2500吨年聚氯乙烯工业管生产车间设计
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一、工艺流程概述1.原料准备:将乙烯气体通过氯化反应和氯化工艺制备成氯乙烯。
2.聚合反应:将制备好的氯乙烯与过氯化钴等催化剂进行聚合反应,生成聚氯乙烯。
3.精炼和提炼:通过卸料和提炼过程,除去聚合反应产生的杂质和残留催化剂。
4.融化加工:将精炼和提炼后的聚氯乙烯经过加热和融化,通过挤出、注塑、吹膜等加工工艺,制成各种产品。
5.产品检验:对融化加工后的产品进行物理性能和质量的检验。
6.包装和出库:将合格的产品进行包装,并出库销售。
二、关键设备的选择和工艺参数的确定1.氯化塔:采用液氯氯化法,选择高效的氯化塔设备,保证氯化反应的高效进行。
2.反应釜:选择适当规格的不锈钢反应釜,对聚合反应进行控制。
3.蒸馏塔:选择具有高效蒸馏性能的蒸馏塔,进行精炼和提炼过程。
4.挤出机、注塑机、吹膜机等加工设备:选择具有高效和稳定性能的加工设备,满足产品加工要求。
5.检测仪器:选择高精度的物理性能和质量检测仪器,确保产品符合标准要求。
三、安全措施和环保要求1.氯气泄漏报警和处理系统:设置氯气泄漏探测器,在发现泄漏情况时及时报警,并启动处理系统进行处理,保证车间人员的安全。
2.废气处理系统:设置废气处理设备,对产生的废气进行处理,减少对环境的污染。
3.废水处理设施:建立废水处理系统,对产生的废水进行处理,达到排放标准。
4.严格操作规程和个人防护措施:制定严格的操作规程,包括操作流程、操作要求等,并提供个人防护装备,提醒员工遵守相关安全规定。
5.废弃物处理:建立废弃物分类处理系统,对废弃物进行分类、包装和处理,减少对环境的影响。
四、能源消耗和优化1.合理规划车间布局和设备布置,减少能源输送、损耗和消耗。
2.对设备进行定期检修和维护,保持设备运行的稳定性和高效性,减少能源的浪费。
3.提高工艺参数的优化,减少生产过程中能源的消耗。
4.引入智能化管理系统,对能源消耗进行实时监控和调整,达到最佳的能效。
总结:年产万吨聚氯乙烯车间的工艺设计需要考虑原料准备、聚合反应、精炼和提炼、融化加工、产品检验以及包装和出库等环节。
年产5000吨硬质聚氯乙烯管车间工艺设计目录第1章概述 (2)第2章能力计算 (5)第3章设备计算 (6)第4章工艺参数 (10)第5章车间设备布置 (10)设备一览表 (12)第1章概述1.1PVC管材的特点聚氯乙烯管材与使用钢铁和其它金属管相比有许多优越性,①聚氯乙烯产品消耗能源最少,生产成本最低;聚氯乙烯材料密度小,一般在 1.3左右;聚氯乙烯管材还具有极好的耐腐蚀性,在空气中暴露使用寿命可达50年,埋在地下可长期使用。
②电绝缘性能好,其体积电阻约为1×10 ~3×10 n.cm,击穿电压达23~28 Kv/mm。
④摩擦阻力小。
管内流体速度比钢管高30%左右,且结垢少,不生锈,长期运输水和其他流体,流率和流量均能保持不变;而铁管会生锈、结垢,使用数年后管内流率和流量均要减少。
⑤导热系数小,耐候性较好,隔热性能好。
⑥着色方便,不需油漆,且容易制成各种标识颜色的管材,生产中能耗低,仅为铸铁管的18.3%。
聚氯乙烯管材存在以下缺点:①强度较低,受压能力较差。
②使用温度范围窄,一般在零下几度到50℃之间。
③膨胀系数大,是钢铁管的7倍,随温度膨胀和收缩变化较大,刚性较低,安装时,应多加支点。
④当制造聚氯乙烯管材的树脂中氯乙烯单体含量及某些稳定剂如铅盐、镉盐等物质超标时,会危及环境和人体健康。
聚氯乙烯管材与其他塑料管材相比,拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、隔热性能、自熄性等均较好,且价格也较低廉。
