年产9500吨年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计

1、I9500吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计摘要本设计为年产9500吨聚氯乙烯聚合工艺设计，整个设计文件由设计说明书和 设计图纸两部分组成。在设计说明书中，简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展 趋势、性能和主要用途，着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。在设 计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚 合釜计算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个装置进行了简单的技术经 济评价。绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词： 聚氯乙烯；悬浮聚合工艺；干燥； 单体；生产工艺矚慫2AbstractThe design for t

2、he 9,500 tons of PVC polymerization processdesign throughout thedesign file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In thedesign manual, a brief introduction of PVC production status, development trends,performance, and the main purposes highlighted by suspensionpol

3、ymerization as thepolymerization process production methods. In the design process, according to therequirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heatbalance and the the polymerizer calculation process calculation and selection ofequipment, a simple techno-econ

4、omic evaluation of the entire device . Drawing of thedesign drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerizationreactor assembly draw ing聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Keywords: PVC , suspension polymerization process, dry, monomer ,product ion process残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。3目录前言 .1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。第1 章 概述 .2彈贸

5、摄尔霁毙攬砖卤庑。1.1 聚氯乙烯简介 . .2謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.1.1 聚氯乙烯的理化性能. 2厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.1.2 聚氯乙烯树脂的用途 . 3茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.2 聚氯乙烯配方 . .4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第2 章 聚氯乙烯生产工艺流程设计5籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述. 5預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤. 5渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.2.1 聚合单元 . 5铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.2.2 VC 回收工序 . . 6擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.2.3 汽提、干燥工序 .6贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。第3 章 物料

6、衡算 .9坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。3.1 车间物料衡算 .9蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。3.1.1 主要工艺参数 . . . 9買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.1.2 生产任务的计算 .9綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.1.3 投入单体的计算 . .10驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.2 聚合釜的物料衡算 . 11猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.2.2 聚合釜的生产计算 . 11锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。第4 章 热量衡算 .13構氽頑黉碩饨荠龈话骛。4.1 聚合釜热量衡算 . 13輒峄陽檉簖疖網儂號泶。4.1.1 参数设定 .13尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4.1.2 混合热和搅拌热的考虑. 14识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.2 回流冷

7、凝器热负荷的考虑 . 14凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.3 物料带入聚合釜的热量 .14恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。4.4 聚合反应放出的热量 . 15鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4.5 物料带出聚合釜的热量 .15硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。44.6 反应过程需要加入的热量 . 15阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。54.7 加热水的用量 : . . 15氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。4.8 冷却水的用量： . 15釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。4.9 传热面积 . . 16怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。第 5 章 设备工艺设计 .18谚辞調担鈧谄动禪泻類。5.1 聚合釜的设计 . 18嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。5.1.1生产周期或生产批数 . 18熒

8、绐譏钲鏌觶鷹緇機库。5.1.2根据年产量确定每批进料量. 18鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。5.1.3选择反应器装料系数 . 18纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。5.1.4计算反应器体积 .18颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。5.1.5聚合釜壁厚的计算 . 19濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。5.2汽提塔 . 19銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。5.3混料槽 . 19挤貼綬电麥结鈺贖哓类。5.4离心机 . 20赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。5.5干燥器 . 20塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。第 6 章环境保护 .21裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。6. 1 废水的治理 . . . 21仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。6. 2 废渣的治理 . . . 21绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。

9、6. 3 废渣的治理 . . . 22骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。参考文献 .23瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。1聚氯乙烯（PVC是由氯乙烯单体（VCM均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、 偶联剂和加工助剂，经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。在现代工业生 产和人类生活中起着举足轻重的作用，因此PVC的生产和技术的改进越来越受到现代人的关注！鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为9500吨的PVC聚合工艺设计，以有关化工设计资料作参考，按课程设计大纲和设计任务书的要求进 行设计。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。本设计的内容是在简要介绍聚氯

