年产7万吨聚氯乙生产工艺设计论文.doc

诚信声明我宣布：我提交的本科毕业设计(论文)是我在导师的指导下对四年专业知识的研究工作和综合总结。据我所知，本文的创新之处不包括他人发表或撰写的研究成果，也不包括已用于获得北京化工大学北方学院或其他教育机构学位或证书的材料，但本文中的特殊注释和确认中列出的内容除外。和我一起完成毕业设计(论文)的学生已经做出了明确的解释，并对在这个话题上的任何贡献表示感谢。如果有任何不实之处，我将承担所有相关责任。我的签名：年月日年产7万吨聚氯乙烯生产工艺设计严鹏龙高分子材料与工程专业化学材料1104类110120105教员：刘艳霞老师摘要该设计为年产7万吨聚氯乙烯聚合工艺设计。首先介绍了设计依据、生产计划、生产规模、选址、设计场地的自然环境、生产聚氯乙烯的原料和聚氯乙烯的特点。工艺路线论证包括典型工艺介绍、工艺流程选择和具体操作。物料平衡包括设计的主要设备：聚合釜、汽提塔、离心机、沸腾干燥段和气流干燥段。然后计算聚合釜、换热器等主要设备的热平衡，并计算设备选型。根据计算，设计需要三个平行操作的70不锈钢聚合釜、一个70卸料槽和九个WL-630离心机。最后，阐述了聚氯乙烯聚合过程中的成本核算、安全防范和三废治理。绘制了聚氯乙烯聚合工艺流程图和带控制点的车间布置图。关键词：聚氯乙烯悬浮聚合工艺年产7万吨聚氯乙烯生产工艺设计摘要本次设计为年产7万吨聚氯乙烯干法聚合工艺的初步设计，设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。在说明书的设计中，简要介绍了聚氯乙烯的生产现状、趋势、性能以及目前聚氯乙烯的主要用途，还介绍了四种常见的工业聚合物生产方法。并进行比较，最终确定以悬浮聚合作为聚合技术的生产方法。在设计过程中，按照任务设计的要求，进行了更详细的物料平衡和能量平衡，对设备进行了计算和选型过程，同时对聚氯乙烯生产过程中的安全问题和“三废”治理进行了注意，使整个装置达到了简单的技术要求。绘制相应的设计图纸，包括工艺图、设备布置图。关键词：聚氯乙烯悬浮聚合生产技术内容第一章引言1第1.1节设计基础1第1.2节生产计划和规模1第1.3节选址和设计的自然条件2第1.4节主要原材料和聚氯乙烯的特性3第2章工艺路线演示6第2.1节聚氯乙烯树脂的典型聚合过程6第2.2节聚氯乙烯树脂工艺的选择8第2.3节悬浮聚合的具体操作12第三章物料平衡13第3.1节物料平衡的基础13第3.2节各设备的物料平衡16第3.3节物料平衡总平衡22第四章热平衡26第4.1节聚合釜热平衡26第4.2节管式换热器的热平衡计算29第4.3节空气干燥塔热平衡31第4.4节空气加热器热平衡34第五章设备工艺计算和选择36第5.1节聚合釜36的设计第5.2节泥浆排放罐的选择38第5.3节离心机设计38第六章成本会计40第6.1节生产成本40第6.2节盈亏平衡41第七章安全与环境保护42第7.1节消防安全设计42第7.2节环境保护45结论47参考文献48谢谢你50/55第一章引言第1.1节设计基础设计参考和依据：(1)以学校出具的毕业设计任务书为主要依据。(2)聚氯乙烯生产与操作、化工设计、聚合物合成工艺设计、聚氯乙烯工艺学、0103010等。作为辅助。第1.2节生产计划和生产规模选定场地后，将设计工厂的总体布局。根据厂区的自然、气候、地形、地质和水文资料，以及厂区内外的交通、公共设备和合作条件，生产过程的总体设计是基于从原材料进厂到成品出厂的顺序。厂区内建筑布置经济合理，厂区内外交通正常。各工序应严格遵守国家相关政策，结合厂区地形和地质条件，按照厂区卫生和防火的技术要求，充分利用厂区周围的自然资源、交通、动力和水源，在充分调查研究的基础上进行分析和综合。总平面设计方案必须进行比较，以达到合理的工艺流程、紧凑的总体布局、节省投资、节省土地和建成后快速生产的目的1。工厂投资、生产管理、安全生产和降低成本都需要合理的总平面布置，这不仅直接相关，而且会严重影响工厂科学管理和文明生产的实施，因此工厂平面布置设计应遵循以下原则：1.2.1满足生产和运输要求根据生产工艺的要求进行合理布局，严禁只与相关车间有联系，尽量避免迂回穿越、往返。注意噪音污染、风向和灰尘之间的关系。厂区道路直、短、快，布局紧凑，节约土地，厂区空间整洁。1.2.2满足安全和健康要求厂区的布局应严格遵守安全规范、标准和防火卫生的相关规定。产生明火的车间应尽可能远离产生可燃气体的车间；有腐蚀性介质、酸雾、粉尘和污水排放的车间应有防护措施。1.2.3符合相关标准和规范通用标准和规范包括：建筑设计防火规范(GB 50016-2006)；工业企业总平面设计规范(gb-50187-93)。化工企业总图运输设计规范(HG/T-20649-1998)工业企业卫生防护距离标准(GB18083-2000) 2。