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悬浮法生产聚氯乙烯流程设计

悬浮法生产聚氯乙烯流程设计
悬浮法生产聚氯乙烯流程设计

3000吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计

摘要

本设计为年产3000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。

关键词:聚氯乙烯,悬浮聚合工艺,干燥,单体,生产工艺

Abstract

The design for the 3,000 tons of PVC polymerization process design throughout the design file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, performance, and the main purposes highlighted by suspension polymerization as the polymerization process production methods. In the design process, according to the requirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heat balance and the the polymerizer calculation process calculation and selection of equipment, a simple techno-economic evaluation of the entire device . Drawing of the design drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerization reactor assembly drawing.

Keywords: PVC ,suspension polymerization process, dry, monomer ,production process

目录

前言 (1)

第1章产品及原料说明 (2)

1.1 产品性质及质量标准 (2)

1.1.1 名称及其结构 (2)

1.1.2 产品性能 (2)

1.1.3产品质量标准 (3)

1.2 单体氯乙烯(VCM)的性质 (5)

1.3聚氯乙烯配方 (6)

第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计 (7)

2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述 (7)

2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤 (7)

2.2.1 聚合单元 (7)

2.2.2 汽提、干燥工序 (8)

2.2.3 VC回收工序 (8)

第3章物料衡算 (10)

3.1 车间物料衡算 (10)

3.1.1主要工艺参数 (10)

3.1.2 生产任务的计算 (10)

3.1.3投入单体的计算 (11)

3.2 聚合釜的物料衡算 (12)

3.2.2 聚合釜的生产计算 (12)

第4章热量衡算 (14)

4.1 聚合釜热量衡算 (14)

4.1.1 参数设定 (14)

4.1.2 混合热和搅拌热的考虑 (15)

4.2 回流冷凝器热负荷的考虑 (15)

4.3 物料带入聚合釜的热量 (15)

4.4 聚合反应放出的热量 (16)

4.5 物料带出聚合釜的热量 (16)

4.6 反应过程需要加入的热量 (16)

4.7 加热水的用量: (16)

4.8 冷却水的用量: (16)

4.9传热面积 (17)

第5章设备工艺设计 (19)

5.1 聚合釜的设计 (19)

5.1.1 生产周期或生产批数 (19)

5.1.2 根据年产量确定每批进料量 (19)

5.1.3 选择反应器装料系数 (19)

5.1.4 计算反应器体积 (19)

5.1.5 聚合釜壁厚的计算 (20)

5.2 汽提塔 (20)

5.3 混料槽 (20)

5.4 离心机 (21)

5.5 干燥器 (21)

参考文献 (22)

前言

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!

本设计是以氯乙烯单体为原料,对年产能力为3000吨的PVC聚合工艺设计,以株化集团PVC厂为理论资料,并收集有关的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。

本设计的内容是在简要介绍聚氯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3000吨。设计的主要内容有:1.产品及原材料说明;2.生产方案的比较与选择;3.物料衡算与热量衡算;4.聚合釜计算;5.附属设备的设计及选型;5.经济效益分析。设计图纸包括1张工艺流程图;1张聚合釜装配图。

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。

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错误之处,敬请各位老师指评指正。

第1章 产品及原料说明

1.1 产品性质及质量标准

1.1.1 名称及其结构

⑴名称

悬浮法聚氯乙烯树脂 简称PVC (Polyiny Chloride ) ⑵分子式和结构式: 分子式:

CH 2

CHCl

n

结构式为:

C C H Cl

H H n

其中n 为平均聚合度,一般为350—8000 ⑶ 分子量

30000—100000

1.1.2 产品性能

⑴ 典型的物理性质

外观 ﹕ 白色粉末 密度 ﹕ 1.35—1.45g/cm 3 表观密度﹕0.4—0.65 g/cm 3

比热容﹕1.045—1.463J/(g.℃) 热导率﹕2.1kW/(m.K )

颗粒大小﹕悬浮聚合60-150μm 本体聚合﹕30—80μm 糊树脂

﹕0.1-2μm 掺混﹕20-80μm

⑵热性能

无明显熔点85℃以下呈玻璃态,85-175℃呈弹态,175-190℃为熔融状态,190-200℃属粘流态,软化点﹕75-85℃,加热到130℃以上时变成皮革状,同时分解变色,长期加热后分解脱出氯化氢。

⑶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。

⑷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。

⑸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。

⑹化学稳定性

在酸,碱和盐类溶液中较稳定。

⑺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。

⑻机械性能

聚氯乙烯抗冲击强度较高,常温常压下可达10MPa。[1]

1.1.3产品质量标准

PVC生产中所需主要原料的规格

表1-1 PVC的物理性能

性能指标

结晶数据/mm

工业PVC

单晶

结晶度/%

聚合后

熔体

密度(未复配)(g/㎝3)

总体

晶体

泊松比(硬PVC)

折射率

玻璃化温度/℃

线膨胀系数(未增塑)/℃-1

比热容/(J/g·℃)

硬PVC

23℃

50℃

80℃

120℃

增塑的PVC(50份DOP)

23℃

52℃

80℃

120℃

热导率(未增塑)/[J/(㎝·s·℃)] 介电强度/(kv/mm)

溶解度参数/(J/㎝3)0.5

正交晶系,每个晶胞两个单体

a b c

1.06 0.54 0.51

1.024 0.524

0.508

1.9

4.9

1.39

1.53

0.41

1.54

83

7×10-3

0.92

1.05

1.45

1.63

1.88

1.54

1.67

1.75

1.88

17.5×10-4

20

1.2单体氯乙烯(VCM)的性质

⑴纯度﹕≥99.98%(wt)

⑵HCL含量﹕≤ 1 ppm(wt)

⑶铁含量﹕≤ 1 ppm(wt)

⑷水含量﹕≤60 ppm(wt)

⑸醛含量﹕≤5.0 ppm(wt)

