年产7.2万吨pvc聚合工段工艺初步设计文档格式.doc
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目录
第一章前言 1
第二章PVC的概况 2
2.1PVC性质 2
2.2PVC行业发展历程 2
2.3中国PVC的使用 5
2.3.1PVC异型材 5
2.3.2PVC管材 5
2.3.3PVC膜 5
2.3.4PVC硬材和板材 6
2.3.5PVC一般软制品 6
2.3.6PVC包装材料 6
2.3.7PVC护墙板和地板 6
2.3.8PVC日用消费品 6
2.4中国PVC市场发展分析 6
2.4.1中国PVC产量 6
2.4.2中国PVC产量趋势 7
2.5世界PVC行业的消费情况 7
2.6中国PVC进出口总量分析 8
2.7目前我国PVC行业面临的问题与任务 9
2.8聚氯乙烯的包装贮运方法 9
第三章聚氯乙烯的工业生产 10
3.1产品及原料简述 10
3.1.1产品性质 10
3.1.2产品性能 10
3.1.3产品质量标准 10
3.2原料简述 11
3.2.1乙炔 11
3.2.2氯乙烯 11
3.2.3分散剂 12
3.2.4引发剂 12
3.2.5其它助剂 13
3.2.6去离子水 13
3.3PVC的生产方法 14
3.3.1生产路线的选择 14
3.3.2PVC生产的聚合工艺 16
3.3.3聚合反应机理 18
3.3.4悬浮聚合工艺 19
第四章工艺计算 21
4.1计算依据 21
4.2物料衡算 22
4.3热量衡算 23
4.4聚合釜的设计 26
4.4.1体积计算 26
4.4.2聚合釜的设计 27
4.4.3夹套的设计 27
4.4.4搅拌装置的设计 28
4.4.5传热装置的校核 29
4.4.6传热系数的计算 30
4.4.7底座的选择 32
4.4.8人孔的设计 33
4.4.9计量槽的设计 34
4.4.10主要管道管径计算和选型 35
第五章厂址的选择与车间布置 38
5.1厂址的选择和要求 38
5.1.1厂址的选择的依据 38
5.1.2厂址的选择的原则 38
5.2车间布置 39
第六章非工艺设计项目 41
6.1安全技术与劳动保护 41
6.2防护 41
6.2.1防火防爆 41
6.2.2防腐 42
6.3卫生等设计 42
6.3.1供排水 42
6.3.2取暖与降温 43
6.3.3通风 44
6.4自控设计条件 45
第七章经济核算 46
第八章环境保护 49
8.1废水处理 49
8.1.1废水排放标准 49
8.1.2废水处理方法 49
8.2废渣处理 50
8.3废气处理 50
8.4其他三废的处理 51
第九章结论 52
参考文献 53
致谢 54
第一章前言
聚氯乙烯（PVC），由氯乙烯单体（VCM）均聚合或者与其他多种单体共聚合而制成的合成树脂，再配合着稳定剂、增塑剂、高分子改性剂、填料、颜料和偶联剂等加工助剂，经过塑化、混炼、成型加工制成的合成材料。
在五大通用合成树脂（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS树脂）中，PVC的原料来源是最丰富，生产成本是最低廉，应用范围是最广的，这些是极富商业价值的宝贵特点。
2006年底，我国聚氯乙烯树脂产量为1052万吨每年，居世界第一位。
据2009年7月底统计，我国聚氯乙烯树脂产量已达到1800万吨每年。
聚氯乙烯行业不断地引进先进技术，国内自主创新技术亦层出不穷，装置生产逐渐规模化集约化，产品质量也稳步提高，消耗在不断降低。
2012年中国PVC行业的扩能统计数量在498万吨，而且上半年全部是电石法PVC的扩能投产，预计能力为284万吨。
2012年国内PVC新增项目的投产还是集中在陕西、新疆等资源禀赋较强的省份。
本次设计是关于年产7.2万吨聚氯乙烯聚合工段工艺初步设计，其中包括：
概述部分；
PVC工艺流程的确定；
工艺相关计算；
主要设备选型与计算；
技术经济；
环境保护等。
经比较后，本设计采用悬浮聚合法。
本设计是参照株洲化工集团PVC厂生产资料为基础，查阅化工设计手册等设计资料做参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计，附带有三张设计图纸，包括一张主要设备装配图；
一张带控制点工艺流程图；
一张车间平面布置图。
本设计是在书本理论知识的基础上，结合株洲化工厂的生产实际，参考各种专业文献资料，了解生产工艺流程，进行物料衡算、热量衡算、设备设计和选型等设计。
