张亮-102410248--开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目年产12万吨聚氯乙烯的合成工艺设计学院化学与材料工程专业高分子材料与工程班　　级1024102学　号102410248学生姓名张亮指导教师陈湘开题日期2014年3月24日《年产12万吨聚氯乙烯的合成工艺设计》开题报告一、选题的背景与意义：（一）课题研究来源本项目依据河南首瑞橡胶PVC合成工段，通过研读大量的关于聚氯乙烯性质、用途、生产技术、国内外研究现状及市场情况分析的文献，对生产聚氯乙烯工艺过程进行设计。（二）课题研究的目的聚氯乙烯（PVC）是国内外高速发展的合成材料中5大热塑性合成树脂之一，以其价廉

2、物美的特点，占合成树脂消费量的29%左右，仅次于聚乙烯（PE），居第二位。由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。因此聚氯乙烯具有广泛的应用前景，所以聚氯乙烯的合成工艺需要进行深入的研究。由于电石法聚氯乙烯生产技术是一种传统工艺，从Hcl气体合成、C2H2的生成

3、、脱水，混合、预热到催化转化，工艺和设计都没什么改进。本设计目的在于添加了氯乙烯气相脱水工艺，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程及单元操作，设计出优化的工艺流程并根据工艺条件选择出合适的设备，以达到提高产品质量和生产效益的要求，（三）课题研究的意义本课题对传统电石法聚氯乙烯的设计进行改进，不仅提高了生产效率，提高了氯乙烯单体的产量和质量，延长了设备的使用寿命，减少物料的损失，而且使生产过程中更加环保科学化。二、国内外研究现状：（一）国内研究现状目前我国PVC的生产基本上采用悬浮聚合工艺，生产主要采用电石乙炔工艺路线和

4、乙烯氧氯化工艺。国内悬浮法生产PVC的工艺技术近十几年来取得了一定进展，主要有：(1)复合型分散剂和引发剂、链转移剂、热稳定剂和终止剂等在各生产厂家中得到广泛应用；(2)基本上掌握了聚合釜真空脱氧、后加引发剂等聚合技术；(3)防粘釜技术也得到了提高；(4)发展了筛板溢流塔和螺旋板换热器。清华大学新开发的旋流干燥器性能优于德国赫斯特公司同类产品；(5)新开发出了宽分子质量分布、高聚合度PVC、纳米CaCO3，原位聚合PVC专用树脂和纳米抗菌PVC材料等。（二）国外研究现状近年来，国外的氧氯化工艺有了进一步的改进，在裂解1，2一二氯乙

5、烷生产氯乙烯的过程中，采用三氯乙醛或氯醛促进剂，减少了乙烯基乙炔副产物，提高了产品质量。新开发的直接氯化／电解氯化氢生产氯乙烯单体新工艺，在降低氯乙烯单体成本、提高产品质量方面又迈进了一步。乙烷制VCM工艺正在实现工业化，该工艺可使产品成本降低20％～30％。欧洲乙烯新近又开发出了使乙烷在低温下反应直接合成氯乙烯的新型催化剂，其成本比由乙烯生产氯乙烯方法节省50％以上。目前已有新型消泡悬浮剂研制成功，简化了聚合操作步骤，减少了树脂中的杂质，改进了间歇悬浮聚合工艺及聚氯乙烯树脂的粒度分布，提高了树脂质量。开发了氯乙烯—丙烯酸丁酯共聚

6、物与聚丙烯酸酯的接枝共聚物、含氨基的聚氯乙烯树脂。对加工配料技术进行了改进，开发出高强度PVC电缆料、防污PVC制品、PVC仿木型材、PVC木材复合窗用型材等。三、课题研究内容及创新（一）课题研究内容：聚氯乙烯制备的工艺流程图：离心分离槽聚合釜气提塔碱处理釜浆料排放槽去离子水氯乙烯引发剂助剂旋振筛旋风干燥床成品储存与包装本次设计为年产12万吨聚氯乙烯的工艺设计，采用了聚氯乙烯悬浮聚合工艺，介绍了聚氯乙烯的聚合工艺及合成聚氯乙烯的流程和设备，对整个生产工艺做出了详细的叙述。悬浮聚合的过程是先将去离子水用泵打入聚合釜中启动搅拌器,依次

7、将分散剂溶液、引发剂及其他助剂加入聚合釜内。然后，对聚合釜夹套内通入蒸汽和热水，当聚合釜内温度升高至聚合温度（50～58℃）后，改通冷却水，控制聚合温度不超过规定温度的正负0.5℃。聚合物悬浮液送碱处理釜，用浓度为36％～42％的NaOH溶液处理,加入量为悬浮液的0.05%～0.2%,用蒸汽直接加热至70～80℃,维持1.5～2.0h,然后用氮气进行吹气降温至65℃双下时,再送去过滤和洗涤。然后送入汽提塔以出去二氧化碳等气体。其次送入离心分离槽和旋风干燥床等里进行分离干燥。最后成品储存包装。（二）创新：反应温度易控制、成品纯度高、

8、绝缘性好、聚合物的聚合度也比较高。固碱不仅能吸湿脱水，而且能进一步除掉氯乙烯中夹带的微量氯化氢及铁，减轻酸腐蚀，延长设备的使用寿命，还能除掉从聚合过程中回收的氯乙烯中的微量活性分子。这样就能减少精馏塔中的自聚物，改善精馏操作状态，延长精馏操作周期，