⑹压力为0.6MPa,温度为常温。

⑺VCM 主要性质

氯乙烯分子式为C2H3Cl,分子量62.51,常温常压下为无色,带有甜香味气体,易燃易爆,遇到空气可形成燃烧爆炸,在空气中爆炸范围为4-22%,有毒,性质活泼,能起加成反应和易起聚合反应。

沸点(0.1MPa)为-139℃,熔点为-159.7℃。

聚合放热量1554KJ/kg.m,聚合时的体积收缩率为35%。

导热系数﹕0.17956J/(㎡.S.K )。

液体导热系数:(20℃)0.142J/(㎡.S.K)。[1]

表1-2 VCM物理性质

温度℃密度

kg/m3

比热容

KJ/(kg. ℃)

20 1.352 50 1.53 57 837 1.57 70 1.63

表1-3 水的物理性质

温度 ℃

密度 kg/m 3

比热容 KJ/(kg. ℃)

导热系 λ×102 w/(m.℃)

粘度 ×105/Pa.s

普兰德数

Pr

10 999.7 4.191 57.45 130.77 9.52 30 995.7 4.174 61.76 80.07 40 992.2 4.174 63.38 65.60 4.32 57

986.6

4.175

65.13

49.3

1.3聚氯乙烯配方

表1-4 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 62.50 1.0 62.5 100 软水 18.02 6.9 125.0 200 聚乙烯醇 0.75 1.2 IPP (引发剂) 206.19

1.21×10-3

0.25

0.4

抗鱼眼剂

由于用量较少,故可忽略不计

防粘釜剂 丙酮缩氨基硫脲(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,加入引发剂后密封聚合釜,真空脱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50℃左右,压力0.88~1.22MPa,当转化率达到70%左右开始降压,在压力降至0.13~0.48MPa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。

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。

2.2 聚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48℃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(57℃)。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时移除反应热,并使反应温度控制在57±0.2℃,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 Kpa

时,将釜内浆料升温至70℃左右,进行真空回收,真空度为500 mmHg~550mmHg,最后浆料中的氯乙烯含量在700μg/g。然后进入放料操作。

2.2.2 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400μg/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1~5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]

2.2.3 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。

由气柜出来的VC气体送至脱湿塔,用5℃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。

图2-1 聚氯乙烯生产工艺流程

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:5h

③聚合温度:57 O C

④操作周期:9h

3.1.2 生产任务的计算

年产3000吨聚氯乙烯,以300个工作日计,每年工作8000小时,假设各单元操作都连续进行,采用倒推法根据收率或损失率计算出原料投料,然后按单元操作顺序对各单元操作进行物料衡算。

聚氯乙烯小时生产量(8000h)计:8000×0.998÷0.96×100÷08000=72.3287(kg/h)(以1小时为计算基准,以下计算中不再写h_1)聚合物转化率为83%

83%x=72.3287

x=86.9864(kg) 即每小时要生产纯VCM 86.9864kg

产物气冷凝,精馏等收率为96.6%

进入精馏系统的VCM的量:

86.9864÷96.6%=90.1267(kg)

90.1267÷62.5=1.44 (kmol)

表2-1 乙烯悬浮聚合操作周期

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,ρVCM=911 kg/m3ρH2O= 997.7kg/m3设每次投入单体的质量为X 则X/911+ 1.8X/997.7=20×0.80

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=5513.7×90%=4962.4kg, 回收时损失的VCM为0.25% 则G2=4962.4×0.25%=12.4kg

放空时损失为0.51%,则G3=4962.4×0.51%=25.3kg

浆料损失为0.05%,则G4=4962.4×0.05%=2.5kg

汽提损失为0.1%,则G5=4962.4×0.1%=0.5kg

离心干燥损失为0.38%,则G6=4962.4×0.38%=18.9kg

精馏时损失为3.5%,则G7=4962.4×3.5%=173.7kg

包装时损失为0.21%,则G8=4962.4×0.21%=10.4kg

反应前物料G=5513.7kg,根据物料平衡原理:

G=G1+G2+···+G9

=4962.4+12.4+25.3+2.5+0.5+18.9+173.7+10.4+307.6=5513.7kg

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40602.9吨,每釡的出料量为19.9吨,选择投料系数为0.8,先用80 m3的标准釡,V VCM=40602.9×1000/837=48510.0 m3

V水=1.8×40602.9×1000/997.7=73253.7 m3

所需要釡的台数为(48510.0 +73253.7)/(80×0.8×(8000/9))= 2.378 台,取整数为3台。调整后的投料系数为0.63

实际的投料系数计算:(48510.0 +73253.7)/( 80×3×800)=0.63 可取 0.63

每个釡所需的VCM的体积为:48510.0/(3×(8000/9))=20.2 m3

每釡所需的水的体积为:73253.7/(3×(8000/9))=30.5 m3

根据表1-2原料的配方得

表3-2 原料配方

原料VCM 水引发剂分散剂其他助剂重量,kg 5513.7 9924.6 220.548 441.096 适量

3.2.2 聚合釜的生产计算

以20 m3釡生产为例,分述如下:

(1)投料投料温度为20℃,单体4.53m3,水6.97m3,

投料体积4.53+6.97=11.5m3;

空余(气相)体积=20-11.5=8.5m3

(2)升温升温到期60℃,单体重度d依温度t变化

d=0.9471-0.001746t-0.00000324t2

得:20℃时d=0.910 ;57℃时d=0.83

单体在57℃时体积增加到:4.53×0.91/0.83=4.97m3

物料总体积:4.97+6.97=11.94 m3

空余(气相)体积:20- 11.94=8.06m3

(3)反应结束:转化率为90%,树脂真实密度为1.4 kg/m3

则此时树脂体积:4.53×90%×0.83/1.4=2.417m3

未聚合单体体积:4.53×0.1=0.453m3

物料总体积:6.97+2.417+0.453=9.840m3空余(气相)体积:20-9.840=10.160m3

表3-3物料衡算汇总表

第4章 热量衡算

4.1 聚合釜热量衡算

4.1.1 参数设定

Q T ——设备或系统内物料与外界交换热量之和(传入热量为正,传出热量为负),KJ ;

