年产5万吨PVC的氯乙烯合成工段的工艺设计
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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。
年产万吨聚氯乙烯车间工艺设计1. 引言本文档旨在对年产万吨聚氯乙烯(PVC)车间的工艺设计进行详细说明。
PVC是一种重要的合成树脂,广泛应用于建筑材料、电线电缆、塑料制品等领域。
设计一个高效、稳定和可持续发展的车间工艺对于确保产品质量和提高生产效率至关重要。
2. 工艺流程2.1 原料准备PVC的主要原料包括乙烯、氯乙烯和氢氯酸等。
原料准备阶段需要对原料进行储存、提供和混合。
储存区域应具备良好的通风和防火设施,确保原料的安全性和稳定性。
2.2 反应PVC的生产主要通过聚合反应完成。
聚合反应要求严格的温度控制、压力控制和触媒添加。
反应釜设备应具备高效的加热和冷却系统,以确保反应的可控性和高效性。
2.3 分离和磺化在聚合反应完成后,需对产物进行分离和磺化处理。
分离过程主要通过卸料和过滤等方式进行,确保分离效果良好。
磺化处理则需通过控制温度和添加磺化剂等手段,使产物获得所需的性质和品质。
2.4 硫化经过分离和磺化处理后的产物需要进行硫化反应,以提高PVC的机械性能和耐候性。
硫化过程需要控制温度、压力和硫化剂的添加量,确保硫化反应的完全性和一致性。
2.5 润滑和加工硫化后的PVC需要进行润滑处理,以增强其流动性和加工性。
润滑处理一般通过添加润滑剂,同时需要控制温度和混合速度,以确保润滑剂均匀分布。
之后,PVC可进行成型、挤出、注塑等加工方式,制成最终的产品。
3. 设备需求为了实现年产万吨聚氯乙烯的目标,车间需要配置以下主要设备:•反应釜:高效的反应釜能够提供良好的加热和冷却系统,满足反应过程的要求。
•分离设备:包括卸料和过滤设备,能够实现有效和高效的分离过程。
•磺化设备:具备精确的温度控制和添加磺化剂的能力,以实现良好的磺化效果。
•硫化设备:提供准确的温度和压力控制,确保硫化反应的完全性和一致性。
•润滑设备:包括润滑剂添加设备和混合设备,能够实现均匀的润滑处理。
4. 安全和环境考虑在设计车间工艺时,安全和环境因素是非常重要的考虑因素。
年产5万吨聚氯乙烯聚合干燥工序初步工艺设计毕业论文前言1 绪论 (5)1.1 PVC的发展史 (5)1.2 PVC概述 (5)1.3 国内外PVC生产技术概况 (5)1.4 国内需求量和年均增长率 (6)1.5 PVC工业生产技术的改进过程 (6)1.5.1 原料的变换 (6)1.5.2 聚合方式的改进 (7)1.6 聚氯乙烯的工业生产意义 (7)1.7 聚氯乙烯发展前景 (8)1.8 产品的包装、贮运方法: (8)2 产品及原料说明 (8)3 PVC生产的典型聚合工艺 (12)3.1 悬浮聚合 (12)3.2 本体聚合 (12)3.3 乳液聚合 (12)3.4 微悬浮聚合 (12)3.5 四种主要聚合工艺的特性比较 (12)3.6 工艺方案选择依据 (14)3.6.1 工艺流程方面 (14)3.6.2 反应速率控制方面 (14)3.6.3 经济方面 (14)3.6.4 悬浮聚合优点 (14)3.7 聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程: (14)3.7.1 聚合原理 (14)3.7.2 链引发 (14)3.7.3 链增长 (15)3.7.4 链转移 (16)3.7.5 向单体VC链转移——形成端基双键PVC (16)3.7.6 向高聚物转移——形成支链或交联PVC (16)3.7.7 链终止 (16)3.7.8 对聚合度的影响 (18)3.7.9 对(视)比重和吸油量的影响 (18)3.7.10 原料中杂质的影响 (18)3.7.11 乙炔对聚合反应的影响 (18)3.8聚氯乙烯生产工艺(悬浮聚合)流程简述 (19)3.8.1聚氯乙烯生产工艺流程(悬浮聚合)操作步骤 (19)4 工艺计算 (20)4.1 生产规模 (20)4.2 生产时间 (20)4.3 聚氯乙烯配方 (20)4.4 聚氯乙烯悬浮聚合操作周期 (20)4.5 相关技术指标 (21)4.6 