年产8万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计.doc

年产8万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计.doc

《年产8万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产8万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计.doc（58页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

哈尔滨理工大学学士学位论文

XXX大学毕业设计（论文）任务书

学生姓名：

震哥学号：

学院：

化学与环境工程学院专业：

化学工程与工艺

任务起止时间：

2014年2月24日至2014年6月19日

毕业设计（论文）题目：

年产8万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计

毕业设计工作内容：

①查阅聚氯乙烯聚合相关资料，对聚氯乙烯聚合工艺进行了介绍，并确定最佳生产工艺；

②根据化工设计规范进行流程确定、物料衡算、热量衡算；

③进行主要设备的选型、绘制总图、带控制点的工艺流程图、各车间设备布置图、聚合釜设备图；

④对课程设计结果进行分析，力求做到理论根据充分，计算正确，技术上可行，经济上合理；

⑤按要求编写设计说明书；

⑥翻译字数在3000字左右有关设计内容的外文一篇；

⑦答辩；

资料：

1、聚氯乙烯工艺相关参考书

2、化工相关设计手册

3、中国化学化工文摘

4、外文期刊（CA）

指导教师意见：

系主任意见：

签名：

年月日

年产8万吨聚氯乙烯聚合车间生产工艺设计

摘要

PVC是一种常用的化工原料，是氯碱工业优先考虑用来平衡氯气的产品。

它具有阻燃、防腐、抗水及抗化学品腐蚀性、更好的机械性能和电绝缘性能。

聚氯乙烯的重要性还在于其单独占有世界总氯消费量的35%,同时聚氯乙烯对氯碱平衡起着关键的杠杆作用。

如今，国内外主要采用悬浮聚合的方法生产聚氯乙烯。

聚合过程是聚氯乙烯生产系统的重要环节，它的任务是将合成其他工序送来的氯乙烯单体在引发剂与分散剂的作用下聚合成为聚氯乙烯树脂。

然后经过一系列的过滤、汽提、干燥等过程将PVC树脂处理成符合要求的产品。

本设计是以哈尔滨华尔化工有限公司的实际生产为依据。

本次设计介绍了聚合工艺的原理及计算与工艺设计，该厂由过去的年产1.5万吨聚氯乙烯，扩建为年产8万吨。

对采用悬浮法年产8万吨聚氯乙烯厂聚合车间各工序进行简要分析，确定工艺技术流程，确定蒸汽及冷却水的用量，同时进行离心机与干燥过程的物料衡算。

确定完成生产任务所需的聚合釜的台数（70m3釜4台并联工作），对主要设备进行选型，并绘制设备图、工艺流程图及车间布置图。

关键词氯乙烯；聚合；设计；设备选型

80,000tonsofPVCplantproductionareapolymerizationprocessdesign

Abstract

PVCisanimportantchemicalrawmaterials,thechloral-alkaliindustryisapriorityforthebalanceofchlorineproducts.Itisfireretardant,weathering,anti-corrosion,anti-corrosivechemicalsandwater,goodmechanicalpropertiesandelectricalinsulationpropertiesofmerit.PVCistheimportantofitsseparatechlorineoccupytheworld'stotalconsumptionof35percent,whilethechloral-alkalibalanceofPVCplaysakeyroleasalever.

Atpresent,themajordomesticandforeignPVCproducedbypolymerization.PolymerizationprocessPVCproductionsystemisanimportantaspectofitsmandateistobringtheprocessofvinylchloridemonomerandtheinitiatoroftheemulsifierunderPVCpolymerlatex.Thenafteraseriesoffilters,stripping,dryingprocesswillbedealtwithastomeettherequirementsoflatexproducts.

ThisdesignisHarbinWaldorfChemicalCo.,Ltd.basedontheactualproduction,.Thefocusofthisdesignistheprincipleandpolymerizationprocess,theplantfromthepreviousyear15,000tonsofPVC,withanannualoutputoftheexpansionof30,000tons.Theuseoflatexwithanannualoutputof30,000tonsofPVCplantpolymerizationprocessesoftheworkshopwithabriefanalysis,processtodeterminethesteamandcoolingwaterusage,whileacentrifugeanddryingprocessthematerialbalance.DeterminedtocompleteproductiontasksforthepolymerizationNumber（70mkettlefourparallelwork）,andthemajorequipmentdesignandselection,andthemappingthestructureoftheequipment,processflowchartandworkshoplayout.

