聚氯乙烯反应釜的设计

常州工程职业技术学院毕业设计（论文）题目聚氯乙烯搅拌反应釜设计专业机电一体化班级学号2004513226姓名王清峰指导教师张在平2007 年5 月5 日中文摘要随着我国经济的稳步发展和人民生活水平的不断提高，加之聚氯乙烯应用开发的不断深入，国内市场对聚氯乙烯的需求仍具有较大的发展空间，特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面，对于拓宽聚氯乙烯的消费、开发大宗专用树脂，促进聚氯乙烯的生产具有积极而现实的意义。

本设计用反应釜均采用双线密封，因而密封性能好，经久耐用。

具有釜盖提升或釜体下落、釜体倾倒功能，用灵活的机械结构操作代替繁重的体力劳动，提高了工作效率。

磁力密封搅拌器具有静密封、无泄漏、噪音低、寿命长等特点，配合低温恒温水浴可完成低温恒温反应。

封头与筒体的装配采用直接定位的装夹法，方便、快捷易于操作。

关键字聚氯乙烯反应釜封头设计English abstractStably continued the health along with the our country economical whole the development, the Chinese plastic mechanical industry process"15" realizes the surmounting -like development, the industrial scaleexpanded, continuously eight year main economic indicator year by year increased progressively, its development speed with created the main economic indicator to account for the proportion in the mechanical industry to grow year by year, the domestic and foreign polyvinyl-chloride (PVC) the resin market supply and demand condition and the consumption pattern, indicated the polyvinyl-chloride the supply and demand quantity could not satisfy the market by far the demand, Therefore, for strengthens our country polyvinyl-chloride PVC industry the competitive ability to propose suggested: Besides should take general polyvinyl-chloride PVC the product quality, should vigorously develop each kind of high performance, the low price polyvinyl-chloride product, in order to adapt the our country national economy high speed growth, satisfies the polyvinyl-chloride PVC resin the demand quantity swift and violent growth, this procedure mainly briefed the polyvinyl-chloride PVC resin application development tendency and the new product development situation.Key Wordsthe polyvinyl-chloride Responds the cauldron Seals a design目录1．绪论-------------------------------------------------------1 1．1课题背景----------------------------------------------1 1．2系统功能介绍-------------------------------------------1 2．封头设计-----------------------------------------------------2 2．1椭圆形封头-----------------------------------------------3 2．2半球形封头---------------------------------------------4 2．3碟形封头------------------------------------------------5 2．4球冠形封头----------------------------------------------5 2．5 锥形封头---------------------------------------------5 2．5．1 锥体大端------------------------------------------6 2．5．2 锥体小端------------------------------------------7 2．5．3 无折边锥壳的厚度------------------------------------10 2．6 平板封头------------------------------------------------11 3、内压薄壁圆筒与封头的强度设计-----------------------------------133．1 强度设计的基本知识--------------------------------------13 3．2内压薄壁圆壳体与球壳的强度设计--------------------------14 3．3压圆筒封头的设计-----------------------------------------174、封头选择------------------------------------------------------204．1 符号说明----------------------------------------------20 4．2 常压容器---------------------------------------------------21 4．3 压力容器--------------------------------------------------21 4．4 真空或外压容器--------------------------------------------22 5、外压圆筒与封头的设计---------------------------------------------22 5．1 概述---------------------------------------------------22 5．2 临界压力---------------------------------------------23 5．3外压圆筒的工程设计-----------------------------------------25 结论-------------------------------------------------------------26 致谢-------------------------------------------------------------26 参考文献--------------------------------------------------------271绪论1．1 课题背景我国聚氯乙烯主要用于制造人造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池隔板和玩具等。

