氯乙烯悬浮聚合生产工艺

氯乙烯悬浮聚合的6大工艺流程氯乙烯悬浮聚合可是个很有趣的过程呢，它有六大工艺流程哦。

一、原料准备。

氯乙烯可是这个聚合反应的主角啦。

在进行聚合之前，要先把氯乙烯准备好，这氯乙烯得是高纯度的哦。

就像我们做饭得先准备好新鲜的食材一样。

同时呢，还得有分散剂，分散剂就像是个小助手，能让氯乙烯在反应体系里分布得更均匀。

水也是重要的原料之一，这水得是经过处理的，要干净纯净，不能有那些乱七八糟的杂质，不然会影响反应的。

还有引发剂，引发剂就像是个小火花，能够引发整个聚合反应的开始。

二、聚合反应釜的准备。

反应釜就像是个大厨房，是整个反应发生的地方。

在反应之前呢，要对反应釜进行一系列的检查和准备工作。

要确保反应釜内部干净整洁，没有残留的杂质或者之前反应的产物。

就像我们做菜之前得把锅洗干净一样。

而且反应釜的温度、压力等各种条件都得调节好。

比如说温度得设定在合适的范围，压力也要稳定在一定的值，这样氯乙烯才能在一个舒服的环境里进行聚合反应。

三、加料过程。

把之前准备好的原料往反应釜里加的时候也很有讲究呢。

先加分散剂和水，让它们在反应釜里先形成一个稳定的体系。

然后再小心翼翼地把氯乙烯加进去，就像把珍贵的宝石放进宝箱一样。

最后再加入引发剂，这个时候就像是点燃了烟花的导火索一样，聚合反应马上就要开始啦。

四、聚合反应过程。

一旦引发剂开始发挥作用，氯乙烯就开始热闹起来啦。

氯乙烯分子们就像一群小伙伴，开始手拉手聚合在一起。

这个过程中呢，反应釜里就像一个小世界，温度会慢慢升高，因为聚合反应是个放热反应。

这时候就得密切关注反应釜的温度啦，不能让它太热了，不然就像人发烧一样，反应会失控的。

所以要通过一些冷却措施，比如说在反应釜的夹套里通水来降温，让反应在一个合适的温度下平稳地进行。

五、反应终止。

当氯乙烯聚合到一定程度的时候，就得让反应停下来啦。

这就像是一场派对，到了该结束的时候。

终止反应的方法有很多种，比如说加入终止剂。

终止剂就像是个小魔法棒，一加入，氯乙烯分子们就停止聚合了。

《化工设计基础》课程设计题目: 2万吨/年PVC悬浮聚合初步工艺设计专业班级：学号：姓名：学院：指导教师：课程设计任务书《聚合物合成工艺设计》一、设计分组化工方向学生共分12组6-7人一组，设计分工：概述、工艺流程设计1人，物料衡算及热量衡算2人，聚合釜及其他设备设计与选型1-2人，安全与环保1人，绘图1人二、设计题目2 万吨/年PVC悬浮聚合初步工艺设计3反应釜（33m3Ⅰ型小釜）三、设计条件1年生产天330天/年24小时/天2产品、原料及主要工艺条件设计产品树脂的型号为SG-5原料VCM技术指标项目内容技术指标聚合物后处理损失率6%聚合物生成量水油比 1.4引发剂用量0.1%的单体质量分散剂用量0.2%的单体质量调节剂用量0.01%的单体质量终止剂用量0.01%的单体质量防粘釜剂用量0.1%的单体质量反应的转化率88%聚合中损失量1%聚合物生成量操作周期分配3其他有关条件和要求1）与物料衡算有关的条件a)出料阶段i.出料中VCM的含量（VCM与PVC的质量比）为2%b)汽提阶段i.塔顶温度62℃，塔底温度102℃，压强为0.03MPaii.蒸汽全部在塔内冷凝。

iii.汽提后VCM的含量为≤13.6ppm。

c)离心阶段i.离心后湿物料的含水量约为20%。

0.20kg H2O/kg干料d)气流干燥阶段干燥后湿物料的含水量为0.04kg H2O/kg干料四、设计任务编制设计说明书、绘制工艺流程图。

1.概述聚氯乙烯简介、氯乙烯聚合反应原理、典型工艺及工业进展。

2.工艺流程设计聚合工艺路线的选择、工艺流程设计、工艺条件的确定等。

3.工艺计算1）聚合工段（聚合釜、出料槽、汽提塔、离心机）的物料衡算和（聚合釜、汽提塔及其换热器）热量衡算，绘制物料流程图2）设备的工艺计算a 聚合釜的设计与选型I 釜体的设计i 反应器体积的计算ii 釜体外形尺寸选型II 传热装置的设计i 传热面积的计算III 搅拌装置的设计b出料槽c 汽提塔设计计算d离心机选型类型：卧式螺旋卸料沉降离心机五、绘制工艺流程图按照设计规定绘制全工段（聚合、干燥、包装）工艺流程图，3号图纸聚合釜：聚合釜外形尺寸的设计[42]1. 确定封头的外形与本设采用的聚合釜配套的封头为标准椭圆封头，由相关文献查知，应取得封头直边高度为：h1=50 mm，封头高度为：h=0.25D=0.25×4200=1050 mm，封头侧面积为：S侧=1.083 D2=19.10 m2，封头体积为：V封=0.131 D3=9.71。

