聚氯乙烯反应釜的设计
聚氯乙烯反应釜毕业设计

常州工程职业技术学院毕业设计(论文)题目聚氯乙烯搅拌反应釜设计专业机电一体化班级学号2004513226姓名王清峰指导教师张在平2007 年5 月5 日中文摘要随着我国经济的稳步发展和人民生活水平的不断提高,加之聚氯乙烯应用开发的不断深入,国内市场对聚氯乙烯的需求仍具有较大的发展空间,特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面,对于拓宽聚氯乙烯的消费、开发大宗专用树脂,促进聚氯乙烯的生产具有积极而现实的意义。
本设计用反应釜均采用双线密封,因而密封性能好,经久耐用。
具有釜盖提升或釜体下落、釜体倾倒功能,用灵活的机械结构操作代替繁重的体力劳动,提高了工作效率。
磁力密封搅拌器具有静密封、无泄漏、噪音低、寿命长等特点,配合低温恒温水浴可完成低温恒温反应。
封头与筒体的装配采用直接定位的装夹法,方便、快捷易于操作。
关键字聚氯乙烯反应釜封头设计English abstractStably continued the health along with the our country economical whole the development, the Chinese plastic mechanical industry process"15" realizes the surmounting -like development, the industrial scaleexpanded, continuously eight year main economic indicator year by year increased progressively, its development speed with created the main economic indicator to account for the proportion in the mechanical industry to grow year by year, the domestic and foreign polyvinyl-chloride (PVC) the resin market supply and demand condition and the consumption pattern, indicated the polyvinyl-chloride the supply and demand quantity could not satisfy the market by far the demand, Therefore, for strengthens our country polyvinyl-chloride PVC industry the competitive ability to propose suggested: Besides should take general polyvinyl-chloride PVC the product quality, should vigorously develop each kind of high performance, the low price polyvinyl-chloride product, in order to adapt the our country national economy high speed growth, satisfies the polyvinyl-chloride PVC resin the demand quantity swift and violent growth, this procedure mainly briefed the polyvinyl-chloride PVC resin application development tendency and the new product development situation.Key Wordsthe polyvinyl-chloride Responds the cauldron Seals a design目录1.绪论-------------------------------------------------------1 1.1课题背景----------------------------------------------1 1.2系统功能介绍-------------------------------------------1 2.封头设计-----------------------------------------------------2 2.1椭圆形封头-----------------------------------------------3 2.2半球形封头---------------------------------------------4 2.3碟形封头------------------------------------------------5 2.4球冠形封头----------------------------------------------5 2.5 锥形封头---------------------------------------------5 2.5.1 锥体大端------------------------------------------6 2.5.2 锥体小端------------------------------------------7 2.5.3 无折边锥壳的厚度------------------------------------10 2.6 平板封头------------------------------------------------11 3、内压薄壁圆筒与封头的强度设计-----------------------------------133.1 强度设计的基本知识--------------------------------------13 3.2内压薄壁圆壳体与球壳的强度设计--------------------------14 