10、乙烯发展状况及其性质、用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用悬浮聚合法生产PVC的工艺过程，产量为年产9500吨。设计的主要内容有：1、生产能力计算；2、原料及制备；3、 物料衡算、热量衡算；4、工艺参数确定；5、聚合反应釜计算；6、产物后 处理工序。设计图纸包括1张工艺流程图；1张聚合釜装配图。辔烨棟剛殓攬瑤 丽阄应。本设计旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方 案的选择、设备的选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的 计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。由于设计者的理论知识有限，设计经验的缺乏，在设计的过程中难免会 有一些不足和

11、错误之处，敬请各位老师指评指正。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。2第1章 概述1.1 聚氯乙烯简介1.1.1聚氯乙烯的理化性能 典型的物理性质外观 ：白色粉末密度 ：1.351.45g/cm3表观密度：30.40.65 g/cm则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。比热容：1.0451.463J/（g.C）热导率：2.1kW/（m.K）颗粒大小：悬浮聚合：60-150叩本体聚合：3080叩 糊树脂：0.1- 2卩m掺混：20-80m胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。热性能无明显熔点85C以下呈玻璃态，85-175C呈弹态，175-190C为熔融状 态，190-200C属粘流态，软化点：75-85C,加热到130C以上时变成皮革 状

12、，同时分解变色，长期加热后分解脱出氯化氢。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。燃烧性能PVC在火焰上能燃烧， 并降解释放出HCl，CO和苯等低分子量化合物， 离火自熄。电性能PVC耐电击穿， 它对于交流电和直流电的绝缘能力可与硬橡胶媲美，其介电性能与温度，增塑性，稳定性等因素有关。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。老化性能较耐老化，但在光照（尤其光波长为270-310nm时）和氧化作用下会缓 慢分解，释放出HCl，形成羰基，共轭双键而变色。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。化学稳定性3聚氯乙烯塑化加工制品的化学稳定性较高，常温下，能耐任何浓度的盐 酸，能耐90%的硫酸，能耐50%60%勺硝酸。能耐25%以下的烧碱，对盐类 也相当稳

13、定。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。耐溶剂性除了芳烃（苯，二甲苯），苯胺，二甲基酰胺，四氢呋喃，含氯烃（二 氯甲烷，四氯化碳，氯化烯）酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。机械性能聚氯乙烯抗冲击强度较高，常温常压下可达10MPa。1.1.2聚氯乙烯树脂的用途聚氯乙烯树脂系属于力学性能、电气性能及耐化学腐蚀性能较好的热塑性塑料之一。根据不同规格的聚氯乙烯高聚物，采用不同塑化配方和加工方法可制成硬质和软质制品。一般各型号的用途如表1.1所示：懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。表 1-1 各型号聚氯乙烯树脂的用途型号用途XJ-1SG-1高级电缆绝缘层、保护层SG-2SG-3电缆、电线绝缘层、保护层等

14、软制品、蓄电池隔板XJ-3SG-4薄膜农膜、雨衣、战备物资及工业包装,软管、鞋料、人造革底层XJ-4SG-5硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸XJ-5SG-6硬板、唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬件XJ-6SG-7过氯乙烯树脂及注塑加工制品SG-8唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品另外，塑料加工行业在生产高质量制品时，往往选择疏松型树脂为原料，如高绝缘级电缆料【体积电阻率PV可达到（1.53）x1014Qcm以上】,4高透明性输液袋、瓶料、包装透明片材、“鱼眼”杂质少的透明唱片以及白色制品等。由于疏松型树脂具有较好的塑化性能，也广泛地用于粉料直接挤 塑等过程，以满足加

