年产5万吨pvc生产车间的工艺设计

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1、年产5万吨PVC生产车间的工艺设计1生产方法简介及设计方法的确定2产品的基本性能3产品的应用状况4有关设计参数5物料衡算6热量衡算7关键设备的选型8车间设备布置设计9公用工程1.生产方法简介及设计方法的确定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

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-

3、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。2.产品的基本性能聚氯乙烯是无定形线型、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。有较高的机械性能。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。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。解决的办法是在加工过程中加入稳定剂，如硬脂酸或其他脂肪酸的镉、钡、锌盐。的

4、抗冲击性能差,耐寒性不理想，硬质聚氯乙烯塑料的使用温度下限为-15℃，软质聚氯乙烯塑料为-30℃。透水汽率很低。硬聚氯乙烯长期浸入水中的吸水率小于0.5%，浸24小时为0.05%，选用适当增塑剂的软聚氯乙烯吸水率不大于0.5%。聚氯乙烯室温下的耐磨性超过普通橡胶。聚氯乙烯的电性能取决于聚合物中残留物的数量和各种添加剂。聚氯乙烯的电性能还与受热情况有关，当聚氯乙烯受热分解时，由于氯离子的存在而降低其电绝缘性。3.产品的应用状况PVC树脂可以采用多种方法加工成制品，悬浮聚合的PVC树脂可以挤出成型、压延成型、注塑成型、吹

5、塑成型、粉末成型或压塑成型。分散型树脂或糊树脂通常只采用糊料涂布成型，用于织物的涂布和生产地板革。糊树脂也可以用于搪塑成型、滚塑成型、蘸塑成型和热喷成型。发达国家PVC树脂的消费结构中主要是硬制品，在全世界范围内一半以上的PVC树脂用于与建筑有关的市场，使PVC行业容易受到经济的波动影响。增长最快的用途是管材、板壁、和门窗等。我国聚氯乙烯硬制品应用份额也呈增长趋势，管材、型材和瓶类所占份额由1996年25%增长到1998年的40%，但至今我国聚氯乙烯的应用还是软制品的份额较多。1998年软制品占PVC总用量的51%（

6、其中薄膜为20%，塑料鞋10%，电缆料5%，革制品11%，泡沫和单板等5%），硬制品占40%（其中板材16%，管材9%，异型材8%，瓶3%，其它4%），地板墙纸等占9%。聚氯乙烯塑料一般可分为硬质和软质两大类。4.有关设计参数1.生产周期300天,7800-8000h/Y2.反应温度55℃3.反应时间9h4.转化率92%5.消耗定额VC1.015-1.064t/TPVC6.原辅材料:去离子水,单体氯乙烯(VCM),分散剂KH-21(聚乙烯醇),PH调节剂,反应调节剂(-巯基乙醇),引发剂(偶氮二异庚腈),防粘釜剂,终

7、止剂(丙酮缩氨基巯脲),缓释阻垢剂(H-9),碱液(42%)等。5.物料衡算本工艺的配方如下（以单体质量为参考标准）：去离子水150单体100引发剂0.04分散剂0.08PH缓冲剂0.06终止剂0.02反应调节剂0.0015缓蚀阻垢剂0.002消泡剂0.002采用顺流程的计算顺序进行物料衡算，先求出VC单体的每批投料量。该工艺为年产5万吨，开工330天，计划每天生产2批。后处理损失为5%。每批应生产聚合物的量=50000000/（330*2*0.95）=7.94*104Kg/B假设引发剂（0.04%单体质量）全部结合

8、到聚合物中，并且单体92%转化为聚合物。则VCM单体的投料量=Kg/B物料流程图如下5.1聚合釜物料衡算进入聚合釜内VCM单体M1=8.664*104Kg/B去离子水的质量M2=1.5*M1=129970kg/B引发剂的质量M3=0.0004M1=34.66kg/B终止剂的质量M4=0.002M1=17.33kg/B分散剂的质量M5=0.000