1.2PVC管材的市场及发展建筑业是聚氯乙烯管材的最大市场,管材分为;两类,一种是耐压管,另一种是无压管。
耐压管主要用于自来水管、建筑热水供水管、公用工程供水管(一般采用100mm~900mm直径的管材);无压管大量用于室内下水管和雨水系统管。
公用工程排污管(一般采用直径400mm~1.2m的大口径管材)。
此外,建筑用串线管和地下电缆护管是聚氯乙烯管材应用的一个市场,现已在我国普遍采用,并具有进一步发展的巨大潜力。
专业课程设计设计题目: 10000吨/年硬PVC管材生产车间工艺设计专业课程设计任务书一、课程设计课题硬聚氯乙烯管生产车间工艺设计二、课程设计工作自2011 年 12月 26 日起至 2012年 1 月 11日止三、课程设计进行地点本校四、设计原始数据:(一)聚合聚生产能力 10000吨/年硬PVC管材;(二)年生产时间 7200小时;(三)PVC管材合格率 99%;(四)产品规格Φ160~200mm;(五)物料损耗系数五、课程设计的内容要求(一)计算及说明部分内容1.概述包括产品的市场需求情况、国内外主要工艺路线介绍、设计依据、产品方案、产品质量指标、生产配方和工艺流程叙述等2.工艺计算包括物料衡算3.设备计算对主要设备进行工艺计算和选型4.工艺参数5.安全与环保6.设备一览表7.参考文献资料(二)设计图纸:设备平面布置图(图纸规格为3号图)(三)基本要求:提交的设计说明书要数据可靠、计算准确,内容完整、层次分明、文字简练、语句通顺、结论正确。
画图规范。
设计说明书要七千字以上。
教研室负责人指导教师接受任务日期年月日学生签名第一章概述 (1) (1)1.2 国内外硬聚氯乙烯管材主要工艺路线.....................错误!未定义书签。
1.3 设计依据 (3)1.4 硬聚氯乙烯管材生产配方 (3) (3) (4)1.4.3填料 (4)1.4.4 润滑剂 (5)改性剂 (5) (5) (5)1.5 硬聚氯乙烯管材产品质量指标...........................错误!未定义书签。
1.5.1 原料质量标准 (6)1.5.2 PVC 品种和执行标准 (6)1.5.3 PVC 的环保性的要求 (7)1.6 硬聚氯乙烯管材工艺流程 (8)1.6.1 配料混合工艺 (8)1.6.2 挤出成型工艺 (8)1.6.3 定型工艺 (9)1.6.4 牵引工艺 (9)第二章硬PVC管生产车间工艺计算 (9)生产能力计算 (10)物料衡算 (10)第三章设备选型和台数计算 (10)3.1 高速混合机的计算 ....................................错误!未定义书签。
年产三十万吨聚氯乙烯生产车间工段的设计材料化学专业毕业论文毕业设计沈阳化工大学毕业设计题目: 年产3.26万吨聚氯乙烯生产车间工段的设计院系: 材料科学与工程学院专业: 材料化学班级:学生姓名:指导教师:论文提交日期: 2010年 6 月 22 日论文答辩日期: 2010年 6月 29日内容摘要本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况,包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。
本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯,介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理,工艺过程中需要注意的问题,包括质量影响因素,工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择,对聚合工艺过程进行详细的叙述。
