年产1万吨PVC糊树脂聚合基本工艺设计.doc

目 录摘 要1第一章 概 述311 聚氯乙烯简介312产品用途413 市场现状和前景展望5第二章 设计工艺阐明821 悬浮聚合工艺822生产工艺描述823重要物料1324 质量指标和分析14第三章 工艺计算1631聚合物料衡算示意图1632 聚合物料计算1733 反映釜设计2134聚合工段管道计算25第四章 车间布置阐明2741 车间平面布置原则2742 车间布置阐明27第五章 环境评估2851 环保2852 污染排放概况28第六章 结 论31致 谢32参照文献33摘 要本课题是在理解聚氯乙烯国内外发展状况基本上，完毕了微悬浮法生产聚氯乙烯糊树脂合成工艺设计。聚合工段以聚合釜密闭技术、高温热脱盐水技术、二次加水技术为主；尾气回收采用压缩冷凝法回收氯乙烯气体。针对过程中各反映损失量、单体转化率等对反映物进行简朴物料衡算；分析了生产对环境影响。核心词 PVC糊树脂；微悬浮聚合法；聚合工艺设计；物料衡算AbstractThis paper introduces the market development trend of PVC at home and abroad. The design is a process of 10kt/a PVC paste resin production in micro-suspension polymerization. The process of polymerization designed polymerizer confined technology，high temperature thermal water desalination technology，technical secondary water .The method of compression condensation recovers VCM. On the base of the losses in reaction and the monomer conversion rate of reaction，it takes the material balance calculation. The process of production impact on the environment is analysed. Key words：PVC paste resin；process of micro-suspension；polymerization process design；material balance calculation第一章 概 述11 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(PVC)是有氯乙烯单体(VCM)聚合得到聚合物,普通聚合度,在当今聚合物产品中具备极其重要地位。PVC应用极其广泛,并且价格相对低廉,合用性几乎不受限制.然而如果PVC在今天被发现,很也许会由于其热稳定性差,难于加工而被束之高阁。PVC独特源自三个重要因素：形态学，多样性和分子构造。(1) 形态学PVC一旦被合成出来,其内在性能和外在构造就完全被所采用生产办法决定了.悬浮聚合和本体聚合产品是粒径为颗粒，而乳液聚合产物粒径只有。但干燥后乳液产品是易碎颗粒,粒径为。由于具备独特颗粒构造,在PVC专业词汇中,经惯用到一种次就是形态学.形态构造对于其她聚合物来说远不如对于PVC重要。PVC不溶于其单体，在聚合过程中,当PVC增长链长到10个单位单元后，就要从VCM单体中沉淀出来，属于典型沉淀悬浮聚合。然而，PVC在其单体中可较好溶胀,其单体溶解量可达到27%(质量分数)以上，这一特性对聚合物自身以及PVC最后性能和应用均有重大影响。