1、-作者xxxx-日期xxxx年產3萬噸PVC工藝與設備設計【精品文檔】工藝與設備設計課程設計說明書設計題目： 年產3萬噸PVC工藝與設備設計 學 校： 大 學姓 名：張 超專 業：化學工程與工藝完成日期：2012年 月 日設計任務書（一） 設計題目設計年產3萬噸PVC裝置。（二） 操作條件1. 油水比 1：1.8 ， 裝料系數。2. 反應時間：6hr。3. 聚合溫度：60 oC （三） 工作日生產時間:8000小時/a.（四） 廠址無錫地區（五） 設計內容2 消耗定額的確定3 操作周期的確定4 全車間主要物料衡算5主要設備物料衡算6、設備結構設計和選型7、其他設備的設計計算8、繪制生產工藝流程

2、圖目 錄1、年產3萬噸PVC車間工藝設計方案簡介32、工藝計算及主要設備設計3聚合配方的計算3引發劑用量計算42.3 分散劑用量42.4 其他助劑用量42.5 配方計算匯總表5消耗定額的確定52.7 操作周期的確定72.8 全車間主要物料衡算73、設備結構設計和選型83.1 聚合釜的選型和攪拌裝置的設置8干燥器的選型9輔助設備的選型94.生產工藝流程圖115、參考文獻131、年產3萬噸PVC車間工藝設計方案簡介聚氯乙烯樹脂（PVC）是我國重要的有機合成材料。其產品具有良好的物理性能和化學性能，廣泛用于工業、建筑、農業、日用生活、包裝、電力、公用事業等領域。本設計闡述了PVC的車間設計生產工藝流

3、程、發展及其應用，對PVC樹脂懸浮聚合生產工藝、干燥以及后處理進行了進行了探討，從聚合車間工藝設計、設備結構和選型等方面進行初步設計。2、工藝計算及主要設備設計無錫地區平均氣溫是，本設計選用的溫度為15。聚合溫度為60，聚合時間6小時。 選用國產33m3聚合釜，材質是碳鋼和不銹鋼的復合材料。 查得： 15時 水=/cm3 60時 水=0.9832 g/cm32.2物料量的計算215152=0.9202 g/cm260602=0.8307 g/cm2設60時，需要V1體積的VCM，V2體積的水則：V10.8307/（V2V2V1=33V1=11.78 V2實際15需要的VC及水的體積為：V10.

4、83070.9202=3V20.98320.9913=3油水比為1：1.8 總重：G=Gvc+G水引發劑用量計算由InKp=B-A/T(其中A=4101.90,B=15.34)InKd=C-A/T(其中A=14615,C=43.00)引發劑用量計算式：100n=Kp0 te+1/Kd(e-Kdte-1) 其中n轉化率 0引發劑濃度mol/TPVC te聚合用周期hrn=85%0 6-1）總重量：G0=0 103= 分散劑用量分散劑用量為單體的0.06%，用復合分散體系HPMC、PVA其中配方比為3:2助分散劑LL02為單體重量的0.019%0.06%103=5.443/（2+3）=3.264

5、2/23助分散劑LL0.019%103=1.722.4 其他助劑用量1030.075%=0.661030.013%=1.141030.025%=2.201030.05%=8.30G7-91030.0055%=0.48Na21030.021%=4.841030.056%=4.93NH4HCO3 1030.22 %=19.372.5 配方計算匯總表表2-1 33m3聚合釜生產SG-5型樹脂配方(15)物料用量物料用量VCM10.6 m3雙酚A2.2軟水17.92 m3有機錫8.3HPMC3.264G7-9酸鋅0.48PVA2.176Na2S4.84LL021.72CaABS4.93疏基乙醇0.66

6、NH4HCO319.73十六醇1.14ZnPS0.34注：CaABS在轉化率為75%時。消耗定額的確定（1）聚合釜的單位損失計算(以每釜計)單體投料量：8.805427T 聚合溫度：60 反應時間：6hr確定在轉化率為85%時料 60 H2O3VCM=0.8307 T/ m3 PVC=1.391T/ m3據天原廠經驗，反應結束后余壓壓料至出料槽內，余壓力為2/ cm3此時釜內剩余單體量為（1+20.9672）103n103mol103/103=91.3/釜設其他泄露及回收后精制等損失后回收量的7%，7%=6.4/釜實際回收VCM量91.6-6.4=84.9/釜（2）出料槽單體損失計算（以每釜計

7、）根據杭州電化廠數據，出料槽汽提后，漿料中含VCM量如下10 m3 -91.3+300）21010-6=2.3/釜103（1-85%）91.3=502.2/釜回收單體量為502.2-2.3=499.9/釜7%=35.0/釜實際回收VCM量為499.9-35=464.9/釜聚合釜和出料兩部分VCM總損失量為：6.4+35.0+2.3=43.7/釜（3）干燥崗位樹脂損失計算（以成品絕干PVC為基準）已知：旋風分離器回收塵效率為99%級，則損失量為：10152=0.104/TPVC加上其他泄露確定冷風管損失PVC為1.3/TPVC旋風分離器進入震動篩的樹脂較少，約30%，但扣去其他泄露后，還要扣清床

