年产6万吨PVC车间氯乙烯合成工段的工艺设计的开题报告.doc

毕业论文（设计）开题报告

姓 名
学 号
院 系 化学与化工学院
专 业 化学工程与工艺
年 级 2012级
指导教师

2014年 02月 26日

填 表 说 明
1．原则上应于最后一学年第一学期完成毕业论文（设计）的开题工作。
2．学生填写此表后，经指导教师同意，由指导教师小组集中进行开题审查，不合格者应重新修改，直至合格后方可开题。
3．学生应执行本表撰写毕业论文（设计），不得作实质性改变。学生须在所在院（系）规定的时间内完成毕业论文（设计）并参加答辩。
4．毕业论文（设计）的具体要求请参阅《新乡学院毕业论文（设计）工作条例》和《新乡学院毕业论文（设计）写作与排版打印规范》。
5．本表可到教务处网站下载，正反双面、黑白打印，中文内容用宋体、小四号字，英文内容用Times New Roman、小四号字；指导教师意见处应手写。封面上的姓名、学号、院系、专业、年级、指导教师等填写内容相对横线居中。日期填写阿拉伯数字，数字与“年”、“月”、“日”之间没有空格，完成后，日期整体位置应保持原样。
6．本表最后装入学生毕业论文（设计）专用档案袋。

拟选
题目
年产6万吨PVC车间氯乙烯合成工段的工艺设计
选题依据及研究意义
到目前为止，世界上PVC 生产的聚合工艺主要有5 种，即悬浮、本体、乳液、微悬浮及溶液聚合工艺。其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺，绝大部分均聚及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺。就拿美国为例，聚氯乙烯生产工艺中，悬浮聚合占87.8 % ，本体聚合占4.4 % ，乳液和微悬浮聚合占6.4 % ，溶液聚合占1.4 %。与美国相比，西欧乳液和本体聚合的比例较大，而日本则悬浮聚合占的比例较大。
合成树脂是塑料工业的基本原料，在一定条件下塑制成一定形状的材料，在常温下它的形状不变，是材料工业的重要组成部分。作为热塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯树脂，在世界各国合成树脂的生产、品种及消费上均处领先地位。我国也是如此，聚氯乙烯塑料制品在各树脂及加工制品中占主要地位。这主要由于以下原因：（1） 聚氯乙烯材料制品性能优良。有独特的使用功能。
（2） 基础原料资源广，为聚氯乙烯树脂生产发展奠定了物质基础。
（3） 聚氯乙烯塑料不仅在建筑、农业及包装工业上有着广泛的用途，在电子器件、交通运输、机械和人民生活等各方面，也均得到重用。
聚氯乙烯作为世界五大通用塑料之一，现今发展非常迅速，由于它综合性能优异，广泛应用于农业、工业、国防、人类日常生活等许多领域。当前高速发展的建筑行业的旺盛需求，也推动着中国聚氯乙烯产业的蓬勃发展。当今世界上，还没有一个地区或国家的聚氯乙烯产业，有像中国今天这样拥有一个广阔的应用市场和高速发展态势的局面展现于世人面前。原料和能源圆满解决之际，将是迎来巨头争霸之时。届时中国的聚氯乙烯无论是产量还是市场消费都会跃居世界第一位，中国的聚氯乙烯有着璀璨的前景。
选题的研究现状
聚氯乙烯自工业化问世至今，六十多年来仍处不衰之势。占目前塑料消费总量的29%以上。到上世纪末，聚氯乙烯树脂大约以3%的速度增长。这首先是由于新技术不断采用，产品性能亦不断地得到改进，品种及牌号的增加，促进其用途及市场的拓宽。其次是制造原料来源广、制造工艺简单。产品质量好。在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。又它是氯碱行业耗“氯”的大户，对氯碱平衡起着举足轻重的作用。从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说：一般耗用量占其总量的20～30%。特别是60年代以来，由于石油化工的发展，为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源，引起了人们极大的注意，因而促使氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新，使聚氯乙烯工业获得迅猛的发展。
聚氯乙烯(PVC) 是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，也是世界上最早实现工业化的塑料品种之一。在世界众多的塑料品种中，PVC 以其优良的综合性能，便宜的价格以及与氯碱工业关系密切，自30 年代工业化以来，一直受到各工业国的普遍重视，保持着长盛不衰的发展势头，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大宗塑料品种。