Q 1——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 ;

Q 2——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 ;

Q 3——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 ;

Q 4——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 Q T =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4 其中 Q 1= 2

1T T CdT W

Q 2= W?Hr?x/M

Q 3=ΣW i C Pi ?T m

Q 4=3.6×ΣA i αi (T i -T 0)×t

固体和液体热容可以采用柯普定律[5]计算 C(KJ/Kg.℃)=4.184×Ca×n/M 式中 Ca ——基团的比热容,KJ/(Kg.℃) 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[6]计算

表4-1 Missenard法基团贡献值

基团—CH3—CH——O—O=C—O —C=O 贡献J/mol·K 9.55 5.7 7.0 13.8 10.2

则IPP的比热为:

C1=4.184×(9.55×4+5.7×2+7.0+13.8×2+10.2×2)/206.19=2.12 KJ/(Kg.℃) 经查有关资料知:

氯乙烯的比热为:C3=1.59KJ/(Kg.℃)

水的比热为:C4=4.18 KJ/(Kg.℃)

聚乙烯醇比热为:C5=1.67 KJ/(Kg.℃)

聚氯乙烯的比热为:C6=0.9675 KJ/(Kg.℃)

表4-2 物料比热表(KJ/(Kg.℃))

物料种类比热KJ/(Kg.℃)

IPP 2.12

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/kg

4.1.2 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0℃的一批物料为基准,设进料温度为20℃,则物料带入聚合釜的热量为:

Q1=2.12×31.3128×20+1.59×104375.957×20+4.18×146126.34×20+1.67×22.9627×20

=1.5537×107KJ

4.4 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:

Q2=24.64×86632.0443=2.135×106KJ

4.5 物料带出聚合釜的热量

以一批物料0℃为基准,物料流出的温度为60℃,则物料升温所需要的热量为:

Q3=

(2.12×31.3+0.9675×86632.0443+4.18×146126.34+1.67×22.9627+1.59×1774

3.9127)×(60-0)=

4.34×107KJ

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=出系统的热量,则反应过程所需加入的热量为(设热损失为10%):

?Q=(Q3+ Q2-Q1)/(1-10%)=(4.34×107+2.135×106-1.5537×107)/90%=3.318×107kJ

4.7 加热水的用量:

根据式: Q=mC PΔT 得

m=Q/ C PΔT

热水进口温度为99℃,出口温度为60℃。水C P=4.22kJ/kg.K

m=3.318×107/4.22×39

=2.02×105kg

4.8 冷却水的用量:

根据式: Q= mC PΔT 得

m=Q/ C PΔT

冷却水进口温度为29℃,出口温度为26℃。水C P=4.22kJ/kg.K

m=2.14×106/4.22×3

=1.69×105kg

年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计

设计课题 年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案 2014年 10 月16日

设计说明 聚氯乙烯(PVC)是一种热塑性合成树脂,有优良的电绝缘性,难以自燃,主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。 根据设计任务书,本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯(PVC)工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下,进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。 本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯,原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况,进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次,每班8小时的生产强度,设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。 本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性,尽可能将车间规划为安全的,绿色的,在工作人员遵守车间操作规程的情况下,工作更加安全高效。 本设计由许春华副教授指导,在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见,使得设计能更高效地完成,在此表示衷心感谢。 鉴于知识和实际经验所限,设计难免存在欠缺,恳请批评指正。

目录 1总论 .................................................... 1.1 概述.................................................................................................................................. 1.1.1 聚氯乙烯(PVC)概述与应用范围......................................................................... 1.1.2 聚氯乙烯(PVC)改性品种..................................................................................... 1.1.3 聚氯乙烯(PVC)生产行业现状及发展前景......................................................... 1.2 聚氯乙烯(PVC)产品的分类和命名............................................................................ 1.2.1 聚氯乙稀(PVC)产品分类..................................................................................... 1.2.2 聚氯乙稀(PVC)产品命名..................................................................................... 1.3 聚氯乙烯(PVC)生产方法[5]......................................................................................... 1.3.1 悬浮聚合法[6] ............................................................................................................ 1.3.2 乳液聚合法............................................................................................................... 1.3.3 本体聚合法............................................................................................................... 1.3.4 溶液聚合法............................................................................................................... 1.4 设计规模原料选择与产品规格 ...................................................................................... 1.4.1设计规模.................................................................................................................... 1.4.2主要原料规格及技术指标 ........................................................................................ 1.4.3产品规格.................................................................................................................... 2工艺设计与计算 .......................................... 2.1 工艺原理.......................................................................................................................... 2.2 工艺条件影响因素 .......................................................................................................... 2.2.1 聚氯乙烯(PVC)聚合主要影响因素................................................................... 2.3 工艺路线选择.................................................................................................................. 2.3.1 工艺路线选择原则................................................................................................... 2.3.2 悬浮法聚氯乙烯(PVC)工艺流程具体工艺路线................................................. 2.3.3 工艺流程示意图..................................................................................................... 2.4 工艺配方与工艺参数 ...................................................................................................... 2.4.1 工艺配方(质量份): ........................................................................................... 2.4.2 工艺参数:............................................................................................................... 2.5 物料衡算........................................................................................................................ 2.5.2 物料衡算的方法与步骤 ........................................................................................... 2.5.3 物料衡算...................................................................................................................

苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的合成工艺

目录 第一章概述 1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍 (1) 1.2 EPS储存条件 (1) 1.3 EPS生产技术的进展 (2) 1.4 EPS 存在的问题及解决方法 (2) 第二章可发性苯乙烯工艺的设计原理和流程 2.1可发性聚苯乙烯合成的原料 (3) 2.2可发性苯乙烯珠粒制造 (4) 2.3可发性聚苯乙烯塑料成型 (6) 2.4熟化 (7) 2.5成型 (7) 第三章聚苯乙烯珠粒制备的影响因素 1 悬浮分散体系的选择及影响 (7) 2 悬浮分散剂的用量对粒径大小的影响 (8) 3助分散剂的选择与作用 (8) 4.搅拌桨的形式对悬浮聚合的影响 (8) 5 聚合操作因素对产品质量的影响 (8) 6 浸渍条件的影响 (9) 7 后处理的影响 (9) 第四章EPS的性能及用途 4.1 力学性能 (9) 4.2 绝热性能.................... .. (9) 4.3化学性能 (10) 4.4 EPS的用途 (10) 五.总结 (11) 六.参考文献

第一章概述 1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍 聚苯乙烯(PS)包括普通聚苯乙烯(GPPS).可发性聚苯乙烯(EPS).高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及间规聚苯乙烯(SPS)。 聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料,质地硬而脆,无色透明,可以和多种染料混合产生不同的颜色。聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环,大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质,如透明度高,刚度大,玻璃化温度高,性脆等。其玻璃化温度80~90℃,非晶态密度1.04~1.06克/厘米3,晶体密度1.11~1.12克/厘米3,熔融温度240℃,电阻率为1020~1022欧·厘米。导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。 普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆,冲击强度低,易出现应力开裂,耐热性差及不耐沸水等。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性具有高于100摄氏度的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。 发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯,是由苯乙烯悬浮聚合,再加入发泡剂而制得。白色珠状颗粒,相对密度1.05。热导率低,吸水性小。耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振。介电性能优良。溶于丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、氯仿、不溶于乙醇、正己烷、环己烷、溶剂汽油等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成,加工过程中受热发泡,专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物,丁二烯为分散相,提高了材料的冲击强度,但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构,采用茂金属催化剂生产,是近年来发展的聚苯乙烯新品种,性能好,属于工程塑料。 1.2 EPS储存条件 贮存可发性聚苯乙烯树脂的设备要采取良好的接地预防措施,贮存可发性聚苯乙烯树脂的地方要有良好的通风,远离火源、热源,避免阳光直接照射,容器应密封良好,同时贮罐内应通以惰性气体;为保证最终产品质量,可发性聚苯乙烯树脂的贮存温度应保持在20℃;湿度不能太大,并

Pvc生产工艺设计以和流程

Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料,SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜,SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材,SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等,SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993

电石制乙烯,乙烯制pvc(某塑料),烧碱吸收氯碱工业的尾气 聚氯乙烯简称PVC,是我国重要的有机合成材料,广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。我国是全球最大的PVC生产和消费国。 根据生产方法的不同,PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分,可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法,习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法。我国国内聚氯乙烯总产能的75%采用以煤化工为基础的电石法装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。 电石法以煤炭为上游原料,烟煤在隔绝空气的条件下,经过高温干馏生成焦炭。焦炭和石灰石(CaCO3)反应生成电石(CaC2),电石遇水,就生成了乙炔。乙炔和氯化氢发生加成反应就生成氯乙烯,氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。 PVC生产过程中的关键一步是原盐水解生成氯气和烧碱(NaOH)。氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品,其作用自不待言。烧碱在工业生产中也有广泛的应用,使用最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等等。鉴于氯和烧碱在这些行业中的巨大作用,工业上就将与这两种化学品相关的产业称作烧碱产业。 烧碱项目出来的产品主要是:氯气、氢气和烧碱,烧碱是主要出售的产品,而氯气和氢气则不好出售,所以需要PVC来平衡,正好PVC生产需要氯气和氢气来生产氯化氢气体,所以……HCl需要烧碱项目提供,所以要上烧碱项目,离子膜法是当前生产烧碱最先进最流行的方法,是因果关系 企业要考虑化工产品的平衡,前面的产品后面要有消耗的,聚氯乙烯生产需要消耗氯气,而较之其他的像氯化石蜡项目等量要大,而且利润上要差好多。烧碱项目产生的氯气就是被PVC消耗掉,烧碱只是单独的一个产品,有的做液碱销售,也有的要蒸发成固碱 PVC的生产主要有两种制备工艺,一是电石法,主要生产原料是电石、煤炭和原盐;二是乙烯法,主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主,而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制,则主要以电石法为主,截至到2007年12月,电石法约占我国PVC总产能的70%以上。 在PVC生产成本这部分,影响价格的主要因素应该考虑煤炭、焦炭、电力、电石、原油、乙烯、VCM等价格成本,另外,原盐的价格也会通过氯的价值传导对PVC 的价格进行一定程度的影响。 原盐的主要消费领域就是氯碱产品的生产。原盐电解后产生的氯部分用于生产PVC 和其他氯产品,钠部分用于生产纯碱和烧碱。 根据应用范围不同,PVC可分为:通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC 树脂。 根据氯乙烯单体的聚合方法,聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法