相关控制指标 (21)4.7工艺计算 (21)4.7.1计算依 (21)4.7.2低沸塔 (22)4.7.3 高沸塔 (24)4.7.4 聚合釜物料衡算 (27)4.7.5 热量衡算 (30)5 聚合釜的设计 (32)5.1 生产周期或生产批数 (32)5.2 根据年产量确定每批进料量 (32)5.3 选择反应器装料系数 (32)5.4 计算反应器体积 (33)5.5 聚合釜壁厚的计算 (33)5.5.1 计算厚度 (33)5.5.2 校核水压实验强度 (34)5.6 夹套的设计 (34)5.6.1 夹套直径和高度的确定 (34)5.6.2 夹套的材料和壁厚 (34)5.6.3 校核水压实验强度: (35)5.6.4 搅拌装置[10]的设计 (35)5.7 传热装置的校核 (36)5.7.1 釜侧的给热系数 (36)5.7.2 夹套侧的传热系数的计算 (38)5.7.3 已知聚合釜的壁厚 (38)5.7.4 忽略污垢的热阻 (38)5.8 底座的选择 (39)5.9 聚合釜技术参数 (39)5.10 人孔的设计 (40)6 干燥装置的设计 (40)6.1 干燥流程的确定 (40)6.2 干燥器的物料衡算和热量衡算 (41)6.2.1 物料衡算 (41)6.2.2 气流干燥段空气和物料出口温度的确定: (43)6.2.3 气流干燥段热量衡算: (43)6.2.4 预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (45)6.3 气流干燥器的设计 (45)6.3.1 气流干燥管直径的计算 (45)6.3.2 气流干燥管高度的计算 (46)6.4 沸腾床干燥器的设计 (47)6..5 卧式流化床干燥器的设计 (49)6.5.1 流化速度的确定 (49)u的计算 (51)6.5.2 颗粒带出速度t6.5.3 操作流化速度的u计算 (52)6.6 流化床层截面积的计算 (52)6.6.1 体积给热系数 a的计算 (52)6.6.2 表面汽化控制阶段干燥器底面积A1的计算: (52)6.7 干燥器的宽度和长度 (53)6.7.1 干燥器的高度 (54)6.8 溢流堰 (54)7 附属设备的设计及选型 (56)7.1 离心机的选型 (56)7.1.1 风机和排风机的选型 (56)7.1.2 送风机 (56)7.1.3 排风机 (56)7.2 预热器的设计 (56)7.2.1 气流段预热器的设计 (57)7.2.2 流化段预热器的设计 (57)7.3 气流干燥段旋风分离器的选择设计 (58)7.3.1 选择条件 (58)7.3.2 旋风分离器直径D的计算 (58)7.4 沸腾床干燥段旋风分离器的选择设计 (59)7.4.1 选择条件 (59)7.4.2 旋风分离器直径的计算 (59)7.5 主要管道管径计算和选型 (60)7.5.1 聚合工艺管道计算 (60)7.5.2 氯乙烯输料管的计算与选型 (60)7.5.3 无离子水输料管的计算与选型 (60)7.5.4 助剂输料总管的计算与选型 (61)7.5.5 出料管的计算与选型 (61)7.5.6 热水输料管的计算与选型 (61)7.5.7 冷却水输料管的计算与选型 (62)8 厂址选择及车间布置 (62)8.1 厂址选择的依据及原则 (63)8.2 车间布置要考虑的问题 (63)8.3 厂房布置 (63)8.4设备布置的安全距离 (63)8.5 车间内辅助室和生活室布置 (64)9 安全防火设计 (64)9.1 综合安全防护 (65)9.2 防毒 (66)9.3 中毒后应采取急救措施 (66)9.4 安全防护 (66)10 环境保护 (67)10.1 废水的治理 (67)10.2 废渣的治理 (67)10.3 氯乙烯外逸 (67)11 经济核算 (68)11.1 技术经济分析概述 (68)11.2 主要技术经济指: (68)11.3 投资估算 (68)附表1 绪论1.1 PVC的发展史上世纪的30年代到50 年代是塑料工业迅速发展的时期,在此期间有许多塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工业化。