并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算,对厂址进行了选择,采取了防火防爆防雷等重要措施,对三废的处理回收等进行了叙述,画出了整个工艺的流程图。
关键词:聚氯乙烯;生产技术;悬浮法;乙炔法;乙烯法;防粘釜技术;目录第一章总论 (2)1.1 国内外pvc发展状况及发展趋势 (2)1.2 单体合成工艺路线 (3)1.2.1乙炔路线 (3)1.2.2乙烯路线 (4)1.3聚合工艺实践方法 (5)1.3.1本体法聚合生产工艺 (5)1.3.2乳液聚合生产工艺 (5)1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6)1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7)1.4.1配方的选择 (7)1.4.2后处理设备侧选择 (7)1.5 防粘釜技术 (9)1.6原料及产品性能 (9)1.7 聚合机理 (11)1.7.1自由基聚合机理 (11)1.7.2链反应动力学机理 (12)1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12)1.8影响聚合及产品质量的因素 (13)1.9工艺流程叙述 (14)1.10.1加料系统 (14)1.10.2聚合系统 (16)1.10.3浆料汽提及废水汽提系统 (17)1.10厂址的选择 (18)第二章工艺计算 (20)2.1物料衡算 (20)2.1.1聚合釜 (20)2.1.2 混料槽 (24)2.1.3汽提塔 (26)2.1.4离心机 (29)2.1.5 沸腾床 (30)2.1.6 包装 (32)2.2热量衡算 (33)2.2.1聚合釜 (33)2.2.2沸腾床的热量计算 (38)2.3 设备的计算及选型 (45)2.3.1 聚合釜 (45)3.3.2 混料槽 (46)3.3.3 汽提塔 (46)3.3.4 离心机 (47)3.3.5内热式沸腾床的计算 (48)2.3.6泵、鼓风机、过滤器 (53)第三章非工艺部分 (56)3.1厂内的防火防爆措施 (56)3.2车间照明及采暖措施 (56)3.3防静电,防雷措施 (57)3.4三废处理情况 (58)3.4.1电石渣的处理 (58)3.4.2电石渣上清液的处理 (58)3.4.3 热水的综合利用 (58)3.4.4尾气的回收利用 (59)3.4.5转化水洗塔水的回收利用 (59)结束语 (60)附录 (62)引言聚氯乙烯(PVC)是5大通用塑料之一,具有耐腐蚀、电绝缘、阻燃性和机械强度高等优异性能,广泛用于工农业及日常生活等各个领域,尤其是近年来建筑市场对PVC产品的巨大需求,使其成为具备相当竞争力的一个塑料品种。
pvc管材生产车间课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PVC管材的基本概念、分类及生产流程;2. 学生掌握PVC管材生产的原材料、配方及生产工艺;3. 学生了解PVC管材在生产过程中涉及的质量检测标准及设备。
技能目标:1. 学生能运用所学知识分析PVC管材生产过程中的问题,并提出改进措施;2. 学生具备查阅相关资料、整理和分析数据的能力,以便对PVC管材生产进行优化;3. 学生能通过小组合作,完成PVC管材生产流程的设计和展示。
情感态度价值观目标:1. 学生对PVC管材生产产生兴趣,认识到化学材料在生产生活中的重要作用;2. 学生在小组合作中,培养团队协作精神,增强沟通与交流能力;3. 学生在学习过程中,关注环保、节能和可持续发展,树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在让学生深入了解PVC管材生产过程,掌握相关知识和技能。