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悬浮法聚氯乙烯生产工艺要点聚氯乙烯（简称PVC）是世界五大通用合成树脂之一，世界产量及消费量仅次于聚乙烯和聚丙烯。

由于其良好的机械性能、抗化学药品性能、耐腐蚀性和耐燃性，制品被广泛应用于薄膜、人造革、电缆料、泡沫制品和管、板、型材等。

工业生产PVC通过悬浮、乳液、本体和溶液四种聚合方法，其中以悬浮法工艺最为成熟，操作简单，生产成本低，经济效益好，应用领域宽，是生产PVC树脂的主要方法。

工艺条件控制对PVC树脂的颗粒形态有着重要影响，并直接影响产品的加工性能。

自2009年7月份参加工作以来我有幸被分配到国内生产聚氯乙烯工艺最为先进的2#聚氯乙烯装置学习，在这一年的工作中，理论与实践上我学到了很多知识，结合我所在的岗位实际，对本岗位工艺条件的认识及所存在问题的建议总结如下。

一、工艺控制方面1.聚合釜搅拌聚合釜搅拌除在聚合过程中对悬浮体系起到均匀传热的作用外，还影响PVC 树脂的颗粒形态，主要是粒径大小及分布，孔隙率等，并与分散剂体系共同起调节作用。

聚合釜过程中单体受到搅拌器剪切力作用被打碎为带条状，再在表面张力作用下形成球状小液滴。

搅拌强度的增加，使小液滴受到的剪切力作用更强，从而形成的树脂的平均粒径减小，不仅耗电量多，树脂中易产生并粒现象且粒径分布太宽；搅拌转速太低，反应传热系数小，易爆聚，树脂颗粒大，即使分散剂用量大效果也不理想，易产生黑黄点多。

研究表明，PVC树脂平均粒径与搅拌转速的关系曲线为马鞍形。

生产中还可通过适当改变搅拌器形式与叶片数目、搅拌器直径及与釜底距离等参数满足对不同树脂颗粒大小需要。

我们所使用的两条生产线的聚合釜是目前世界较为先进的大型聚合釜，在工艺上克服了小釜产出的树脂质量不稳定的缺陷，树脂之间的差异减小，质量上更加均匀和稳定。

大型聚合釜的搅拌按照生产不同阶段的需要，按照最佳条件，在喷涂、加料、聚合、放料回收各阶段都在DCS系统中设定好，中控操作人员只要及时关注搅拌电流及转速有无异常，保证搅拌的正常工作。

氯乙烯本体聚合六大工艺流程1.氯乙烯聚合是一种重要的化工生产过程。

The polymerization of vinyl chloride is an important chemical production process.2.聚合工艺流程包括预聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合、气相聚合和离子聚合。

The polymerization process includes pre-polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, solution polymerization, gas-phase polymerization, and ion polymerization.3.预聚合是将氯乙烯与少量的引发剂和助剂一起加热反应生成高分子量的聚合物。

Pre-polymerization is the process of heating vinyl chloride with a small amount of initiator and additives to produce high molecular weight polymers.4.在悬浮聚合过程中，氯乙烯在水中悬浮，通过引发剂催化生成聚合物颗粒。

In the suspension polymerization process, vinyl chloride is suspended in water and polymerized with the help of an initiator to form polymer particles.5.乳液聚合是将氯乙烯与乳化剂和引发剂悬浮在水中，形成乳状液后聚合生成聚合物。

Emulsion polymerization involves suspending vinyl chloride in water with emulsifiers and initiators to form an emulsion and polymerize to produce polymers.6.溶液聚合是将氯乙烯溶解在有机溶剂中，与引发剂反应生成聚合物。

悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文1 绪论1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC，下同。

它是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。

PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。

工业生产的PVC相对分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，相对分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～8 5℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。

