毕设论文 产年95吨年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计
化工工艺毕业论文
摘要聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一。
由于其具有难燃、抗化学腐蚀、耐磨、电绝缘性优良和机械强度较高等优点，广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、化学建材、电力、冶金、国防军工、建材、食品加工等国民经济各命脉部门，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。
本次设计对年产6万吨PVC精馏工段进行工艺设计。
采用电石乙炔法制取氯乙烯。
此法是以电石为原料，电石水解生产乙炔，氯碱生产中产生的氯气和氢气直接合成法合成氯化氢，由乙炔和氯化氢经净化后在转化器中合成粗氯乙烯单体，粗氯乙烯单体经精馏后得到精氯乙烯单体，精氯乙烯单体经悬浮聚合得到PVC。
确定了生产方法之后对氯乙烯合成工段、精馏工段进行了物料衡算、热量衡算和设备选型计算。
本文设计的电石乙炔法生产粗氯乙烯在工艺上可满足要求。
关键词：PVC合成；粗氯乙烯精馏；物料衡算；热量衡算；设备选型AbstractPVC is the world's first industrial production of the plastic varieties. Because it has difficult to burn, the anti-chemical etching, wear-resisting, the electric insulation fine and the mechanical strength higher merit, Widely applies in national economy various lives departments and so on agriculture, petroleum chemical industry, light industry, spinning and weaving, chemistry building materials, electric power, metallurgy, national defense war industry, building materials, food processing, Has the pivotal status in the national economy development.The design of an annual output of 60,000 tons of PVC section for distillation process design. Preparation of the use of calcium carbide acetylene perchlorethylene. This method is based on calcium carbide as raw materials, the production of calcium carbide hydrolysis acetylene, chlor-alkali production of chlorine and hydrogen produced by the direct synthesis of hydrogen chloride synthesis from acetylene and hydrogen chloride by water in the coarse converter in the synthesis of vinyl chloride monomer, vinyl chloride singlerough After the body has been refined by the distillation of vinyl chloride monomer and refined by the suspension polymerization of vinyl chloride monomer to be PVC. Methods to determine the production section of the synthesis of vinyl chloride, distillation section to the material balance, heat balance calculation and selection of equipment.This article designs the calcium carbide acetylene law produces the thick vinyl chloride to be possible to satisfy the request in the craft.Key word: PVC synthesis; vinyl chloride selective evaporation; Material balance目录引言 (1)第一章绪论 (3)1.1 聚氯乙烯工业的发展概况 (3)1.1.1 聚氯乙烯工业 (3)1.1.2 国外聚氯乙烯工业的发展 (3)1.1.3 中国的聚氯乙烯工业 (5)1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的重要意义 (5)1.3 聚氯乙烯的分类 (6)1.4 聚氯乙烯的性质 (6)1.4.1物理性质 (6)1.4.2化学性质 (6)1.5 厂址的选择 (7)第二章聚氯乙烯的生产过程 (9)2.1 氯乙烯的生产方法 (9)2.1.1电石乙炔法 (9)2.1.2 联合法 (10)2.1.3 乙烯法 (10)2.1.4 确定生产方案 (12)2.2 氯乙烯单体的聚合 (12)2.2.1 悬浮聚合 (12)2.2.2 本体聚合 (13)2.2.3 乳液聚合 (13)2.2.4 溶液聚合 (13)2.2.5 聚合方法的确定 (13)2.3 氯乙烯单体的生产工艺 (13)2.3.1 氯乙烯生产条件的选择 (14)2.3.2 氯乙烯制备的工艺流程 (16)第三章物料衡算 (21)3.1 需原料气的计算 (21)3.1.1 每小时需生产VC量： (21)3.1.2 每小时所需纯原料量 (21)3.2 乙炔冷却器的物料衡算 (23)3.3氯化氢冷却器的物料衡算 (24)3.4 混合器的物料衡算 (26)3.5 石墨冷凝器的物料衡算 (27)3.6 转化器的物料衡算 (29)3.7 水洗塔物料衡算 (30)3.8 碱洗塔物料衡算 (32)3.9 机后冷却器的物料衡算 (33)3.10 全凝器的物料衡算 (35)3.11 水分离器的物料衡算 (37)3.12 尾气冷凝器的物料衡算 (38)3.13 低沸塔的物料衡算 (39)3.14 高沸塔的物料衡算 (41)第四章热量衡算 (43)4.1 氯化氢冷却器的热量衡算 (43)4.2乙炔冷却器热量衡算 (44)4.3石墨冷凝器的热量衡算 (45)4.4 转化器的热量衡算 (46)4.4.1反应热Q反 (47)4.4.2原料气带入热Q入 (47)4.4.3出料带出热Q出 (48)4.4.4热损失Q损 (49)4.4.5热载体所需量 (49)4.5水洗塔热量衡算 (50)4.6高沸塔的热量衡算 (52)4.6.1回流比的确定 (52)4.6.2热量衡算 (52)4.6.3再沸器所需热水量G H及冷凝器所需冷冻盐水量G C的计算 (55)4.6.4再沸器和冷凝器所需传热面积的计算 (55)第五章设备选型计算 (59)5.1 石墨冷凝器的选型计算 (59)5.1.1求平均温度差△t m (59)5.1.2确定传热面积及传热系数 (59)5.1.3求给热系数验算K值 (60)5.1.4最后确定K值及传热面积 (64)5.2 精馏塔操作的计算 (64)5.2.1 理论塔板数的确定 (65)5.2.2 实际塔板数的确定 (68)5.2.3 最小回流比的确定 (68)第六章车间厂房布置设计 (69)6.1 厂房布置设计的条件和依据 (69)6.1.1 常用的规范和规定 (69)6.1.2 设计的基本条件 (69)6.1.3 设计的基本依据 (69)6.2 车间厂房的布置设计 (70)6.2.1厂房的平面布置 (70)6.2.2厂房的空间布置 (71)6.2.3厂房布置时需注意的问题 (71)6.2.4车间设备布置设计 (71)第七章管路布置设计 (73)7.1 化工管路概述 (73)7.2 管路设计 (73)7.2.1 管路设计的依据 (73)7.2.2 管路设计的内容 (73)7.2.3 管路设计的步骤 (74)7.3 管路布置 (74)结论 (75)参考文献 (77)谢辞 (79)引言聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一。
PVC悬浮聚合工艺
三、悬浮聚合（suspension polymerization）
一 定义：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮 于水中由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应。
二 组成：单体+（油溶性）引发剂+双亲性分散剂+去离子水 三 特点 优点： （i）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分布窄； （ii）聚合产物为固体珠状颗粒，易分离、干燥 缺点： （i）存在自动加速作用； （ii）必须使用分散剂，且在聚合完成后，分散剂很难从聚合产物中除去，会影
随着聚合釜技术的进步,釜的换热能力有了很大的提高,一些高活性的引发剂应用于生产,目 前最常用的有EHP(过氧化二碳酸—二乙基己酯)、ACPND(过氧化新癸酸异丙苯酯)、 TBPND(过氧化新癸酸叔丁酯)、TAPP(过氧化新戊酸叔戊酯),它们根据配方的需要配制成 复合引发剂,使得反应放热均匀,缩短了聚合时间,充分利用了釜的换热能力。根据釜的换热 能力和循环水温,不断调节引发剂用量配比,以求获得最短的反应时间。目前反应周期能缩 短到4h以内。
三是天然气乙炔路线，从天然气制取乙炔，乙炔生产VCM， 进而再合成PVC树脂；
这三条生产路线以天然气乙炔路线工艺过程最短。
聚合方法的选择
单体-介质 单体
有机溶剂 水
分散剂/悬浮剂
本体聚合 3
溶液聚合 3 3
悬浮聚合 乳液聚合
3
3
3
3
3
乳化剂
3
聚合物- 均相33ຫໍສະໝຸດ 单体 沉淀33
聚合四种生产工艺的比较
悬浮法设备进展情况三
(三)干燥器发展迅猛
应用化工技术毕业论文设计
应用化工技术毕业论文设计毕业论文氯化聚氯乙烯的工艺研究以及其供需现状氯化聚氯乙烯的工艺研究以及其供需现状容摘要：介绍了氯化聚氯乙烯的生产情况、工艺技术、产品应用以及市场供求情况，分析了该产品的价格趋势及竞争能力，对发展我国氯化聚氯乙烯工业提出了建议。
介绍氯化聚氯乙烯树脂的性质特点、生产及加工方法和应用情况，指出了其发展前景。
关键词:氯化聚氯乙烯，聚氯乙烯，市场前景目录前言 (1)1聚氯乙烯的制备方法 (2)1.1气固相氯化法 (2)1.2溶剂法 (2)1.3水相悬浮法 (2)2 CPVC的性能特征与应用 (3)2.1 CPVC的性能特征 (3)2.2 CPVC的应用 (4)3氯化聚氯乙烯的加工 (5)3.1干燥 (5)3.2混料 (5)3.3成型 (6)3.3.1挤出成型 (6)3.3.2注射成型 (6)4氯化聚氯乙烯的市场与前景 (7)4.1国生产能力与产量 (7)4.2国需求 (7)4.3国外状况 (7)4.4竞争能力分析 (8)4.5发展建议 (8)5 结束语 (9)参考文献 (10)致 (11)前言氯化聚氯乙烯（CPVC）是以氯气和聚氯乙烯（PVC）为原料的耗氯产品,具有抗腐蚀、耐老化、难燃、电性能良好等特点。