课程目标具体、可衡量,便于学生和教师在教学过程中明确预期成果,并为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. PVC管材基本概念与分类:介绍PVC管材的定义、特点及应用领域,对比不同类型PVC管材的优缺点,使学生了解PVC管材的市场现状。
2. 原材料与配方:讲解PVC管材生产所需的原材料种类、性能及作用,分析配方对PVC管材性能的影响,培养学生合理选材的能力。
3. 生产工艺与设备:详细阐述PVC管材的生产流程,包括挤出、冷却、切割等关键环节,介绍相关设备的工作原理及操作方法。
4. 质量检测与控制:分析PVC管材在生产过程中可能出现的质量问题,介绍质量检测标准及方法,培养学生质量意识。
5. 生产车间布局与管理:探讨PVC管材生产车间的合理布局,提高生产效率,降低成本,同时关注生产过程中的安全与环保问题。
教学内容依据课程目标进行科学性和系统性组织,与教材紧密关联。
教学大纲明确教学内容安排和进度,具体如下:第一周:PVC管材基本概念与分类第二周:原材料与配方第三周:生产工艺与设备第四周:质量检测与控制第五周:生产车间布局与管理教学内容循序渐进,旨在帮助学生系统掌握PVC管材生产相关知识,为实际操作奠定基础。
PVC管材生产车间工艺设计随着人们对环保要求的增加,PVC(聚氯乙烯)管材作为新型管材,逐渐取代传统的金属管材,在市场上得到了广泛的应用。
PVC管材具有重量轻、抗水腐蚀、绝缘性能好等特点,广泛应用于建筑、电力、化工等行业。
在PVC管材的生产车间中,工艺设计是非常重要的一环,下面将对PVC管材的生产车间工艺设计进行详细介绍。
首先,PVC管材的原料是聚氯乙烯树脂,该树脂具有较高的耐蚀性和抗紫外线性能。
因此,生产车间应设置特殊的原料储存区域,以避免污染和损坏。
原料应密封存放,防止氧气、湿气、灰尘等对其质量的影响。
在PVC管材的生产过程中,需要用到挤出机和模具。
挤出机是将聚氯乙烯树脂加热到熔化状态,然后通过挤出机的螺杆将熔融的聚氯乙烯树脂推送到模具中。
模具的选择要根据所需要生产的管材规格和形状进行选择,同时也要考虑到生产效率和质量要求。
挤出机和模具的设计和选择是非常关键的步骤,要结合生产需求、设备特点和经验来确定最佳的方案。
在挤出机和模具的操作过程中,需要控制好合适的挤出机温度和压力,以确保聚氯乙烯树脂被均匀地挤出,并使管材的表面光滑、内部结构紧密、尺寸精确。
挤出机和模具应定期检查和维护,以保证其正常运行,减少生产故障和停机时间。
完成挤出成型后,管材需要进行冷却和定型。
冷却系统应设置在挤出机和模具的出口上方,以充分冷却管材的表面和内部,防止管材变形和缩短冷却时间。
定型机的设计要符合所生产管材的规格和形状,同时具有良好的自动化控制系统。
定型机的温度、速度和压力应根据不同的管材进行调整和控制,以确保管材的强度和尺寸满足要求。
最后,对于生产好的管材,还需要进行质量检查和包装。
质量检查应包括外观、尺寸和物理性能等方面的检验,以确保管材的质量符合标准要求。
包装应根据不同的管材规格和长度进行选择,以保护管材不受外界环境的影响,并方便运输和使用。
综上所述,PVC管材的生产车间工艺设计是一个复杂而细致的过程,需要考虑到原料储存、挤出机和模具的选择和设计、冷却和定型设备的安装和调试、质量检查和包装等方面的要求。
万吨聚氯乙烯车间工艺设计1.工艺流程:PVC的生产工艺通常包括聚合、塑化、脱除不饱和气体、热稳定、挤出和制品成形等步骤。