15、工工艺的特殊需要。謾饱兗争詣繚鮐癞别濾。随着树脂型号增大，分子量及黏度减小，产品机械强度也随之下降；但 玻璃化温度（Tg）有所降低，则使成型加工温度低，流动性好而易于加工。 有如此多种类的树脂，选型的时候也有些基本原则：呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。1一般对强度及电性能要求高的制品，宜选用SG-1、SG-2型；2对于强度要求不高，为便于加工，如薄膜、凉鞋，宜选用SG-3型；3一般硬制品（如硬板和硬管）类，由于不加或少加增塑剂，成型温度较高，宜选用SG-5、SG-6型，以降低加工温度；而SG-5、SG-6型 分子量低，易发生热分解，在加工配方中常需加较多的热稳定剂，以提 高其热加工的稳定性；莹谐龌蕲賞组

16、靄绉嚴减。4对白色制品或透明制品，宜选用SG型；5制糊用工艺如搪塑及人造革底层之类产品，宜选用吸增塑剂小的XJ型树脂，以保证糊的流动性。1.2 聚氯乙烯配方表 1-2 聚氯乙烯生产配方3原料名称相对分子质量摩尔比质量/kg投料量/kg氯乙烯62.501.062.5100软水18.026.9125.0200聚乙烯醇0.751.2IPP （引发剂）206.19-31.21X00.250.4抗鱼眼剂防粘釜剂丙酮缩氨基硫由于用量较少，故可忽略不计脲（终止剂）第2章 聚氯乙烯生产工艺流程设计2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述悬浮聚合过程是向聚合釜中加入无离子水和悬浮剂，5加入引发剂后密封 聚合釜， 真空脱

17、除釜内空气和溶于物料中的氧，然后加入单体氯乙烯之后开始升温、搅拌、反应开始后维持温度在50C左右，压力0.881.22MPa,当转化率达到70%左右开始降压，在压力降至0.130.48MPa时即可停止反应。聚合完毕后抽出未反应单体、浆料进行气提，回收氯乙烯单体。抽出气 体后的浆料进行离心分离，使氯乙烯含水25%，再进入干燥器干燥至含水0 . 3%0 . 4%，过筛后即得产品。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。聚合釜中，使用表面张力和用量均较小的分散剂，聚合的中后期采用高 速搅拌，有利于生成体积较大、表面膨胀、表皮多孔、内部疏松的树脂颗粒 疏松型树脂。反之，则生成紧密型树脂。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。2.2 聚

18、氯乙烯生产工艺流程操作步骤2.2.1聚合单元首先将加热到48C左右的去离子水由泵计量后加入到聚合釜中，分散剂 配成一定浓度溶液，在搅拌下由泵经计量后加入聚合釜内（也可由人孔直接 投入），其他助剂配制成溶液通常由人孔投加，然后关闭人孔盖，通入氮气 试压及排除系统中氧气，或借抽真空及充入氯乙烯方法。最后将新鲜氯乙烯 与回收后经处理的氯乙烯依一定比例（回收的VCM占总量的10%） ，送入计 量槽内计量，再经单体过滤器过滤后加入釜内，开启多级往复泵将引发剂计 量后加入釜中。加料完毕后，于釜夹套内通入热水将釜内物料升温至规定的 温度（57C） o当氯乙烯开始聚合反应并释放出热量时，夹套内改通冷却水 以及

19、时移除反应热，并使反应温度控制在570.2C,直至反应结束。当釜内单体转化率达到85%以上，这时釜内聚合压力为0.5 MPa，由计量泵向釜内加入一定量的终止剂，未反应的氯乙烯单体经自压回收后，当压力降至2.9 Kpa6时，将釜内浆料升温至70C左右，进行真空回收，真空度为500 mmHg550mmHg，最后浆料中的氯乙烯含量在700卩g/g。然后进入放料操作 。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。2.2.2 VC回收工序VC回收工序包括VC气体回收至气柜、VC气体压缩、精馏等部分。自压回收的氯乙烯，经VC气体洗涤塔以除去气体飞沫中夹带的PVC，然 后经气体冷却器进入气柜，真空回收的VCM，用回收风机抽至气柜