因而，聚合物从单体中沉淀出来方式，聚合物分子链增长机理以及单体对聚合物溶胀限度等因素非常重要。(2) 多样性聚氯乙烯是一种总称.每个生产商会依照市场需要生产一系列形态，分子量各不相似PVC产品。在工业上，K值和黏度值用于代表PVC分子量，生产商将这些参数作为品种代号，用以给不同产品命名。K值为PVC较硬，重要用于生产管、导管、板和塑钢窗；K值为树脂柔韧性较好，可制备柔性板、地板革、壁纸、电缆绝缘层、软管、试管和医疗用品；K值较低()PVC重要用于注塑成型，制备管，导管接头，整体或电源接头，并可用于吹瓶和其她容器。(3) 分子构造在当前工业生产聚合物材料中，PVC能占有独特地位，因素在于大量氯原子赋予PVC聚合物链强极性，同步重复单元在分子链中相间排布，使分子链结晶水平极大减少.这样构造给PVC带来一系列优良性能，涉及：力学性能好，特别是薄膜韧性好，相对较低分子量就可拥有较高熔体黏度，并且虽然在高度增塑后，仍可保持较好力学性能。可以在PVC中加入大量增塑剂和抗冲改性剂，来改进其性能,使其应用领域大幅扩宽。12产品用途聚氯乙烯糊树脂是由氯乙烯在引起剂作用下聚合而成热塑性树脂，是氯乙烯均聚物，属于聚氯乙烯树脂一种产品分支。聚氯乙烯糊树脂具备较大多分散性，分子量普通在512万。由于其成糊性优良以及分散性能良好，PVC糊树脂应用非常广泛，重要有如下几大方面：（1）普通软制品：运用挤出机辅助相应模具设备生产聚氯乙烯糊树脂片、管、垫、块；可制成塑料鞋底、鞋面、鞋衬材料等；在饮料行业中可用作啤酒、碳酸饮料瓶盖密封材料；（2）涂层制品：将糊树脂涂敷于布或纸张等其她基材上，然后在100摄式度以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜再与衬底基材加垫压合而成。聚氯乙烯糊树脂人造革可以用来制作皮相、皮包、书封面、沙发及汽车坐垫、壁纸等建筑装饰材料； （3）泡沫制品：在聚氯乙烯糊树脂中加入大量发泡剂作成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作为抗冲材料、保护性安全制品及填充材料，还可以作为泡沫高档凉鞋、坐垫、高档消音等材料； （4）黏合剂与密封胶：聚氯乙烯糊树脂及改性树脂与其她化工原料相结合，制成黏合材料经化学解决后可用于制造汽车上密封胶； （5）涂层与涂料：聚氯乙烯糊树脂及改性树脂可以作为钢板、硬质塑料表面涂层。这种涂料具备抗冲击性、耐老性、耐侯性良好、附着力强等长处，广泛应用于汽车底盘涂料、车内涂料于装饰，还用于其她钢铁工业及钢铁表面装饰与材料防腐。由于聚氯乙烯糊树脂具备良好分散性和稳定流动性，还可用于高品质彩色印刷；（6）糊制品：将聚氯乙烯糊树脂分散在液体增塑剂中，使其溶胀塑化而成增塑溶胶，如果稳定剂、填料、着色剂等，经充分搅拌、脱气泡后配成糊，再用浸渍、浇铸等加入成各种制品，还可以将聚氯乙烯糊树脂加热中，再加入其她辅助材料，制成一次性用手套等医疗器材，以及其她材料垫衬材料；（7）板材：在聚氯乙烯糊树脂中加入改性材料或表面强化材料，经混合塑化压延可制成性能优良板材、运送带和高档胶塑材料。除普通型聚氯乙烯糊状树脂外，其她有关改性产品如掺混树脂、氯醋酸树脂等，由于其具备独特性能而在汽车塑溶胶、PVC方块地毯、印花油墨、人造革底糊和边糊、壁纸、人造革、浸渍制品中，其用量将随着应用开发力度不断加大而增长，大量取代进口。国内绝大多数公司重要采用电石原料路线，成本较低。虽然国内PVC糊树脂年进口量不断增长，但由于原油价格高位盘整，加之国外生产原料成本较高，进口糊树脂价格居高不下，无形中削弱了进口货源与国内资源相比竞争力。因而，当前国产PVC糊树脂主流价格保持在10000-10400元/吨之间。总之，当前在国内建立一家PVC糊树脂合成公司依然存在一定利益空间，解决国内PVC糊树脂供需平衡。