但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。

PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。

PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。

具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性[1]。

1.2 聚氯乙烯的发展状况聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料[2]。

自1997年以来，聚氯乙烯的产量以3%/a速度递增。

2001年，全球聚氯乙烯生产能力已达到3 313万t，消费水平比2000年略有增加，为2882万t[3]。

2003年7月全球约有50个国家、150个厂家生产聚氯乙烯，这一数据还在不断攀升[4]。

2005年全球产量达3130万吨，需求量达3117万吨。

北美、欧洲(包括俄罗斯)和非洲、远东地区超过全球聚氯乙烯产量和需求量4/5，悬浮聚合法树脂占生产聚氯乙烯树脂90%以上，2006年世界聚氯乙烯产能3562万吨，实际产量3262万吨，产量的增长主要来自中国。

2006年我国PVC产业保持快速发展的态势，全年产能1099万吨，实际产量864.1万吨，整体供求关系发生了较大的变化[5]。

聚氯乙烯的聚合一、聚氯乙烯悬浮聚合原理聚氯乙烯工业化生产方法有四种：悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。

悬浮聚合：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引起剂引起而进行的聚合反应。

溶有引起剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。

整体看水为连续相，单体为分散相。

聚合在每一个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看做小液珠本体聚合。

悬浮聚合体系普通由单体、引起剂、水，分散剂四个基本组分组成。

悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。

在搅拌剪切作用下，溶有引起剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引起聚合。

不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。

悬浮聚合产物的颗粒粒径普通在0.05～0.2mm。

其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。

悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引起剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。

悬浮聚合所使用的单体或者单体混合物应为液体，要求单体纯度≥99.9%。

表1.氯乙烯单体的指标，% 水，ppm 铁，ppm 乙醛，ppm 低沸物，ppm 高沸物，ppm 纯度≥99.9 ≤300 ≤5≤10≤10≤500在工业生产中，引起剂、份子量调节剂分别加入到反应釜中。

引起剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。

悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。

如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。

聚合在带有夹套的搪瓷釜或者不锈钢釜内进行，间歇操作。

大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或者(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。

聚氯乙烯的悬浮聚合法生产工艺流程英文回答：Suspension Polymerization Process for Polyvinyl Chloride (PVC)。

Raw Materials:Vinyl chloride monomer (VCM)。

Water.Suspending agent (e.g., polyvinyl alcohol, methylcellulose)。

Initiator (e.g., azo compounds, peroxides)。

Other additives (e.g., stabilizers, plasticizers)。

Process Steps:1. Preparation of Suspension: The VCM, suspending agent, water, and other additives are mixed to form a suspension. The suspending agent prevents the polymer particles from agglomerating.2. Polymerization: The suspension is heated and the initiator is added to start the polymerization reaction.The VCM polymerizes into PVC particles, which grow in size and number.3. Cooling and Dewatering: After the desired conversion is reached, the reaction is stopped by cooling the suspension. The PVC particles are then separated from the water by filtration or centrifugation.4. Drying: The PVC particles are dried to removeresidual water and volatile components.5. Compounding: The dried PVC is compounded with additional additives, such as stabilizers, plasticizers,and colorants, to create the desired properties for thefinal product.Advantages of Suspension Polymerization:Produces high-purity PVC.Allows for easy control of polymer particle size and shape.Suitable for large-scale production.Disadvantages of Suspension Polymerization:Energy-intensive process.Can generate wastewater.Requires specialized equipment.中文回答：聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程。

摘要聚氯乙烯是世界上最价廉和应用最广的塑料，用来大规模生产电缆绝缘层、设备零件、管材、层合材料和纤维制品。

聚氯乙烯树脂的需求量巨大。

工业上，聚氯乙烯是采用悬浮或乳液聚合技术通过自由基聚合反应来生产的。

本设计的目标是年产18000吨的聚氯乙烯悬浮生产装置。

遵循技术先进、工艺可靠、经济合理、系统最优的原则完成本设计。

本设计的主要内容包括：对聚氯乙烯的国内外研究状况、应用领域和应用现状、生产概况、市场需求和应用前景的综述；详细介绍工艺流程；对聚合全系统的物料进行衡算；聚合釜选型和工艺尺寸计算；搅拌设备的选型和功率计算以及对聚合反应器釜进行热量衡算。