20、 。灭嗳骇諗 鋅猎輛觏馊藹。由气柜出来的VC气体送至脱湿塔，用5C的冷冻盐水进一步冷凝，两个 冷凝器所冷凝的VC送至精馏塔进行精馏，所得的精氯乙烯经过滤后，按比例送入氯乙烯计量槽与新鲜氯乙烯混合供聚合使用，未凝的气体送至焚烧炉处 理，塔釜的高沸物排放至塔底液罐中，加热以进一步回收部分氯乙烯。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。2.2.3汽提、干燥工序由聚合釜排出的浆料，为降低残留在其中的氯乙烯和减少氯乙烯对环境 的污染，用泵打入出料槽除去其中的大块物料，再将其送入汽提塔，在塔内 与由塔底上升的蒸汽在塔板上进行逆流传质过程。该塔为真空操作，用真空 泵维持塔顶的真空度，并以此来保证塔顶的温度。塔顶逸出的含氯乙烯

21、气经 冷凝，未凝的氯乙烯含氧量在1%以下时，经真空泵送至氯乙烯气柜备用。塔 釜之浆料含氯乙烯约400ag/g经热交换器冷却后进入混料槽，再送往离心 机进行离心分离。离心分离后PVC滤饼含水量为23%27%，经滤饼分散器机械分散并均匀地加入干燥器中进行干燥。干燥器内带有内加热和内冷却第15室为干燥室，用热水盘管和热风干燥，第6室为冷却室。干燥后的氯乙烯树脂含水量为0.3%0.4%。经过筛除去大颗粒，再由气流输送至贮料仓，最后由包装单元进行包装12攙閿 频嵘 陣澇 諗 谴 隴 泸7产品 29第3章 物料衡算3.1 车间物料衡算3.1.1主要工艺参数1产品类型：选用疏松型。2聚合反应时间：5h3聚合

22、温度 ：57OC4操作周期：9h3.1.2生产任务的计算年产9500吨聚氯乙烯，年平均操作时数8000小时3聚氯乙烯小时生产量(8000h):9500-8000= 1.1875X10 (kg/h)转化率：90%。根据要求生产的树脂牌号，氯乙烯单体的转化率选定在70%95%范围， 过高的转化率需要更长的反应时间， 因而经济上不合算， 而 且超过85%95%以后，树脂的热稳定性变坏，工业上生产硬质PVC塑料制品用树脂，则转化率要求大约为90%。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。3X90%=1.1875X10 kg33X=1.1875X10十90%=1.3194X10 kg3每小时要合成氯乙烯1.3194X10

23、 kg产物气冷凝，精馏等收率为96.6%进入精馏系统的VCM的量：1319.4-96.6%= 1365.83 (kg)1365.83-62.5=21.85 (kmol)10表 3-1 乙烯悬浮聚合操作周期工序设计值/min1、水相加料302、抽真空153、力口 VCM154、加热到 570C305、恒温聚合时间3006、回收单体607、出料308、清釡60聚合周期540 ( 9h)3.1.3投入单体的计算投入单体的计算:投料系数为0.80、釡的体积为20m3、在20摄氏度时,3PVCM=911 kg/m3PH2O= 997.7kg/m夹覡闾辁駁档驀迁锬減。设每次投入单体的质量为X贝U X/91

24、1+ 1.8X/997.7=20 X 0.80以20m3釡为例，每次投入单体5513.7kg。因转化率为90%,则反应得到 树脂G1=5513.7X90%=4962.4kg,回收时损失的VCM为0.25%视絀镘鸸鲚鐘脑钧 欖粝。则G2=4962.4X0.25%=12.4kg放空时损失为0.51%，贝UG3=4962.4X0.51%=25.3kg浆料损失为0.05%，贝UG4=4962.4X0.05%=2.5kg偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。汽提损失为0.1%，则G5=4962.4X0.1%=0.5kg离心干燥损失为0.38%，贝UG6=4962.4X0.38%=18.9kg精馏时损失为3.5%，贝UG

