聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计
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
化工聚录乙烯生产技术(pvc课件项目四任务一氯乙烯的悬浮聚合
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
(11)耐溶剂性 除芳烃、氯烃、酮类、酯类 外，对水、汽油、酒精等较稳定
(12)耐酸碱性 在酸、碱介质中及盐类溶液 中均较稳定
(13)老化性 受光照及在氧的作用下，PVC树 脂逐渐分解，即老化
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
2.主要用途 聚氯乙烯是物理机械性能、电性能及耐化学
腐蚀性能较好的工程塑料之一，在PVC加工过程 中加入一些添加剂或采取适当的工艺和生产设备， 就可制得各种软质和硬质聚氯乙烯产品，满足工、 农、医、包装、建筑等领域的应用。
2.学会悬浮聚合主要设 备和系统的操作方法。
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
一
悬浮聚合原料及产品的识别
二
工业卫生及安全技术
三
氯乙烯悬浮聚合的原理
四
氯乙烯悬浮聚合条件的选择
五
悬浮聚合主要设备的识别
六
悬浮聚合工艺流程的识读
七
悬浮聚合系统的操作
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
一、悬浮聚合的原料和产品的性质
(一)聚氯乙烯的性质及用途
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
(二)悬浮聚合的原料及主要作用
1.悬浮聚合的过程 一般是在聚合釜内加入一定量的氯乙烯单体
和水，以油溶性过氧化合物和(或)偶氮化合物等 作为引发剂，以水溶性明胶、纤维素醚和(或)聚 乙烯醇等高分子化合物作为分散剂以及其他助剂， 借助于较强烈的搅拌作用，在一定温度、压力下 进行聚合反应。
(5)一般控制指标
树脂型号 紧密型 疏松型
硬度(ppm) 氯根(ppm)
≤10
≤20
≤5
≤10
pH值 6.5~7.5
6~7
任务一 氯乙烯的悬浮聚合
4.分散剂体系 (1)分散剂的作用 有分散剂存在时，界面张
推荐-万吨每年PVC悬浮聚合初步工艺设计 精品
《化工设计基础》课程设计题目: 2万吨/年PVC悬浮聚合初步工艺设计专业班级：学号：姓名：学院：指导教师：课程设计任务书《聚合物合成工艺设计》一、设计分组化工方向学生共分12组6-7人一组，设计分工：概述、工艺流程设计1人，物料衡算及热量衡算2人，聚合釜及其他设备设计与选型1-2人，安全与环保1人，绘图1人二、设计题目2 万吨/年PVC悬浮聚合初步工艺设计3反应釜（33m3Ⅰ型小釜）三、设计条件1年生产天330天/年24小时/天2产品、原料及主要工艺条件设计产品树脂的型号为SG-5原料VCM技术指标项目内容技术指标聚合物后处理损失率6%聚合物生成量水油比 1.4引发剂用量0.1%的单体质量分散剂用量0.2%的单体质量调节剂用量0.01%的单体质量终止剂用量0.01%的单体质量防粘釜剂用量0.1%的单体质量反应的转化率88%聚合中损失量1%聚合物生成量操作周期分配3其他有关条件和要求1）与物料衡算有关的条件a)出料阶段i.出料中VCM的含量（VCM与PVC的质量比）为2%b)汽提阶段i.塔顶温度62℃，塔底温度102℃，压强为0.03MPaii.蒸汽全部在塔内冷凝。
iii.汽提后VCM的含量为≤13.6ppm。
c)离心阶段i.离心后湿物料的含水量约为20%。
0.20kg H2O/kg干料d)气流干燥阶段干燥后湿物料的含水量为0.04kg H2O/kg干料四、设计任务编制设计说明书、绘制工艺流程图。
1.概述聚氯乙烯简介、氯乙烯聚合反应原理、典型工艺及工业进展。
2.工艺流程设计聚合工艺路线的选择、工艺流程设计、工艺条件的确定等。
3.工艺计算1）聚合工段（聚合釜、出料槽、汽提塔、离心机）的物料衡算和（聚合釜、汽提塔及其换热器）热量衡算，绘制物料流程图2）设备的工艺计算a 聚合釜的设计与选型I 釜体的设计i 反应器体积的计算ii 釜体外形尺寸选型II 传热装置的设计i 传热面积的计算III 搅拌装置的设计b出料槽c 汽提塔设计计算d离心机选型类型：卧式螺旋卸料沉降离心机五、绘制工艺流程图按照设计规定绘制全工段（聚合、干燥、包装）工艺流程图，3号图纸聚合釜：聚合釜外形尺寸的设计[42]1. 确定封头的外形与本设采用的聚合釜配套的封头为标准椭圆封头，由相关文献查知，应取得封头直边高度为：h1=50 mm，封头高度为：h=0.25D=0.25×4200=1050 mm，封头侧面积为：S侧=1.083 D2=19.10 m2，封头体积为：V封=0.131 D3=9.71。
年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计
材料科学与工程学院毕业设计学生姓名班级/ 学号专业材料科学与工程设计题目年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案指导教师职称2002年2 月28日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)设计规模 (7)主要原料规格及技术指标 (7)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)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。
聚氯乙烯的聚合原理
聚氯乙烯的聚合一、聚氯乙烯悬浮聚合原理聚氯乙烯工业化生产方法有四种：悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。