反应釜釜体的设计目录1概述 (2)2工艺设计 (2)釜体容积 (2)最大工作压力 (2)p= (2)根据要求操作压力W设计压力p＝（～）W p，取p＝W p=×=； (2)工作温度 (3)工作介质 (3)3机械设计 (3)釜体DN、PN的确定 (3)3.1.1釜体DN的确定 (3)3.1.2釜体PN的确定 (3)釜体壁厚的确定 (3)3.2.1筒体壁厚的设计 (3)釜体封头的设计 (3)3.3.1封头的选型 (3)3.3.2封头的壁厚的设计 (3)3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定 (4)筒体长度H的设计 (4)3.4.1筒体长度H的设计 (4)3.4.2釜体长径比L/D i的复核 (4)外压筒体壁厚的设计 (4)3.5.1设计外压的确定 (4)3.5.2试差法设计筒体的壁厚 (4)3.5.3图算法设计筒体的壁厚 (5)外压封头壁厚的设计 (5)3.6.1设计外压的确定 (5)3.6.2封头壁厚的计算 (5)4总结 (6)参考文献 (6)1概述反应釜釜体的作用是为物料反应提供合适的空间。

釜体中的筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆形封头应用最广。

根据工艺需要，釜体上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。

为对物料加热或取走反应热，常设置外夹套或内盘管。

上封头焊有凸缘法兰，用于釜体与机架的连接。

操作过程中为了对反应进行控制，必须测量反应物的问的、压力、成分及其他参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。

支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置，小型的反应器一般用悬挂式支座，大型的用裙式支座或支承式支座。

釜体结构简图 (CAD)2工艺设计釜体容积对于反应釜，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。

根据釜体容积容积V的性质，选定H/Di的值，若忽略釜体低封头容积，可以认为3/44i i iiHV D H D H DDππ⎛⎫===⎪⎝⎭根据规定可知：iD=1200mm，又因为一般反应釜的/iH D=1~1.3,,由此可得出331.36~1.7644i iiHV D H D mDππ⎛⎫===⎪⎝⎭最大工作压力根据要求操作压力Wp=设计压力p＝（～）Wp，取p＝Wp=×=；液体静压()221.1 1.2/10L p kg m s cm ••⨯≈MPa 0132.0≈； /L p p =0.0132.0.024 2.4%0.55==＜5％，可以忽略L p ； 计算压力c L p p p =+ = p =MPa ；因此釜体最大工作压力为工作温度根据要求：工作温度t=100℃工作介质釜体体内的工作介质选为聚乙烯3机械设计釜体DN 、PN 的确定3.1.1釜体DN 的确定根据规定D i =1200mm由[]1314页表16-1查得釜体的mm DN 1200=3.1.2釜体PN 的确定因操作压力W p ＝MPa ，故PN ＝MPa釜体壁厚的确定3.2.1 筒体壁厚的设计 由公式22[]c i d t cp D S C p σ=+Φ- 得： 1.10.51200 1.0 3.41()2137 1.0 1.10.5d S mm ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯ 考虑1C ，则n S '=d S +1C =mm ，圆整4n S mm =刚度校核：不锈钢的mm S 3min ≥考虑筒体的加工壁厚不小于5mm ，故筒体的壁厚取mm S n 5=釜体封头的设计3.3.1 封头的选型由文献[]1316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。

《化工单元操作与聚氯乙烯生产》课程设计化工单元操作与聚氯乙烯生产是一门应用性很强的化学工程课程，本设计旨在通过对聚氯乙烯生产过程中的操作流程与技术要点进行分析，让学生掌握聚氯乙烯的生产工艺，培养学生的实际操作能力，理论知识与实践技能的结合。

1. 实验仪器1.1 反应釜一台：内径为100mm，高为150mm；1.2 电加热器一台：功率为10W，温度调节范围为室温-100℃；1.3 搅拌器一台：转速0-600rpm；1.4 水槽和水泵一套：水槽容量为10L，水泵功率为100W；1.5 温度计两支，量程为室温-200℃；1.6 液位计一支，测量范围0-10L；1.7 收集瓶三个，容积分别为10L、20L、50L。