5万吨/年PVC车间氯乙烯合成工段工艺流程设计目录前言 (1)一、设计背景 (1)(一)氯乙烯的合成方法 (1)1、反应机理 (1)2、催化剂 (1)3、对原料气的要求 (3)4、生产条件的选择 (4)(二)任务分析 (5)(三)设计思路 (5)二、设计内容 (5)(一)工艺流程及说明 (5)(二)主要工艺参数 (6)(三)物料衡算 (7)1、计算标准 (7)2、混合器的物料衡算 (8)3、石墨冷却器物料衡算 (9)4、多筒过滤器物料衡算 (10)5、石墨预热器物料衡算 (11)6、转化器物料衡算 (12)7、除汞器物料衡算 (13)8、石墨冷却器Ⅱ物料衡算 (13)9、水洗泡沫塔物料衡算 (13)10、碱洗泡沫塔物料衡算 (14)11、总物料衡算表 (15)(四)主要设备的设计与选型 (16)1、石墨冷却器的选型 (16)2、石墨预热器的选型 (16)3、石墨冷却器Ⅱ的选型 (17)4、转化器的设计 (17)5、泡沫水洗塔的设计 (18)6、主要设备一览表 (18)(五)三废处理 (19)1、废渣处理 (19)2、废气处理 (19)3、废水处理 (19)三、设计总结 (20)四、参考文献 (20)前言聚氯乙烯作为世界五大通用塑料之一,今年发展非常迅速,由于它综合性能优异,广泛应用于农业、工业、国防、人类日常生活等许多领域。
当前高速发展的建筑行业的旺盛需求,也推动着中国聚氯乙烯产业的蓬勃发展。
当今世界上,还没有一个地区或国家的聚氯乙烯产业,有像中国今天这样拥有一个广阔的应用市场和高速发展态势的局面展现于世人面前。
原料和能源圆满解决之际,将是迎来巨头争霸之时。
届时中国的聚氯乙烯无论是产量还是市场消费都会跃居世界第一位,中国的聚氯乙烯有着璀璨的前景。
氯乙烯是生产聚氯乙烯树脂的原料,本设计就是电石法合成聚乙烯的合成氯乙烯单体的工段。
本毕业设计要求学生能熟练检索5万吨/年PVC车间氯乙烯合成工段相关文献,认知氯乙烯合成工段工艺,了解氯乙烯合成方法,设计出合理的5万吨/年PVC车间氯乙烯合成工段工艺流程,能根据工艺流程确定主要的处理单元及参数,并对所选方案通过经济运行分析进行方案评价。
氯乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、涂料等行业。
为了满足年产5万吨PVC的生产需求,需要进行氯乙烯的合成工艺设计。
本文将从原料选择、反应条件、催化剂选择、分离工艺、产品纯化和废水处理等方面进行详细讨论。
首先,氯乙烯的合成主要通过乙烯进行氯化反应得到。
乙烯可以采用石油轻烃或乙烷气相氯化的方法进行制备,其中后者是最常用的方法。
乙烯和氯气在加热的条件下进入氯化炉,通过氯化剂进行反应。
在反应条件方面,首先需要控制反应温度和压力。
一般来说,氯乙烯的合成反应需要在高温条件下进行,可以选择在300-400℃之间的温度范围内进行反应。
压力方面,一般选择在1-3 atm之间。
此外,还需要控制乙烯和氯气的摩尔比,通常选择1:1的比例。
催化剂选择是氯乙烯合成的重要环节。
常用的催化剂有氧化铜、氯化铜和氯化铁等。
其中,氧化铜催化剂广泛应用于工业氯乙烯的合成中,因其催化活性高,选择速度快,具有良好的经济效益。
在分离工艺方面,主要是将合成氯乙烯和催化剂进行分离。
可以采用蒸馏或萃取等方法,将氯乙烯从反应混合物中分离出来。
蒸馏是一种常用的分离方法,通过控制温度和压力,将氯乙烯从混合物中分离出来。
此外,也可以采用萃取的方法,选择适当的溶剂将氯乙烯从混合物中提取出来。
在产品纯化方面,需要对分离得到的氯乙烯进行纯化处理,以提高产品质量。
可以采用氧化、脱色、脱酸等方法进行纯化处理。
其中,氧化是一种常用的方法,通过氯气的氧化作用,将杂质气体、不饱和物质和酸性物质等进行氧化,提高产品纯度。
最后,需要对废水进行处理,以满足环保要求。
合成氯乙烯的过程中会产生含有盐酸和氯化物等的废水,需要进行中和处理和固液分离等工艺,以达到排放标准。
综上所述,年产5万吨PVC的氯乙烯合成工段的工艺设计,需要从原料选择、反应条件、催化剂选择、分离工艺、产品纯化和废水处理等方面进行综合考虑。
通过合理的工艺设计和操作控制,可以实现高效、稳定的氯乙烯合成过程,满足PVC生产的需求。
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计引言聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC)是一种重要的合成材料,广泛应用于建筑、汽车、电子、食品包装等领域。