悬浮聚合：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起剂引起而进行的聚合反应。
溶有引起剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。
整体看水为连续相，单体为分散相。
聚合在每一个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看做小液珠本体聚合。
悬浮聚合体系普通由单体、引起剂、水，分散剂四个基本组分组成。
悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。
在搅拌剪切作用下，溶有引起剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引起聚合。
不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。
悬浮聚合产物的颗粒粒径普通在0.05～0.2mm。
其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引起剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。
悬浮聚合所使用的单体或者单体混合物应为液体，要求单体纯度≥99.9%。
表1.氯乙烯单体的指标，% 水，ppm 铁，ppm 乙醛，ppm 低沸物，ppm 高沸物，ppm 纯度≥99.9 ≤300 ≤5≤10≤10≤500在工业生产中，引起剂、份子量调节剂分别加入到反应釜中。
引起剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。
悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。
如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。
聚合在带有夹套的搪瓷釜或者不锈钢釜内进行，间歇操作。
大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或者(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。
聚氯乙烯的悬浮聚合法生产工艺流程
聚氯乙烯的悬浮聚合法生产工艺流程英文回答：Suspension Polymerization Process for Polyvinyl Chloride (PVC)。
Raw Materials:Vinyl chloride monomer (VCM)。
Water.Suspending agent (e.g., polyvinyl alcohol, methylcellulose)。
Initiator (e.g., azo compounds, peroxides)。
Other additives (e.g., stabilizers, plasticizers)。
Process Steps:1. Preparation of Suspension: The VCM, suspending agent, water, and other additives are mixed to form a suspension. The suspending agent prevents the polymer particles from agglomerating.2. Polymerization: The suspension is heated and the initiator is added to start the polymerization reaction.The VCM polymerizes into PVC particles, which grow in size and number.3. Cooling and Dewatering: After the desired conversion is reached, the reaction is stopped by cooling the suspension. The PVC particles are then separated from the water by filtration or centrifugation.4. Drying: The PVC particles are dried to removeresidual water and volatile components.5. Compounding: The dried PVC is compounded with additional additives, such as stabilizers, plasticizers,and colorants, to create the desired properties for thefinal product.Advantages of Suspension Polymerization:Produces high-purity PVC.Allows for easy control of polymer particle size and shape.Suitable for large-scale production.Disadvantages of Suspension Polymerization:Energy-intensive process.Can generate wastewater.Requires specialized equipment.中文回答：聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程。
聚氯乙烯悬浮法生产工艺分析研究
