年产5000吨硬PVC生产车间设计.docx
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年产5000吨硬PVC生产车间设计
**
5000吨/年硬质聚氯乙烯管工艺及车间
工艺设计
班级：
高材1311姓名：
毛锐学号：
03
第1章概括2
1.1聚氯乙烯管材的特色2
1.2聚氯乙烯的发展状况..........................................
2
1.3
硬质聚氯乙烯管材的主要市场............................................................
2
建筑用聚氯乙烯管材市场....................................................................
2
农用聚氯乙烯管材市场.........................................................................
3
1.4
聚氯乙烯管材的生产方法...................................................................
3
1.5
生产工艺流程概括............................................................................
4
1.6
原料配方的选择................................................................................
4
第2章硬PVC管生产车间工艺计算.......................................................
5
2.1
生产能力计算...................................................................................
5
2.2
物料衡算..........................................................................................
5
第3章设备选型和台数计算...................................................................
6
3.1
高速混淆机的计算............................................................................
6
3.2螺杆挤出机计算................................................................................7
**
3.3
其余设备..........................................................................................
7
3.4
原料耗费计算...................................................................................
8
第4
章各样工艺参数..........................................................................
10
第5
章车间设备部署设计....................................................................
10
5.1
车间设备部署的原则......................................................................
10
5.1.1车间设备部署的原则...........................................................................
10
5.1.2车间建立面部署的原则........................................................................
11
5.2车间设备立面部署..........................................................................
11
第6
章氯乙烯单体回收冷凝系统