年产万吨聚氯乙烯的生产工艺设计对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
本文将详细介绍年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计方案。
工艺流程年产万吨聚氯乙烯的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 原料准备聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯是由石油和天然气中的轻烃类物质经过裂解、脱氢等加工步骤得到的。
氯气可以通过电解食盐水或者氯化氢与氧气反应得到。
2. 乙烯氯化将乙烯与氯气进行氯化反应,生成乙烯氯化物。
乙烯氯化反应一般在高温高压下进行,使用催化剂促进反应速度。
3. 聚合反应将乙烯氯化物进行聚合反应,生成聚氯乙烯。
聚合反应通常在聚合釜中进行,同时加入引发剂和调节剂来控制聚合反应的速率和分子结构。
4. 分离与精制将聚合物溶液进行分离,得到聚氯乙烯的粗品。
然后对粗品进行洗涤、脱水、干燥等工艺步骤,以获得高纯度的聚氯乙烯产品。
设计要点年产万吨聚氯乙烯生产工艺的设计要点包括以下几个方面:1. 工艺流程的稳定性与安全性工艺流程应具备良好的稳定性和安全性,确保生产过程的连续稳定运行。
在设计中应考虑到原料的质量波动、设备的故障停机等因素,合理设计反应釜和分离设备的容量和数量。
2. 能源消耗与环境保护在工艺流程设计中应考虑到能源消耗和环境保护的问题。
采用先进的能源回收技术和废气处理技术,降低生产过程中的能源消耗和排污量,提高资源利用效率。
3. 产品质量与生产效率在工艺设计中应注重产品质量和生产效率的提高。
选择合适的催化剂和控制剂,优化聚合反应条件,控制产品的分子量和分子量分布,以及产品的溶解度和熔点等性能。
4. 辅助设施与管理系统除了主要的生产设备外,还需考虑到辅助设施和管理系统的设计。
包括原料仓储系统、废水处理系统、工艺控制系统等,以提高生产效率和管理水平。
结论年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计是一个复杂的工程问题,需要综合考虑工艺流程的稳定性、安全性、能源消耗、环境保护、产品质量和生产效率等因素。
年产5.5万吨聚氯乙烯树脂单体合成工艺设计毕业论文第1章聚氯乙烯工业概述1.1:聚氯乙烯的性质与用途1.1.1 聚氯乙烯的性质PVC属于无定形共聚物,密度 1.35—1.453g c m,表观密度度0.4—0.653J(C),热导率2.1KW(m.k),折射率g m,比热容1.045—1.465o20=1.544。
85℃以呈玻璃态。
85—175℃呈粘弹态。
175--190℃时呈熔融态。
D190--200℃时呈粘流态。
脆化点-50 -- -60℃。
软化点75--85℃.玻璃化转化温度在80℃上下。
100℃以上时开始分解,180℃以上时快速分解。
200℃以上剧烈分解并变黑。
PVC在火焰上能燃烧,并降解释放出HCl,CO,苯等低分子化合物,离火自熄。
耐电击穿,可用于1万伏低压电缆。
较耐老化,但在光照和氧的作用下会缓慢分解,释放盐酸、形成羰基、共轭键而变色。
化学稳定性好,在酸、碱、盐溶液中较为稳定。
并且在室温条件下耐磨性超过硫化橡胶。
聚氯乙烯的突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、水汽低渗透性好。
此外,综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消震性好。
时性价比最为优越的通用型材料。
缺陷是热稳定性、抗冲击性较差,降低温度时迅速变硬变脆。
受冲击时极易脆裂。
但PVC极易改性,通过化学、物理方法可大大改善其性能。
并且可通过分子链交联或引入功能基团等手段赋予新的功能。
例如、将PVC树脂化后氯化,氯含量提高了10%以上,即保留了PVC的优良耐化学性,尺寸稳定性及良好的绝缘性能又提高了耐热性、拉伸强度、弹性模量及阻燃抑烟性能。