25、7=4962.4X3.5%=173.7kg包装时损失为0.21%，贝UG8=4962.4X0.21%=10.4kg211反应前物料G=5513.7kg，根据物料平衡原理：G=Gi+G2+G9=4962.4+12.4+25.3+2.5+0.5+18.9+173.7+10.4+307.6=5513.7kg緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。3.2 聚合釜的物料衡算3.2.1釡数及投料系数的台数的确定因为每台釡年平均要工作8000小时，而每生产一次的周期为9小时，年投料量(VCM)为10555.6吨，每釡的出料量为10.69吨，选择投料系数为0.8,先用70 m3的标准釡，3VVCM=10555.6x1000/8

26、37=12611.2 m3騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。3所需要釡的台数为(12611.2+19043.88)/( 70 x0.8x8000/9)= 0.64台，取整数为1台。调整后的投料系数为0.63疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。实际的投料系数计算：(12611.2 +19043.88)/( 70 x1x800)= 0.57可取0.57镞锊过润启婭澗骆讕濾。每个釡所需的VCM的体积为：12611.2/(1x(8000/9)=14.2m3每釡所需的水的体积为：19043.88/(1x(8000/9)=21.4m3原料的配比表 3-2 原料配方原料VCM水引发剂分散剂其他助剂重量， kg11875.052137

27、5.094.759.5话量3.2.2聚合釜的生产计算以70 m3釡生产为例，分述如下:(1)投料投料温度为20C,单体14.2m3，水21.4m3,(2)升温升温到期60C,单体重度d依温度t变化d=0.9471-0.001746t-0.00000324t投料体积:14.2+21.4=35.6m空余(气相)体积:70-35.6=34.4m12得：20C时d=0.910;57C时d=0.83单体在57r时体积增加到：14.2X0.91/0.83=15.6m物料总体积：15.6+21.4=37m3空余（气相）体积：37037=33m3（3）反应结束：转化率为90%，树脂真实密度为1.4 kg/ m

28、3则此时树脂体积：14.2X90%X0.83/1.4=7.577 m3未聚合单体体积：314.2X0.1=1.42 m3物料总体积：21.4+7.577+1.42=30.397m空余（气相）体积：70-30.397=39.603m3表 3-3 物料衡算汇总表损失损失率/ %损失前的重量/ t筛分0.219,519.95干燥0.139,532.3离心0.259,556.05混料0.019,557汽提0.19,566.5出料0.0019,566.595聚合0.799,641.64513第4章热量衡算4.1 聚合釜热量衡算4.1.1参数设定QT设备或系统内物料与外界交换热量之和（传入热量为正，传出热

29、量为负），KJ；Qi由于物料温度变化，系统与外界交换的热量（升温为正，降温为 负），KJ；Q2由于物料发生各种变化，系统与外界的交换的热量（吸热为正， 放热为负），KJ；Q3由于设备温度改变，系统与外界交换的热量（设备升温为正，设 备降温为负），KJ；Q4设备向外界环境散失的热量（操作温度高于环境温度为正，操作 温度低于环境温度为负），KJ。根据热量守恒定律，得QT=QI+Q2+Q3+Q4其中T2Qi=WtCdTQ2= W?Hr?x/MQ3=工WiCpi?TmQ4=3.6X艺Aiai（Ti-To）几固体和液体热容可以采用柯普定律5计算C（KJ/Kg.C）=4.184XaXn/M式中Ca基团的比

30、热容，KJ/（Kg.C）n分子中同一元素的原子数M 化合物的分子量，Kg/Kmol单体的热容可以采用Missenard法基团贡献值计算14表 4-1 Missenard法基团贡献值基团一 CH3CH OO=C Oq=o贡献 J/mol K9.555.77.013.810.2贝UIPP的比热为：C1=4.184(9.55 4+5.7 2+7.0+13.8+10.2)/206.19=2.12 KJ/(Kg.C)榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。经查有关资料知：氯乙烯的比热为：C3=1.59KJ/(Kg.C)水的比热为：C4=4.18 KJ/(Kg.C)聚乙烯醇比热为：C5=1.67 KJ/(Kg.C)聚氯乙烯