13 市场现状和前景展望 当前PVC产业在全世界发展迅速，前景辽阔，各国都看好PVC潜力以及其对生态环境好处，PVC正以其 优越、独特性能向世人证明其作用和地位是当前任何其他产品都无法取代，社会发展需要它,环保需 要它，它是咱们人类社会文明进步必然趋势。世界聚氯乙烯糊树脂年产量为200万余吨，生产工艺重要采用微悬浮法、种子乳液法和微悬浮种子法，产品重要集中于欧美和亚洲。上个世纪末，亚洲PVC糊树脂生产规模和技术水平得到迅速发展。国外发达国家聚氯乙烯生产重要采用是乙烯工艺路线，国内重要采用重要是电石法生产工艺路线。随着世界科技水平逐渐提高，各国不断开发新技术、新设备，并对既有生产工艺进行改造，通过调节工艺配料和聚合条件，生产出更具备针对性和良好糊性能树脂，进一步减少均化物料量、提高单釜含固量、提高生产效率、减少能耗、改进树脂生产后解决工艺、提高生产胶乳稳定性等。国内PVC糊树脂生产工艺以种子乳液聚合为主，其她生产工艺路线尚有微悬浮种子法、悬浮聚合法等，绝大多数采用电石原料路线。20世纪50年代国内PVC糊树脂工业开始生产，在5070年代共建有8个生产厂，生产规模为100500吨/年，生产工艺重要以种子乳液法为主，只能生产8个型号PVC糊状树脂。进入80年代，国内PVC糊树脂生产厂家先后引进了国外7家PVC糊树脂生产技术。 当前，国内PVC糊树脂生产厂家有近20家，总生产能力为30万余吨，产量也近30万吨，进口量约为15万吨。至以来，国内PVC糊树脂行业发展十分迅猛，既有公司生产能力不断增长。其中，沈阳化工股份有限公司糊树脂生产能力扩产之后已经达到12万吨/年，生产能力居亚洲第一，世界前三位。，国内PVC糊树脂下游消费约增长10%，特别是在汽车、建筑、电子和涂料方面需求明显增长。据记录，国内PVC糊树脂产能与产量虽然得到了迅速增长，但我过PVC糊树脂进口量每年仍在13万15万吨上下浮动，进口最高年份甚至接近了16万吨，这阐明国内PVC糊树脂发展仍有较大空间。从应用领域看，近几年国内汽车、建筑、玩具、电子及涂料都发展不久，这些行业迅速发展，给国内PVC糊树脂行业发展带来巨大商机。以汽车应用领域为例，虽然汽车行业受到能源等方面冲击，国内汽车仍合计产销507.05万辆和507.11万辆，同比分别增长14.11%和15.50%。PVC糊树脂仅汽车胶一种品种，就在底盘防石击涂料、车身焊封密封胶、点焊胶、滤芯胶、缓冲胶等多处应用。聚记录，仅氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂一种新产品所开发4种专用料年需求量就达5000吨。在许多领域，国内与西方发达国家存在不小差距。如壁纸应用，西欧应用比例占中消费量15%，日本为44%，国内仅为4%；地板材应用，西欧为32%，美国为38%，日本为32%，国内仅为17%；汽车应用，西欧为15%，美国为16%，国内仅为8%。从产品构造看，国内在PVC糊树脂生产大都是均聚物，共聚物很少。均聚物是单体聚合技术，因在应用中规定依附材料耐温好，起应用发展受到限制。而国内在前期引进35种牌号中都是通用型均聚物，却无共聚牌号。共聚物可以加入第二单体先进技术，当前国内掌握共聚技术并能生产高品位产品很少，并且在共聚物技术基本上开发出专用料也只有区区几种牌号。总之，当前国内PVC糊树脂行业整体发展较为平稳，国内应当不断扩大产品应用领域，增长产品型号，形成差别竞争、错位竞争良性竞争格局；加强公司之间技术交流，加速提高行业整体技术水平。随着应用开发力度不断加大，国内PVC糊树脂将会大量取代进口。第二章 设计工艺阐明21 悬浮聚合工艺悬浮聚合是通过搅拌器不断进行搅拌，使单体液滴在水中保持悬浮状态，聚合反映在单体小液滴中进行，普通悬浮聚合反映为间歇聚合。