3.3压圆筒封头的设计-----------------------------------------174、封头选择------------------------------------------------------204.1 符号说明----------------------------------------------20 4.2 常压容器---------------------------------------------------21 4.3 压力容器--------------------------------------------------21 4.4 真空或外压容器--------------------------------------------22 5、外压圆筒与封头的设计---------------------------------------------22 5.1 概述---------------------------------------------------22 5.2 临界压力---------------------------------------------23 5.3外压圆筒的工程设计-----------------------------------------25 结论-------------------------------------------------------------26 致谢-------------------------------------------------------------26 参考文献--------------------------------------------------------271绪论1.1 课题背景我国聚氯乙烯主要用于制造人造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池隔板和玩具等。
反应釜釜体设计

反应釜釜体的设计目录1概述 (2)2工艺设计 (2)釜体容积 (2)最大工作压力 (2)p= (2)根据要求操作压力W设计压力p=(~)W p,取p=W p=×=; (2)工作温度 (3)工作介质 (3)3机械设计 (3)釜体DN、PN的确定 (3)3.1.1釜体DN的确定 (3)3.1.2釜体PN的确定 (3)釜体壁厚的确定 (3)3.2.1筒体壁厚的设计 (3)釜体封头的设计 (3)3.3.1封头的选型 (3)3.3.2封头的壁厚的设计 (3)3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定 (4)筒体长度H的设计 (4)3.4.1筒体长度H的设计 (4)3.4.2釜体长径比L/D i的复核 (4)外压筒体壁厚的设计 (4)3.5.1设计外压的确定 (4)3.5.2试差法设计筒体的壁厚 (4)3.5.3图算法设计筒体的壁厚 (5)外压封头壁厚的设计 (5)3.6.1设计外压的确定 (5)3.6.2封头壁厚的计算 (5)4总结 (6)参考文献 (6)1概述反应釜釜体的作用是为物料反应提供合适的空间。
釜体中的筒体基本上是圆筒,封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖,以椭圆形封头应用最广。
根据工艺需要,釜体上装有各种接管,以满足进料、出料、排气等要求。
为对物料加热或取走反应热,常设置外夹套或内盘管。
上封头焊有凸缘法兰,用于釜体与机架的连接。
操作过程中为了对反应进行控制,必须测量反应物的问的、压力、成分及其他参数,容器上还设置有温度、压力等传感器。
支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置,小型的反应器一般用悬挂式支座,大型的用裙式支座或支承式支座。
釜体结构简图 (CAD)2工艺设计釜体容积对于反应釜,釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。
根据釜体容积容积V的性质,选定H/Di的值,若忽略釜体低封头容积,可以认为3/44i i iiHV D H D H DDππ⎛⎫===⎪⎝⎭根据规定可知:iD=1200mm,又因为一般反应釜的/iH D=1~1.3,,由此可得出331.36~1.7644i iiHV D H D mDππ⎛⎫===⎪⎝⎭最大工作压力根据要求操作压力Wp=设计压力p=(~)Wp,取p=Wp=×=;液体静压()221.1 1.2/10L p kg m s cm ••⨯≈MPa 0132.0≈; /L p p =0.0132.0.024 2.4%0.55==<5%,可以忽略L p ; 计算压力c L p p p =+ = p =MPa ;因此釜体最大工作压力为工作温度根据要求:工作温度t=100℃工作介质釜体体内的工作介质选为聚乙烯3机械设计釜体DN 、PN 的确定3.1.1釜体DN 的确定根据规定D i =1200mm由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1200=3.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p =MPa ,故PN =MPa釜体壁厚的确定3.2.1 筒体壁厚的设计 由公式22[]c i d t cp D S C p σ=+Φ- 得: 1.10.51200 1.0 3.41()2137 1.0 1.10.5d S mm ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯ 考虑1C ,则n S '=d S +1C =mm ,圆整4n S mm =刚度校核:不锈钢的mm S 3min ≥考虑筒体的加工壁厚不小于5mm ,故筒体的壁厚取mm S n 5=釜体封头的设计3.3.1 封头的选型由文献[]1316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型,代号EHA 、标准JB/T4746—2002。
《化工单元操作与聚氯乙烯生产》课程设计