31、的比热为：Ce=0.9675 KJ/(Kg.C)表 4-2物料比热表(KJ/(Kg.C)物料种类比热 KJ/(Kg.C)IPP2.12氯乙烯1.59水4.18聚乙烯醇1.67聚氯乙烯0.9675氯乙烯的聚合热为：95.88KJ/mol=1534KJ/kg4.1.2混合热和搅拌热的考虑由于溶质的量很少，混合热可忽略不计。搅拌设备中的物料为低黏度流体，搅拌热也可忽略不计4.2 回流冷凝器热负荷的考虑由于反应中严格控制反应温度恒定，冷凝器中的回流量极少，所以对冷 凝器热负荷不予考虑。4.3 物料带入聚合釜的热量以0C的一批物料为基准，设进料温度为20C,则物料带入聚合釜的热15量为：Qi=2.12

32、4.75 20+1.59X11875.05 20+4.18 21375.09 20+1.67 9.5星0邁 茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。6=2.20 KJ4.4 聚合反应放出的热量以一批物料为基准，则聚合反应放出的热量为：5Q2=24.649600=2.3610 KJ4.5 物料带出聚合釜的热量以一批物料0C为基准，物料流出的温度为60r，则物料升温所需要的热量为：3、Q3=(2.124.75+0.96759600+4.1821375.09+1.679.5+1.591.1910)6(60-0)=6.0310 KJ嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。4.6 反应过程需要加入的热量根据热量衡算进入系统的热量=出系统的热

33、量，则反应过程所需加入的 热量为(设热损失为10%)：656?Q=(Q3+ Q2-Q1)/(1-10%)=(6.0310+2.3610 -2.210)6/90%=6.7210 kJ该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。4.7 加热水的用量 :根据式：Q=mCpAT得m=Q/ CPAT热水进口温度为99C,出口温度为60C。水Cp=4.22kJ/kg.K6m=6.72X10 /4.22/394=4.0810 kg4.8 冷却水的用量：根据式：Q= mCpAT得m=Q/ CpAT冷却水进口温度为29C,出口温度为26C。水Cp=4.22kJ/kg.K5m=2.36105/4.2234=1.8610 kg表 4-3

34、 整套装置的热量衡算表:1655传入热量（X10 KJ ）传出热量（X10 KJ ）物料带入聚合釜的热量Q122 聚合反应放出的热Q22.36物料带出的热量Q360.3反应过程需要加入的热量Q467.2损失热量Q531.2691.5691.56加热水用量0.408kg冷却水用量0.186kg4.9 传热面积1最高热负荷QmaxQmax=330GR/t57C时Ti/2(EHP)=2h查表得热负荷分布指数R=1.4Qmax=330X52.5X1000X1.05X1.4/4.5=7835.7KW2平均温差tt=(47-17)/I n(47/17)=30C3总传热面积F2F=Q/Kt=7835.7X1

35、000/(200X30)= 1305.95m表 4-4 热量衡算汇总表物料带入热量Q1/ ( KJ/h )51.03X10聚合热Q2水/ ( KJ/h )5.3X106搅拌热H/ ( KJ/h )586800物料升温吸热Q3/ ( KJ/h )1.64X105物料带出热Q4/ ( KJ/h )53.4X10釜表面散热Q5/ ( KJ/h )62.65X10冷却水带走热Q6/ ( KJ/h )2.84X10617循环水用量W/ ( KJ/h )2.3 X 10418第5章 设备工艺设计5.1 聚合釜的设计5.1.1生产周期或生产批数-12P5.1.2根据年产量确定每批进料量W=250556.57

