聚氯乙烯生产合成工段工艺设计计算案例
目录
聚氯乙烯生产合成工段工艺设计计算案例1
1.1工艺方案选择1
1.1.1氯乙烯单体制备方法选择1
1.1.2合成方法选取2
1.1.3助齐［选用2
1.1.4主要原料及产物的物化性质2
1.1.5其他辅助原料4
1.2生产工艺流程简图及简述5
1.2.1合成工段5
1.2.2汽提工段6
1.2.3离心干燥及包装6
1.3设计任务7
1.4由工段选定设备及物料衡算7
1.4.1聚合釜物料衡算7
1.4.2汽提塔物料衡算8
1.4.3离心机物料衡算10
1.5由工段选定设备及热量衡算11
1.5.1气流干燥塔热量衡算11
1.5.2聚合釜热量衡算13
1.6主要设备计算及选型16
1.6.1聚合釜选型16
1.6.2气流干燥塔选型17
1.7附件设计18
1.7.1聚合釜设计18
1.7.2搅拌装置设计19
1.8强度校核20
1.8.1釜体圆筒计算20
1.8.2封头计算20
1-1工艺方案选择
1.1.1氯乙烯单体制备方法选择
由于我国经济的不断发展进步，各种新型材料的合成发展，推动了氯产品的
迅速发展。氯乙烯是氯化产品中的一种商品，氯乙烯单体的生产方式有电石法、
乙烯法等方法。
电石法中是乙烷氯化氢发生化学反应后生成的氯乙烯(VCM)。该方法设备结构较
简易，经济措施较少，而且收率高。受汞盐限制，被环境防护等限制。[25]
由于我国的石油资源相对来说较少，而电石原料在各个地区都有分布，所以
许多化工生产厂家用电石法生产氯乙烯。[18]
1.1.2合成方法选取
迄今为止，PVC生产的聚合工艺生产技术有悬浮法、本体法、乳液法、微
悬浮法和溶液聚合法五种。大多数均聚和共聚产物均采用悬浮聚合法制备。
悬浮液聚合过程成熟，悬浮液聚合过程基本上是以复合引发剂为基础的，可
通过控制反应温度来保证反应速度均匀。为了保护釜免受粘合剂的损害，应在锅
炉中加入防粘液剂。在悬浮液法中，聚氯乙烯被广泛使用，因为其品种很容易适
应，操作成本低等。
通过以上叙述，本设计聚氯乙烯的合成采用悬浮法。
1.1.3助剂选用
(1)聚合引发剂的选择原则
适合的引发剂体系，无论是对聚合时间的缩短，还是对提高生成物的效率，
以及设备的强度性质有很大的帮助3]。
以前采用的是偶氮引发剂，不但活性低，而且毒性较大，确定明显较多。故
采用的是另一种引发剂，目前主要采用的是EHP(二乙基己基碳酸氢盐过氧化
物)，活性比起其他引发剂较高，而且放热均匀。
引发剂能在低温下释放自由基，这是在聚合反应的过程中，初始自由基仅仅
的唯一来源。m]引发剂的用量越多，反应的速度愈快，反应的时间愈短，生产效
率就愈大。
(1)分散剂
明胶最初用作分散剂，但由于其易变质，是不利于塑化的，所以很少使用。
一般采公司采用温度分散剂是聚乙烯醇，如日本可乐丽公司所生产的聚乙烯醇。
[14]
分散剂的作用是防止发生爆炸性聚合。分散剂的性能需符合工艺要求。
(2)其他助剂
反应后加入终止剂，这可以消除残留自由基以及引发剂，保证单体的回收得
以成功；在紧急情况下，必须添加终止符以停止免疫反应。广泛应用双酚A、丙
酮硫代氨基腿(ATSC)。
1.1.4主要原料及产物的物化性质
(1)电石
化学式：CaC2,主要成分为碳化钙，晶体呈白色。电石的一个特点是与水
相接触后，可立即发生了非常强烈的反应，生成乙焕并释放热量。
表1.1电石性质
分子式分子量外观闪点水溶性焰点沸点
CaC264.1