KeywordsPVC;Polymerization;Design;EquipmentSelection

目录

摘要 2

目录 4

第1章绪论 6

1.1概述 6

1.2国内外聚氯乙烯市场供需状况及发展趋势 6

1.2.1国外状况 6

1.2.2国内状况 7

1.3设计目的及内容 8

1.3.1设计目的 8

1.3.2设计内容 8

第2章工艺路线的确定 9

2.1聚氯乙烯的聚合工艺技术 9

2.1.1悬浮聚合 9

2.1.2本体聚合 9

2.1.3乳液聚合 10

2.1.4溶液聚合 10

2.2工艺技术的确定 11

2.2.1悬浮聚合生产工艺技术  11

2.2.2自由基聚合机理  12

2.2.3  工艺流程简图 13

2.3工艺流程简述及原辅料 15

2.3.1工艺流程简述 15

2.3.2生产用原辅料 15

2.4产品介绍 19

2.5本章小结 19

第3章工艺计算 20

3.1计算依据 20

3.2物料衡算 20

3.2.1聚合釜 20

3.2.2离心机 23

3.2.3沸腾床 24

3.3热量衡算 25

3.3.1聚合釜 25

3.3.2沸腾床 28

3.4本章小结 34

第4章主要设备的选择 35

4.1聚合釜 35

4.2离心机 35

4.3干燥器 36

4.4袋式除尘器 36

第5章厂区选址及本文附件 38

5.1选址 38

5.2本文附件 40

5.2.1外文文献翻译及原文 40

5.2.2厂区总平面布置图 40

5.2.3带控制点工艺流程图 40

5.2.4设备平面布置图 40

结论 41

致谢 42

参考文献 43

附录A 45

附录B 50

第1章不要删除行尾的分节符，此行不会被打印

-5-

第2章千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。

在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。

打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行

-6-

第1章绪论

1.1概述

聚氯乙烯（PVC）笼统指的是具有重复单元的氯乙烯均聚物与具有少量其他共聚单体（如乙酸乙烯酯、偏氯乙烯等）的共聚物。

这一术语不仅指的是聚合物本身，还包括这些树脂与助剂（如稳定剂、增塑剂及填料）组成的配混物以及采用多种各样的加工方法所加工成的多种各样的最后的制品。

聚氯乙烯由在于大分子结构中引入了氯原子，使其于许多物化性能及机械性能（如透明性、耐析性、难燃性、耐腐蚀性）及力学性能等方面优于聚烯烃，成为当今价廉物美的通用树脂品种。

由于60年代完成从经典的电石乙炔法向石油乙烯二步氧氯化法工艺技术路线的转换；以及装置趋于大型化及自动化；聚氯乙烯加工技术（主要是稳定剂等助剂）及设备的开发，使聚氯乙烯（主要是均聚物）于建材等硬制品方面开拓了广阔的市场，促进了聚氯乙烯工业的发展，使其成为在氯碱工业中优先考虑用来平衡氯气的产品。

聚氯乙烯树脂是于1931年由德国法本公司采用乳液聚合工艺技术首先实现工业化生产的，随着加工工艺技术的不断进展，对产品的性能要求越来越高，特别是糊树脂得到广泛的应用后，世界各国对聚氯乙烯糊树脂的生产工艺技术不断进行改进。

1936年，德国布纳于乳液聚合的基础上开发连续乳液聚合工艺技术；1966年，法国罗纳·普朗克公司于乳液聚合与悬浮聚合的基础上开发微悬浮聚合（MSP-1）工艺技术；1974年开发了种子微悬浮聚合（MSP-2）工艺技术，然后又于1974年开发了种子微悬浮聚合（MSP-3）工艺技术。

1986年，美国西方石油公司又于乳液聚合与微悬浮聚合的基础上开发混合聚合的生产工艺技术。

如今，世界上采用乳液聚合生产的树脂，占据氯乙烯树脂生产总量的10%；采用微悬浮聚合生产的树脂，占据氯乙烯树脂生产总量的4%。

1.2国内外聚氯乙烯市场供需状况及发展趋势

1.2.1国外状况

世界聚氯乙烯行业的发展趋势为：

调整机构，组建大型公司或跨国公司，开展多种经营，向规模经济要效益。

面对市场萧条形势，欧美关闭了不少旧的生产装置，采取更新设备与新建具有先进水平的大型聚氯乙烯装置措施。

据介绍，新建装置规模大，消耗低，生产成本旧装置降低40％。

日本与韩国也经过关停并转，再度优化产业结构。

使聚氯乙烯产品供需更加平衡，避免无序竞争，提高整个生产过程的经济效益。

追求新技术一直是聚氯乙烯领域的长期目标。

多年来，聚氯乙烯工艺技术过程变化不大，尽管原油价格不断飙升，但由于不断的提高生产装备水平与操作控制水平，实施计算自动化控制，向生产效率与产品质量要效益，大幅度降低能耗、原材料消耗，从而降低成本,使生产仍然有利可图。

其中聚合釜是生产聚氯乙烯树脂的最关键设备，国外于聚合釜的研究开发方面经历追求大型化到讲究高效合理化的发展过程。

日本于20世纪40年代使用1～4M3聚合釜，50年代使用10～20M3,60年代使用30～50M3，70年代开始发展大型聚合釜，一般为60～80M3，大的有130～200M3；美国从11M3发展到90～180M3，而德国有200M3聚合釜。

实践证明，超大型釜有利于简化操作，减少辅助设备，降低氯乙烯排放，对增加生产强度、降低消耗、稳定质量起到作用。

具体措施：

一是完善和同源物种水平上，以聚合延长高或低的程度;二是各种各种特殊材料的开发混合成分，使应用