年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计

Xxxx学生毕业设计(论文)材料(4)学习后的创业计划(文学论)主题名称年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计西方人名的第一个字XXX学校编号-14学校化学与环境工程学院专业贸易化学工程教师XXX讲师2014年6月2日XXXX大学本科毕业设计诚信声明我郑重声明，提交的本科毕业设计是我在指导老师的指导下独立研究工作的成果，不存在知识产权纠纷。除了文中引用的内容，本设计不包含任何其他个人或团体发表或撰写的作品。本文明确指出了对本文研究做出重要贡献的个人和集体。我充分意识到本声明的法律后果应由我承担。本科毕业设计作者签名：2014年6月2日目录摘要1关键词1摘要. 1关键词11.概述21.1产品概述21.1.1聚醋酸乙烯酯概述21.1.2醋酸乙烯酯概述21.2国内外聚醋酸乙烯酯生产现状及分析31.2.1国外聚醋酸乙烯酯生产现状及分析31.2.2国内聚醋酸乙烯酯生产现状分析31.3国内外醋酸乙烯生产技术及研究41.3.1醋酸乙烯酯4生产工艺概述1.3.2聚醋酸乙烯酯7生产工艺概述1.4我的意见81.4.1乙炔气相法和乙烯气相法的比较81.4.2乙炔气相法中瓦克法和波顿法的比较81.4.3乳液聚合和其他聚合方法的比较91.5生产原料92.聚乙酸乙烯酯生产工艺92.1聚醋酸乙烯生产的反应原理92.1.1乙酸乙烯酯合成反应原理92.1.2醋酸乙烯聚合原理112.2聚醋酸乙烯生产工艺简述112.2.1醋酸乙烯生产工艺简述112.2.2醋酸乙烯生产工艺流程图122.2.3聚醋酸乙烯生产工艺简述122.2.4聚醋酸乙烯酯生产工艺流程图133.聚醋酸乙烯工艺计算133.1物料平衡133.1.1基本数据3.1.2乙炔工艺中的物料平衡143.1.3反应过程中的物料平衡153.1.4分离过程中的物料平衡173.1.5蒸馏过程中的物料平衡计算173.1.6聚合过程中的物料平衡183.2热平衡22原始数据3.2.2反应系统的热平衡233.2.3乙酸蒸发器和预热器26的热平衡3.2.4冷凝器27的热平衡3.2.5蒸馏系统的热平衡283.2.6聚合过程的热平衡284.主要设备的工艺设计和选择294.1固定床反应器294.1.1第29卷的计算4.1.2尺寸设计304.1.3传热面积的计算304 . 1 . 4 31号反应器的技术参数4.2乙酸乙烯酯蒸馏塔32基本数据324.2.2塔工艺设计354.3板式分离塔364.3.1设计参数的选择364.3.2溢流堰类型和高度的选择374.3.3下导管和液体接收盘的结构以及相关尺寸的选择374.3.4孔径和开口率的选择374.4乙炔发生器374.4.1乙炔发生器参数384.4.2乙炔发生器的结构384.5乙酸蒸发器384.6分离塔冷凝器394.6.1换热面积的计算394.6.2热交换器基本尺寸的确定394.6.3外壳壁厚394.6.4头部壁厚404.7泵的选择404.8聚合釜和设备的选择404.9主要设备清单415.43厂区设计5.1平面设计概述435.1.1计划435.1.2生产辅助区435.1.3布局要求435.1.4水、电和煤气供应435.2工厂车间设计445.2.1概述445.2.2满足工艺流程和要求445.2.3满足环境保护和安全生产的要求445.3工厂组织和劳动能力445.3.1工作概述445.3.2生产班次455.3.3劳动能力455.4经济评价466.