，所采用的干燥器型式和干燥操 作的组合也是多种多样的。

11、选择干燥器时，首先根据被干燥物料的性质和工艺要求选用几种 可用的干燥器，然后通过对所选的干燥器的基建费和操作费进行经济核算、比较，最后确定 一种较合适的干燥器。干燥器的计算和选型，目前主要也是凭经验。所以，在选型时，应当 主要考虑以下几个方面。(1) 被干燥物料的性质如热敏性、黏附性、颗粒的大小及形状、磨损性及腐蚀性、毒性、可 燃性等。(2) 干燥产品的含水量、形状、粒度分布、粉碎程度等的要求。如干燥食品时，产品的几何 形状、粉碎程度均对成品的质量及价格有直接的影响。干燥脆性物料时应特别注意成品的粉 碎与粉化。(3) 物料的干燥速率曲线与临界含水量确定干燥时间时，应先由实验测出干燥速率曲线，确 定临界含水量。物料与介质接触状态、物料尺寸与几何形状对干燥速率曲线的影响很大。如 物料粉碎后再进行干燥，除了干燥面积增大外，一般临界含水量值也降低，有利于干燥。因 此，当无法用与设计类型相同的干燥器进行实验时，应尽可能用其他干燥器模拟设计时的湿 物料状态进行实验，并确定临界含水量值。(4) 与生产过程有关的条件，例如处理的物料量，干燥的前处理与后处理情况，挥发的溶剂 是否回收等。(5) 干燥热源可利用热源的选择及能量的综合利用。(6) 干燥器的占地面积、排放物及噪声是否满足环保要求。(7) 干燥器的操作性能和经济指标。