拟研究的主要内容和思路
研究的主要内容有以下几方面
1、氯乙烯合成工艺计算，包括物料衡算、热量衡算等。
2、主要设备的计算与选型，例如石墨冷却器的选型、 转化器的计算等。
3、主要管道管径计算和选型。石墨冷却器的料进管管径的计算及选型，多筒过滤器进料管管径的计算及选型等。
4、合成工段中三废的产生及处理。氯化汞等固体废气物的产生与处理，废水的处理等。
5、安全生产防火技术，厂区安全、防爆炸等安全技术。
氯乙烯生产工艺流程简述：由乙炔工段送来的精制乙炔气，经乙炔砂封，与氯化氢工序送来的氯化氢气体经缓冲罐通过孔板流量计调节配比（乙炔/氯化氢=1/1.05～1.1）在混合器中充分混合，进入石墨冷却器，用-35℃盐水间接冷却，冷却到-14℃±2℃，乙炔氯化氢混合气在此温度下，部分水分以40%盐酸排出，部分则夹带于气流中，进入串联的酸雾过滤器中，由硅油玻璃棉捕集器分离，然后混合气经石墨预热器，由流量计控制进入串联的第一组转化器，在列管中填装吸附于活性炭上的升汞催化剂，在催化剂的作用下使乙炔和氯化氢合成转化为氯乙烯，第一组出口气中尚有20～30%未转化的乙炔，再进入第二级转化器继续转化，使出口处未转化的乙炔控制在3%以下，第二组转化器填装活性较高的新催化剂，第一组则填装活性较低的，即由第二组转化器更换下来的旧催化剂即可。合成反应放出的热量通过离心泵送来的95～100℃左右的循环水移去。粗氯乙烯在高温下带逸的氯化汞升华物，在填活性炭吸附器中除去，接着粗氯乙烯进入水洗泡沫塔回收过量的氯化氢。泡沫塔顶是以高位槽低温水喷淋，一次（不循环）接触得20%盐酸，装大贮槽供罐装外销，气体再经碱洗泡沫塔，除去残余的微量氯化氢后，送至氯乙烯气柜，最后去精馏工段。

主要参考文献
[1] 王书芳．氯碱化工生产工艺：聚氯乙烯及有机氟分册[M]． 化学工业出版社,1995,1-3,59-64,50-64,165-167,174-175．
[2] 陈冠荣等．化工百科全书[M]．化学工业出版社,1993,125-127．
[3] 中国石化集团公司上海工程有限公司．化工工艺设计手册[M]．化学工业出版社,2003,402-403．
[4] 北京石油化工工程公司．氯碱工业理化常数手册[M]．1998,206-207．
[5]申迎华，郝晓刚．化工原理课程设计．北京：化学工业出版社，2009．
[6]张凤宝，夏清，张国亮等．化工原理（下册）．第二版．北京：高等教育出版社．2010．
[7] 柴诚敬．刘国维．化工原理课程设计[M]．天津科学技术出版社,1995,44-45．
[8] Minna Hakkarainen．New PVC materias for medical application-therelease profile of PVC/polycaprolactone-polycarbonte aged in aqueous environments．Polymer Degradation and Stability，2003 (80) ：451～458
其他说明

指导教师意见（对学生拟选题目的难易程度、涉及范围及与学校办学定位的吻合度等方面做出评价）

指导教师签名：
年 月 日
开题报告指导小组意见

指导教师小组负责人：
年 月 日
院（系）意见

院（系）公章
年 月 日

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