环境保护466.1实施环境质量标准和排放标准466.2废气处理计划476.3废水处理计划476.4废渣处理计划476.5噪音处理计划476.6绿化477.消防487.1消防设施487.2消防措施48参考文献49确认5051年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计XXX(xxxx XXXX大学化学工程专业学生)摘要：本文根据年产5万吨聚醋酸乙烯酯的生产任务，设计了整个生产流程。本设计采用乙炔气相法和乳液聚合法。设计的主要内容包括过程设计和非过程设计。工艺部分主要包括生产方法的选择、工艺条件的确定、物料平衡、热平衡、设备尺寸的计算和选择。非流程部分主要介绍三废治理、岗位定额、投资成本估算等。关键词：聚醋酸乙烯酯；乳液聚合；工艺流程设计年产5万吨聚醋酸乙烯酯的生产工艺设计xx(XXXX大学化学工程专业xxxx年级学生)本文根据年产5万吨聚醋酸乙烯酯的生产任务，进行了整个生产过程的设计。本设计采用乙炔气相聚合和乳液聚合的方法合成工艺。设计的主要内容包括技术设计和非技术设计两部分。工艺设计部分主要包括生产方法的选择、工艺条件的确定、物料平衡、热平衡、设备的计算和选择。非技术设计部分主要介绍了三废治理、人员配备和投资成本估算。关键词：聚醋酸乙烯酯；乳液聚合；工艺流程设计1.概观1.1产品概述1.1.1聚醋酸乙烯概述聚醋酸乙烯树脂是固体，无色透明；溶于甲醇、酮、酯、芳烃、氯代烃，不溶于无水乙醇、高级醇、烷烃、环己烷、水等。在阳光下稳定，在125以下稳定，在150变暗，在225分解，释放乙酸形成棕色树脂状不溶物。在工业上，聚醋酸乙烯树脂主要以乳液的形式使用，这是一种白色的乳液，有轻微残留的醋酸乙烯气味。其固体含量为30% 60%，大多为50%，直径为0.2 10微米，粘度范围很宽，酸碱度为4 6。其优点是：附着力强、稳定性好、耐老化、无污染、使用方便、价格低廉等。它主要用作木材、纸张、纤维和皮革的粘合剂(通常称为乳胶和白胶)，其中木材使用最广泛。由于其稳定性好、施工方便、无异味，被广泛用作内外墙涂料。作为水泥添加剂，它可用于室内地板、舰船甲板等。它也用于粉刷墙壁、防水和修补路面。在织物加工中，主要用于硬挺加工、印染、植绒粘合等。不适用于粘合聚乙烯、聚丙烯和其他产品。由于聚醋酸乙烯酯的耐水性、耐热性和耐碱性稍差，可以通过共聚进行改性。其中，丙烯酸酯共聚物产量最大，用途最广。醋酸乙烯-乙烯共聚乳液应用广泛，性能优异，价格低廉。许多工业国家已经生产了大量的乳液，而且增长非常快。聚乙酸乙烯酯溶液或固体树脂也用于工业，并通过溶液聚合、悬浮聚合或本体聚合来制备。主要用作粘合剂、聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛原料、口香糖胶基等。1.1.2醋酸乙烯概述醋酸乙烯酯是无色液体，有甜味。微溶于水，溶于酒精、丙酮、苯、氯仿。醋酸乙烯是易燃的，它的蒸汽和空气可以形成爆炸性混合物。明火和高热会引起燃烧爆炸。它能与氧化剂发生强烈反应。在热、光或少量过氧化物的作用下，它极易聚合。含有抑制剂的商品在与过氧化物接触时也会剧烈聚合。蒸汽比空气重，可以扩散到较低位置的相对较远的地方。在明火的情况下会导致回火。醋酸乙烯酯是一种重要的有机化学中间体。其主要原料是工业冰醋酸和电石。