悬浮聚合过程可以看作是在数以百万计小 “反映器” (单体珠滴) 中进行本体聚合。反映釜容积为，氯乙烯在其饱和蒸气压之上被压缩为液态，在高速搅拌下分散于水中，通过夹套或回流冷凝器排出反映热，用挡板调节搅拌效果；加入保护胶体（分散剂）来防止液滴聚并，这样形成稳定分散体系，液滴平均直径为；另一种重要成分为油溶性自由基引起剂。向反映器中加入物料构成普通称为配方。悬浮聚合基本配方有水，VCM，引起剂和分散剂构成，如下：VCM 100份 保护胶体 0.050.15份水 90130份引起剂 0.030.08份22 生产工艺描述生产工艺为采用悬浮法生产PVC糊树脂。其生产过程由单体氯乙烯（VCM）、聚合、汽提、脱水干燥、包装等某些构成。同步还涉及原料、辅料供应系统，VCM回收系统，及环保治理系统等。PVC悬浮聚合典型工艺流程如图2.1 图2.1 PVC糊树脂悬浮聚合工艺流程221 种子制备工序由种子聚合釜（A）釜出来乳浆通过种子过滤器过滤后，被送往种子乳浆槽中储存。从种子乳浆槽中出来种子乳浆通过种子计量泵过滤器过滤后，由种子计量泵输送到种子计量槽中，通过计量槽输送到各聚合釜。222 配料工序重要是指氨盐（引起剂）、催化剂、乳化剂和后混合剂制备。从市场上购买来浓度为20%氨水储存在氨剂贮槽中，以氮气作为保护气体。贮槽中氨水经氨剂输送泵送到盐溶解器、乳化剂溶解槽配制引起剂和乳化剂；此外，氨水另一条线被输送到卸料槽进行脱气。从溶解器中出来盐溶液被输送到聚合釜；催化剂溶解槽重要是用于配制催化剂，通过催化剂过滤器过滤后由催化剂加料泵送往聚合釜；由氨水贮槽过来氨水进入乳化剂溶解槽，在饱和蒸汽预热下配制乳化剂，经乳化剂过滤器过滤后由乳化剂加料泵输送到聚合釜；此外一某些乳化剂被送到后混合剂加料槽中，与粗后混合剂及NaOH溶液混合配制成后混合剂，通过滤器过滤后由泵分别输送至聚合釜和卸料槽。223 PVC聚合工序聚合生产为分批作业方式，一方面向聚合反映釜中加入水、引起剂、分散剂、加热到预定温度后加入VCM，在搅拌条件下进行聚合反映，控制反映时间和反映温度，达到预设终结条件时加入抑制剂使反映终结，反映生成物称为浆料；将PVC浆料转入下道工序，并放空聚合反映釜，用水清洗反映釜后在密闭条件下进行涂壁操作，然后重新投料生产。反映后PVC浆料由聚合釜送至浆料槽，再由汽提塔加料泵送至汽提工序。蒸汽总管来蒸汽经蒸汽过滤后，对浆料中VCM进行汽提，VCM随气提汽从浆料中带出。气提汽冷凝后，经含氧分析，合格后排入气柜或去聚合工序回收压缩机，含氧不合格时排空。冷凝水送至聚合工序废水汽提塔。其生产流程请见图2.2 VCM回收 VCM 成 水 聚 干 汽 品 引起剂 提 燥 包 分散剂 合 装 图2.2 PVC生产流程示意框图2231 聚合反映中技术对于聚合反映工段中提高聚合质量、对聚合反映进行优化、提高聚合反映能力采用了聚合釜密闭技术、高温热脱盐水技术和二次加水技术。（1）聚合釜密闭技术 是指周期性聚合生产中不需要开人孔清釜技术，它能减少操作人员劳动强度，减少VCM单耗和对环境污染，在下一批次聚合生产时不需要抽真空脱除聚合釜内空气中氧气，减少了聚合辅助时间。要顺利实现聚合釜密闭技术，必要解决聚合釜自动防粘釜喷涂技术，选用高效防粘釜剂，解决聚合釜自动水洗技术及聚合釜下料不完全技术问题。密闭技术聚合釜放料最佳采用泵输送，在聚合釜放料结束时可以通过泵压力或电流得出，这样可避免放料不净导致水洗废料单耗高问题。此设计中聚合釜密闭技术采用双位防黏釜喷涂设备和双位自动高压水设备，可以防止聚合釜存在喷涂和水洗不到死区而导致PVC糊树脂下一批料质量下降。（2）高温热脱盐水技术 对于脱盐水某些采用采用高温热脱盐水技术，此技术在VCM聚合时不需升温时间，缩短了聚合反映辅助时间，同步由于脱盐水温度高，使得脱盐水中氧气含量减少，有助于缩短聚合时间。