1.2.4厂区管网管线的布置管道应尽量平直，管道集中设施应直接敷设在建筑物和道路上。1.2.5建筑布局建筑物应尽可能由北向南，以防止阳光直射，并充分利用自然光和自然通风。1.2.6交通隔离人流和物流通道分开，以避免交叉。同时考虑门的不同功能。总平面设计包括平面设计、竖向布置设计、交通设计、管线综合设计、绿化设计等。在平面设计中，车间布局和车间设备布局都反映在总图中。第1.3节选址和设计的自然条件1.3.1化工厂的地理位置工厂位于山东省的茌平县，在山东平原的西部。1.3.2设计区域的自然条件该项目计划位于韩吉铁路以南，茌平县以西。该地区地势开阔平坦，拆迁量小，三通一平工作量小，交通、供水、供电条件良好。水文大气降水和地表径流为场地地下水提供主要补给，地表蒸发和工农业用水为主要排泄方式，地下水埋深2.6-4.4m，地下水类型为第四系孔隙潜水。该地区春季气候干燥多雨，夏季炎热集中，秋季凉爽，冬季寒冷干燥。它是欧洲大陆的。厂区周围地形平坦，只有一个地貌单元，位于黄河下游悬浮聚合的原理：在光和热或辐射能的作用下，烯烃单体可能发生自由基聚合。由于碳-碳键具有很大的键能，烯属单体分裂成自由基只能在300 400开始。一般聚合不能达到如此高的温度。因此，氯乙烯悬浮聚合的引发剂使用过氧化物或偶氮化合物，并将液态氯乙烯单体搅拌在水中，并将氯乙烯单体分散成小液滴并悬浮在用于聚合反应的水性介质中。在聚合温度(45 65)下，溶解在单体中的引发剂分解成自由基引发氯乙烯聚合，并溶解在水中的分散剂中，以防止氯乙烯单体液滴聚结和达到一定转化率后聚氯乙烯单体溶胀颗粒聚结。氯乙烯的聚合热约为95.9千焦/摩尔，因此氯乙烯的聚合是放热的。聚合釜夹套中的冷却水带走释放的热量，保持聚合温度恒定。(1)VCM名称：氯乙烯分子式：CH2CHCl分子量：62.50溶解性：溶于大多数有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮等)。)，在水中稍微冷却(2)分散剂名称：聚乙烯醇分子结构式聚合度：分子量：2600挥发性：小于5%灰分：1%溶解度：聚乙烯醇在不同聚合度和醇解度下对水的溶解度不同。它在常温下完全不溶于有机溶剂。(3)引发剂名称：偶氮二异庚腈，又名ABVN化学结构式：分子量：248.37分子式：C14H24N4自然：(1)热分解，易燃易爆，白色晶体或粉末。(2)不溶于水，溶于有机溶剂(酒精、乙醚等)。)。毒性：低毒性产品规格(标准：Q/45071769-0.2-1998)如下：(1)熔点范围：40 70，不溶于甲醇小于0.1%(2)纯度：98%(3)含水量：1%(4)反应调节剂名称：巯基乙酸2-乙基己酯化学结构式外观特征：液体，颜色或浅黄色，带有一些巯基气味。分子量：204.3分子量：204.3(5)反应终止剂名称：RS-1(苛性钠水溶液)配方：84.6%去离子水氢氧化钠4.4% 双酚A 11.0%结构式分子量：223.3(6)防粘剂的性能性质：RS-1是酚类化合物的混合物，一种叫做环戊二烯基树脂的石油树脂。配方：多元酚100公斤，石油树脂700公斤，对甲基磺酸0.15公斤反应温度：160-170 4第2章工艺路线演示第2.1节聚氯乙烯树脂的典型聚合过程聚氯乙烯有四种典型的工业生产方法：悬浮法、乳液法、本体法和微悬浮法。2.1.1悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合一种聚合过程，其中液态氯乙烯悬浮在水介质中，并在搅拌下分离成液滴。悬浮聚合是最重要的生产方法。生产过程易于控制，设备和运行成本低，品种易于调整，在广泛使用前易于组织大规模生产。工艺特点：悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂的一般工艺是在聚合釜清理干净后，向聚合釜中加入水、悬浮剂、抗氧剂和氯乙烯单体，搅拌混合浆液，氯乙烯单体以小液滴形式分散在水中，用保护胶稳定混合浆液中的小液滴，然后向混合浆液中加入水溶性引发剂，反应过程中反应速度应保持稳定，然后提高聚合温度，局部温度应稳定在45-70。当在42-45的低温下聚合时，制得的聚氯乙烯树脂具有较高的分子量；在62-71高温聚合过程中产生的聚氯乙烯树脂分子量低或超低。近年来，国外已成功研究了两步悬浮聚合工艺。该工艺提高了聚合速度和生产效率。两步工艺的第一步是将聚合度控制在600左右，然后加入一些新的单体继续聚合。两步聚合的聚合周期明显缩短，凝胶性能、机械强度和成型性能较其他方法有所提高。随着现代科学技术的发展，悬浮聚氯乙烯的应用领域越来越广，品种也越来越多。现在聚氯乙烯制造商对特种聚氯乙烯树脂越来越感兴趣，他们的兴趣不仅限于普通树脂。其中，开发重点是高表观密度建筑材料专用树脂、球形树脂、消光树脂、超高(或超低)分子量树脂等。3。悬浮聚氯乙烯的发展趋势：悬浮