聚合是PVC制备的关键步骤,通常采用悬浮聚合法,其中乙烯氯和稳定剂等原料在聚合釜中发生聚合反应。
塑化过程将聚合物颗粒加热成粘稠的熔体,以便后续处理。
脱除不饱和气体过程将熔融的PVC中的不饱和气体去除。
热稳定工艺用于防止PVC分解,在高温条件下添加热稳定剂。
挤出工艺将熔融的PVC通过模具挤出,形成所需的形状。
制品成形过程将挤出的PVC制品进行冷却、切割和包装。
2.设备布局:PVC车间的设备布局应考虑到安全、生产效率和操作便利性。
首先,应将不同的工艺步骤合理安排,以确保工序之间的流程顺畅。
例如,聚合反应器应位于PVC车间的中心位置,以便于原料的输入和产物的输出。
其次,应根据原料、中间产物和成品的特性进行合理的设备布置。
例如,塑化机、挤出机和制品成形设备应根据工艺流程的要求进行合理的布局,以方便操作和流程控制。
此外,应考虑设备的安全性和防火防爆要求,并合理布置安全设施和逃生通道。
3.能耗分析:在PVC车间中,能耗管理是至关重要的。
应进行能耗分析,找出能耗高的环节,并采取合理的措施降低能耗。
例如,在塑化过程中,采用高效的预热装置和加热系统,减少能量损耗。
在挤出过程中,采用高效的挤出机和冷却系统,减少能耗和水的浪费。
此外,应优化生产计划,避免设备空闲和停机时间,提高生产效率和能源利用率。
4.环保措施:PVC生产过程中会产生废水、废气和固体废物,对环境造成一定的影响。
为满足环保要求,应采取相应的环保措施。
首先,在废水处理方面,应安装废水处理设施,对生产废水进行处理,并达到排放标准。
其次,在废气处理方面,应安装废气处理设备,对排放的废气进行净化和回收利用。
最后,在固体废物处理方面,应实施废物分类和合理处置,减少对环境的负面影响。
综上所述,万吨级PVC车间的工艺设计应合理安排工艺流程,合理布局设备,进行能耗分析和实施环保措施,以确保生产的安全、高效和环保。
年产5000吨PVC管材生产车间设计1. 背景介绍PVC(聚氯乙烯)管材被广泛应用于建筑、给水、排水、电气、给气和通信等领域。
随着市场需求的增长,建立一个年产5000吨PVC管材的生产车间是一个具有重要意义的项目。
本文将重点介绍年产5000吨PVC管材生产车间的设计。
2. 生产车间布局为了实现年产5000吨PVC管材的生产目标,合理的车间布局至关重要。
以下是建议的车间布局方案:2.1 原料加工区原料加工区应位于车间的一侧,并与主生产区相连。
该区域应包括原材料储存区、搅拌区和预处理区。
原料储存区需要设立合适的货架和储存设备,以确保原料的安全储存和高效调配。
搅拌区应具备适当的设备,用于将原料进行混合和搅拌。
预处理区则用于对原材料进行初步处理,使其达到生产所需的质量标准。
2.2 主生产区主生产区是PVC管材生产的核心区域。
在这个区域内,应设立注塑机、挤出机和模具加工区。
注塑机用于将PVC材料注入模具中进行成型;挤出机则用于将PVC材料挤出成型。
模具加工区应设有适当的设备和工具,用于制作模具和进行模具维修和更新。
2.3 成品处理区成品处理区用于对生产出来的PVC管材进行加工和质检。
该区域应设置割管机、开料机和质检设备。
割管机用于将管材按指定长度切割;开料机则用于将管材分割成所需的形状和尺寸。
质检设备应包括压力测试机、弯曲测试机和尺寸检测仪器,以确保生产出来的管材符合质量标准。
2.4 辅助区辅助区设在车间的一侧,用于配备一些辅助设备和工具。
这些设备和工具包括压缩空气系统、冷却设备和废料处理设备。
压缩空气系统用于提供设备运行所需的压缩空气;冷却设备用于冷却生产过程中产生的热量;废料处理设备则用于处理生产过程中的废料和废水。
3. 车间设备选择为了实现年产5000吨PVC管材的生产目标,选择合适的设备至关重要。