采用高温热脱盐水技术时，引起剂必要使用水乳型引起体系，并且引起剂必要在最后加入，否则会导致PVC树脂“鱼眼”数增长，此设计中引起剂由釜底加入，这样加入比由釜顶加入更有助于引起剂在聚合体系分散，避免局部过热聚合，减少“鱼眼”数。（3）二次注水技术 VCM聚合随着反映时间进行，聚合釜内物料体积不断收缩，物料黏度不断增大，在聚合末期体积比反映前收缩1/6。因而本设计采用二次注水技术，这样做能提高反映前加入VCM/H2O比例，提高聚合釜生产强度；减少反映过程中物料黏度，提高聚合釜移热能力。224 脱气工序脱气工序中重要设备是卸料槽，从聚合釜中过来乳浆具有杂质，必要要通过卸料槽进行排气剥离，除去未反映单体和杂质。经排气剥离乳浆固含量约为40%，被送到乳浆贮槽中进行储存；而未反映单体则从槽上面消泡器出口进入回收工序，先后通过乳浆回收槽、VCM气体回收槽，除去单体上所带杂质后，由回收VCM气体真空泵输送到回收VCM气体密封水槽中进行解决，之后送到气柜重新运用。VCM回收系统工艺流程见图2.3 聚合釜排气 水 混合槽排气 气压缩机 气液 分 气 提 汽 柜 化 (N2、VCM) 离 液 VCM贮槽 水 气提图3.3 VCM回收系统工艺流程图2241 压缩冷凝法回收VCM气体脱除PVC浆料中VCM办法可用直接回收法，就是将未反映VCM气体直接回收至气柜，PVC浆料在回收槽中用压缩空气对浆料中残留大量VCM进行脱除，气体直接放空，污染环境。本设计采用压缩冷凝法回收未反映VCM气体。压缩冷凝办法是将未反映VCM气体直接送入压缩机，压缩后气体经冷凝器， VCM气体压力高于冷凝器入口压力时，直接进入冷凝器冷凝，冷凝后液体VCM靠液位差直接流入回收至单体贮槽备用，冷凝器中不凝性气体直接排放，排放尾气中大概含VCM 1-5%。浆料经汽提脱除未反映VCM后直接回收至气柜，经汽提后PVC浆料中残留VCM质量分数由400-1000g/g降至10g/g，这样使PVC树脂中VCM含量大大减少。回收贮槽中废水定期排放于废水贮槽中，经单独汽提解决后再排放。聚合釜入料时，回收VCM与新VCM按规定比例混合使用。该回收装置可同步回收浆料汽提塔顶VCM气体。此种技术可以缩短工艺路线、减少设备和回收时间。225干燥工序本设计中由汽提工序来PVC浆料持续送入离心机进行干燥。干燥工段重要有糊树脂干燥和干料研磨两个阶段。一方面，胶乳通过胶乳过滤器和胶乳安全过滤器过滤，在雾化器中形成雾状后进入干燥室，同步通过滤后空气由泵打入空气加热器加热后与蒸汽会合，进入干燥室，将胶乳汽化干燥。之后，纯产品直接进入旋风分离器，而带杂质胶乳通过袋滤器后也进入旋风分离器。在旋风分离器中，气体被排出，而固体通过振动筛后，不合格产品流入粗料贮槽，合格产品流入研磨料仓，进入研磨工序。产品进入研磨工序后，打开加料旋转阀，胶乳干料进入研磨机，先分选后研磨，研磨成粉末状固体颗粒后进入第二袋滤器，过滤后进入成品料仓储备，经旋转加料器进入小料筒，然后用包装机进行包装成袋装产品。当前，国内PVC生产重要采用气流加旋风干燥技术和高效组合旋流干燥技术。高效组合旋流干燥技术在节能方面比气流加旋风干燥技术又有进一步提高，节能达25%，空气用量减少约20%，产生尾气量和粉尘量也相应减少。23重要物料231重要物料简介(1) 水 规定聚合体系中用水为去离子水，由于离子特别是钠离子会影响保护胶体等添加剂作用，并影响最后聚合物性能，使体积电导率下降；(2) 保护胶体（分散剂） 在悬浮聚合中使用保护胶体有两大类：主分散剂和辅助分散剂。主分散剂重要作用是控制产品粒径，同步也会影响空隙率和其她形态学性能。对PVC规定是残存VCM尽量低，同步尽量容易吸取增塑剂，这就规定PVC粒子具备更高且更均一孔隙率，在加入主分散剂同步，配入辅助分散剂，可以满足这样规定；(3) 稳定剂 其作用重要是在PVC树脂热加工过程吸取分解产生HCl，以避免HCl进一步催化树脂分解；消除反映生成自由基或与生成双键加成，从而消除共轭双键体系。