聚苯乙烯塑料的生产工艺

聚苯乙烯塑料的生产工艺 聚苯乙烯[1](PS)是一种无色透明的热塑性树脂。PS 具有良好的光学性能及电气性能,容易加工成型,着色性能好。由于它具有良好的性能,因此,现在已经成为世界上应用最广的热塑性树脂,是通用塑料的五大品种之一。PS 注射成型是PS 制品的主要加工方法。PS 是由苯乙烯单体加聚反应得到的无定形聚合物。苯乙烯的聚合方很多,主要有本体聚合、悬浮聚合和乳液聚合等。文章以PS GP-525 制造工艺马为例,对成型技术进行了研究。 1 PS 塑料成型特性分析 1.1 工艺特性 (1)熔点不明显:聚苯乙烯为无定形聚合物,熔融温度范围较宽,且热稳定性较好,约在95 ℃左右开始软化,在190 ℃成为熔体,在270 ℃以上开始出现分解。 (2)比热较低:加热流动和冷却固化速度快,熔体粘度适中,且流动性好,塑化效率较高,易于成型;在模具冷却硬化也比较快,故模塑周期短。 (3)受温度和压力影响较大:成型温度和压力的增加,对聚苯乙烯熔体的流动性有明显增长,其中温度比压力的影响更大,在成型过程中,可以通过改变温度和压力,来调节熔体流动性。 (4)吸水性较低:聚苯乙烯的吸水性<0.05 %,成型中所允许的水分含量通常为0.1 %,因此一般无需进行预干燥处理。 (5)收缩率较低:聚苯乙烯的收缩率一般在0.4 %左右,制品成型稳定性好。 1.2 注塑机工作原理及结构[2] (1)注塑机工作原理:注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出件后又再闭模,然后再进行下一个循环。 (2)注塑机结构,如图1 所示。 图1 注塑机结构图 Fig.1 Structure of injection machine 1.3 制品与模具的设计 (1)制品的壁厚:制品的壁厚应根据树脂情况进行选择。为减少制品的内应力,有利于物料的均匀收缩,在考虑制品的壁厚时,应注意壁厚的均匀性,要求相差不要太大,并避免缺口、尖角的存在,转角、厚薄连接处等部位采取圆弧进行过渡。

悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒

化学综合实验二 悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒 实验目的: 1、巩固萃取、水洗分离的基本操作 2、巩固化学品称量的基本操作 3、学会PVA悬浮分散剂的实验室制备方法 4、学会悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的实验室制备方法 5、了解悬浮聚合的一般原理 实验原理: 1、苯乙烯的纯化 加入5%氢氧化钠水溶液萃取主要是利用酚与强碱相互作用的反应原理,除去原料单体苯乙烯中的阻聚剂(对苯二酚),再进行水洗目的在于除去残留在苯乙烯中的碱液。 2、悬浮分散剂的制备原理 聚乙烯醇(PVA),聚醋酸乙烯酯部分或完全水解制得,它是一类水溶性高分子。但高分子在溶剂中的溶解不同于小分子,高分子的溶解过程首先是小分子扩散到大分子链间,使高分子形体溶涨,高分子链间作用力减弱;随着溶涨程度进一步加深,高分子链活动性变大,最终导致高分子化合物溶解,成为均一透明的高分子溶液。 磷酸钙作为分散剂必须是是一种具有一定活性的无机细微粉末。为了提高分散效果,一般采用氯化钙溶液和磷酸钠溶液直接反应制备。 3、悬浮聚合法制备聚苯乙烯珠粒的原理 (1)悬浮聚合是将不溶于水的单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合,这是自由基聚合一种特有的聚合方法。 (2)基本组分有单体、引发剂、水、悬浮剂等。 (3)悬浮剂是一类能将油溶性单体分散在水中形成稳定悬浮液的物质,例如聚乙烯醇,悬浮机理就是吸附在液滴表面,形成一层保护膜。

碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土、硅藻土、白垩等。所制备聚合物粒子粒度均匀、表面光滑、透明度好;粉末越细,分散和保护能力越强,得到的聚合物粒子越细;因此,通常采用在水中进行化学反应的方法临时制备。用量为体系总水量的 0.1% - 1% 。无机分散剂的悬浮机理就是吸附在液滴表面,形成一层隔离层,如图所示: 单体液滴在搅拌和分散剂作用下形成较稳定的悬浮液滴而聚合的过程,原理如图所示: (4)悬浮聚合得到的粒状树脂,粒径在0.01 ~ 5 mm 范围。一般情况下单体是

PVC型材配方设计与加工工艺

型材配方设计与加工工艺 PVC型材配方设计与加工工艺 配方的设计原理和各类配方的特点 PVC塑料型材配方主要由PVC树脂和助剂组成的,其中助剂按功能又分为:热稳定剂、润滑,剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等。在设计PVC配方之前,首先应了解PVC树脂和各种助剂的性能。 原料与助剂 PVC树脂 生产PVC塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC),聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物,产量仅次于PE,居第二位。 PVC树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种。疏松型粒径为0.1—0.2mm,表面不规则,多孔,呈棉花球状,易吸收增塑剂,紧密型粒径为0.1mm以下,表面规则,实心,呈乒乓球状,不易吸收增塑剂,目前使用疏松型的较多。 PVC又可分为普通级(有毒PVC)和卫生级’ (无毒PVC)。卫生级要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6,可用于食品及医学。合成工艺不同,PVC又可分为悬浮法PVC和乳液法PVC。根据国家标准GB/T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定,悬浮法PVC分为PVC-SGl到PVC-SG8Jk种树脂,其中数字越小,聚合度越大,分子量也越大,强度越高,但熔融流动越困难,加工也越困难。具体选择时,做软制品时,一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型,需要加人大量增塑剂。例如聚氯乙烯膜使用SG-2树脂,加入50~80份的增塑剂。而加工硬制品时,一般不加或很少量加入增塑剂,所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4树脂、塑料门窗型材使用SG-5树脂,硬质透明片使用SG-6树脂、硬质发泡型材使用SG-7、SG-8树脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁纸及地板革和蘸塑制品等。一些PVC树脂厂家出厂的PVC树脂按聚合度(聚合度是单元链节的个数,聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量)分类,如山东齐鲁石化总厂生产的PVC树脂,出厂的产品为SK-700;SK-800;SK—1000;SK—1100;SK-1200等。其SG-5树脂对应的聚合度为1000—1100。PVC树脂的物化性能见第四篇。