按配方不同,其玻璃化转化温度Tg从PVC的80℃提高到115℃--135℃.热变形温度从70℃升至85--104℃.。
氯化聚氯乙烯优良的耐化学性、阻燃抑烟性、高度的刚性、合适的密度及耐热性使之制造的管道、管件、阀门能用于输送热水、冷水、工业腐蚀性液体,高温液体和消防系统特用管材管件;可以用于制造飞机机舱内的低烟制品等。
聚氯乙烯的生产工艺流程摘要:本文主要介绍年产5万吨的聚氯乙烯(PVC)这种大宗化学品的生产过程和工艺,以及聚氯乙烯(PVC)的生产装置。
我们用“乙烯氧氯化法”的“古德里奇法”制取氯乙烯单体,然后就氯乙烯单体的聚合的“悬浮聚合法”和正式生产做出进一步的说明。
关键词:PVC,乙烯氧氯化法,悬浮聚合法,古德里奇法引言:1,PVC的特性和设计背景聚氯乙烯树脂是世界五大著名的树脂之一,全称Polyvinyl chloride polymer,简称PVC。
聚氯乙烯本色为微黄色半透明状,有光泽。
透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。
常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。
是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
它柔韧性好,绝缘性高,强度也高,不易溶解等等,广泛的应用于人们的生产生活。
PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小。
工业生产的PVC分子量一般在5万~12万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃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。
2,我国的发展概况近几年来我国的PVC从无到有发展迅速,但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求,自给率只能保持在70%左右。
需求的旺盛,国内乙烯资源的不足,反倾销终裁后进口量的下降,国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高,也使得电石法成为许多企业的首选工艺。
中国PVC产业主要有三个发展的方面:一,企业向规模化、大型化和集约化发展。
据有关统计资料表明,我国聚氯乙烯生产能力已达到年4000万吨。
根据我国石油化工发展规划,到2010年,已经有几套年产20万吨以上的聚氯乙烯装置在我国落户。
5万吨聚氯乙烯生产工艺设计目录摘要 (1)引言 (2)1 总论 (3)1.1 国内外pvc发展状况及发展趋势 (3)1.2 单体合成工艺路线 (3)1.2.1 乙烯路线: (3)1.3聚合工艺实践方法 (4)1.3.1本体法聚合生产工艺 (4)1.3.2乳液聚合生产工艺 (4)1.3.3悬浮聚合生产工艺 (4)1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (5)1.4.1配方的选择 (5)1.4.2后处理设备侧选择 (6)1.5 防粘釜技术 (8)1.6原料及产品性能 (8)1.7影响聚合及产品质量的因素 (10)1.8工艺流程叙述 (11)1.8.1加料系统 (11)1.8.2聚合系统 (11)1.8.3回收系统 (11)1.8.4干燥系统 (11)2 工艺计算 (12)2.1物料衡算 (12)2.1.1聚合釜 (12)2.1.2 混料槽 (16)2.1.3汽提塔 (17)2.1.4离心机 (20)2.1.5 沸腾床 (21)2.1.6 包装 (22)2.2热量衡算 (23)2.2.1聚合釜 (23)2.2.2沸腾床的热量计算 (28)3 非工艺部分 (34)3.1厂内的防火防爆措施 (34)3.2车间照明及采暖措施 (35)3.3防静电,防雷措施 (35)3.4三废处理情况 (36)3.4.1电石渣的处理 (36)3.4.2电石渣上清液的处理 (36)3.4.3 热水的综合利用 (36)3.4.4尾气的回收利用 (36)3.4.5转化水洗塔水的回收利用 (37)致谢 (38)参考文献 (39)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。