另一方面是聚氯乙烯塑料制品使用过程中防止或延缓老化过程。在热加工过程中产生稳定作用称为热稳定剂；(4) 增塑剂 是难以挥发小分子化合物。用于聚氯乙烯增塑剂必要可以扩散进入聚氯乙烯大分子之间，并且可与聚氯乙烯混溶。因此对聚氯乙烯增塑剂分子构造规定是：具有极性集团，但极性不能过强；具有可极化集团如苯基；还具有恰当敛长非极性集团；(5) 填充料 在PVC中加入某些无机填料作为增量剂，以减少成本，同步提高某些物理机械性能（如硬度、热变形温度、尺寸稳定性与减少收缩率），增长电绝缘性和耐燃性。232 影响PVC树脂质量重要因素种子胶乳质量直接影响着PVC反映，继而影响树脂质量。种子粒径过大或过小都会影响聚合反映平稳进行，导致反映波动大，难于控制，严重时会浮现破乳，有时在使用某批种子生产过程中未浮现上述不良现象，但生产出树脂B型黏度偏高(或个别超标)，这重要是由于本批种子内在质量稍差，导致胶乳中大小粒匹配不合理，使树脂糊黏度升高。233 胶乳粒子分布对PVC树脂质量影响种子乳液法生产成品胶乳粒径是呈双峰分布，大小粒子粒径分布与否合理是评价成品胶乳内在质量一项重要指标，因此在使用品质较好种子前提下，还要严格控制好初始乳化剂加入量，只有两者使用量合理匹配，才干生产出质量较好PVC树脂。前期不反映或反映极弱对PVC树脂质量影响 聚合反映前期不反映或反映极弱现象在以往也曾浮现过，但属于极个别现象，没对生产导致较大影响，可自下半年以来，不反映现象十分严重，体现为人孔投入所需助剂及种子后，再加入单体0812 m3后，开始加入催化剂，当加入40 L催化剂后反映釜仍没浮现反映热，甚至为负值(正常时加入30 L催化剂就开始反映)，然后采用补加Cu剂办法促使反映进行，这样使聚合反映后期温度波动很大，反映温度不好控制，峰温偏低，吹除压力高，个别釜次还浮现破乳现象，回收过程中带料严重，胶乳黏稠，打料困难，干燥树脂B型黏度超标。瞬时乳化剂加入量对PVC树脂质量影响 在乳液聚合中乳液体系稳定性是非常重要，乳化剂加入量与否适当将直接影响整个反映体系稳定性。当乳化剂加入量过低时，仅某些胶乳粒子表面被乳化剂分子覆盖保护，易导致大某些胶乳凝聚，甚至浮现破乳状况；而乳化剂加入量过多又会导致反映激烈，不易控制，使小粒子数增多，粒径分布不合理，同样会影响树脂质量。干燥器出口温度对PVC树脂质量影响 胶乳在喷雾干燥过程中，若干燥器出口温度过高，则形成二次粒子凝集很牢固，从而导致树脂在调糊过程中不易崩解为一次粒子或崩解速度较慢，从而导致糊性能差。234 相应办法及对策对种子品质控制：在配方不变化状况下，生产过程中时常浮现种子粒径重复性差及含固量不稳定现象，制定了如下办法：(1) 固定种子聚合釜避免由于变换聚合釜而导致种子粒径重复性差；(2) 生产种子时由专人负责操作控制，避免由于操作人员控制手法不同而导致种子粒径重复性差。24 质量指标和分析所有PVC生产商都要对每一批产品测定某些列参数，这是常规质量控制一某些。这些参数涉及K值、平均粒径及其分布、表观密度、空隙率、杂质、分散性、颜色、热稳定性和VCM残留量。由于不同生产厂家生产批量大小不同，浆料混合设备复杂限度有差别，干燥车间料仓容积也有差别，因此很难给出典型测试规范。采用大型压力釜当代生产厂，要对每一釜聚合物进行测试，此外还要测定干燥和混合后产品，以作比较。