聚苯乙烯的生产技术

聚苯乙烯的生产技术 2009-07-21 苯乙烯系树脂是苯乙烯单体经均聚或与其他单体共聚而得的一系列树脂。1998年世界77%的苯乙烯用于生产各类苯乙烯系列树脂,日本这一比例为83%。商品化苯乙烯聚合物主要包括通用聚苯乙烯(GPPS)、抗冲聚苯乙烯(IPS)、发泡聚苯乙烯(EPS树脂)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯一丙烯睛(SAN)共聚物等。几种重要的商品化苯乙烯聚合物基本上都是以自由基链式聚合机理经本体、溶液、悬浮或乳液工艺制造的,其中稀释剂本体法工艺最为常用,虽然某些苯乙烯类树脂用悬浮法工艺(EPS树脂)和乳液法工艺(ABS 树脂)生产,但由于经济及其他一些原因,在可能的情况下尽可能采用连续本体工艺是一个发展趋势。 采用自由基聚合反应生产的聚苯乙烯(PS)是玻璃化温度为105℃的无规聚合物,PS均聚物是无定型的脆性材料,具有优异的透明性和可加工性,可制成形状复杂的制品。IPS是通过苯乙烯在聚丁二烯橡胶或丁苯共聚物存在下进行聚合而形成的一种高分子共混物(橡胶粒子分散在PS基质中)。 苯乙烯与丙烯腈、α-甲基苯乙烯、马来酸酐进行共聚,得到的聚合物具有较高的热性能和机械性能。苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚可以提高透明性和耐磨性。苯乙烯与丙烯腈、丁二烯的三聚物(ABS树脂)具有优良的热性能、机械性能和抗冲击性能等综合性能。苯乙烯共聚物是通用树脂和工程树脂之间的一个桥梁,主要用于汽车、电子电器和器械部件以及家用器具等领域,在这些应用领域与尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)以及聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)竞争。 工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺:本体法及悬浮法。本体法是最主要的生产方法,目前世界上85%以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线,生产能力为(20~160)kt/a。通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术,可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力90~138kt/a的大型本体法生产装置投入工业运转,但一般来说单反应器能力30~50kt/a。 悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺,悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法工艺,间歇操作、牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高相对分子质量牌号的产品只能用间歇悬浮聚合工艺生产,但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低,因此对于大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已经被本体法代替,主要用于生产EPS。 苯乙烯既可作给电子体,又可作受电子体,其聚合过程可有4种不同的机理:自由基聚合、负离子聚合、正离子聚合及配位聚合。苯乙烯聚合的几种机理有其各自的特点:自由基引发、增长和终止过程是同时发生的,因此可以得到较宽的分子量分布(Mw/Mn>2),多种终止途径使其端基具有多样性,而且聚合物分子量对反应物进料的要求不高;负离子聚合机理的链引发、增长和终止是相继发生的,聚合物分子量分布较窄(Mw /Mn<1.1=,控制链终止步骤可以控制聚合物链的端基结构,但是要求聚合反应中的进料必须净化;由于苯乙烯基碳正离子不稳定使分子链很快终止,因此正离子聚合机理很难生产高分子质量的聚合物,而且正离子聚合反应的进料也必须进行净化;Ziegler-Natta配位聚合中使用的金属化合物能够使聚合反应按立构有规的方式进行。因此能够生产高熔点高结晶性有规立构PS,但聚合反应中进料必须进行净化。工业生产中主要采用自由基聚合,其原因一是对进料单体的要求不高,二是引发剂对聚合物性能的影响很小,从而不必从聚合物中将残留的引发剂脱除。

生产流程设计与选择(doc6)(1)

生产流程设计与选择 一、生产流程的类型 生产流程一般有三种基本类型:按产品进行的生产流程、按加工路线进行的生产流程和按项目组织的生产流程。 (一)按产品进行的生产流程 按产品进行的生产流程就是以产品或提供的服务为对象,按照生产产品或提供服务的生产要求,组织相应的生产设备或设施,形成流水般的连续生产,有时又称为流水线生产。例如汽车装配线、电视机装配线等就是典型的流水式生产。连续型企业的生产一般都是按产品组织的生产流程。由于是以产品为对象组织的生产流程,又叫对象专业化形式。这种形式适用于大批量生产。 (二)按加工路线进行的生产流程 对于多品种生产或服务情况,每一种产品的工艺路线都可能不同,因而不能象流水作业那样以产品为对象组织生产流程,只能以所要完成的加工工艺内容为依据来构成生产流程,而不管是何种产品或服务对象。设备与人力按工艺内容组织成一个生产单位,每一个生产单位只能完成相同或相似工艺内容的加工任务。不同的产品有不同的加工路线,它们流经的生产单位取决于产品本身的工艺过程,又叫工艺专业化形式。这种形式适用于多品种小批量或单件生产。 (三)按项目组织的生产流程 对有些任务,如拍一部电影、组织一场音乐会、生产一件产品和盖一座大楼等,每一项任务都没有重复,所有的工序或作业环节都按一定秩序依次进行,有些工序可以并行作业,有些工序又必须顺序作业。三种生产流程的特征比较列于表3—3中。 表3—3 不同生产流程特征比较

二、生产流程设计的基本内容 生产流程设计所需要的信息包括产品信息、运作系统信息和运作战略,在设计过程中应考虑选择生产流程、垂直一体化研究、生产流程研究、设备研究和设施布局研究等方面的基本问题,慎重思考,合理选择,根据企业现状、产品要求合理配置企业资源,高效、优质和低耗地进行生产,有效满足市场需求。 生产流程设计的结果体现为如何进行产品生产的详细文件,对生产运作资源的配置、生产运作过程及方法措施提出明确要求。生产运作流程设计的内容见表3-4所示。 三、影响生产流程设计的主要因素 影响生产流程设计的因素很多,其中最主要的是产品(服务)的构成特征,因为生产系统就是为生产产品或提供服务而存在的,离开了用户对产品的需求,生产系统也就失去了存在的意义。 表3-4生产流程设计的内容