2. 实验原料2.1 乙烯：纯度为99.5%；2.3 过氧化二丙酮：纯度为50%。

3. 实验操作流程3.1 前期准备将电加热器接通电源，并调节温度为室温，搅拌器转速为200rpm。

将反应釜洗净并装入聚氯乙烯反应物，加入适量的催化剂和稳定剂，并将反应釜放入水槽中作为加热元件进行加热，直到反应釜内温度升至50℃左右。

将水槽水泵启动，调整水温和水流量。

将乙烯从瓶中通入反应釜中，同时将氯化钾溶解在反应釜中的水中，经过搅拌器的混合后，反应釜内的温度逐渐升高到70℃左右。

然后加入过氧化二丙酮，将温度升高到80℃，并继续搅拌加热，直到温度达到100℃左右。

在整个过程中，需要注意调整反应釜内的搅拌速度和加热速度，保持反应釜内的温度在规定的范围内，并保证反应釜内的气体流量不断地通过，以达到产氯乙烯的最佳反应条件。

3.3 实验结果处理随着反应的进行，会有产物从反应釜底部流出，这时需要用收集瓶将产物收集起来，同时要及时记录反应时间和生产数据。

4. 实验注意事项4.1 在进行实验前应仔细检查实验仪器的工作状态，确保符合要求。

4.2 加入各种反应物时，要注意不要发生撞击，以避免产生副反应或危险情况。

4.3 在反应釜内进行反应时，必须进行合理的搅拌和加热，以协调反应过程中的物理和化学变化，从而达到预期的反应效果。

ＬＦ３６型ＰＶＣ糊树脂聚合釜的开发设计郑国光，罗忠新（锦西化工机械（集团）有限责任公司，辽宁葫芦岛125001）摘要：介绍了用于生产聚氯乙烯糊树脂生产装置的关键设备—LF36型PVC 糊树脂聚合釜的技术特性、结构特点及生产能力。

关键词：PVC ；糊树脂；聚合釜；开发设计中图分类号：TQ325.3文献标识码：B文章编号：1009－1785(2009)03－0030-021LF36型PVC 糊树脂聚合釜的开发意义随着经济的稳步发展，国内市场对聚氯乙烯糊树脂的需求有了较大增长，特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面的需求显著增加。

与粉状PVC 相比，2005年以前国内PVC 糊树脂发展相对缓慢，市场基本处于供需平衡状态，行业整体发展较为平稳，糊状树脂的利润也明显高于粉状树脂。

由于国内糊树脂的生产企业较少，行业竞争明显小于粉状树脂；近年来糊树脂下游需求有比较明显的增长，进口数量占国内消费的比例较大；再加上目前国内用于生产糊树脂的聚合釜产能较低，不如粉状树脂设备发展得成熟。

由于以上原因，研制糊树脂生产专用高产能聚合釜具有相当重要的意义。

LF36型糊树脂聚合釜是在LF24型PVC 糊树脂聚合釜基础上，与天津渤天化工有限公司生产工艺配套使用，主要研制内容有：搅拌冷模试验及放大优化设计；传热试验及传热结构的设计与制造；釜内件的复合电解研磨抛光；大功率传动装置的设计与制造；大轴径下传动釜用机械密封的设计与制造。

2LF36型PVC 糊树脂聚合釜的性能特点LF36型PVC 糊树脂聚合釜是在消化吸收引进日本三菱公司技术的36m 3PVC 糊树脂聚合釜基础上，进行消化、吸收及创新，并结合锦西化工机械公司设计制造的LF24型PVC 糊树脂聚合釜等系列釜的设计制造经验，将国内外多项先进技术经过二次开发用于该釜，总体技术达到国际先进水平，与天津渤天化工有限公司化工工艺相匹配，适用于微悬浮法工艺，生产各种型号的PVC 糊状树脂，并实现全过程自动化控制。

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AbstractWith 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前言我国PVC生产企业平均规模为年产8万多吨，PVC生产处于低垄断状态。