第三章 工艺计算31聚合物料衡算示意图图3.1 聚合物料衡算示意图32 聚合物料计算321 反映各环节损失量聚合某些 粘壁、泄露、泡末夹等损失占1%； 沉析某些 破坏低聚物及吹风降温损失占1%； 离心某些 母液中带走损失占0.5%； 干燥某些 飞扬、旋风分离及不合格物损失2%； 提气 VCM回收率 95%322 聚合配方、操作周期和反映条件（1） 聚合配方：水、VCM、乳化剂、种子、分散剂、引起剂、还原剂、后混合剂、填充料等；（2） 操作周期： 聚合釜入料水 15minVCM 15min搅 拌 10min 升 温 30min反 应 9h出 料 30min清釜置换等 50min 共 计 11h30min预定每日生产2批（3） 聚合条件 温 度： 510.5 出料压力： 6kg/cm2（表压） 转 化 率： 85% 沉析温度： 76 干 燥： 气流干燥出口物料含水5% 沸腾干燥器出口物料含水0.3%（4） 年工作日：330d/a 总工作时间：7920h质量指标：VCM纯度为99% 其他原料视为纯物质由于只对聚合工序做物料衡算，因此不用考虑产品其她质量指标；成品后解决损失2%；选取计算基准与计算单位：由于是间歇式操作过程，因此基准为“批”，单位为B/d；拟定计算顺序：由于产物和原料之间化学计算比例采用倒推式计算顺序。间歇式操作：每天生产2B，设配料及化学品所有结合到聚合物中VCM转化率85%；（5） 各原料所占比例：VCM ： 100份去离子水 ： 150份乳 化 剂 ： 1.0份引起剂、还原剂： 0.03份氧 化 剂 ： 0.05份种 子 ： 2份其她化学品增 塑 剂 ： 8份稳 定 剂 ： 1份抗 氧 剂 ： 1份紫外线吸取剂： 0.1份螯 合 剂 ： 0.1份润 滑 剂 ： 0.5份填 充 料 ： 10份总 计 ： 273.78323 反映工艺流程及各部损失图图3.2 反映工艺流程及各部损失图324 各环节损失计算（1） PVC糊树脂产量10000t/a，成品包装工序损失2%：；干燥某些 飞扬旋风分离损失占2%离心某些 损失占0.5%到达干燥工序物料数量为，；由于乳胶固含量为30%，乳胶数量=；聚合某些 粘壁，泄露，泡沫夹带等损失占1%沉析某些 破坏低聚物及吹风降温损失占1%到达聚合某些物料数量=；VCM转化率为85%，配料及化学品所有结合到聚合物中则加入到聚合釜中物料数量=；（2） 年工作330天，每天生产数量=41879.66330=126.91t/d=126910kg/d；每天生产2批，则每批生产数量=，既每天每批产量 63460kg/B；（3）计算各物料量：由各物料占总量比例计算VCM、配料、去离子水、化学品等数量；由各物料所占总物料比例可计算各物料每天每批投料量：VCM质量比例：100:273.78 每批应加VCM数量=； VCM纯度为99%， 因此每批加VCM数量=； 去离子水质量比例：150:273.78 每批应加去离子水数量=； 乳化剂质量比例：1:273.78 每批应加乳化剂数量=； 引起剂 还原剂质量比例：0.03:273.78 每批应加引起剂 还原剂数量=； 氧化剂质量比例：0.05:273.78 每批应加氧化剂数量=； 种子质量比例：2:273.78 每批应加种子数量=；聚合釜中所加化学品质量比例：20.7:273.78 (其中增塑剂：8份；稳定剂：1份；抗氧剂：1份；紫外线吸取剂：0.1份；螯合剂：0.1份；润滑剂：0.5份；填充料：10份)每批应加化学品数量=表3.1 各物料投料量整顿如表：总投料量63460（kg/B）VCM去离子水乳化剂引起剂、还原剂氧化剂种子化学品23413.3334768.80231.806.9611.59463.594798.1033 反映釜设计由设计规定选用搅拌釜反映器。搅拌装置重要作用是强制物料流动，强化传热与传质效果；使物料充分接触，均匀混合；强化表面更新作用，有助于小分子组分气化；使非均相物料分散。因而搅拌釜反映器对各种反映体系适应性强，操作弹性大，合用温度和压力范畴广既可用于间歇操作，又可用于持续操作。搅拌釜反映器设计重要内容：反映器构造重要由釜体、搅拌装置、传热装置、工艺接管、轴密封装置等构成。