（PVC）硬制品安全使用温度一般不超过60而℃，而氯化聚氯乙烯硬制品可在接近100℃的温度下长期使用，氯化聚氯乙烯是能在较高温度和较高压力下长期使用的为数不多的聚合物之一。
氯化聚氯乙烯不仅在常温下耐化学腐蚀性能优异，而且在较高温度下仍具有很好的耐酸、耐碱、耐化学药品性，性能优于PVC和其它树脂。
另外，氯化聚氯乙烯的机械强度是PVC的1.5倍， pp 和ABS 的2倍，特别是在100℃的温度下，氯化聚氯乙烯仍能保持很高的刚性，可充分满足在化工生产中对设备及管道等的要求。
并且，氯化聚氯乙烯不受自来水中余氯影响，不会出现裂痕和崩漏。
因此，氯化聚氯乙烯管道非常适用于民用冷热水管系统。
氯化聚氯乙烯产品在国外主要采用先进的水相悬浮法生产。
毕业答辩-悬浮法生产聚氯乙烯工艺设计
A
B
C
D
E
F
G
H
3400
1548
I
J
K
L
50 下上
1500
M
N
O
P
6.00平面
2790
5700
6700
5700
3110
7000
3600
5700
5700
5700
3300
A
B
C
D
E
F
G
H
3400
1548
I
J
K
L
50 下上
1500
M
N
O
P
12.00平面
5700
2790
M
M
M
M
1
A-A 剖视图
2
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯 比例 1:200 图号 A2 车间工艺设计聚合工段布置图 数量 1 材料
30000
26800
6750 D H
4162
4050
3788
收发室 控制室
2000
仓库
17400
10226
5775
预留贮罐空地
33063
14400
±0.00平面
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯 比例 1:200 车间工艺设计工厂平面布置总图 数量 1
设计
史鹏飞
重量
绘图 审阅
史鹏飞 程原
0804034130
0.07 PH缓冲剂 0.05 终止剂
反应调节剂 0.0015 防粘釜剂 0.002 消泡剂
聚合釜物料平衡图
注入水
回收VCM
0.05 0.03 0.002
年产9500吨年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计 --大学毕业(论文)设计
9500吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计摘要本设计为年产9500吨聚氯乙烯聚合工艺设计，整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。
在设计说明书中，简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展趋势、性能和主要用途，着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚合釜计算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个装置进行了简单的技术经济评价。
绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。
关键词：聚氯乙烯；悬浮聚合工艺；干燥；单体；生产工艺AbstractThe design for the 9,500 tons of PVC polymerization process design throughout the design file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, performance, and the main purposes highlighted by suspension polymerization as the polymerization process production methods. In the design process, according to the requirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heat balance and the the polymerizer calculation process calculation and selection of equipment, a simple techno-economic evaluation of the entire device . Drawing of the design drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerization reactor assembly drawing.Keywords: PVC , suspension polymerization process, dry, monomer , production process目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1聚氯乙烯简介 (2)1.1.1 聚氯乙烯的理化性能 (2)1.1.2聚氯乙烯树脂的用途 (3)1.2聚氯乙烯配方 (4)第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计 (5)2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述 (5)2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤 (5)2.2.1 聚合单元 (5)2.2.2 VC回收工序 (6)2.2.3 汽提、干燥工序 (6)第3章物料衡算 (8)3.1 车间物料衡算 (8)3.1.1主要工艺参数 (8)3.1.2 生产任务的计算 (8)3.1.3投入单体的计算 (9)3.2 聚合釜的物料衡算 (10)3.2.2 聚合釜的生产计算 (10)第4章热量衡算 (12)4.1 聚合釜热量衡算 (12)4.1.1 参数设定 (12)4.1.2 混合热和搅拌热的考虑 (13)4.2 回流冷凝器热负荷的考虑 (13)4.3 物料带入聚合釜的热量 (13)4.4 聚合反应放出的热量 (14)4.5 物料带出聚合釜的热量 (14)4.6 反应过程需要加入的热量 (14)4.7 加热水的用量: (14)4.8 冷却水的用量： (14)4.9传热面积 (15)第5章设备工艺设计 (16)5.1 聚合釜的设计 (16)5.1.1 生产周期或生产批数 (16)5.1.2 根据年产量确定每批进料量 (16)5.1.3 选择反应器装料系数 (16)5.1.4 计算反应器体积 (16)5.1.5 聚合釜壁厚的计算 (17)5.2 汽提塔 (17)5.3 混料槽 (17)5.4 离心机 (18)5.5 干燥器 (18)第6章环境保护 (19)6. 1废水的治理 (19)6. 2废渣的治理 (19)6. 3废渣的治理 (20)参考文献 (21)前言聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体（VCM）均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂，经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。
氯乙烯悬浮聚合生产工艺
⒉ PVC的性能
PVC的玻璃化温度Tg通常认为为80℃～85℃，软化点为75℃～ 80℃；脆化温度为-50 ℃～-60℃。
PVC分解温度为140℃，而加工温度为165℃，加工温度高于分 解温度，说明PVC热稳定性差，难以加工；同时分子间作用力较大， PVC树脂发脆，因此不能直接作为材料使用。
材料使用时必须加入热稳定剂、润滑剂、增塑剂等助剂以提高 分解温度、降低粘流温度，以便进行成型加工。
大型反应器采用不锈钢制作，反应釜容积为25m3～150m3，如 前我国已有127m3聚合釜，国外已有200m3聚合釜
14
⒉ 意外事故处理 由于VC聚合热大，如遇突然停电，搅拌器停止搅拌或冷却水产 生故障都将使釜中物料温度上升，导致釜内压力升高甚至引起爆炸。 为杜绝此类事故的发生采取两项措施： ①反应釜釜盖上安装有与排气管连接的爆破板，万一发生爆炸 时爆破板首先爆破； ②反应釜具有自动注射阻聚剂的装置，当温度急剧升高时，向 釜内注射阻聚剂。 ⒊ 粘釜及其防止方法 VC悬浮聚合过程中的反应釜内壁和搅拌器表面经常沉淀PVC树 脂形成的锅垢即粘釜现象。 粘釜物存在，将降低传热效率，增加搅拌器负荷，更重要的是 粘釜物跌落在釜内则形成鱼眼，影响产品质量，必须清釜。
聚合温度/℃
K值
50
73
57
67
64
61
71
57
Mn 67000 54000 44000 33000
颗粒孔隙率×100 29 24 12 7
17
⒉ 自动加速现象
VC的悬浮聚合属沉淀聚合。聚合一开始不久就出现自动加速 现 象 ， 但 不 明 显 。 如 选 用 低 活 性 引 发 剂 ， 直 至 转 化 率 达 60%~ 70%才表现得比较明显。
年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计毕业设计(论文)
毕业设计设计题目年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案设计总说明聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。
其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。
根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。
在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。
本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。
结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。
安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。
本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。
本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此学生表示衷心感谢。
鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批阅老师批评指正。