PVC聚合釜要点PVC聚合釜是一种用于聚氯乙烯（PVC）生产的化工设备，其作用是将氯乙烯（VC）单体聚合成聚氯乙烯（PVC）树脂。

在PVC生产过程中，PVC聚合釜起着至关重要的作用，因此对PVC聚合釜的要点进行了以下讨论。

首先，PVC聚合釜的材质选择至关重要。

PVC聚合釜需要具备耐高温、耐腐蚀、耐压力等特性，因此通常采用不锈钢材质，确保其在高温和酸碱环境下的稳定性和耐用性。

其次，PVC聚合釜的结构设计也是一个关键要点。

PVC聚合釜通常由釜体、釜盖、搅拌装置、加料口、排料口等组成。

釜体要具备足够的强度和刚度，以承受高温、高压条件下的作用力。

釜盖需要具备良好的密封性能，以防止物料泄漏和反应器内部的压力损失。

搅拌装置需要能够均匀搅拌反应物料，使聚合反应发生均匀，并保持反应物料的温度分布均匀。

第三，PVC聚合釜的加热系统也是一个重要要点。

在PVC聚合过程中，加热是必不可少的，它能够提供反应所需的温度。

常用的加热方式有外部加热和内部加热两种。

外部加热是通过在釜体外部安装加热管，将热量传导到反应器内部。

而内部加热是通过在釜体内部安装加热管，直接对反应物料进行加热。

选择合适的加热方式，需要根据具体的生产条件和要求进行考虑。

第四，PVC聚合釜的搅拌方式也是一个重要要点。

搅拌是保证反应物料均匀混合的关键环节，影响着反应的效果和产量。

常用的搅拌方式有机械搅拌和气体搅拌两种。

机械搅拌通常采用推进式或桨叶式搅拌器，通过旋转搅拌器将反应物料进行搅拌和混合。

气体搅拌则是通过向反应器中通入气体，通过气体的搅动作用来实现反应物料的混合。

第五，PVC聚合釜的控制系统也是一个关键要点。

控制系统需要能够实时监测和调节反应温度、压力、搅拌速度等参数，确保反应的稳定性和控制过程的准确性。

同时，控制系统还需要具备报警和保护功能，用于监测和处理反应中的异常情况，保证操作人员和设备的安全。

最后，PVC聚合釜的维护和保养也是一个重要要点。

定期维护和保养PVC聚合釜可以延长其使用寿命，并保证其正常运行。

毕业设计聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计学生姓名： 学号：系 部：专 业：指导教师：二○一五年六月环境与安全工程系 安全工程诚信声明本人郑重声明：本设计及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

本人签名：年月日毕业设计任务书设计题目：聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计系部：环境与安全工程系专业：安全工程学号：学生：指导教师（含职称）：1．课题意义及目标学生通过本次毕业设计，综合运用所学过的安全基础理论知识，了解氯乙烯的聚合工艺特点，运用安全检查表分析聚氯乙烯安全生产的重点危险源，选择性地对聚氯乙烯反应釜的安全附件进行设计，如搅拌器、压力表、安全阀等，减少事故发生时的伤亡，通过设计能让学生在毕业后从事危化品安全管理工作、化工安全的设计打好基础。

2．主要任务（1）聚合过程中的危险分析：根据聚合釜的类型和结构，及其聚合釜在聚氯乙烯聚合中的工艺特点，分析聚合过程中危险源、危险条件，设计聚合釜应达到的安全要求。

（2）搅拌装置的设计：按照聚氯乙烯放热反应的特点，对搅拌器的结构、桨叶的形状、尺寸和层数等进行设计。

（3）压力表的选择：参照氯乙烯聚合时的压力大小（设计压力为1.2 MPa左右），依据《精密压力表》（GB/T 1227-2002），选择压力表的类型、量程和精确度。

（4）安全阀的选用：根据工艺反应时温度、压力、泄压气体的性质，依据国标《安全阀一般要求》（GB/T 12241-2005），选择安全阀的加载方式、开启方式和结构类型。