《可发性聚苯乙烯(EPS)的生产工艺》

论文题目: 《可发性聚苯乙烯(EPS)的生产工艺》 摘要主要介绍了国内EPS的生产工艺一步法和两步法,并具体对一步法加以着重介绍。 要介绍了国内的生产状况及其用途,指出EPS市场潜力巨大。 关键词可发性聚苯乙烯(EPS)生产工艺回收和环保 1.前言 可发性聚苯乙烯(EPS)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点,因而被广泛地用作建筑、交通运输等行业的保温绝热、隔音、抗震材料、用作电器、仪表、玻璃制品、电子产品等的缓冲包装材料和食品包装。 自50年代由德国BASF公司开发EPS珠粒生产工艺后,泡沫塑料由于成型工艺及设备简易可行,并可制成各种形状、不同密度的产品,因而发展迅速。现在EPS已成为苯乙烯树脂三大产品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的品种之一。国内EPS消费结构,主要是包装和建材,大体比例为包装50%,建材45%,其它5%。随着近年来声像市场,家电市场和快速食品市场的迅猛发展,EPS需求量日益加大。仅据1992年轻工部统计,EPS用于包装方面的需求量就达6.0万t,其中电器包装3.5万t,快餐盒2.5万t。 另外,在建材行业,近年来推出的新型墙体材料,钢板增强EPS板不仅质轻,而且大大减少了建筑的投资,节省能源,施工方便、高效,并能改善居住环境,提高住宅房屋的档次。这种材料大有取代传统建材的趋势。业内人士介绍,我国EPS的年需求量将以20%的速度递增,市场潜力十分巨大。 国内的EPS消费主要集中在江、浙等沿海一带,绝大部分用于包装。由于国家大力发展中西部地区的政策,西北地区的EPS用量也随着电子产业、第三产业、建筑业的蓬勃发展,用于包装及建材的EPS需求量也越来越大,但西北地区目前尚无生产EPS的装置,主要原因是前几年苯乙烯价格的波动及其产量的限制,使很多厂家望而却步,故所用的EPS均需从外地调运。 2. EPS生产主要工艺概况 国外从70年代开始,EPS生产工艺由两步法转向一步法,我国一直延用传统的两步法工艺。两步法工艺能耗高,但由于过程简单、控制容易,因而为一些中小型厂家广泛采用,因此也会长时间地存在下去,通过多年摸索与研究,国产两步法生产也得到改进和完善,在节能降耗方面取得了显著的成绩。如将不符合规格的EPS料返回重新溶解、聚合,不但改善了聚合条件,也使能耗大幅度降低。

聚氯乙烯的生产工艺

第一章概述 第一节聚氯乙烯简述 氯乙烯的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80~85℃,密度1.35~1.45克/厘米3,使用温度-15~60℃。PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能,与大多数增塑剂的混合性好,因此可大幅度改变材料的力学性能。加工性能优良,价格便宜,但对光、热稳定性差,100℃以上或光照下性能迅速下降。 聚氯乙烯用自由基加成聚合制备,方法有悬浮、本体、乳液和溶液等,其中以悬浮法为主,以过氧化物等引发,加分散剂后可得到疏松树脂颗粒,加工性能好。聚合温度高,链转移速率高,产物分子量小,一般应稳定在±0.5℃以内。溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂,乳液聚合产物也可直接应用,或喷雾干燥为固体。 聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一,其产量仅次于聚乙烯居第二位。PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场,广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门,尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。 聚氯乙烯(PVC)用途广泛,并是最早用于工业化生产的塑料管道材料,至今仍是管道生产的主导材料。PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生,可用于压力和重力管道,也可用于塑料包装、制品等领域,其低廉的价格和突出的均衡性能,已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。 聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮,乳液,本体或溶液法工艺聚合而成,其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。PVC是应用最广泛的热塑性树脂,可以制造强度和硬度制品。硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右,今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。 第二节国内生产及应用状况

聚苯乙烯

聚苯乙烯的合成 我合成聚苯乙烯,方法如下:1g苯乙烯加入到3mlDMF中,加入0.02gAIBN,在80度下反应24h,沉入10倍体积的甲醇,产率40%。 工业上聚苯乙烯的生产主要采用两种生产工艺:本体法及悬浮法。本体法是最主要的生产方法,目前世界上85%以上的Ps和IPS是采用连续本体法工艺生产的。连续本体法生产装置一般有一条或几条生产线,生产能力为(20~160)kt/a。通过改进反应器设计、相对分子质量和橡胶粒径控制和脱挥技术,可以使本体法工艺生产线的规模更大、效率更高。目前已有单线能力90~138kt/a 的大型本体法生产装置投入工业运转,但一般来说单反应器能力30~50kt/a。 悬浮法是第二种聚苯乙烯基本生产工艺,悬浮法工艺的装置规模一般小于本体法工艺,间歇操作、牌号切换时清洗时间很短。对于某些高耐热和高相对分子质量牌号的产品只能用间歇悬浮聚合工艺生产,但在相同的生产能力下采用连续本体法的工厂固定资产投资及生产成本比悬浮法低,因此对于大多数PS牌号来说用本体法生产更为经济。目前悬浮法一般已经被本体法代替,主要用于生产EPS。 苯乙烯既可作给电子体,又可作受电子体,其聚合过程可有4种不同的机理:自由基聚合、负离子聚合、正离子聚合及配位聚合。苯乙烯聚合的几种机理有其各自的特点:自由基引发、增长和终止过程是同时发生的,因此可以得到较宽的分子量分布(Mw/Mn>2),多种终止途径使其端基具有多样性,而且聚合物分子量对反应物进料的要求不高;负离子聚合机理的链引发、增长和终止是相继发生的,聚合物分子量分布较窄(Mw/Mn<1.1=,控制链终止步骤可以控制聚合物链的端基结构,但是要求聚合反应中的进料必须净化;由于苯乙烯基碳正离子不稳定使分子链很快终止,因此正离子聚合机理很难生产高分子质量的聚合物,而且正离子聚合反应的进料也必须进行净化;Ziegler-Natta配位聚合中使用的金属化合物能够使聚合反应按立构有规的方式进行。因此能够生产高熔点高结晶性有规立构PS,但聚合反应中进料必须进行净化。工业生产中主要采用自由基聚合,其原因一是对进料单体的要求不高,二是引发剂对聚合物性能的影响很小,从而不必从聚合物中将残留的引发剂脱除。