《化工单元操作与聚氯乙烯生产》课程设计化工单元操作与聚氯乙烯生产是一门应用性很强的化学工程课程,本设计旨在通过对聚氯乙烯生产过程中的操作流程与技术要点进行分析,让学生掌握聚氯乙烯的生产工艺,培养学生的实际操作能力,理论知识与实践技能的结合。
1. 实验仪器1.1 反应釜一台:内径为100mm,高为150mm;1.2 电加热器一台:功率为10W,温度调节范围为室温-100℃;1.3 搅拌器一台:转速0-600rpm;1.4 水槽和水泵一套:水槽容量为10L,水泵功率为100W;1.5 温度计两支,量程为室温-200℃;1.6 液位计一支,测量范围0-10L;1.7 收集瓶三个,容积分别为10L、20L、50L。
2. 实验原料2.1 乙烯:纯度为99.5%;2.3 过氧化二丙酮:纯度为50%。
3. 实验操作流程3.1 前期准备将电加热器接通电源,并调节温度为室温,搅拌器转速为200rpm。
将反应釜洗净并装入聚氯乙烯反应物,加入适量的催化剂和稳定剂,并将反应釜放入水槽中作为加热元件进行加热,直到反应釜内温度升至50℃左右。
将水槽水泵启动,调整水温和水流量。
将乙烯从瓶中通入反应釜中,同时将氯化钾溶解在反应釜中的水中,经过搅拌器的混合后,反应釜内的温度逐渐升高到70℃左右。
然后加入过氧化二丙酮,将温度升高到80℃,并继续搅拌加热,直到温度达到100℃左右。
在整个过程中,需要注意调整反应釜内的搅拌速度和加热速度,保持反应釜内的温度在规定的范围内,并保证反应釜内的气体流量不断地通过,以达到产氯乙烯的最佳反应条件。
3.3 实验结果处理随着反应的进行,会有产物从反应釜底部流出,这时需要用收集瓶将产物收集起来,同时要及时记录反应时间和生产数据。
4. 实验注意事项4.1 在进行实验前应仔细检查实验仪器的工作状态,确保符合要求。
4.2 加入各种反应物时,要注意不要发生撞击,以避免产生副反应或危险情况。
4.3 在反应釜内进行反应时,必须进行合理的搅拌和加热,以协调反应过程中的物理和化学变化,从而达到预期的反应效果。
LF36型PVC糊树脂聚合釜的开发设计

LF36型PVC糊树脂聚合釜的开发设计郑国光,罗忠新(锦西化工机械(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125001)摘要:介绍了用于生产聚氯乙烯糊树脂生产装置的关键设备—LF36型PVC 糊树脂聚合釜的技术特性、结构特点及生产能力。
关键词:PVC ;糊树脂;聚合釜;开发设计中图分类号:TQ325.3文献标识码:B文章编号:1009-1785(2009)03-0030-021LF36型PVC 糊树脂聚合釜的开发意义随着经济的稳步发展,国内市场对聚氯乙烯糊树脂的需求有了较大增长,特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面的需求显著增加。
与粉状PVC 相比,2005年以前国内PVC 糊树脂发展相对缓慢,市场基本处于供需平衡状态,行业整体发展较为平稳,糊状树脂的利润也明显高于粉状树脂。
由于国内糊树脂的生产企业较少,行业竞争明显小于粉状树脂;近年来糊树脂下游需求有比较明显的增长,进口数量占国内消费的比例较大;再加上目前国内用于生产糊树脂的聚合釜产能较低,不如粉状树脂设备发展得成熟。
由于以上原因,研制糊树脂生产专用高产能聚合釜具有相当重要的意义。
LF36型糊树脂聚合釜是在LF24型PVC 糊树脂聚合釜基础上,与天津渤天化工有限公司生产工艺配套使用,主要研制内容有:搅拌冷模试验及放大优化设计;传热试验及传热结构的设计与制造;釜内件的复合电解研磨抛光;大功率传动装置的设计与制造;大轴径下传动釜用机械密封的设计与制造。
2LF36型PVC 糊树脂聚合釜的性能特点LF36型PVC 糊树脂聚合釜是在消化吸收引进日本三菱公司技术的36m 3PVC 糊树脂聚合釜基础上,进行消化、吸收及创新,并结合锦西化工机械公司设计制造的LF24型PVC 糊树脂聚合釜等系列釜的设计制造经验,将国内外多项先进技术经过二次开发用于该釜,总体技术达到国际先进水平,与天津渤天化工有限公司化工工艺相匹配,适用于微悬浮法工艺,生产各种型号的PVC 糊状树脂,并实现全过程自动化控制。
聚氯乙烯反应釜的设计

摘要随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈,小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。
考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上,60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。
由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵,在今后较长一段时期内,国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。
因此,60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发,将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。
本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜,考虑到了筒体所受的内压和外压,进行了罐体和夹套内压强度计算,对罐体进行了外压强度校核,另外还设计了搅拌装置与传动装置,并对其进行了强度和刚度校核。
关键词:聚氯乙烯; 反应釜;设计AbstractWith the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the near future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3PVC reactor.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure,Tank and jacket were calculated compressive strength,and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strength and stiffness.Key words: PVC; reactor; design前言我国PVC生产企业平均规模为年产8万多吨,PVC生产处于低垄断状态。
