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5万吨PVC生产车间的工艺设计.pdf
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目录
摘要 ............................................................................................................................ I
1.概述 ......................................................................................................................... 1
1.1 生产方法简介及设计方法的确定 ..................................................................... 1
1.1.1
氯乙烯单体的制备方法的选取 .............................................................. 1
1.1.2 聚合方法选取 ........................................................................................ 1
1.2 产品的基本性能.............................................................................................. 1
1.3 产品的应用状况.............................................................................................. 2
1.4 有关设计参数 ................................................................................................. 3
2.物料衡算. ................................................................................................................. 4
2.1 聚合釜物料衡算.............................................................................................. 4
2.2 出料槽物料衡算.............................................................................................. 5
2.3 汽提塔物料衡算.............................................................................................. 6
2.4 离心部分物料衡算 .......................................................................................... 7
2.5 气流干燥部分物料衡算 ................................................................................... 7
2.6 沸腾干燥部分物料衡算 ................................................................................... 8
2.7 筛分包装部分物料衡算 ................................................................................... 8
2.8 物料衡算总平衡.............................................................................................. 9
3.热量衡算. ............................................................................................................... 10
4 关键设备的选型 ..................................................................................................... 11
4.1 聚合釜的选型 ............................................................................................... 11
4.2
其他设备的选型 ........................................................................................... 12
5.车间设备布置设计 ................................................................................................. 12
5.1 车间设备布置的原则 .................................................................................... 12
5.1.1 车间设备布置的原则 ........................................................................... 12
5.1.2
车间设备平面布置的原则 ................................................................... 13
5.1.3
车间设立面布置的原则 ....................................................................... 13
5.2 车间设备布置 ............................................................................................... 13
5.2.1 车间设备平面布置 .............................................................................. 13
5.2.2 车间设备立面布置 .............................................................................. 14
6.
公用工程 .............................................................................................................. 14
6.1 供水 ............................................................................................................. 14
6.2 供电 ............................................................................................................. 14
II / 19
6.3 供暖 ............................................................................................................. 15
6.4
通风 ............................................................................................................. 15
参考文献 .................................................................................................................. 15
致谢 ......................................................................................................................... 16
I / 19
年产 5 万吨 PVC 生产车间的工艺设计
摘要
本 设 计 是 年 产
5
万 吨 聚 氯 乙 烯 (
PVC
)车间合成工段初步设计。
本文对聚氯乙烯的研究,生 产 和 应 用 进 行 了 详 细 的 概 述 ,阐 述 了 其 在
化 学 工 业 中 的 作 用 和 地 位 。并 介 绍 了 氯 乙 烯 的 制 备 方 法 和 确 定 了 聚 氯
乙 烯 的 生 产 工 艺 。 在 确 定 聚 氯 乙 烯 生 产 工 艺 的 基 础 上 进 行 了 物 料 衡
算 , 热 量 衡 算 , 设 备 选 型 和 车 间 设 计 等 过 程 。 文 中 还 对 供 电 、 供 水 、
采 暖 等 方 案 进 行 了 简 单 的 阐 述 。
关键词:氯乙烯,乙烯氯氧化,聚氯乙烯
,悬浮聚合,反应釜选型
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1.概述
1.1 生产方法简介及设计方法的确定
1.1.1 氯乙烯单体的制备方法的选取
氯乙烯单体可由电石乙炔法和乙烯氧氯化法制备,本工艺采用乙烯氧氯化
法制备氯乙烯单体。此方法中氧氯化部分主要采用美国古德里奇技术,直接氧
化和裂解是西德赫斯特公司的技术。全套装置由直接氧氯化单元、二氯乙烷精
馏单元、二氯乙烷裂解单元、氯乙烯精馏单元、废水处理单元和残液焚烧单元
组成。
1.1.2 聚合方法选取
聚氯乙烯按聚合方法分四大类:悬浮法聚氯乙烯,乳液法聚氯乙烯、本体
法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。本工艺设计采用悬浮发生产聚乙烯。悬浮法(主
要是水相悬浮法)生产的氯化聚氯乙烯为非均质产品,溶解度相对于溶液法产品
低,但热稳定性高,主要用于制造管材、管件、板材等
[5]
悬浮聚合反应机理和动力
学与本体聚合相同,需要研究的式成粒机理和颗粒控制。
氯乙烯悬浮聚合过程大致如下:
将水、分散剂、其他助剂、引发剂先后加入聚合釜中,抽真空和冲氮气牌
氧气,然后加单体,升温至预定温度聚合。在聚合过程中温度压力保持恒定。
后期压力下降 0.1-0.2MPa,相当于 80-85%转化率,结束聚合,如降压过多,将
使树脂致密。聚合结束后,回收单体,出料,经后处理工序,即得聚氯乙烯树
脂成品。
1.2 产品的基本性能
聚氯乙烯是无定形的线型、非结晶的聚合物,基本无支链,链节排列规整。
聚合度 n 的数目一般为 500~20000。聚氯乙烯树脂为白色粉末,相对密度约 1.4。
聚氯乙烯塑料有较高的机械强度,良好的化学稳定性。
聚氯乙烯分子中含有大量的氯,使其具有较大的极性,同时具有很好的耐
燃性。
聚氯乙烯塑料有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃烧和绝缘性能。但是对光和热
的稳定性差。在不加热稳定剂的情况下,聚氯乙烯100℃时开始分解,130℃以
上分解更快。受热分解出氯化氢气体,使其变色,由白色→浅黄色→红色→褐
色→黑色。阳光中的紧外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解,因而使聚氯乙
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