以下是建议的设备选择方案:3.1 注塑机选择具有较大注塑量和高效率的注塑机。
注塑机的规格应根据生产能力和生产管材的尺寸范围来确定。
目录第一章概述 (1)1.1 氯化聚氯乙烯管的特点 (1)1.2 UPVC管的市场需求和发展前景 (1)1.3 设计依据 (3)1.4 氯化聚氯乙烯管材生产配方 (3)1.4.1 PVC-C管材主要原料CPVC树脂的选择 (4)1.4.2 热稳定剂 (5)1.4.3 抗冲改性剂 (6)1.4.4 填充剂 (6)1.4.5 润滑剂 (6)1.4.6 着色剂 (7)1.5 产品质量指标 (7)1.5.1 性能 (7)1.5.2 力学性能 (7)1.5.3 化学性能 (8)1.5.4 液压试验 (8)1.5.5 外观 (9)1.6 工业用CPVC管材工艺流程 (12)1.6.1 混合工艺 (12)1.6.2 挤出工艺 (13)参考文献 (14)第二章氯化聚氯乙烯管生产车间工艺计算 (15)2.1 生产能力计算 (15)2.2 物料衡算 (15)第三章设备计算及选型 (17)3.1 混合机的计算及选型 (17)3.2 挤出机的计算及选型 (18)3.3 挤出辅机 (20)3.3.1 牵引机的选型及计算 (21)3.3.2 冷却水槽的选型及计算 (21)3.3.3 切割机的选型及计算 (22)3.3.4 定径套的选型 (23)3.3.5 破碎机的选型及计算 (23)3.3.6 磨粉机的选型及计算 (23)3.4 原材料消耗计算 (24)参考文献 (27)第四章工艺参数 (28)4.1设计配方 (28)4.2 高速混合工艺参数 (28)4.3 挤出成型工艺参数 (28)第五章安全防范与环境保护 (30)5.1 安全方面 (30)5.2 环保方面 (30)5.2.1 CPVC废料的回收和再利用 (30)5.2.2 噪音的防范 (31)第一章概述1.1 氯化聚氯乙烯管的特点氯化聚氯乙烯(PVC-C)是聚氯乙烯的氯化产物,它具有比聚氯乙烯更优良的物理化学性能,其最高使用温度可达110℃,大大高于一般的硬质聚氯乙烯。
PVC-C管不仅强度高,而且耐热、耐老化、耐化学腐蚀、阻燃性好,也不受水中余氯的氧化侵蚀,是一种十分优良的管道。
但PVC-C加工技术难度高,其加工性能差、加工温度高、熔体粘度大、容易分解。
由于它的耐高温、抗腐蚀和阻燃等特性而被广泛应用于热水管上。
与其他热水管相比,氯化聚氯乙烯具有如下独特的优越性:(1)坚固,抗张强度为PP-R管的1.7倍;(2):管材管件为同种材料,可粘连:(3);阻燃性好,氧指数可达60,是一般塑料管材所望尘莫及的,因此,氯化聚氯乙烯管还被广泛应用于高压电力电缆保护管套和消防用喷淋管;(4):耐高温,耐腐蚀,不易透氧,不挂水滴,被广泛应用于化工行业,尤其是碱氯行业用于输送和排放高温酸、碱液体;(5):导热系数低,为PP-R管的63%;(6):热膨胀系数小,为PP-R管,PEX管的1/2;(7):不易滋生细菌,细菌滋生率为PEX管的1/60,铜管的1/10;(8):安全使用历史最长[1]。
1.2 UPVC管的市场需求和发展前景CPVC塑料具有比PVC更好的耐高温性(长期工作温度达93℃)和耐化学腐蚀性(可输送一般的强酸、强碱介质),材质洁净抗菌、环保卫生、机械性强度优异,且具有安全的阻燃性能,是近年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料,美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发技术已经日趋成熟。
而在中国,CPVC产品的研发还处于起步阶段,是塑料加工业中的一个比较薄弱的项目,CPVC塑料尚属新产品、新材料,其利润空间和市场发展空间均有很大的吸引力,具有很大市场潜力[2]。