3．主要参考资料[1] 陈杰. 国内外聚氯乙烯工业生产技术进展[J]. 当代石油石化，2002, (3): 18-20.[2] 戴文权,杨春辉. 聚氯乙烯聚合釜技术进展[J]. 聚氯乙烯，2000, (5): 43-46.[2] 邴涓林,李承志. 2008年中国PVC产业动态及分析[J]. 聚氯乙烯，2009, (5): 1-3. [4] 崔克清,陶刚. 化工工艺及安全[M]. 北京：化学工业出版社，2004: 356-367.4．进度安排设计各阶段名称起止日期1 查找聚氯乙烯的概念、理化性质、用途及国内外的发展现状2014年12月15日~2015年1月10日2 聚氯乙烯聚合方法的选择、聚合原料、工艺条件、工艺过程、工艺流程图2015年1月10日~2015年1月23日3 聚氯乙烯聚合釜的结构，聚氯乙烯聚合过程中的危险性、影响因素2015年3月10日~2015年3月15日4 设计聚合釜的搅拌器，选择合适的安全阀、压力表等安全附件2015年3月15日~2015年3月31日5 绘制聚合釜的装配图，完成初稿2015年3月31日~2015年4月10日6 完善和修正设计论文，准备毕业答辩2015年4月10日~2015年6月22日审核人：年月日聚氯乙烯聚合反应釜安全附件的设计摘要：本课题主要是对悬浮聚氯乙烯工艺中的聚合釜进行危险性分析，目的是对聚合釜的安全附件进行简单设计。

hg 2367-2005 氯乙烯聚合反应釜技术条件氯乙烯聚合反应釜是一种用于制备聚氯乙烯的设备。

在这个过程中，氯乙烯分子通过化学反应聚合在一起，形成聚合物链。

以下是关于氯乙烯聚合反应釜的技术条件的一些详细介绍。

1.反应温度氯乙烯聚合反应的温度是一个非常重要的技术条件。

一般来说，较低的反应温度可以减少副反应和降解的产生，但同时也会减缓反应速率。

反之，较高的反应温度可以加快反应速率，但也容易引起副反应和降解，从而降低聚合物的质量。

根据实验及工业应用经验，氯乙烯聚合反应通常在50~65摄氏度的温度下进行。

2.压力条件反应釜内的压力条件对聚合反应的进行也是至关重要的。

较高的压力可以增加反应速率和产率，但也会增加反应的危险性。

因此，在选择压力条件时，需要综合考虑聚合反应的效果和安全性。

一般来说，氯乙烯聚合反应的压力范围为5~10巴。

3.反应时间反应时间是指聚合反应进行的时间长度。

聚合时间越长，聚合物的分子量越大，反应的产率也越高。

然而，长时间反应也可能引起副反应和降解的产生，降低聚合物质量。

因此，在实际操作中，需要根据需要调整合适的反应时间。

一般来说，氯乙烯聚合反应的时间范围为2~6小时。

4.催化剂选择聚合反应中使用的催化剂对反应的效果有着重要影响。

常见的氯乙烯聚合反应催化剂包括过氧化物催化剂、金属催化剂和离子液体催化剂等。

每种催化剂都有其独特的特点和应用范围，在使用时需要根据具体情况选择合适的催化剂。

5.混合方式混合方式对于聚合反应的效果也有重要影响。

好的混合方式可以使反应物均匀分散，提高反应效率和产率。

氯乙烯聚合反应中常用的混合方式包括机械搅拌、气体通入和循环泵等。

根据反应条件的需要，可以选择合适的混合方式。

总结起来，氯乙烯聚合反应釜的技术条件包括反应温度、压力条件、反应时间、催化剂选择和混合方式。

这些条件相互影响，需要综合考虑，以实现高效的聚合反应和高质量的聚合物产出。

在实际应用过程中，需要根据具体需求和实验经验进行调整，以达到最佳的聚合反应效果。

毕业论文题目：聚氯乙烯聚合釜简单设计学生：高鹏学号： 2808226院（系）：信息工程三系专业：机械设计制造及其自动化指导教师：王宁侠200 12 年 6月 5日摘要本文首先介绍了聚氯乙烯（PVC）的广阔发展前景，而聚合釜是生产PVC的最重要设备。