但由于时间和作者能力有限，数据可能不够精准，资料收集不够全面等原因，本次设计难免出现疏漏甚至时错误，恳请老师原谅以及给予批评指正。
第二章PVC的概况
2.1PVC性质
PVC概念：
聚氯乙烯（PolyvinylChloride，简称PVC）是一种无毒、无臭的白色粉末。
它的化学稳定性极高，有良好的可塑性。
除少数有机溶剂以外，常温下可耐20%以下的烧碱、50～60%的硝酸、90%以下的硫酸和任何浓度的盐酸，对于盐类也相当稳定。
PVC的耐光性和热稳定性较差，在140℃以上就可开始分解并放出氯化氢（HCl）气体，以致PVC变色。
PVC的电绝缘性极其好，一般不会发生燃烧，在火焰上能燃烧并放出HCl，但离开火焰就会自熄,是一种“自熄性”和“难燃性”物质。
PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、辅助加工剂、润滑剂、抗冲击剂、色料、及其它添加剂。
具有不易燃性、高强度、优良的几何稳定性以及耐气侯变化性的性质。
PVC对还原剂、氧化剂和强酸都有很强的抵抗力。
然而它能够被浓氧化酸如浓硝酸、浓硫酸所腐蚀并且也不适用与氯化烃、芳香烃接触的场合。
工业聚氯乙烯树脂主要结构是非晶态的，却也含有一些结晶区域（大约5%），因此PVC没有明显的溶点，约在80℃左右就开始软化，热扭变温度为（在1.82MPa负荷下）70~71℃，在加压下150℃便开始流动，并且开始慢慢释放氯化氢气体，致使聚氯乙烯开始变色（由黄变棕、红、甚至黑色）。
工业上聚氯乙烯重为相对分子质量在4.8~4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2~1.95万左右。
而绝大多数工业树脂的重为相对分子质量在10~20万范围内，数均相对分子质量在4.55~6.4万左右。
硬质聚氯乙烯（未加增塑剂的）具有极好的机械强度、耐燃性与耐候性，能单独用于做结构材料，广泛应用于化工上制造板材、注塑制品和管道。
2.2PVC行业发展历程
第一、工业化萌芽阶段
1835年，法国化学家雷诺（VRegnault）首先发现了氯乙烯（VCM），3年后他又观察到了PVC树脂，1842年包曼（Baumann）通过研究确定它了的密度和基本结构式。
雷诺在实验室采用碱皂法制取了氯乙烯，就是把1，2-二氯乙烷与芳性钾酒精溶液混合，静置4天后，加热进行反应。
在这之后人们的大量研究改进，都不适用于工业化生产。
最简单的工业生产方法则是1912年德国化学家克拉特（FKLatte）发明的，就是从电石制得乙炔，乙炔在高温和催化剂作用下与氯化氢加成反应，实现了规模化生产。
这在PVC树脂工业发展史上意义极其重大。
30年后由于乙炔生产的高能耗和高成本，而逐渐被淘汰掉。
1940年以后，工业上开始以廉价的乙烯为原料，由乙烯直接氧化制二氯乙烷，在加以热裂解后得到氯乙烯，其副产品乙炔和氯化氢反应制氯乙烯，这就是早期的混合法和联合法。
1872年一个叫包曼的科学家开始详细研究发现了PVC树脂。
古老的聚合方法是采用热压聚合和光聚合。
在二十世纪的一、二十年代里，研究工作很活跃。
在改进热压聚合方法的基础之上出现了溶液聚合、引发聚合、悬浮聚合、乳液聚合、连续乳液聚合、和特种聚合等多种方法。
其中乳液聚合方法生产比较容易控制，聚合速度较快，能得到比较均一的长链聚合物。
1931年小规模工业生产首先在德国本公司实现，而德国大多数工厂均采用是乳液聚合法。
1933年美国碳化学公司采用的则是溶液聚合法建立小型的工厂。
PVC树脂被发现的100年间，只不过是艺术珍品而已。
PVC树脂发展的真正转机则是氯乙烯/乙酸乙烯共聚物和增塑PVC树脂出现。
1928年美国联合碳化物公司把乙酸乙烯与氯乙烯共聚使其具有内增塑性质而更容易被加工。
可以用作为硬模塑制品和真漆。
1932年美国古德里奇公司（B.F.gooDRIch）研究一种用于粘接橡胶与金属罐的新粘胶剂的时候，偶然发现增塑了的PVC树脂富有柔软和富有弹性的“橡胶状”性质，并且耐强碱、强酸腐蚀、制成为弹性高尔夫球和PVC氯苯溶液，后者可制造钳套、鞋跟、雨靴、电线护套、电器绝缘套、帐篷、地板、胶管及金属罐衬里等。
1937年英国的ICI公司采用磷酸脂类增塑PVC制得类似橡胶的物质，成功的替代当时极其短缺的橡胶。
用于电线的绝缘层。
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