四川化工职业技术学院毕业设计题目:PVC的生产*名:***学院:四川化工职业技术学院专业:应用化学班级:0 6(3)- 8学号: 4 1指导教师:***四川化工职业技术学院毕业设计任务前言1.聚氯乙烯的概述聚氯乙烯 PVC本色为微黄色半透明状,有光泽。
透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。
常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包含一些结晶区域(约5%),所以聚氯乙烯没有明显的溶点,约在80℃左右开始软化,热扭变温度( 1.82MPa负荷下)为70-71 ℃,在加压下150℃开始流动,并开始缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色(由黄变红、棕、甚至于黑色)。
工业聚氯乙烯重均相对分子质量在 4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。
而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万.硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。
硬质聚氯乙烯可以用增强材料。
它是世界上产量最大的塑料产品之一,价格便宜,应用广泛,聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末。
根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
在聚氯乙稀树脂中加入适量的增塑剂,可制成多种硬质、软质和透明制品。
纯的聚氯乙稀的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的聚氯乙稀塑件的密度一般为1.15-2.00g/cm3。
硬聚氯乙稀有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力,可单独用做结构材料。
软聚氯乙稀的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加,但脆性、硬度、拉伸强度会降低。
聚氯乙稀有较好的电气绝缘性能,可作低频绝缘材料,其化学稳定性也好。
由于聚氯乙稀的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出HCL气体,使聚氯乙稀变色,所以其应用范围较窄,使用温度一般在-15~55度之间。
2:设计依据任务本次设计是年产5.5万吨PVC树脂合成岗位工业设计。
根据设计任务寻找最佳工艺方案,能够使PVC生产工艺优化、生产成本、能耗、降低。
使PVC 生产有足够的利益空间。
3:设计指导思想本次设计的目的在于综合应用基本理论知识,深入阅查研究掌握基本技能。
培养开拓和创新的精神以及查阅文献资料和工程表达能力方面对学生进行全面训练,在学校培养高级工程技术人才的计划中起着师范重要的作用。
⑴通过毕业设计的训练,是同学进一步巩固所学知识,并使之系统化。
⑵通过毕业设计的训练,培养了独立工作和独立思考能力,并应用所学知识解决实际工程技术问题的能力和创新获取新知识的能力。
⑶通过毕业设计的训练,可进一步提高学生调查研究,计算机应用、绘图、科学实验、数据处理、文献检索、外文阅读语翻译等实践能力。
使学生掌握基本的设计方法,以完成作为工程师所必须的较全面的技术训练。
本次设计以精益求精、实事求是、开拓创新为指导思想。
4:致谢感谢学院提供本次设计任务,提高了同学们解决实际问题以及其他多方面的能力。
感谢设计过程中李光荣老师的大力知道,感谢在计算过程中几位同学的提醒。