目录1总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围 (1)1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种 (1)1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景 (3)1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名 (4)1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类 (4)1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名 (4)1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5] (5)1.3.1 悬浮聚合法[6] (5)1.3.2 乳液聚合法 (6)1.3.3 本体聚合法 (6)1.3.4 溶液聚合法 (6)1.4 设计规模原料选择与产品规格 (7)1.4.1设计规模 (7)1.4.2主要原料规格及技术指标 (7)1.4.3产品规格 (8)2工艺设计与计算 (9)2.1 工艺原理 (9)2.2 工艺条件影响因素 (9)2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素 (9)2.3 工艺路线选择 (12)2.3.1 工艺路线选择原则 (12)2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线 (12)2.3.3 工艺流程示意图 (13)2.4 工艺配方与工艺参数 (13)2.4.1 工艺配方（质量份）： (13)2.4.2 工艺参数： (14)2.5 物料衡算 (14)2.5.2 物料衡算的方法与步骤 (15)2.5.3 物料衡算 (16)2.6热量衡算 (18)2.6.1 热量衡算的意义和作用 (18)2.6.2 热量衡算 (18)3设备选型 (21)3.1 选型原则 (21)3.2 关键设备选择与计算 (21)3.2.2 传热元件计算 (27)3.2.3 搅拌器的选择 (28)3.3 关键设备选用 (33)3.4 其它设备选择 (34)3.5 关键设备一览表 (35)4车间布置设计 (37)4.1 车间设备布置原则 (37)4.2 车间设备平面布置原则 (37)4.3 车间设备立面布置原则 (38)4.4 车间操作人员安排 (38)4.5 车间平面布局图 (38)5 非工艺设计 (40)5.1 环境保护 (40)5.2 公用工程 (40)5.2.1 供水 (40)5.2.2 供电 (41)5.2.3 供暖 (41)5.2.4 通风 (41)致谢 (43)参考文献 (44)1总论1.1 概述1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围聚氯乙烯简称PVC，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文1 绪论1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC，下同。
它是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。
PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。
工业生产的PVC相对分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，相对分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～8 5℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。
但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，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。
PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。
PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。
具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性[1]。
1.2 聚氯乙烯的发展状况聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料[2]。
自1997年以来，聚氯乙烯的产量以3%/a速度递增。
2001年，全球聚氯乙烯生产能力已达到3 313万t，消费水平比2000年略有增加，为2882万t[3]。
2003年7月全球约有50个国家、150个厂家生产聚氯乙烯，这一数据还在不断攀升[4]。
2005年全球产量达3130万吨，需求量达3117万吨。
北美、欧洲(包括俄罗斯)和非洲、远东地区超过全球聚氯乙烯产量和需求量4/5，悬浮聚合法树脂占生产聚氯乙烯树脂90%以上，2006年世界聚氯乙烯产能3562万吨，实际产量3262万吨，产量的增长主要来自中国。
2006年我国PVC产业保持快速发展的态势，全年产能1099万吨，实际产量864.1万吨，整体供求关系发生了较大的变化[5]。
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9500吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计摘要本设计为年产9500吨聚氯乙烯聚合工艺设计，整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。