聚氯乙烯悬浮法生产工艺分析研究文章根据工艺条件、反应特点及各种物料特性、分离目的，按照工业实际生产原则和方法对聚氯乙烯悬浮法概念及特点，生产工艺主要原料及工艺流程做了详细分析，使工业生产降低了成本，提高了经济效益。
标签：聚氯乙烯；生产工艺；悬浮技术；聚合反应；因素分析1 聚氯乙烯悬浮生产工艺概念及特点所谓的悬浮法生产工艺是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在水中，同时有油溶性引发剂引发再进行的聚合反应。
在组成上来说一般是由单体和引发剂、双亲性分散剂、去离子水组成。
聚氯乙烯悬浮生产工艺的特点为固体珠状颗粒，容易分离，比较干燥；聚合热容易扩散，反应温度好控制。
2 聚氯乙烯悬浮生产工艺主要原料在合成原料方面主要是氯乙烯，同时辅助原料为有机过氧化物催化剂、中和剂、热稳定剂、脱盐水、防粘釜剂等。
其具体规格如下表格所示：3 聚氯乙烯悬浮生产工艺设计氯乙烯悬浮是生产聚氯乙烯的主要方法，生产成本低，操作简单，生产的产品质量好，企业效益高。
在树脂质量上采用悬浮聚合生产的树脂孔隙提高到了300%以上，在经过适当处理残留物有原来的0.1%下降到0.0005%以下。
生产工艺原理具体如下所示：图示中1为计量槽；2为过滤器；3为聚合釜；4为循环水泵；5为出料槽；6为树脂过滤器；7，9为浆料泵；8为汽提塔；10为浆料冷却器；11为混料槽。
在具体的氯乙烯悬浮聚合工艺生产中可以采用间歇操作进行。
第一步把去离子水经计量泵计量后加入聚合釜中，在不断搅拌下再加入分散剂水溶液，同时进行密闭。
第二步加入计量单体氯乙烯和引发剂。
此时需要加料进行升温，温度要达到规定的温度。
同时还要添加一定量的冷却水，主要是控制反应温度。
第三步，观察聚合釜内的压力。
当压力达到0. 50～0. 65MPa时要终止剂结束反应。
第四步，产品进入出料槽。
当聚合物进入出料槽时，未聚合的单体会从顶部排入气柜回收再次利用。
聚合物经树脂过滤器后泵入汽提塔8，再经干燥后就可以得到聚氯乙烯。
pvc悬浮聚合的工艺流程
pvc悬浮聚合的工艺流程
首先将去离子水，分散剂及除引发剂以外的各种助剂，经计量后加于聚合反应釜中，然后加
剂量的氯乙烯单体，升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液，聚合反应随时开始，夹
套同低温水进行冷却，在聚合反应激烈阶段应通5C以下的低温水，严格控制反应温度波动
不超过正负0.2C.当反应釜压力下降至规定值后结束反应，方法为链终止剂，然后进入单体
回收，干燥，筛选出去大颗粒后，包装得产品。
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聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计
聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是一种常见的合成塑料，广泛应用于建筑、电子、汽车、包装等领域。
而聚氯乙烯悬浮聚合工艺是制备PVC的主要方法之一。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺的设计包括以下几个关键步骤：单体制备、引发剂选择、聚合反应、后处理等。
在聚氯乙烯悬浮聚合工艺中，单体制备是一个重要的环节。
聚氯乙烯的主要单体是氯乙烯（Vinyl Chloride，简称VC），它是通过氯乙烯的氯化反应制备得到的。
氯乙烯的制备方法有多种，常见的包括直接氯化法和乙烯氯化法。
直接氯化法是将乙烯与氯气在催化剂的作用下进行氯化反应，生成氯乙烯。
乙烯氯化法则是将乙烯与次氯酸钠反应，生成氯乙烯。
这两种方法都可以得到高纯度的氯乙烯，可根据实际需要选择合适的方法。
引发剂的选择对聚氯乙烯悬浮聚合工艺至关重要。
引发剂是聚合反应的启动剂，可以引发单体的聚合反应。
常用的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化戊酸等。
选择合适的引发剂可以控制聚合反应的速率和转化率，从而得到所需的聚合物性能。
聚合反应是聚氯乙烯悬浮聚合工艺的核心步骤。
在聚合反应中，单体与引发剂发生自由基聚合反应，形成高分子聚合物链。
反应过程中，需要控制温度、压力和搅拌速度等工艺参数，以确保聚合反应
的均匀性和高效性。
此外，还可以通过添加聚合助剂来改善聚合反应的过程和产物性能。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺的后处理包括溶剂去除、干燥和造粒等步骤。
在溶剂去除过程中，通过蒸发或真空脱溶剂的方法将溶剂从聚合物中去除，以提高聚合物的纯度。
然后，需要对聚合物进行干燥处理，以去除残留的水分和溶剂，保证产品的质量。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺具有以下优势：首先，该工艺适用范围广，可以制备不同性能和用途的聚氯乙烯产品。
其次，工艺简单，操作方便，生产周期短，可大规模生产。
此外，聚氯乙烯悬浮聚合工艺还具有能耗低、废料回收利用率高等特点，符合可持续发展的要求。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺在建筑、电子、汽车、包装等领域有广泛应用。
在建筑领域，聚氯乙烯制品可用于制作管道、地板、隔热材料等；在电子领域，聚氯乙烯可用于制作电线电缆护套、绝缘材料等；在汽车领域，聚氯乙烯可用于制作汽车内饰件、密封件等；在包装领域，聚氯乙烯可用于制作塑料瓶、保鲜膜等。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计是一项重要的工艺，可以制备出多种性能和用途的聚氯乙烯产品。
该工艺具有广泛的应用领域，并且具有操作简单、生产周期短、能耗低等优点。
通过不断改进和创新，聚氯乙烯悬浮聚合工艺将在未来得到更广泛的应用。