PVC聚合釜要点

PVC聚合釜要点PVC聚合釜是一种用于聚氯乙烯(PVC)生产的化工设备,其作用是将氯乙烯(VC)单体聚合成聚氯乙烯(PVC)树脂。
在PVC生产过程中,PVC聚合釜起着至关重要的作用,因此对PVC聚合釜的要点进行了以下讨论。
首先,PVC聚合釜的材质选择至关重要。
PVC聚合釜需要具备耐高温、耐腐蚀、耐压力等特性,因此通常采用不锈钢材质,确保其在高温和酸碱环境下的稳定性和耐用性。
其次,PVC聚合釜的结构设计也是一个关键要点。
PVC聚合釜通常由釜体、釜盖、搅拌装置、加料口、排料口等组成。
釜体要具备足够的强度和刚度,以承受高温、高压条件下的作用力。
釜盖需要具备良好的密封性能,以防止物料泄漏和反应器内部的压力损失。
搅拌装置需要能够均匀搅拌反应物料,使聚合反应发生均匀,并保持反应物料的温度分布均匀。
第三,PVC聚合釜的加热系统也是一个重要要点。
在PVC聚合过程中,加热是必不可少的,它能够提供反应所需的温度。
常用的加热方式有外部加热和内部加热两种。
外部加热是通过在釜体外部安装加热管,将热量传导到反应器内部。
而内部加热是通过在釜体内部安装加热管,直接对反应物料进行加热。
选择合适的加热方式,需要根据具体的生产条件和要求进行考虑。
第四,PVC聚合釜的搅拌方式也是一个重要要点。
搅拌是保证反应物料均匀混合的关键环节,影响着反应的效果和产量。
常用的搅拌方式有机械搅拌和气体搅拌两种。
机械搅拌通常采用推进式或桨叶式搅拌器,通过旋转搅拌器将反应物料进行搅拌和混合。
气体搅拌则是通过向反应器中通入气体,通过气体的搅动作用来实现反应物料的混合。
第五,PVC聚合釜的控制系统也是一个关键要点。
控制系统需要能够实时监测和调节反应温度、压力、搅拌速度等参数,确保反应的稳定性和控制过程的准确性。
同时,控制系统还需要具备报警和保护功能,用于监测和处理反应中的异常情况,保证操作人员和设备的安全。
最后,PVC聚合釜的维护和保养也是一个重要要点。
定期维护和保养PVC聚合釜可以延长其使用寿命,并保证其正常运行。
聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计

毕业设计聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计学生姓名: 学号:系 部:专 业:指导教师:二○一五年六月环境与安全工程系 安全工程诚信声明本人郑重声明:本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名:年月日毕业设计任务书设计题目:聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计系部:环境与安全工程系专业:安全工程学号:学生:指导教师(含职称):1.课题意义及目标学生通过本次毕业设计,综合运用所学过的安全基础理论知识,了解氯乙烯的聚合工艺特点,运用安全检查表分析聚氯乙烯安全生产的重点危险源,选择性地对聚氯乙烯反应釜的安全附件进行设计,如搅拌器、压力表、安全阀等,减少事故发生时的伤亡,通过设计能让学生在毕业后从事危化品安全管理工作、化工安全的设计打好基础。
2.主要任务(1)聚合过程中的危险分析:根据聚合釜的类型和结构,及其聚合釜在聚氯乙烯聚合中的工艺特点,分析聚合过程中危险源、危险条件,设计聚合釜应达到的安全要求。
(2)搅拌装置的设计:按照聚氯乙烯放热反应的特点,对搅拌器的结构、桨叶的形状、尺寸和层数等进行设计。
(3)压力表的选择:参照氯乙烯聚合时的压力大小(设计压力为1.2 MPa左右),依据《精密压力表》(GB/T 1227-2002),选择压力表的类型、量程和精确度。
(4)安全阀的选用:根据工艺反应时温度、压力、泄压气体的性质,依据国标《安全阀一般要求》(GB/T 12241-2005),选择安全阀的加载方式、开启方式和结构类型。
3.主要参考资料[1] 陈杰. 国内外聚氯乙烯工业生产技术进展[J]. 当代石油石化,2002, (3): 18-20.[2] 戴文权,杨春辉. 聚氯乙烯聚合釜技术进展[J]. 聚氯乙烯,2000, (5): 43-46.[2] 邴涓林,李承志. 2008年中国PVC产业动态及分析[J]. 聚氯乙烯,2009, (5): 1-3. [4] 崔克清,陶刚. 化工工艺及安全[M]. 北京:化学工业出版社,2004: 356-367.4.进度安排设计各阶段名称起止日期1 查找聚氯乙烯的概念、理化性质、用途及国内外的发展现状2014年12月15日~2015年1月10日2 聚氯乙烯聚合方法的选择、聚合原料、工艺条件、工艺过程、工艺流程图2015年1月10日~2015年1月23日3 聚氯乙烯聚合釜的结构,聚氯乙烯聚合过程中的危险性、影响因素2015年3月10日~2015年3月15日4 设计聚合釜的搅拌器,选择合适的安全阀、压力表等安全附件2015年3月15日~2015年3月31日5 绘制聚合釜的装配图,完成初稿2015年3月31日~2015年4月10日6 完善和修正设计论文,准备毕业答辩2015年4月10日~2015年6月22日审核人:年月日聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计摘要:本课题主要是对悬浮聚氯乙烯工艺中的聚合釜进行危险性分析,目的是对聚合釜的安全附件进行简单设计。
PVC聚合工艺及釜的工程设计

(4)链 终止 (歧化 )
RMX ·+RMY— RMX+RM Y
两 自由基相 互作用 ,失去独 电子而终止 。
2聚合工艺及技术 介绍
布 置 不 合 理 。 3.2聚合 单 元的厂 房采 用 敞开 式框 架结构