反映器釜体与贮罐外型相近，是有圆形直筒某些与上下封头构成。331 反映器体积计算：间歇操作a. 依照年产量拟定日产量：聚合釜入料：水 15minVCM 15min搅 拌 10min 升 温 30min反 应 9h出 料 30min清釜置换等 50min ，共计 11h30min 取 既=12h；b. 每天生产批数为：式中-一种生产周期时间，h；-反映达到预期转化率所需反映时间，h；-投料、出料、物料升（降）温、设备升（降）温等辅助操作时间，h。既每天生产2批；c. 反映器装料系数 式中 -反映液体积（反映液体积变化时，按反映液最大体积计算）， -反映器实际体积， 搅拌釜反映器，取0.7；d. 计算反映器体积及台数反映液混合密度：由 设反映器台数为2，则每台反映器体积；既得实际反映器体积为30m3；332 釜体外形尺寸设计：a. 封头形式 采用椭圆封头 椭圆曲面某些是长轴与短轴之比为2：1半椭圆弧线，环绕椭圆短轴轴线旋转而形成曲面。原则椭圆封头直边高度与封头直径关于。从力学角度，原则椭圆封头应力分布比较均匀，封头强度与其连接筒体强度相等，因此搅拌釜反映器和压力容器封头大都选用原则椭圆封头。椭圆封头详细设计原则参见下表： 表3.2 原则椭圆封头设计参数封头名称封头高度（h）封头侧面积（S）封头体积（V）原则椭圆封头02510830131表3.3 原则椭圆封头直边高度与直径关系设备直径（mm）300，350400，4505002200220032003200直边高度（mm）2525，4015，40，5040，5050b. 釜体计算：聚合釜日产量=126910kg/d采用间歇式操作其中 ；则间歇操作周期： 取12h混合液密度：反映液体积：反映器总体积：查上表原则椭圆封头体积为0131，搅拌反映器釜体长径比H/D=2令：h为釜体直边高度，H为反映器釜体总高度，则：若取：H/D=1.5D，则有：h=D 虽然反映器属于非原则设备，但用于制造反映器上下封头仍应选用原则封头。由于H/D比值较小，因此此处按公称尺寸选定釜体直径为4.2m釜体直边高度为：釜体实际高度：由表取封头直边高度为50mm，釜体圆形直筒某些高度：反映器实际体积为：反映器实际长径比：H/D=7.62/4.2=1.82最高液位：最低液位：34 聚合工段管道计算341 流量查表3.4可知：表3.4 物料流量 （）0001962500157000031400003140039250471体积流量：单位时间内流体流经管路任一截面体积称为体积流量，以V表达，其单位为。342 流速a平均流速流速是指单位时间内流体质点在流动方向上所流经距离。实验证明，流体在管路内流动时，由于流体具备黏性，管路横截面上流体质点速度是沿半径变化。管路中心流速最大，越靠管壁流速越小，在紧靠管壁处，由于流体质点黏附在管壁上，其流速等于零。但工程上，通惯用管路截面积除以体积流量所得值来表达流体在管路中速度。此种速度称为平均速度，以u表达，单位为m/s。流量与流速关系为式中 A为管路截面积；由公式可得：b. 管路直径估算若以d表达管内径，则式可写成由公式可得：表3.5 聚合釜进料管管径整顿如表（mm）：物料管径50100202050200第四章 车间布置阐明41 车间平面布置原则(1) 厂区美观具备当代气息。符合“十一五”产业规划；(2) 符合生产、仓储工艺规定，使物流、生产作业线通顺短捷， 避免重要线路交叉返复；(3) 切实注意节约用地，减少土方工程量，减少投资。考虑区域安全、卫生、建构筑物间距必要满足防火、卫生、安全等规定；(4) 将区域进行功能划分统一管理，以便生产；(5) 满足厂区内外交通运送规定，避免人流与货流交叉。42 车间布置阐明聚合工艺车间布置在30m29.5m框架构造厂房内,共五层。现依照工艺流程及生产实际规定，对车间设备布置作简要阐明：一层