关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合，工艺设计，工艺流程，聚合反应器AbstractPolyvinyl chloride is one of the cheapest and most widely used plastics globally. It is used for large-scale production of cable insulation, equipment parts, pipes, laminated materials and fiber manufacture. The demand for polyvinyl chloride resin is vast.Polyvinyl chloride is industrially produced by free-radical polymerization using the suspension or bulk technique. The major object of present design is a production plant for PVC with annual output 15000 ton, using suspension technique. According to the principles of advanced technology, credible technics, reasonable economics and optimized system, present design is completed.The main work of present design include : summerization on status of research on polyvinyl chloride at home and abroad, field and current status of application, the situation of production , the demand for market and applying in the future ;detailed description of technological process ; the total material balance of polymerization system ;the selection and design of polymerization reactor; the selection of stirring devices and the calculation of power thereof; and the heat balance of the polymerization reactor .Key words：Polyvinyl chloride, suspension polymerization, technological design，process flow, polymerization reactor目录摘 要 (III)目 录 (IV)第一章 前 言 (7)1.1选题背景 (7)1.2研究意义 (7)第二章 聚氯乙烯历史世界及供需和消费 (8)2.1 聚氯乙烯的发展历史 (8)2.2 世界聚氯乙烯供需 (8)2.3 中国聚氯乙烯供需 (8)2.4 聚氯乙烯树脂消费结构 (9)第三章 聚氯乙烯的典型聚合工艺 (10)3.1 典型聚合工艺概述： (10)3.1.1悬浮聚合 (10)3.1.2本体聚合 (11)3.1.3乳液聚合 (11)3.1.4微悬浮聚合 (12)3.1.5溶液聚合 (12)3.2典型聚合工艺技术特性比较 (12)第四章 悬浮聚合生产工艺与过程及其影响因素 (13)4.1聚氯乙烯悬浮聚合的生产技术 (13)4.1.1氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术过程 (13)4.2氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术进展 (15)4.2.1国内生产工艺技术进展 (15)4.2.2国外生产技术进展 (17)4.3悬浮法聚合工艺和设备 (20)4.3.1搪瓷釜 (20)4.4轴封与搅拌装置 (24)4.4.1 轴封 (24)4.4.2 搅拌装置 (26)4.5工艺流程 (28)4.6防粘釜技术 (32)4.7悬浮法防粘釜剂的进展 (34)4.7.1国外SPVC生产用涂布剂的进展 (34)4.8分散剂 (35)4.8.1分散剂的用途和影响 (35)4.8.2国外分散剂应用进展 (36)4.9 其它助剂 (37)第五章 聚氯乙烯聚合釜技术进展 (39)5.1 新型釜的介绍 (39)第六章 聚氯乙烯聚合装置设计 (41)6.1设计任务书 (41)6.1.1设计任务 (41)6.1.2设计条件 (42)6.1.3配方 (42)6.1.4生产时间分配 (42)6.2设计过程 (43)6.2.1已知量的计算 (43)6.2.2聚合釜物料衡算 (43)6.2.3聚合釜的设计 (44)6.2.4搅拌设计 (49)6.2.5 釜重的计算 (54)6.2.6 热量衡算 (56)第七章 结论 (60)参 考 文 献 (61)致 谢 (63)声明 (65)附录1 工艺流程概述附录2 工艺流程图附录3 聚合设备图第一章 前 言1.1选题背景聚氯乙烯( PVC) 是五大通用合成树脂之一,是木材、钢铁、玻璃、纸张等传统材料的良好代用品,因此在塑料工业中具有举足轻重的地位。

PVC聚合的四种生产工艺悬浮法本体法乳液法溶液法四种工艺比较一悬浮法聚合生产工艺成熟、操作简单、生产成本低、产品品种多、应用范围广，一直是生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％的PVC树脂(包括均聚物和共聚物)都是出自悬浮法生产装置。

乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中。

这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2??m，悬浮法为20―200 ??m。

四种工艺比较二本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设备，投资小、节能、成本低。

用本体法PVC树脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加工本体法树脂。

溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行聚合物沉淀下来。

溶液聚合反应专门用于生产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物。

溶液聚合反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的溶解性和成膜性。

批量加料品种多，要求高所需的物料品种较多去离子水VCM单体引发剂分散剂调节剂终止剂等等加料的精度要求高仪表精度不低于0.5级；测量上经常采用双流量计，计量槽＋流量计，电子称部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度电石法生产PVC工艺流程示意图电石法乙炔工艺乙炔发生电石输送发生器压缩、贮存乙炔清净清净塔中和塔清净液的配置和循环使用乙炔发生操作画面清净操作画面氯化氢合成工艺焚烧炉氯氢配比升负荷先加氢；减负荷先减氯；确保氯气不过量。

VCM合成工艺混合、冷却、脱酸转化器二组由多个转化器并联组成一组净化和压缩公用工程热水系统冷冻盐水单体生成操作画面一单体生成操作画面二冷却、压缩操作画面VCM精馏工艺低沸塔除去低沸物高沸塔除去高沸物气相VCM经冷凝后得到合格的氯乙烯单体。

VCM精馏操作流程图釜体积70m3传热能力大，生产强度高，内冷挡板；设计压力高设计压力2.1MPa，可生产低聚合度树脂；防粘釜技术特殊的防粘釜液釜壁冲洗和防粘釜液喷涂技术高压水清釜先进的生产工艺有效的防止粘釜热水加料工艺聚合注水工艺生产工艺密闭化前提条件先进的防粘釜技术达到几百釜不开盖清釜。