因为聚合 单体氯乙 烯是易燃 易爆 的 甲类物 质。在常 压下的沸 点为一13.9℃,输 送来的液 态单 体很容 易气化 ,如果在密 闭厂房 内积聚 ,遇 明火 即刻就会 产生爆炸 ,加之 吸入单体后 会对人体有 极强 的毒 副作用 ,所以厂 房内 良好 的通 风环境是 保证 安全生 产的前提 。业主一般对 聚合单元 的楼 板多要求 以钢格栅 为主 ,而 对汽提单 元和配料单 元的楼板 一般还是 以混 凝土结构 为主 。 3.3聚 合釜 多采 用楼板 支 撑的 形式 除 了考虑 到物料 重力流和泵 吸入高度等 要 求外 ,由于 解决 了釜底密封 的难题,现 在用于 工业化生 产的 釜都 由小 型上 搅拌 的形 式 向着大 型 下搅拌 的 方式 发展 。这 样 我们 就还 应考 虑 到釜 底 电机 的 检修 。所 以在 成组 布 置聚 合釜 时 ,釜底要 留有 一定 的高度 。有的业 主提 出高度要便 于 叉车进 入 ,便于 电机 的检修 。设计 中我 们聚 合装置 的层 高分 别为 EL+ 3.800rn、EL+8.200m、 EL+12.800m、EL+17.800m。对 70M3的 国产 釜采 用支撑 在 EL+8.200m 的楼面 上 ,釜体 穿过 EL+3.800m 的楼 面 。在 EL+3.800m楼面 下布 置相 应 的过 滤器 和 出料 泵以 及 留 出的检修 空 间 。国产 70m3聚 合釜 的直径 为 3810mm。考 虑到 夹 套和 侧面 的 16个 夹 套水 进 出管 13,在 向结 构提 楼板 开
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摘要随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈,小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。
考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上,60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。
由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵,在今后较长一段时期内,国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。
因此,60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发,将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。
本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜,考虑到了筒体所受的内压和外压,进行了罐体和夹套内压强度计算,对罐体进行了外压强度校核,另外还设计了搅拌装置与传动装置,并对其进行了强度和刚度校核。
关键词:聚氯乙烯; 反应釜;设计AbstractWith the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the near future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3PVC reactor.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure,Tank and jacket were calculated compressive strength,and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strength and stiffness.Key words: PVC; reactor; design前言我国PVC生产企业平均规模为年产8万多吨,PVC生产处于低垄断状态。
由于国产化PVC生产技术的成熟,在很大程度上降低了行业进入门槛。
行业内和行业外企业为追求较高利润,竞相建设和扩产,近几年国内PVC热的显著特征是大干快上。
所谓大,是指规模大,新建改扩建项目动辄十万吨以上,二三十万吨也不少见。
未来PVC生产企业规模将向40万~80万t/a大规模水平发展,规模小的企业将由于技术水平较低,污染严重,生产成本高,竞争能力弱而逐步淘汰。
我国PVC行业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势。
采用大型聚合釜,每釜的产量大,克服了小釜生产出的聚氯乙烯树脂质量不稳定的缺陷,大釜比小釜的产量批次较少,树脂之间的差异减小,质量更加均匀和稳定。
同样规模的装置,采用大型釜更容易实现DCS控制。
鉴于当前国内聚氯乙烯行业的发展情况,采用60m3聚氯乙烯反应釜,可以节省设备投资和建设投资,减少生产运营费用,有效降低产品生产成本,可以大大提高国内聚氯乙烯生产企业的市场竞争能力,为国内聚氯乙烯生产企业扩大生产规模,调整产品结构等创造了有利的条件,因此60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有极大的推广应用前景。
由于引进国外60m3以上反应釜及其成套工艺技术的设备费用和技术费用相当昂贵,在今后较长的一段时期内,国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是国内企业的理想选择。
1.绪论1.1聚氯乙烯1.1.1 聚氯乙烯全名为Polyvinylchlorid,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。
它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。
它是全球使用量最广泛的塑料之一,也是世界上产量最大的塑料之一。
聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的29%。
聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。
聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品,也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。
1.1.2 物理和化学性质总的来说聚氯乙烯根据不同的用途可以加入不同的添加剂,因此聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
通常,聚氯乙稀具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。
但其耐热性较差,软化点为80℃,于130℃开始分解变色,并析出HCI。
具有稳定的物理化学性质,不溶于水、酒精、汽油,气体、水汽渗漏性低;在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液,具有一定的抗化学腐蚀性;对盐类相当稳定,但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。
此外,POVC的光、热稳定性较差,在100℃以上或经长时间阳光暴晒,就会分解产生氯化氢,并进一步自动催化分解、变色,物理机械性能迅速下降,因此在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
1.1.3 分类及其用途聚氯乙烯可分为软聚氯乙烯和硬聚氯乙烯。
其中硬聚氯乙烯大约占市场的2/3,软聚氯乙烯占1/3。
软聚氯乙烯一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软聚氯乙烯中含有柔软剂(这也是软聚氯乙烯与硬聚氯乙烯的区别),容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。
硬聚氯乙烯不含柔软剂,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。
总的来说聚氯乙烯广泛应用于建材、包装、医药、化工、纺织、家电、消防、食品等诸多行业。
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。
1.1.4 发展史及现状氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig实验室合成出来的。
而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。
但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品,在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。
据统计,2004年全球PVC产能达到3500万吨,产量为2920万吨,我国聚氯乙烯生产企业总数有80多家,2004年国内PVC树脂生产量为503.2万吨,年生产能力约为650万吨,2004年新增产能140多万吨。
预计到2005年底我国聚氯乙烯生产能力将超过950万吨,净增长300万吨。
其中乙烯法占30%(含进口单体),电石法占70%。
截止到2005年6月底国内PVC实际生产量为295.41万吨,与去年同期相比增长率为21.7%。
2005年上半年进口量为79.7万吨,表观消费量为372.6万吨。
根据海关数据显示,2010年12月中国PVC纯粉进口量为139297吨,环比显著增长21%,同比显著增长36%。
去年1-12月份PVC纯粉进口量累计为1199119吨,累计同比减少26.4%。
1.2 反应釜反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品,用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器,例如反应器、分解锅、聚合釜等。
总的来说,反应釜属于搅拌设备的一类,这里简要的介绍一些搅拌设备的情况。
搅拌设备常被称作搅拌釜(或搅拌槽),当搅拌设备用作反应器时,又被称为搅拌釜式反应器,有时简称反应釜。
搅拌设备在工业生产中应用范围很广,尤其是化学工业中,很多化工生产够或多或少地应用着搅拌操作。
化学工艺过程中的种种化学变化,是以参加反应物质的充分混合为前提的。
对于加热、冷却和液体萃取以及其他吸收等物理变化过程,也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。
搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。
例如在三大合成材料的生产中,搅拌设备作为反应器约占反应器总数的90%。
其他如染料、医药、农药、油漆等行业,搅拌设备的应用亦很广泛。
有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备做了调查及功率测定,结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。
搅拌设备的应用范围之所以这样广泛,还因搅拌设备操作条件(如浓度、温度、停留时间等)的可控范围较广,又能适应多样化的生产。
搅拌设备的作用如下:①使物料混合均匀;②使其他在液相中很好的分散;③使固体粒子(如催化剂)在液相中均匀的悬浮;④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化;⑤强化相间的传质(如吸收等);⑥强化传热。
对于均相反应,主要是①、⑥两点。
混合的快慢、均匀程度和传热情况好坏,都会影响反应结果。
至于非均相系统,则还影响到相界面的大小和相间的传质速度,情况就更复杂。
所以搅拌情况的改变,常很敏感地影响到产品的质量和产量,生产中的这种例子非常普遍。
在溶液聚合和本体聚合的液相聚合反应装置中,搅拌的主要作用是:促进釜内物料流动,使反应器内物料均匀分布,增大传质和传热系数。
在聚合反应过程中,往往随着转化率的增加,聚合液的粘度液增加。
如果搅拌情况不好,就会造成传热系数下降或局部过热,物料和催化剂凡是不均匀,影响聚合产品的质量,也容易导致聚合物粘壁,使聚合反应操作不能很好地进行下去。