又简单介绍了国内外聚合釜设计技术的发展历程及制造厂家。

从材质的传热性能、传热面积、搅拌器的设计、釜顶冷凝器及釜壁抛光几个方面阐述了聚合釜结构对生产能力的影响。

又介绍了釜体和夹套的技术特性，以及安装、试车、操作、岗位要求。

同时指出设备特点及存在的问题并提出改进意见。

然后是详细的工艺计算和强度计算，进而各个位置尺寸和部件进行选择确定。

关键词：聚氯乙烯，设计，计算AbstractThis paper describes the broad prospects for development of PVC,the production of PVC polymerization reactor is the most important equipment.Also a brief home and abroad polymerizationreactor design and technological development and manufacturer.Heat transfer from the material, heattransfer area, mixer design, the condenser and the reactor vessel top wall of polished several aspects of thepolymerization reactor structure on the capacity of.Also introduced the reactor body and the jacket of thetechnical characteristics,And installation, commissioning, operation, job demands.Also pointed out thatthe device characteristics and problems and suggest improvements.Then the detailed process calculationand strength calculation,Size and components in various locations and then select OK.Key Words：PVC；Design；Calculate第一章绪论1.1 选题背景聚氯乙烯简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。

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AbstractWith 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前言我国PVC生产企业平均规模为年产8万多吨，PVC生产处于低垄断状态。

聚氯乙烯反应釜设计1 前言我国pvc生产企业平均规模为年产8万多吨，pvc生产处于低垄断状态。

由于国产化pvc 生产技术的成熟，在很大程度上降低了行业进入门槛。

行业内和行业外企业为追求较高利润，竞相建设和扩产, 近几年国pvc热的显著特征是大干快上。

所谓大是指规模大，新建改扩建项目年生产规模动辄十万吨以上，二三十万吨以上也不少见。

未来pvc生产企业规模将向40万~80万t/a大规模水平发展，规模小的企业将由于技术水平较低、污染严重、生产成本高、竞争能力弱而逐步被淘汰。

我国pvc行业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势，前几年北京化二在消化吸收国外引进的先进技术的基础上，不断摸索实践，成功实现了70m3聚合釜成套工艺及关键技术的国产化，并在国内很多聚氯乙烯生产企业进行了推广应用。

70m3聚合釜由于长径比适中、生产强度大、换热能力好、运输方便、综合性能好，在建设10万t/a的聚氯乙烯生产装置时具有较好的综合经济效益，但随着新建或扩建聚氯乙烯生产装置规模越来越大，如建设20万t/a以上生产装置，需要采用至少2条生产线，采用70m3聚合釜就存在设备投资较大建设费用和运行费用较高、单釜生产能力偏低、控制不方便等不足，目前不少厂家在进行二期或三期,扩建项目时，首选是采用100m3以上聚氯乙烯大型反应釜。

在这种背景下，开发新型聚合釜及成套工艺技术就成为必然的趋势。

大型反应釜的开发不是简单的容积扩大，而是综合技术的体现，涉及到多个领域的技术合作。

北京化二与上海森松公司吸收国内外先进技术和实践经验，对聚合釜容积的选型、换热方式、搅拌结构和方式、关键配件选择等进行了认真的讨论研究并进行了严格的计算，研制和开发了100m3型聚合釜（该聚合釜正在申请专利），北京化二在吸收国内外各种先进工艺技术的基础上，开发了拥有自主知识产权的成套工艺技术。