目录第一章聚氯乙烯工业概述 (5)1.1、氯乙烯性质与用途 (5)1.2、氯乙烯工业的重要性 (12)1.3、中国聚氯乙烯工业的发展 (13)第二章聚氯乙烯生产工艺 (18)21原料乙炔的制备 (18)2.2 氯乙烯合成2.3 氯乙烯聚合………………………………………………第三章工艺计算与设备设计及择3.1 原料乙炔的制备 (35)3.2氯乙烯合成 (38)第4章毕业设计总结 (47)参考文献 (51)第1章 聚氯乙烯工业概述1.1:聚氯乙烯的性质与用途1.1.1 聚氯乙烯的性质PVC 属于无定形共聚物,密度 1.35—1.453g m ,表观密度度0.4—0.653g m ,比热容1.045—1.465o J (C),热导率2.1KW (m.k ),折射率20D=1.544。
85℃以呈玻璃态。
85—175℃呈粘弹态。
175--190℃时呈熔融态。
190--200℃时呈粘流态。
脆化点-50 -- -60℃。
软化点75--85℃.玻璃化转化温度在80℃上下。
100℃以上时开始分解,180℃以上时快速分解。
200℃以上剧烈分解并变黑。
PVC 在火焰上能燃烧,并降解释放出HCl,CO,苯等低分子化合物,离火自熄。
耐电击穿,可用于1万伏低压电缆。
较耐老化,但在光照和氧的作用下会缓慢分解,释放盐酸、形成羰基、共轭键而变色。
化学稳定性好,在酸、碱、盐溶液中较为稳定。
并且在室温条件下耐磨性超过硫化橡胶。
聚氯乙烯的突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、水汽低渗透性好。
此外,综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消震性好。
时性价比最为优越的通用型材料。
缺陷是热稳定性、抗冲击性较差,降低温度时迅速变硬变脆。
受冲击时极易脆裂。
但PVC 极易改性,通过化学、物理方法可大大改善其性能。
并且可通过分子链交联或引入功能基团等手段赋予新的 功能。
例如、将PVC 树脂化后氯化,氯含量提高了10%以上,即保留了PVC 的优良耐化学性,尺寸稳定性及良好的绝缘性能又提高了耐热性、拉伸强度、弹性模量及阻燃抑烟性能。
按配方不同,其玻璃化转化温度Tg 从PVC 的80℃提高到115℃--135℃.热变形温度从70℃升至85--104℃.。
氯化聚氯乙烯优良的耐化学性、阻燃抑烟性、高度的刚性、合适的密度及耐热性使之制造的管道、管件、阀门能用于输送热水、冷水、工业腐蚀性液体,高温液体和消防系统特用管材管件;可以用于制造飞机机舱内的低烟制品等。
1.1.2 聚氯乙烯的用途1.1.2 1.PVC 一般软制品。
利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合各种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。
1.1.22.PVC薄膜。
PVC与添加剂混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜,用这种方法加工薄膜,成为压延薄膜。
也可以通过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。
宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。
经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可用于收缩包装。
1.1.2 3.PVC涂层制品。
有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上,然后在100摄氏度以上塑化而成。
也可以先将PVC与助剂压延成薄膜,再与衬底压合而成。
无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片,再压上花纹即可。
人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等,还有地板革,用作建筑物的铺地材料。
1.1.2.4.PVC泡沫制品。
软质PVC混炼时,加入适量的发泡剂做成片材,经发泡成型为泡沫塑料,可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。