它是世界上产量最大的50种化工原料之一。广泛用于纤维、粘合剂、涂料、乳化剂、纺织上浆整理剂、制鞋、薄膜、安全玻璃、水溶性薄膜、土壤调理剂等。它也用于建筑、机械、汽车、造纸、包装、纺织、印染、卷烟、家具、印刷等行业。主要用于生产聚乙烯醇树脂和合成纤维。它的单体可以共聚生产各种用途的粘合剂。也可与氯乙烯、丙烯腈、巴豆酸、丙烯酸、乙烯单体、嵌段等共聚接枝。制造具有不同性能的聚合物合成材料。随着科学技术的进步，新的应用领域仍在不断扩大。1.2国内外聚醋酸乙烯酯生产现状及分析1.2.1国外聚醋酸乙烯生产现状及分析20世纪30年代，聚醋酸乙烯酯的工业化生产在国外开始，但产量一直很小。自20世纪70年代以来，由于聚醋酸乙烯下游产品的大量开发和应用，聚醋酸乙烯的生产能力和产量迅速增加。20世纪80年代，国外年产量约为5万吨/年。生产工厂主要集中在欧洲、美国和日本等发达国家和地区。主要生产工厂是虎克电化学公司、海登化学公司和孟山都化学公司。德国霍斯特公司和拜耳公司；日本银河化工公司、扶桑化工公司、博世高化工公司等。20世纪90年代以来，由于环境保护的压力越来越大，西方发达国家和地区对有机氯产品的开发持谨慎态度，许多下游产品转向发展中国家。因此，聚醋酸乙烯酯的生产能力没有继续扩大，而是有所下降，导致世界聚醋酸乙烯酯的供需日益紧张。特别是，近年来中国对聚醋酸乙烯酯的需求迅速增加，3。1.2.2国内聚醋酸乙烯酯生产现状分析聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液是应用最广泛、历史最悠久的合成乳液。早在1909年和1927年，Hofman和Dismore就公布了PVAc乳液聚合的专利。工业化是1930年由IG公司实现的。之后，史塔克。Frendeberg提出了以聚乙烯醇(PVA)为保护胶体的聚醋酸乙烯乳液聚合方法，极大地拓展了聚醋酸乙烯乳液的应用领域，发展迅速。聚醋酸乙烯乳液作为胶粘剂的使用是美国在1945年开发的，以弥补动物胶的不足，动物胶主要用于木制品加工。在我国，PVAc乳液也被用作木制家具制造中动物胶的替代品。1995年，世界胶粘剂消费总量为728万吨，其中水性胶粘剂327.6万吨，PVAc乳液250万吨，占水性胶粘剂的76.3%。目前，世界上有一批年产数万吨的聚醋酸乙烯乳液生产商，如美国的联合碳化物公司、空气产品公司、国家淀粉公司、古德里奇公司等，西德的赫斯特公司、英国的乙烯产品公司、法国的罗纳普朗克公司、意大利的埃尼和蒙内公司、日本的大日本油墨和中央理化公司等。聚醋酸乙烯乳液聚合的研究工作从20世纪50年代末开始。1961年，天津化工学院实验厂(原机械化工实验厂的前身)建成了聚醋酸乙烯乳液生产装置。到20世纪70年代，随着中国十几家大型维尼纶厂的建成投产，合成聚醋酸乙烯乳液的原料得到了保证，市场迅速扩大。到1980年，PVAc乳液制造商已经发展到20多家，总产量接近10，000吨。到1986年，我国聚醋酸乙烯乳液的总产量约为4万吨。进入20世纪90年代，我国聚醋酸乙烯乳液的生产得到了突飞猛进的发展，1993年年产量达到11万吨左右，1996年达到21.5万吨，1999年达到30.8万吨。与国外相比，我国聚醋酸乙烯乳液的工业生产水平仍然相对落后。主要表现在以下几个方面：第一，我国PVAc乳液的工业生产规模相对较小，万吨级生产厂家相对较少。除北京有机化工厂(2万吨/年)、上海石化有限公司(2万吨/年)、贵州有机化工厂(