一、工艺设计1 聚合釜的设计聚合釜容积的选型聚合釜容积的选型与制造费用、运行费用、运输条件、生产效率和产品质量等密切相关。

绪论 (3)1.1聚氯乙烯概述 (3)1.2聚氯乙烯应用，改性与发展 (4)1.2.1 PVC性能及应用 (4)1.3 聚氯乙烯的生产方法 (7)1.3.1 悬浮法 (8)1.3.2 乳液聚合法 (9)1.4 悬浮聚合的反应设备 (10)1.5 国内外聚合釜技术的发展历程 (11)第一章聚氯乙烯聚合装置设计 (14)1.1设计任务书 (14)1.1.1设计任务 (14)第二章物料衡算 (15)2 聚合釜物料衡算 (15)2.1 物料衡算的计算依据 (15)2.2 聚合釜物料衡算 (16)第三章反应釜及其配件 (17)3.1 釜的内径和高度[5] (17)3.2 封头的设计 (18)3.3 内筒体和内筒体封头壁厚 (19)3.4 夹套的设计[8] (19)3.4.1 夹套的直径 (20)3.4.2 夹套的高度 (20)3.4.3 夹套的厚度 (20)3.4.4 夹套封头及其厚度[6] (21)3.4.5 传热面积的计算 (22)3.5 人孔的设置 (23)3.6 视镜的设计[6] (23)3.7 法兰的设计 (24)3.8 支座的选择 (24)第四章生产周期 (25)4.1 聚合反应时间的计算 (25)4.1.1 速率常数的计算： (26)4.1.2 引发剂浓度的计算 (27)4.1.3 聚合时间的计算 (27)4.2 辅助时间的计算 (28)4.2.1 加热时间 (28)4.3 生产周期 (29)第五章搅拌设备 (29)5.1 搅拌桨叶宽度及层数的选取[13] (30)5.2 挡板 (30)5.3 桨叶叶轮转速 (30)5.4 搅拌功率 (31)5.5 搅拌轴直径的计算与校核 (33)5.5.1 搅拌轴直径[15] (33)5.6 搅拌系统的传动装置 (33)5.6.1 减速机的选择[16] (33)5.6.2 密封装置的选择 (34)5.6.3 电机功率N e的计算 (35)5.6.4 传动装置的选择 (35)第六章泵和管道 (35)6.1 进出料泵的选择 (35)6.2 管的选择 (36)6.2.1 加水管的选择 (36)6.2.2 加料管的选择 (37)6.2.3 出料管的选择 (37)第七章热量衡算 (37)7.1 反应热量计算 (37)7.2 传热面积的校核： (38)参考文献 (40)心得体会 (41)一．设计题目：聚氯乙烯悬浮聚合反应釜的设计二．设计任务：1.主要原料名称：氯乙烯（99.98%），去离子水，过氧化二碳酸二基己酯，偶氮二异丁腈，聚乙烯醇，羟丙基甲基纤维素，分散剂，其他助剂。

年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计前言随着计算机技术的发展, 微型计算机越来越广泛地用于化工生产过程的控制。

过去, 衙化公司电化厂的聚合釜控制由人工操作, 不但劳动强度大, 而且控制精度低, 往往发生树脂转型。

从1 9 8 9 年开始, 衡化公司电化厂和衙化公司开发处对电化厂聚合釜的微机控制进行了开发研制工作, 总共投资了万元。

其控制对象主要是聚合釜下层温度和夹套水温。

采用一台单板针算机( 下位机)控制5 只聚合釜温度, 并且通过R S 一2 32 C口向IB M一P C ( 上位机) 传递现场信息以实现数据的存储、图形显示、打印制表等多种功能。

该系统自1 9 9 0 .09 月投运以来, 不但安全可靠, 而且各项经济技术指标均符合设计要求。

聚氯乙烯是五大通用树脂之一，由于具有良好的性能，应用领域最宽，在全世界得到了广泛应用。

我国是世界上PVC生产和消费发展最快的国家。

本设计基于对PVC四种合成方法的比较，选用悬浮法聚合工艺。

同时介绍了国内聚氯乙烯生产的常用技术，通过对悬浮法进行深入分析，提出聚氯乙烯生产技术的新方向。

确定悬浮法聚氯乙烯生产工艺的基础上进行了物料衡算，热量衡算，设备选型等。

在此基础上,绘制聚合反应工段的基本工艺流程图和主体聚合反应釜的装配图。

经过本次设计,了解了化工工艺生产的各个环节和实施步骤,掌握了化工设计的基本程序和方法,认识到理论实验到工厂大规模生产的转变过程.目录前言 (I)目录 (II)第一章综述............................. 错误！未定义书签。