现在日本、美国等国家都可以大量生产和销售氯化聚氯乙烯,氯化聚氯乙烯在国外已得到了广泛应用。
而在我国,由于氯化聚氯乙烯技术长期被美国、日本等国家所垄断,国内的生产规模较小,且产品质量不高,氯化聚氯乙烯在我国的应用受到了限制。
CPVC材料实现国产化后,随着我国节能减排力度的加大,市场对CPVC管件、管材的消费需求将会持续增加,并将在国民经济多个领域得到广泛应用。
CPVC被广泛用于制造各种不同的工业管道、冷热水管和防火管道,另外还可以制造各种阀门、管件等配套系统。
特别是热水管道、耐腐蚀流体管道及超高压电力电缆埋管的应用中发挥越来越重要的作用。
由于CPVC力学强度和耐热性提高,在给水工程和集中供暖系统中输送冷水和热水的管材可用CPVC管代替金属管材。
CPVC具有良好的抗化学性及抗腐蚀能力,可用于氨基磺酸、硅酸钠、高锰酸钾、丙二醇、酚、甲酸、铬酸、丁酸、氯铵、氟化铵等溶剂,具有抗酸、碱、脂肪酸盐、氧化剂及卤素的化学能力。
在国外,CPVC 管材已经在石油、化工、轻工、医学、印染、电镀、食品和造纸等领域得到广泛应用。
由于CPVC管材耐硫酸、盐酸、磷酸、烧碱、纯碱、氯化钠及一些有机化合物的侵蚀,采用CPVC管材取代贵金属管材及易腐蚀金属管材在这些工业介质中的应用,可获得极大的经济效益[3]。
例如氯碱厂就大量使用CPVC管材取代贵金属钛材输送湿氯气、热盐水、热碱液等。
用CPVC制作的管道、管件、阀门等,不仅抗腐蚀、耐高温和流动性好,而且质量轻(仅为碳钢的20%左右)、耐用(CPVC管材寿命是10~50年)、安装施工也很方便,CPVC制作的管材、管件,不仅可用螺纹连接,也可采用粘合剂连接。
如国外Harvel公司的CPVC管子已用于化学处理、金属加工、电镀、金属处理、纸浆与造纸、空气污染控制、矿冶、太空作业、纺织、半导体及电子工业等。
因CPVC管子无臭、无味且洁净,美国卫生基金会(NSF)已核准其用于饮用水输送工程中,也可用于食品及饮料处理、酸液运送、盐水管道系统及饮用水调配管道系统、氯注射系统等方面。
国内在1999年以前没有CPVC管道生产企业,1999年10月,美国Goodrich公司在我国温州建成了首家生产CPVC管道系统的独资企业)佑利管道公司,生产能力2 500 t/a,目前该公司可提供管道、管件、阀门、填料等系列产品,管道产品符合美国ASTM及德国DIN标准,可用于金属处理、纸浆输送、化学品处理、工业废水处理、食品饮料的输送领域中,不久还将提供冷热水管道系统。
该企业管道系列产品已在齐鲁石化、上海氯碱及北京化二股份有限公司等单位使用,初步反应良好[4]。
美国的Goodrich公司用CPVC挤压成的管材代替金属和玻璃纤维管,用来运送带腐蚀性杂质的液体和气体,输送冷热饮用水以及用作消防喷淋水管道已有十多年的历史。
国外通过设备和加工方式的改进,已能制造出5610的大口径工业用管,为CPVC的应用开辟了新的领域。
各个公司还可通过生产工艺的改进制备出冲击性能更高、透明度更好的CPVC,其透明材料可用于汽车、车箱框架、光盘、声像制品。
具有较高热变形温度的CPVC还可用作新的应用材料,例如CPVC复合窗。
钟渊公司将CPVC透明成型板用作公共汽车的百叶窗框架,美国SNE.E.W.WI正在生产一种CPVC包层的黑色窗框,极易装配且能效高,也可用作大口径管材及改进系统等[5,6]。
1.3 设计依据(1)依据氯化聚氯乙烯管生产车间工艺设计任务书及老师的要求。
(2)依据有关氯化聚氯乙烯管材的国标等要求,认真贯彻管家建设方针、政策及有关规定,精心设计,保证设计质量。