在设计说明书中，简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展趋势、性能和主要用途，着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚合釜计算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个装置进行了简单的技术经济评价。
绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。
关键词：聚氯乙烯；悬浮聚合工艺；干燥；单体；生产工艺AbstractThe design for the 9,500 tons of PVC polymerization process design throughout the design file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, performance, and the main purposes highlighted by suspension polymerization as the polymerization process production methods. In the design process, according to the requirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heat balance and the the polymerizer calculation process calculation and selection of equipment, a simple techno-economic evaluation of the entire device . Drawing of the design drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerization reactor assembly drawing.Keywords: PVC , suspension polymerization process, dry, monomer , production process目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1聚氯乙烯简介 (2)1.1.1 聚氯乙烯的理化性能 (2)1.1.2聚氯乙烯树脂的用途 (3)1.2聚氯乙烯配方 (4)第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计 (5)2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述 (5)2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤 (5)2.2.1 聚合单元 (5)2.2.2 VC回收工序 (6)2.2.3 汽提、干燥工序 (6)第3章物料衡算 (8)3.1 车间物料衡算 (8)3.1.1主要工艺参数 (8)3.1.2 生产任务的计算 (8)3.1.3投入单体的计算 (9)3.2 聚合釜的物料衡算 (10)3.2.2 聚合釜的生产计算 (10)第4章热量衡算 (12)4.1 聚合釜热量衡算 (12)4.1.1 参数设定 (12)4.1.2 混合热和搅拌热的考虑 (13)4.2 回流冷凝器热负荷的考虑 (13)4.3 物料带入聚合釜的热量 (13)4.4 聚合反应放出的热量 (14)4.5 物料带出聚合釜的热量 (14)4.6 反应过程需要加入的热量 (14)4.7 加热水的用量: (14)4.8 冷却水的用量： (14)4.9传热面积 (15)第5章设备工艺设计 (16)5.1 聚合釜的设计 (16)5.1.1 生产周期或生产批数 (16)5.1.2 根据年产量确定每批进料量 (16)5.1.3 选择反应器装料系数 (16)5.1.4 计算反应器体积 (16)5.1.5 聚合釜壁厚的计算 (17)5.2 汽提塔 (17)5.3 混料槽 (17)5.4 离心机 (18)5.5 干燥器 (18)第6章环境保护 (19)6. 1废水的治理 (19)6. 2废渣的治理 (19)6. 3废渣的治理 (20)参考文献 (21)前言聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体（VCM）均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂，经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。
在现代工业生产和人类生活中起着举足轻重的作用，因此PVC的生产和技术的改进越来越受到现代人的关注！本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为9500吨的PVC聚合工艺设计，以有关化工设计资料作参考，按课程设计大纲和设计任务书的要求进行设计。
本设计的内容是在简要介绍聚氯乙烯发展状况及其性质、用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用悬浮聚合法生产PVC的工艺过程，产量为年产9500吨。
设计的主要内容有：1、生产能力计算；2、原料及制备；3、物料衡算、热量衡算；4、工艺参数确定；5、聚合反应釜计算；6、产物后处理工序。
设计图纸包括1张工艺流程图；1张聚合釜装配图。