8、料，也定為1.1/TPVC,則干燥崗位PVC損失總量為1.3+1.1=2.4/TPVC.（4）其他設備PVC樹脂損耗分配表3-2 其他設備PVC樹脂損耗分配設備釜損失原因損失量（/TPVC）聚合釜粘釜，泡沫夾帶出料槽泡沫夾帶，塑化片等混合槽泡沫夾帶離心機母液夾帶篩分廢次品稱量偏差總計全車間PVC總損失為：/TPVC10-3)=97.77%以成品絕干PVC為基準，聚合單體損失為：43.7/7.318=6.0/TPVC其中聚合釜損失為6.4/7.318=0.875/TPVC出料槽：464.9/7.318=63.53/TPVC 操作周期的確定表3-3 操作周期的確定反應操作時間（min）反應操作時間

9、（min）加水助劑15N2試壓15加VC10冷攪拌30升溫20反應6hr降溫20出料10回收VCM20清釜10涂布等15小計8hr45min取整：操作周期為9hr 全車間主要物料衡算已知：生產能力：30000T 生產時間：8000小時操作周期：9小時 樹脂含水量及揮發率：0.5%每年可生產的釜數8000/9=889釜完成年產30000TPVC所需釜數：臺（圓整取5臺）5889= T/Y全年回收VCM量（84.9+464.9）10-35899=2443,86 T/Y10-35889=T/Y原料消耗量計算單體VCM -=T/Y聚合用軟水 5889=引發劑ABVN 588910-3=/Y分散劑總量

10、588910-3=/Y其中HPMC 11.604 T/Y PVA 7.716 T/Y 588910-3=/Y疏基乙醇 588910-3=/Y十六醇 588910-3=/Y 雙酚A 588910-3=/Y有機錫 588910-3=T/YG7-9酸鋅 588910-3=T/YZnPS 588910-3=T/YNa2S 588910-3=T/YCaABS 588910-3=T/YNH4HCO3 588910-3=T/Y3、設備結構設計和選型 聚合釜的選型和攪拌裝置的設置選用我國33m3聚合釜，材質是復合鋼板，牌號16MnR+0Cr18Ni9，筒體厚度14+3（3為不銹鋼板）。長徑比為2.08，內設可

11、拆卸管/式冷卻管，共四根，外有1146的38圈半管冷卻夾套。傳動方式為上傳動，電機同平行軸漸開線齒輪減速機組合驅動，轉速120r/min表3-1 釜的參數V/m3F/m2F/Vm2/m3L直線mmD-minL/D335154002600（1）氣流干燥管氣流干燥速度：15m（2）MST 旋風干燥器物料停留時間：30 min 進料速度：500kg/h氣流速度：5000m/h 引風機入口風壓：2 Kpa床夾套溫度：75 旋風床內溫度：4670氣流管進口風壓：46 Kpa.料槽、混料槽選型 出料槽體積為150m，混料槽200m攪拌轉速為50r/min 離心機選型WG-800 臥式刮刀卸料離心機，脫水后

12、PVC樹脂含水量2025旋風分離器選型冷風管用旋風分離器 二臺風機選擇氣流干燥器用風機 一臺 冷風管用風機 一臺槽類選擇去離子水貯槽 一個 熱水貯槽 一個助劑計量槽 一個 去離子水計量槽 一個單位計量槽 一個 單位貯槽 一個泵類選擇熱水泵 一臺 軟水泵 一臺出料泵 一臺 漿料泵 兩臺進塔泵、出塔泵 各一臺 汽提熱水噴淋泵 一臺脫單體真空泵 一臺 循環水泵 一臺3.3.7過濾器選擇單體過濾器 兩臺 軟水過濾器 一臺樹脂過濾器 兩臺 空氣過濾器 一臺其他設備選擇加料小罐 兩個 漿料換熱器 一臺氣提熱水噴淋罐 一個 水氣分離器 兩臺螺旋輸送器 一臺 鼓風機 一臺一級、二級冷卻器 各一臺 沉淀槽 一個

13、引風機 一臺 振動篩 一臺泡沫捕集器 一臺 壓縮機 一臺4.生產工藝流程圖圖4-1 車間生產工藝流程圖工藝流程圖圖解：1、 脫鹽水 17、懸浮劑罐 33、旋轉干燥器2、 穩定劑 18、進料料斗 34、空氣加熱器3、 抗氧劑 19、漿料罐 35、袋式過濾器4、 高壓反應釜 20、汽提塔進料泵 36、空氣過濾器5、 穩定劑罐 21、汽提塔 37、鼓風機6、 穩定劑泵 22、冷凝器 38、旋風分離器7、 催化劑罐 23、真空罐 39、粉料料倉8、 回流冷凝器 24、真空泵 40、聚氯乙烯產品9、 催化劑 25、傳輸泵 41、去回收氣柜10、催化劑泵 26、旋轉閥 42、放空11、冷凍水 27、攪拌器

14、 43、空氣12、冷凍水回水 28、離心進料罐 44、氯乙烯單體13、漿料輸送泵 29、離心進料泵 45、懸浮劑14、反應器攪拌釜 30、離心分離器 46、懸浮劑泵15、廢水泵 31、廢水泵16、料倉 32、螺旋給料器5、參考文獻1 嚴福英 等主編聚氯乙烯工藝學M 中國氯堿工業協會組織編寫化學工業出版社2 侯文順 主編高聚物生產技術M 化學工業出版社3 王久芬 主編高聚物合成工藝M 國防工藝出版社4 張宏麗 周長麗 等主編 化工原理M 化學工業出版社5 盧風軍 防粘釜技術在聚合上的應用G 中國氯堿 2006年5月6 陳延益 劉金彥 曹建新懸浮法PVC生產中粘釜物的成因研究J 聚氯乙烯 2008年8月7 史悠彰著聚氯乙烯高分子化學的理論與實踐M 浙江科學出版社8 盧鳳軍防粘釜技術在聚合中