1.1 国内外PVC发展状况及趋势......... 错误！未定义书签。

1.1.1PVC简介 (1)1.1.2国内聚氯乙烯发展动态及趋势 (1)1.1.3国外聚氯乙烯发展动态及趋势 (1)1.2聚合工艺方法 (2)1.2.1悬浮聚合 (3)1.3悬浮聚合工艺流程叙述 (3)1.3.1 加料系统 (4)1.3.2 聚合系统 (4)1.3.3 回收系统 (5)1.3.4 干燥系统 (5)1.4原料及其他主要组分 (6)1.5 原料及产品性能 (6)第二章影响聚合产品质量的因素 (7)第三章工艺计算 (8)3.1 物料衡算 (8)3.1.1 聚合釜 (8)3.1.2 出料槽 (14)3.1.3 汽提塔 (15)第四章化工设备的选型和设计计算 (13)4.1 聚合釜的选型 (13)4.1.1 验算....................... 错误！未定义书签。

聚氯乙烯PVC聚合釜控制方案一、系统概述PVC 聚合反应控制采用MACS 集散控制系统（简称DCS 系统）。

系统主要由操作站、控制站、通信总线、信号模块等组成。

DCS且系统的控制站直接与现场生产装置相连，它承担现场信号的实时采样、处理、控制、输出，并与操作站进行数据通信。

而操作站一方面接收操作人员的指令（人机会话），通过通信总线向操作站发送相应的命令，同时接收控制站回送的数据，并对这些数据进行显示、报警、存储、打印等。

DCS 系统内各个节点（操作站与控制站）之间的信息交换是通过通信总线来实现的，系统硬件原理图如图1。

PVC 聚合反应DCS 系统控制主要装置包括：聚合釜、回收系统、公用系统。

图1：PVC 聚合反应DCS系统结构图二、系统控制要求冷搅拌30分钟结束->升温，开热水上水阀及回水阀，通过夹套来加热聚合釜，诱发聚合反应->升温至切换温度，关热水上水阀及回水阀，开循环水回水阀->聚合反应，通过改变循环水阀位开度来控制反应釜内温度到要求的范围内—>反应釜压力低于出料压力(反应釜温度不变），方可出料。

此处循环水的目的是为了带走放热反应的多余热量，控制反应釜内的温度。

不同型号的树脂，要求控制的反应温度、反应压力等参数均不相同，需分别设置控制程序，各温度控制值 2.5℃为偏差报警限。

图2：聚合釜工艺流程图三、温度控制方案聚合釜温度控制基本上采用串级控制方案，以釜内温度作为主调变量，夹套水温作为付调变量，控制输出将调节循环水上水阀的开度。

同时，循环水回水阀处于开启状态。

下面将对釜合反应分两个阶段进行分析串接控制。

在反应前期（升温结束后备20分钟），釜温与反应温度设定值还存在较大偏差，如果立即投入带积分作用的定值串级控制，将会引起积分饱和，致使升温的过渡阶段温度超调。

所以在这一阶段，DCS系统采用变给定的串级控制，如图3所示。

图3 反应前期串接变给定控制上图中，串级控制器给定值SV将由程序设定模块PGSUi输出决定，给定值SV 将随时间t变化而逐渐增大；而SV-t关系曲线将由现场调试得出，此曲线起点为升温结束时的温度，终点为温度设定值，整个过程的时间为20分钟。

聚氯乙烯反应釜设计
聚氯乙烯反应釜的设计主要是为了确保安全和高效的生产过程。

以下是一些常见的设计要点：
1. 材料选择：反应釜通常采用耐腐蚀性能良好的材料，如不锈钢、钛合金等。

确保材料能够耐受聚氯乙烯反应的高温和腐蚀环境。

2. 高压设计：聚氯乙烯反应需要高压条件，因此反应釜需要设计成能够承受高压的结构。

必须确保反应釜及其相关设备能够安全承受设计压力，同时采取一定的安全措施。

3. 温度控制：聚氯乙烯反应需要在特定的温度下进行，因此反应釜需要设计有相应的加热和冷却系统，以确保能够精确控制温度，并防止过热或过冷引发的安全问题。

4. 搅拌设备：反应釜内需要有搅拌设备，以保证反应的均匀性和效果。

搅拌设备的设计需要考虑到反应釜的尺寸、流体性质和搅拌效率等因素。

5. 安全措施：设计过程中需要考虑安全措施，如安全阀、压力传感器、温度传感器等，以监测和保护反应釜的运行过程。