11
6.1
回收氯乙烯（VCM）单体的采纳
11
6.2
压缩冷凝回收单体方法的采纳
11
第7
章安全与环保
12
第一章概括
PVC是聚氯乙烯（Polyvinylchloride）塑料的英文缩写。
该塑料是一种乙烯基的聚合物质。
聚氯乙烯拥有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价钱便宜、
用途宽泛等突出特色，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树
脂总花费量的29%。
硬质聚氯乙烯排水管简称PVC-U排水管，作为一种新式的建筑资料，
**
愈来愈遇到人们的重视和关注。
它质轻、光洁、雅观、水阻小、组配灵巧、安装省时省力，
很受设计施工单位喜爱。
1.1聚氯乙烯的特色
与钢、铁、混凝土、陶瓷管对比，聚氯乙烯管材拥有以下长处
[1]
：
①重量轻，硬质聚氯
乙烯管的相对密度为
1.43，仅为同尺寸钢重量的
1/6，1t塑料管可取代10～13t
铸铁管，
运输安装简单。
②耐腐化性能好。
③电绝缘性能好，其体积电阻约为
1×10～3×10n.cm，
击穿电压达23～28Kv/mm。
④摩擦阻力小。
管内流体速度比钢管高
30％左右，且结垢少，
不生锈，长久运输水和其余流体，流率和流量均能保持不变；而铁管会生锈、结垢，使用数
年后管内流率和流量均要减少。
⑤导热系数小，耐候性较好，隔热性能好。
⑥着色方便
不
需油漆,且简单制成各样表记颜色的管材，生产中能耗低，仅为铸铁管的
18.3％。
聚氯乙烯管材存在以下弊端
:
①强度较低,受压能力较差。
②使用温度范围窄
一般在零下
几度到50℃之间。
③膨胀系数大
是钢铁管的7
倍,随温度膨胀和缩短变化较大
刚性较低,安
装时,应多加支点。
④当制造聚氯乙烯管材的树脂中氯乙烯单体含量及某些稳固剂如铅盐、
镉盐等物质超标时,会危及环境和人体健康。
聚氯乙烯管材与其余塑料管材对比
拉伸强度、压缩强度、曲折强度、隔热性能、自熄性等
均较好,且价钱也较便宜。
1.2聚氯乙烯的发展状况
聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料
[2]。
自1997年以来，聚氯乙烯的产量以
3%/a速度递加。
2001年，全世界聚氯乙烯生产能力已达到
3313
万t，花费水平比
2000年
略有增添，为2882
万t[3]。
2003年7月全世界约有50个国家、150
个厂家生产聚氯乙烯，
这一数据还在不停爬升
[4]。
2005
年全世界产量达
3130
万吨，需求量达3117
万吨。
北美、
欧洲（包含俄罗斯）和非洲、远东地域超出全世界聚氯乙烯产量和需求量4/5，悬浮聚合法树脂
**
占生产聚氯乙烯树脂90%以上，2006年世界聚氯乙烯产能3562万吨，实质产量3262万
吨，产量的增添主要来自中国。
2006年我国PVC家产保持迅速发展的态势，整年产能1099
万吨，实质产量864.1万吨，整体供求关系发生了较大的变化[5]。
估计到2010年我国PVC
树脂的需求量将达1100万吨，2020年将达到2160万吨。
估计到2010年全世界PVC的需
求量将达到3490万吨，2020年将达到4600万吨[6]。
1.3硬质聚氯乙烯管材的主要市场
1.3.1建筑用聚氯乙烯管材市场
建筑业是聚氯乙烯管材的最大市场,管材分为；两类,一种是耐压管,另一种是无压管。
耐
压管主要用于自来水管、建筑热水供水管、公用工程供水管（一般采纳100mm～900mm直
径的管材）;无压管大批用于室内下水管和雨水系统管。
公用工程排污管（一般采纳直径
400mm～1.2m的大口径管材）。
别的,建筑用串线管和地下电缆护管是聚氯乙烯管材应用的
一个市场,现已在我国广泛采纳,并拥有进一步发展的巨大潜力。
跟着我国经济的发展,我国建筑业将会为聚氯乙烯管材翻开更大的市场。
到2000年,我
国要实现小康水平,住所建筑任务十分艰巨,要实现城镇人均8㎡的居住面积,全国需新建城
市住所12亿㎡;乡村需新建住所27.9亿㎡。
除此以外,还需新建公共建筑和生产性建筑1.2
亿㎡。
估计,市政公用设备建筑量也很大,估计全国自来水普及率将达95%,新增日供水量
2500万t;下水道普及率也要达到65%,需要建筑大批的公用工程管线网络,需要大批的供水
管、下水道管、排污管、串线管等知足市场需求。
近来几年,因为我国市场传统建筑资料价
位不算高,还据有大批的市场,加之人们对新资料的接受能力等问题,守旧估计,到本世纪末,国
内建筑业花费聚氯乙烯管材将达40万t;到2010年,我国建筑用塑料管需求量可达（200～
220）万t,估计聚氯乙烯管材的需求量约在（180～200）万t,远景乐观。
