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年产6万吨PVC合成的初步工艺设计
摘要
聚氯乙烯(PVC)是一种氯乙烯单体(VCM)聚合物，通过偶氮化合物等引发剂或光热反应进行自由基聚合。它是五种合成热塑性树脂之一，是继聚乙烯树脂之后的第二通用树脂，具有优异的可加工性、抗化学性、和阻燃性。3这是一种低功耗、低成本的产品。所使用的PVC主要广泛应用于人造革、薄膜、线材保险丝护套等柔性塑料制品。也用于仪表板、门窗制造、挠性管、阀门和其他硬塑料。
PVC是一种白色的没有固定结构的物品，PVC由高弹态转变为玻璃态的温度大约为77~90℃,大于100℃或长期被强烈的太阳光照射下暴露而产生的氯化氢水溶液在170℃左右开始被催化和分解。
PVC的用途多种多样。无论是建筑材料，还是消费品、地皮、管道等方面都被广泛地应用。
本次设计是年产6万吨PVC合成的初步工艺设计计划。根据相关文献和记录，本设计完成重要设备的物料平衡和热量平衡，还包括PVC的重要要合成技术；设计和挑选最重要的设备。
本文主要对聚氯乙烯生产的相关问题进行了相关概述。重点对生产聚氯乙烯的技术及工艺设计问题，还包括相关的计算进行探讨。
关键词：聚氯乙烯；工艺设计；工艺计算
目录
摘要 I
1概述 1
1.1聚氯乙烯性质 1
1.1.1物化性质 1
1.1.2分类 1
1.1.3包装和储存方法 1
1.2聚氯乙烯研究背景 1
1.3聚氯乙烯研究现状 2
1.4氯乙烯制备技术方法 4
1.4.1电石乙炔 4
1.4.2乙烯氧氯化 5
1.5聚氯乙烯的应用 5
1.6PVC的典型合成工艺 6
1.6.1悬浮聚合 6
1.6.2本体聚合 6
1.6.3乳液聚合 6
1.6.4溶液聚合 6
2聚氯乙烯生产合成工段工艺设计 7
2.1工艺方案选择 7
2.1.1氯乙烯单体制备方法选择 7
2.1.2合成方法选取 7
2.1.3助剂选用 7
2.1.4主要原料及产物的物化性质 8
2.1.5其他辅助原料 9
2.2生产工艺流程简图及简述 10
2.2.1合成工段 10
2.2.2汽提工段 1
2.2.3离心干燥及包装 1
2.3设计任务 12
2.4由工段选定设备及物料衡算 12
2.4.1聚合釜物料衡算 12
2.4.2汽提塔物料衡算 14
2.4.3离心机物料衡算 15
2.5由工段选定设备及热量衡算 16
2.5.1气流干燥塔热量衡算 16
2.5.2聚合釜热量衡算 18
2.6主要设备计算及选型 21
2.6.1聚合釜选型 21
2.6.2气流干燥塔选型 23
2.7附件设计 23
2.7.1聚合釜设计 23
2.7.2搅拌装置设计 24
2.8强度校核 25
2.8.1釜体圆筒计算 25
2.8.2封头计算 26
3设计结果 27
3.1物料衡算结果 27
3.1.1聚合釜 27
3.1.2汽提塔 27
3.1.3离心机 28
3.2热量衡算结果 28
3.2.1聚合釜 28
3.2.2气流干燥塔 28
3.3主要设备选型结果 29
3.4设备压力、强度校核 29
参考文献 29
IⅢI
1
1概述
1.1聚氯乙烯性质
1.1.1物化性质
聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯(VC或VCM)聚合而成的热塑性聚合物。
不同的聚合方式会生成不同大小的树脂颗粒产品。聚氯乙烯在水中的溶解度几乎为零，不溶于汽油、酒精。[1聚氯乙烯不溶于绝大部分的溶剂，只溶于及其有限的溶剂。但溶于酮类、酯类等。反应的温度升高，化学稳定性降低。8]
聚氯乙烯具有以下特性：轻盈抗渗性；易于维护；耐久性；天然可燃性低。
1.1.2分类
按软硬程度：软制品和硬制品。
按聚合程度：低聚合产品、高聚合产品、普通树脂、超高聚合度产品。
按单体种类分：均聚物和高聚物。
1.1.3特点
PVC的主要优点是易燃、耐磨、防化腐蚀、水蒸气渗透率低。出过这些优点以外，聚氯乙烯还有综合机械性能、产品透明度、电绝缘能力、隔热、阻燃、抗震性能良好等等优点。缺陷为耐热性不太好，抗冲击性小，温度降低时硬化快。撞击时有一个非常脆弱的裂缝。然而，PVC极易通过化学和物理方法进行修饰，并显著提高其性能。
1.1.4包装