聚氯乙烯反应釜的设计

摘要 随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈,小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上,60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵,在今后较长一段时期内,国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。因此,60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发,将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜,考虑到了筒体所受的内压和外压,进行了罐体和夹套内压强度计算,对罐体进行了外压强度校核,另外还设计了搅拌装置与传动装置,并对其进行了强度和刚度校核。 关键词:聚氯乙烯; 反应釜;设计 Abstract With the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the near future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3PVC reactor.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure,Tank and jacket were calculated compressive strength,and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strength and stiffness. Key words: PVC; reactor; design

可发性聚苯乙烯EPS的生产工艺修订版

可发性聚苯乙烯E P S的生产工艺修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

论文题目: 《可发性聚苯乙烯(EPS)的生产工艺》摘要主要介绍了国内EPS的生产工艺一步法和两步法,并具体对一步法加以着重介绍。 要介绍了国内的生产状况及其用途,指出EPS市场潜力巨大。 关键词可发性聚苯乙烯(EPS)生产工艺回收和环保 1.前言 可发性聚苯乙烯(EPS)具有质轻、价廉、导热率低、吸水性小、电绝缘性能好、隔音、防震、防潮、成型工艺简单等优点,因而被广泛地用作建筑、交通运输等行业的保温绝热、隔音、抗震材料、用作电器、仪表、玻璃制品、电子产品等的缓冲包装材料和食品包装。 自50年代由德国BASF公司开发EPS珠粒生产工艺后,泡沫塑料由于成型工艺及设备简易可行,并可制成各种形状、不同密度的产品,因而发展迅速。现在EPS已成为苯乙烯树脂三大产品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的品种之一。国内EPS消费结构,主要是包装和建材,大体比例为包装50%,建材45%,其它5%。随着近年来声像市场,家电市场和快速食品市场的迅猛发展,EPS需求量日益加大。仅据1992年轻工部统计,EPS用于包装方面的需求量就达6.0万t,其中电器包装3.5万t,快餐盒2.5万t。 另外,在建材行业,近年来推出的新型墙体材料,钢板增强EPS板不仅质轻,而且大大减少了建筑的投资,节省能源,施工方便、高效,并能改善居住环境,提高住宅房屋的

档次。这种材料大有取代传统建材的趋势。业内人士介绍,我国EPS的年需求量将以20%的速度递增,市场潜力十分巨大。 国内的EPS消费主要集中在江、浙等沿海一带,绝大部分用于包装。由于国家大力发展中西部地区的政策,西北地区的EPS用量也随着电子产业、第三产业、建筑业的蓬勃发展,用于包装及建材的EPS需求量也越来越大,但西北地区目前尚无生产EPS的装置,主要原因是前几年苯乙烯价格的波动及其产量的限制,使很多厂家望而却步,故所用的EPS 均需从外地调运。 2.EPS生产主要工艺概况 国外从70年代开始,EPS生产工艺由两步法转向一步法,我国一直延用传统的两步法工艺。两步法工艺能耗高,但由于过程简单、控制容易,因而为一些中小型厂家广泛采用,因此也会长时间地存在下去,通过多年摸索与研究,国产两步法生产也得到改进和完善,在节能降耗方面取得了显着的成绩。如将不符合规格的EPS料返回重新溶解、聚合,不但改善了聚合条件,也使能耗大幅度降低。 90年代初,我国也先后引进英国Shell公司一步法生产工艺,并在上海高桥化工厂和金陵石化公司塑料厂投产,通过多年实践与探索,对工艺和配方进行一系列的改进,所用悬浮剂和各种助剂已实现国产化,使该生产技术日趋完善和成熟。 EPS一般采用悬浮聚合。悬浮聚合法是将苯乙烯单体在强烈的机械搅拌下分散为油状液滴,并借助于悬浮剂的分散作用悬浮于水中,在引发剂的作用下,聚合为珠状固体。国外从70年代开始,EPS生产工艺由二步法转向一步法。80年代以前国内一直用传统的二步法工艺。90年代初先后引进英国Shell公司一步法生产工艺在上海高桥化工厂和金陵石化公司塑料厂投产,通过多年实践与探索,对其工艺和配方进行了一系列的改进,所用

产品生产工序设计流程

一.生产管理 1.产品生产工序设计 查询出产品档案表(D_FILE)中的审核标志=“已审核”物料组成标志=“已设 计”库存分配标志=“未分配”的产品的所有信息 SQL语句为:select * from D_FILE where DESIGN_MODULE_TAG=’ W001-1’ and CHECK_TAG=’ S001-1’ and DESIGN_CELL_TAG=’未设计’ 页面结果为下 产品编号点击进去可以查看产品信息实现方法:window.open() 页面为产品设计模块中(方文琼)的的页面 点击制定设计单进入 点击添加工序进入实现方法window.open() 用户点击添加则将工序放入

用户添加数据其中工时数工时单位单位工时成本不能为空工时成本小计为 工时数*单位工时成本自动计算 用户点击提交后。将所需数据添入产品生产工序明细(M_DESIGN_PROCEDURE_DETAILS)产品生产工序(M_DESIGN_PROCEDURE)并且在添加数据是注意非空字段的设置 登记时间为制定设计单的时间 2.产品生产工序设计单审核 审核时工时数工时单位单位工时成本能继续编辑用户点击确定将所需数据添入产品生产工序明细(M_DESIGN_PROCEDURE_DETAILS)产品生产工序(M_DESIGN_PROCEDURE)非空字段注意设置相应的数据 3.产品生产工序设计单查询 查询结果

点击设计单编号跳转界面到 4. 产品生产工序设计单变更 点击变更进入 其中工时数工时单位单位工时成本为编辑状态点击添加新工序则添加 详细信息见产品生产工序设计 用户重新提交后审核状态为未审核

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