①GB4217-84热塑性塑料管材的公称外径和公称压力②GB/T 18998.1-2003《工业用用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系统第1部分:总则》③GB/T 18998.2-2003《工业用用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系统第1部分:管材》④GB/T 18998.2-2003《工业用用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系统第1部分:管件》⑤工业企业设计卫生标准⑥大气污染物综合排放标准(GB16397-1996)⑦采暖通风与空气调节设计规范⑧建筑设计防火规范⑨环境空气质量标准(GB/3095-1996)1.4 氯化聚氯乙烯管材生产配方设计配方的原则是根据使用要求,根据我国已经制定了各类管材标准进行,管材配方中包含:CPVC树脂,热稳定剂,抗冲改性剂,加工助剂,填充剂,润滑剂,着色剂及其他辅料等成分。
本设计所选用的配方为工业用CPVC(灰色)管配方,配方如表1-1[7]。
表1-1:工业用CPVC管配方原辅料名称质量份数原料CPVC(Z829)95 PVC-S1000(齐鲁石化) 5热稳定剂铅类复合稳定剂7抗冲改性剂CPE 6 MBS 4填充剂碳酸钙 5润滑剂HSt/OPE 1着色剂TiO20.151.4.1 PVC-C管材主要原料CPVC树脂的选择CPVC制品的性能主要决定于CPVC树脂,它的加工性能更是决定于CPVC 树脂,CPVC材料的应用和发展在于CPVC树脂的生产工艺的改进和提高,且能够得到专业PVC树脂,从而能提高不但性能优良而且加工性能较好的CPVC树脂。
表1-2为日本钟渊公司的CPVC树脂的等级及其性能表。
CPVC树脂的加工难度比PVC树脂大,熔体加工粘度至少是它的2倍,熔融加工温度也比PVC树脂高,尤其是在注射加工时难度更大。
CPVC树脂的性能决定于两个因素:氯的含量和氯在CPVC分子链上的分布。
一般PVC树脂的氯含量为57%左右,而CPVC树脂的氯含量为64%~75%。
随着氯含量的增加,相应地CPVC的熔融粘度增加,软化点升高,耐热性能提高,密度增大,拉伸强度提高,同时脆性增大,冲击强度下降,加工难度也增大。
表1-2:CPVC树脂的等级及其性能表型号Z305 Z627 Z829 Z827 ZC600 体积密度/(g/mL)0.44 0.445 0.44 0.47 0.5挥发物/% ≦0.3≦0.3≦0.3≦0.3≦0.3粒径(40目)/% ≧99≧99≧99≧99≧98形态白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末拉伸模量(23℃)/(104kg/cm2) 2.9 3.3 3.5 3.5 5.5屈服拉伸强度(23℃)/(kg/cm2)600 665 700 700 650断裂伸长率(23℃)/% 30 40 35 25 80维卡软化点(49.05N)/℃102 116 120 126 110氯含量/% 64 66 68 68.5 64氧指数/% ————60烟雾指数/CA ————25物料分解时间/min ————22工业用CPVC管材一般用于化工、矿业、造纸等领域其耐热性好,具有UPVC 管材所不能比拟的输送高温腐蚀介质的功能,且能达到压力下输送介质的技术要求。
在相同压力下它与UPVC压力管的耐热性及一定温度下的耐化学腐蚀性有很大的差别。
工业用CPVC管材不但要有材料本身的良好性能,还要具有UPVC压力管材所具有的特性。
这就是说对这种管材的性能要求非常高。
国际标准ISP/DIS 15493-中规范了管材的规格有四个系列,它分别代表四种压力体系。