36、25kg/P5.1.3选择反应器装料系数=VR/VT7（取0.85）VR 反应液体积，m3VT 反应器实际体积，m35.1.4计算反应器体积氯乙烯密度12pi=0.831X03kg/ m3过氧化二碳酸二异丙酯密度12p=1.08xi03kg/ m3聚乙烯醇密度12p=1.0002X103kg/ m3水密度12P4=1.00X103kg/ m3算得pm=0.9393X103kg/ m3pm-反应液混合密度，kg m-33VR=W/pm=250556.5725/0.9393X103=266.748 mVT=266.748/0.85=313.821mVTi= VT/nTVTi=313.821/10=

37、31.38 m取聚合釜VN=32 m取D=2650mm，则直边高H=5000mm每一米圆筒容积Vt=32/5=6.4m19釜体实际高度Hi=H+ 2XD/4=5+2X2.65/4=6.4 m5.1.5聚合釜壁厚的计算由公式15S=PtcDi得：20.7mm，故最后取C1=0.7 mm。 该聚合釜体可用12mm厚的16MnR钢板制造。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。因为内压要比外压大，所以按强度计算内筒的壁厚一定能满足外压稳定的要求。因此，本设计中未做外压的设计。5.2 汽提塔选用穿流式(无溢流管)的筛板的汽提塔。这种处理浆料的筛板塔，采用无溢流管式大孔径筛板，筛孔直径选用20mm，筛板有效开孔率选用11

38、%。为使浆料经处理后，残留单体降到400ppm以下，汽提塔内设置20块筛板保持板间距离300mm。为保证气液接触时筛板上泡沫高度的均匀，空塔气速在1m/s，筛板孔速10m/s，物料停留时间表48分钟。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。5.3 混料槽采用搅拌型式的混料槽，耙齿与压缩空气组合由于转速很低，底轴瓦内采用连续式注水结构。底部的出料小罐中，设置相对直径较大的平浆式搅拌 叶，使搅拌速度20达到较高值，以防止出料区因树脂沉积而堵塞。该混合槽的 主要技术参数：鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。转 速：8 12 r/min电机功率：7.5 10 kW5.4 离心机采用三足式离心机，主要特点是对各种产品适应性较强。即悬浮

39、液料进 入转鼓后，在离心力的作用下固液分离，是依靠多孔转鼓上的滤网滤布来实 现。采用最简单的“SS型号的足式上部卸料离心机其特点是结构简单，电 机通过三角皮带直接带动转鼓轴上的皮带轮驱动转鼓旋转， 完成固液分离后 停机铲出。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。5.5 干燥器选用气流干燥器，它的特点是：1.工艺流程与设备简单，投资少。2.生产能力连续化，干燥均匀，操作控制方便。3.干燥速度快，能力大，很适合热敏感性的物料干燥。4.气流干燥器是一根管线，聚氯乙烯生产的气流干燥速度，一般设计在1421m/s之间，停留时间2秒左右。热风可高达160C,热交换效率高。采 用螺旋输送器将湿物料加入气流干燥管内。隶誆荧鉴

40、獫纲鴣攣駘賽。21第6章 环境保护6. 1 废水的治理针对含悬浮物废水的治理一般是作为一级处理。常用的方法有筛分法、沉降法、过滤法、气泡浮上法、离心分离法等，使废水与悬浮物分离排放。 本设计中对废水的治理采用混凝沉降法。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。混凝沉降法 混凝沉降常用于处理沉降速度小于1cm/min的细小悬浮物以及去除重金属盐类、有机物、颜色、油份等。混凝沉降即在混凝沉降设备内投放一定数量的混凝剂，经急速搅拌、缓 速搅拌，使之混合后发生反应生成絮状物，进行沉降（约6090min）后分离。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。投入混凝剂的作用是水中胶体悬浮颗粒附聚搭接成较大颗粒或絮状物， 便于沉淀分离。当单用混凝剂不能取得良好效果时，则需投加助凝剂。惬執 缉蘿绅颀阳灣熗鍵。采用聚合氯化铝作为混凝剂、水玻