为了将发展节能聚氯乙
**
烯管材列人法制化轨道,1994年10月化工部,轻工总会,国家建材局和中石化系统召开联席
会议,并在1995年4月公布了对于发展化学建材的文件。
1996年以来,南方很多地域已不供
应铸铁管。
上海市为推行聚氯乙烯管材,在建委通知中规定,自1997年1月1日起各设计单
位禁止在建筑中设计铸铁管;自4月1日起,各施工单位禁止安装和使用铸铁管。
1997年7
月l日,国务院同意了建设部《国家化学建材推J应用“九五”计划和2010年发展规划大纲》,
这些政策性文件的出台,使我国聚氯乙烯管材的发展有了政策导向,起到宏观调控作用,对聚
氯乙烯管材在建筑领域的发展起到巨大的推进作用。
1.3.2农用聚氯乙烯管材市场
我国是一个农业大国,幅源辽阔,是农用聚氯乙烯浇灌管的巨大市场。
我国是个缺水国家,
每年旱情都十分严重,困扰着农业生产的发展。
过去,中国传统的耕田方法是使用土渠浇灌,
水源浪费十分严重。
自从国内一些地域试验使用聚氯乙烯管灌此后,这些地域的水利用率从
过去的0.4～0.5提升到0.95左右。
跟着广大乡村经济实力的加强和技术水平的提升,1994
年末我国乡村喷灌面积已达9338万㎡,节俭了大批的水源,提升了粮食产量。
大批事实证明,
使用聚氯乙烯制作固定和半固定管喷灌系统,设备不腐化,管材不结垢,与使用铸铁管、铝管、
ABS管对比大大降低了喷灌设备的造价
成为节水、节地、节俭能源
解决12亿人口吃粮问
题的重要举措之一。
农用喷灌管是我国管材的一个巨大市场
使用管材直径为
25mm～
160mm。
从国内使用管灌的状况来看
还没有一个县完整实现了管灌
很多地域对管灌还缺
乏认识。
依据农业部“九五”规划,“九五”时期,全国要搞300
个管灌试验县,搞一批样板县,
以推进全国农田管灌工程的发展。
到
2000年,管灌面积要达约
7000
万亩以上,占当前有效
浇灌面积的10.6%,节俭耕地3860万亩,以填补国内耗地给粮食生产造成的损失
这就需要有
大批高质量的聚氯乙烯管材知足农业发展的需要。
**
1.4聚氯乙烯管材的生产方法
硬质聚氯乙烯管材加工时,采纳悬浮法聚氯乙烯树脂为主要原料,与稳固剂、颜料、润滑
剂和填料等助剂配合使用,经捏合后,加入双螺杆挤出机塑化挤出聚氯乙烯管材,经冷却定型
后,切割成需要的长度,加工温度160℃～180℃,依据管材不一样用途,适合调整配方组分,以便
获取有优秀物化性能的聚氯乙烯管材。
跟着聚氯乙烯管材加工技术的发展,外国为降低管材生产成本,推出了芯层发泡管,这类
管材采纳共挤出方法,使低发泡聚氯乙烯管材内、表面面覆盖一层非发泡聚氯乙烯硬皮层,该
管材与不发泡管材对比韧性更好,有较好的承载能力,耐磨损和隔音成效,节俭树脂25%～
40%。
当前,世界上这类管材加工技术以台塑公司水平较高,其次是美国、法国、德国、日本、
韩国均有成熟生产技术和设备,成为外国热销的产品。
生产方法是将芯层、皮层使用的配料
分别经过捏合后加人2台成90°角的挤出机组（或3台挤出机组）混炼塑化,而后,经过一分料
头,保证分开成2股硬皮层的物流与发泡芯层料很好连结,并送人后边的机头和模具,生产出
表面圆滑、管壁内部发泡的复合管壁构造的聚氯乙烯管材。
跟着聚氯乙烯管材市场的扩大,大口径公用工程管,特别是下水道管需求量逐年增添,管
材直径越做越大,管材壁厚和用料也增添,使管材生产成本上扬。
为降低大口径管材的生产成
本,外国做了大批的工作,一是开发了径向有加强肋的薄壁大口径管材,比旧工艺节俭树脂
40%,生产方法简单,管材有较高的抗冲击强度和韧性,因为加工方法简易、原料耗费量低,管径
可做到500mm左右。
二是开发了一种空心壁的聚氯乙烯大口径管,管径可做到1.5m。
生产
方法是先挤出矩形空心型材,而后螺旋环绕并用红外线焊接成管材,并且加工速度与挤出加工
同样,节俭树脂50%～60%,拥有与实心壁管材同样的强度和韧性。
在美国,这类管材采纳在
现场生产的方式,原料由供料汽车送到施工现场,采纳连续作业,挖土机先挖出地沟,管材加工
车随加工便将管材输人地沟,而后掩埋。
不只节俭了管材的运输花费,并且不需宏大的料场和
**
库房。
1.5生产工艺流程概括
硬质PVC管材规格和形式好多，其生产工艺流程基本上以下列图所示：
原料及助剂高速混淆低速搅拌
印商牵引冷却定型挤出
切割捆扎包装成品
PVC管材生产工艺流程可分为三个过程：
①成型料准备过程，包含配方、混淆（高速和低速）、过筛或许造粒。
②挤出成型过程，将配好的物料在上料器的作用下，由料仓送至挤出机的加料斗中，
而后物料由加料斗进入挤出机进行加热、塑化。
塑化完整后，塑化料被定量挤出。
③定型包装过程，经过冷却定径箱泠却定型，再经过牵引机、切割机，上光烘干固化
后，查验合格即为成品
。