也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材,可替代木材试用,是一种新型的建筑才材料。
1.1.2 5.PVC透明片材。
PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂,经混合、塑化、压延而成为透明的片材。
利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装,是优良的包装材料和装饰材料。
1.1.2 6.PVC硬板和板材。
PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。
将压延好的薄片重叠热压,可制成各种厚度的硬质板材。
板材可以切割成所需的形状,然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。
1.1.2 7.PVC其它。
门窗有硬质异型材料组装而成。
在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场;仿木材料、代钢建材(北方、海边);中空容器。
PVC(Permanent Virtual Circuit)永久虚电路:两台计算机通过面向连接网络的连接。
PVC能经受计算机的重新自举或电源的波动,从这个意义上说它是永久的;PVC是虚拟的,因为它是将路径放在路由表中,而不是建立物理连接。
虚电路是分组交换网络提供的服务之一(另一种是数据报服务),简单地说,就是通过网络内部的控制机制,在用户主机之间建立虚拟的逻辑连接,并且保证在其上传送信包的正确性和顺序性,通信前后要进行虚电路的建立和拆除。
永久虚电路是一种在网络初始化时建立的虚电路,并且该虚电路一直保持。
X.25网络和B-ISDN都提供PVC服务。
1.1.3聚氯乙烯的回收与再利用回收及循还再用资源回收再利用: 国际塑料回收代码: PVC的是3 (3字在三个循还再用箭号中心)塑料本体底部或包装上须列明,以便消费者及回收商能适当地分类。
聚乙烯废弃物聚乙烯是塑料中产量最大、用途极广的热塑性塑料,它是由乙烯聚合而成,是部分结晶材料,可用一般热塑性塑料的成型方法加工。
聚乙烯可分为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯三大类。
高密度聚乙烯的密度一般高于0.94g/,而低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的密度在0.91~0.94g/cm之间。
废旧聚乙烯薄膜主要来源有两方面:1).薄膜生产中产生的边角料、残次品等。
这些废料清洁,品种明确,可粉碎压缩后直接送入挤出机造粒,回收过程较简单。
2).来自化学工业、电气工业、食品与消费品工业等废弃薄膜。
这些废膜均已被污染,有的已着色并印有商标,有的还含有砂子、木屑或碎纸等杂质。
聚乙烯由于价廉易得、成型方便,所以其制品应用范围很广,但用得最多的还是包装制品,估计在60%以上。
高密度聚乙烯主要用于包装用膜和瓶类、中空容器上;低密度聚乙烯的最主要用途是包装用膜和农用膜;线型低密度聚乙烯主要用于薄膜、膜塑件、管材以及电线电缆上。
聚氯乙烯废弃物聚氯乙烯历史上曾经是使用量最大的塑料,现在某些领域上以被聚乙烯、PET所代替,但仍然在大量使用,其消耗量仅次于聚乙烯和聚丙烯。
聚氯乙烯制品形式十分丰富,可分为硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚氯乙烯糊三大类。
硬聚氯乙烯主要用于管材、门窗型材、片材等挤出产品,以及管接头、电气零件等注塑件和挤出吹型的瓶类产品,它们约占聚氯乙烯65%以上的消耗。
软聚氯乙烯主要用于压延片、汽车内饰品、手袋、薄膜、标签、电线电缆、医用制品等。
聚氯乙烯糊约占聚氯乙烯制品的10%,主要用产品有搪塑制品等。
聚甲基丙烯酸甲酯废弃物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃。
PMMA具有其他塑料所没有的独特性能:极好的透明度(接近于玻璃);韧性、耐化学性、耐候性都很好。
因而已大量用于汽车、医疗器械、室内游泳池等地方,随着汽车等相关工业的发展,PMMA的用量也越来越大。