本设计旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方案的选择、设备的选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。
由于设计者的理论知识有限，设计经验的缺乏，在设计的过程中难免会有一些不足和错误之处，敬请各位老师指评指正。
第1章概述1.1聚氯乙烯简介1.1.1 聚氯乙烯的理化性能⑴典型的物理性质外观﹕白色粉末密度﹕ 1.35—1.45g/cm3表观密度﹕0.4—0.65 g/cm3比热容﹕1.045—1.463J/（g.℃）热导率﹕2.1kW/（m.K）颗粒大小﹕悬浮聚合﹕60-150μm本体聚合﹕30—80μm糊树脂﹕0.1-2μm 掺混﹕20-80μm⑵热性能无明显熔点85℃以下呈玻璃态，85-175℃呈弹态，175-190℃为熔融状态，190-200℃属粘流态，软化点﹕75-85℃，加热到130℃以上时变成皮革状，同时分解变色，长期加热后分解脱出氯化氢。
⑶燃烧性能PVC在火焰上能燃烧，并降解释放出HCl，CO和苯等低分子量化合物，离火自熄。
⑷电性能PVC耐电击穿，它对于交流电和直流电的绝缘能力可与硬橡胶媲美，其介电性能与温度，增塑性，稳定性等因素有关。
⑸老化性能较耐老化，但在光照（尤其光波长为270-310nm时）和氧化作用下会缓慢分解，释放出HCl，形成羰基，共轭双键而变色。
⑹化学稳定性聚氯乙烯塑化加工制品的化学稳定性较高，常温下，能耐任何浓度的盐酸，能耐90%的硫酸，能耐50%~60%的硝酸。
能耐25%以下的烧碱，对盐类也相当稳定。
⑺耐溶剂性除了芳烃（苯，二甲苯），苯胺，二甲基酰胺，四氢呋喃，含氯烃（二氯甲烷，四氯化碳，氯化烯）酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定。
⑻机械性能聚氯乙烯抗冲击强度较高，常温常压下可达10MPa。
[1]1.1.2聚氯乙烯树脂的用途聚氯乙烯树脂系属于力学性能、电气性能及耐化学腐蚀性能较好的热塑性塑料之一。
根据不同规格的聚氯乙烯高聚物，采用不同塑化配方和加工方法可制成硬质和软质制品。
一般各型号的用途如表1.1 所示：表1-1 各型号聚氯乙烯树脂的用途型号用途XJ-1 SG-1 高级电缆绝缘层、保护层SG-2 SG-3 电缆、电线绝缘层、保护层等软制品、蓄电池隔板XJ-3 SG-4人造革底层XJ-4 SG-5 硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸XJ-5 SG-6 硬板、唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬件XJ-6 SG-7 过氯乙烯树脂及注塑加工制品SG-8 唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品另外，塑料加工行业在生产高质量制品时，往往选择疏松型树脂为原料，如高绝缘级电缆料【体积电阻率ρV可达到（1.5~3）×1014Ω·cm以上】，高透明性输液袋、瓶料、包装透明片材、“鱼眼”杂质少的透明唱片以及白色制品等。
由于疏松型树脂具有较好的塑化性能，也广泛地用于粉料直接挤塑等过程，以满足加工工艺的特殊需要。
随着树脂型号增大，分子量及黏度减小，产品机械强度也随之下降；但玻璃化温度（Tg ）有所降低，则使成型加工温度低，流动性好而易于加工。
有如此多种类的树脂，选型的时候也有些基本原则：① 一般对强度及电性能要求高的制品，宜选用SG-1、SG-2型； ② 对于强度要求不高，为便于加工，如薄膜、凉鞋，宜选用SG-3型；③ 一般硬制品（如硬板和硬管）类，由于不加或少加增塑剂，成型温度较高，宜选用SG-5、SG-6型，以降低加工温度；而SG-5、SG-6型分子量低，易发生热分解，在加工配方中常需加较多的热稳定剂，以提高其热加工的稳定性；④ 对白色制品或透明制品，宜选用SG型；⑤ 制糊用工艺如搪塑及人造革底层之类产品，宜选用吸增塑剂小的XJ 型树脂，以保证糊的流动性。
1.2聚氯乙烯配方表1-2 聚氯乙烯生产配方[3]原 料 名 称相对分子质量 摩 尔 比 质 量/kg 投 料 量/kg 氯乙烯62.50 1.0 62.5 100 软水18.02 6.9 125.0 200 聚乙烯醇0.75 1.2 IPP （引发剂）206.19 1.21×10-3 0.25 0.4 抗鱼眼剂由于用量较少，故可忽略不计防粘釜剂丙酮缩氨基硫脲（终止剂）第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述悬浮聚合过程是向聚合釜中加入无离子水和悬浮剂，加入引发剂后密封聚合釜，真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧，然后加入单体氯乙烯之后开始升温、搅拌、反应开始后维持温度在50℃左右，压力0.88~1.22MPa，当转化率达到70%左右开始降压，在压力降至0.13~0.48MPa时即可停止反应。
聚合完毕后抽出未反应单体、浆料进行气提，回收氯乙烯单体。
抽出气体后的浆料进行离心分离，使氯乙烯含水25%，再进入干燥器干燥至含水0.3%~0.4%，过筛后即得产品。
聚合釜中，使用表面张力和用量均较小的分散剂，聚合的中后期采用高速搅拌，有利于生成体积较大、表面膨胀、表皮多孔、内部疏松的树脂颗粒——疏松型树脂。
反之，则生成紧密型树脂。
2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤2.2.1 聚合单元首先将加热到48℃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由人孔投加，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。