1.6原料配方的选择
组分名称
组分份数
百分率（%）
PVCXS-4
100
66.23
CPE（36%）
10
6.62
ACR401
4
2.65
马来酸二丁基锡21.32
**
UV-9
1
0.66
氯化白腊
2
1.32
硬脂酸
2
1.32
轻质CaCO3
20
1.32
金红石型TiO2
5
3.31
Sb2O3
5
3.31
第2章硬PVC管生产车间工艺计算
计原始数据:
（一）聚合聚生产能力
5000吨/年硬PVC管材；
（二）年生产时间
7200
小时；
（三）PVC管材合格率
99%
；
（四）产品规格
Φ60mm；
（五）物料消耗系数
表十物料消耗
工序
配料
高速混淆
挤出成型
成型后办理
消耗率
0.2%
0.4%
0.3%
0.3%
2.1生产能力计算
每小时设计产量
装置产量（公称产量）
5000
1000
701.46kg
年生产时数
合格率
7200
0.99
每日设计产量
每小时设计产量
日生产时数701.46
2416835.04kg
年设计产量每小时设计产量年生产时数701.4672005050512kg
**
2.2物料衡算
按每日物料在各工序中出入料量进行计算
进入工序物料量
出料量
1该工序的消耗率
日进入后办理的物料量
每日设计产量
16835.0416885.7kg
1
后办理物料消耗率10.3%
日进入挤出成型的物料量
日进入后办理的物料量
16885.7/（10.3%）16936.5kg
1挤出成型物料消耗率
日进入高速混淆机的物料量
日进入挤出成型的物料
量
16936.5
1高速混淆机物料消耗率
1
17004.5kg
0.4%
日进入配料的物料量
日进入高速混淆机的物料量
17004.5
17038.6019kg
1配料物料消耗率
1
0.2%
表十一
日生产物料衡算
工序
输入
输出
物料
物料
消耗
小计
配料
41575
41492
83
41575
混淆
41492
41326
166
41492
成型
41326
41202
124
41326
后办理
41202
41078.4
123.6
41202
日输入输出物料
41575
41078.4
总耗
496.6
物料衡算流程图：
输入物料输出物料总加工消耗物料
41575
配料
41492
成型
41326
后办理
41202
混淆
41078.4
**
第3章设备选型和台数计算
3.1高速混淆机的计算
查表得配料表观密度为1.5kg/L
每小时设计产量
日进入高速混淆机物料量
17004.5
708.5kg
日生产时数
24
设每批的混淆操作时间为
0.7小时
每批混淆物料量
每小时设计产量操作周期
701.46
0.7
配料表观密度
1.5
327.35L
查张家港宏基机械有限公司生产高速混淆机资料选
SHR—800A
高速混淆机，有效容积为
600L
表十二
SHR—800A
高速混淆机参数
参数/型号
总容积
有效容积
电机功率
主轴功率（rpm）
SHR—800A
800
600
60/90
370/740
混淆机的台数
设计量
327.35
0.55
台
故取1
台
有效容积
600
3.2螺杆挤出机计算
日进入挤出成型的物料量
16936.5
每小时设计产量
705.69kg
日生产时数
24
查阅司资料选用SJSZ—92×22型号锥形双螺杆挤出机
表十三SJSZ—92×22型号锥形双螺杆挤出机参数
挤出机螺杆直螺杆转速主电机功加热功率中心高净重最大挤出量外形尺寸
**
型号
径（mm）
（rpm）
率（kw）
（kw）
（mm）
（kg）
（kg）
（m）
SJSZ-92×22
92/188
34.7
75-110k
85kw
1050
8000
800
6×1.6×2.5
w
挤出机的台数
705.69
0.88
台
故取1
台
800
设备年生产能力
最大挤出率
年生产时数
8007200
5760
t/a
1000
1000
3.3其余设备
年废品量
年设计产量（1
合格率）
5000（1
99%）50
t
年废品量
501000
kg
每小时废品量
6.94
年生产时数7200
日废品量
每小时废品量
日生产时数
6.94
24166.56
kg
查阅塑料磨粉机专业生产公司资料选用JWP-550型号磨粉机
表十四
JWP-550
型号磨粉机参数
型号
主机
风机
电压
总功
刀盘直
进料直
出料细
产量
外形尺寸L×
功率
功率
（V）
率
径
径（mm）
度（目）
（kg/h
W×H（m）
（kw）
（kw）
（kw）
（mm）
）
JWP-55
37
5.5
380V
42.5
φ550
∠6
40-12
200-38
2.5×2×3
0
50HZ
0
0
因为产品合格率为99%，故日废品回收的量只有1
升级会员 