毕业设计说明书 悬浮聚合法年产 30 万吨聚氯乙烯 车间工艺设计(2)

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3.6 离心部分的物料衡算??????????????????????23 3.6.1 物料平衡图?????????????????????????24 3.6.2 离心前后各物质的质量计算??????????????????24 3.6.3 物料衡算表?????????????????????????24 3.7 气流干燥部分的物料衡算????????????????????24 3.7.1 物料平衡图?????????????????????????25 3.7.2 干燥前后各物质的质量计算??????????????????25 3.7.3 物料衡算表?????????????????????????25 3.8 沸腾干燥部分的物料衡算????????????????????25 3.8.1 物料平衡图?????????????????????????25 3.8.2 干燥前后各物质的质量计算??????????????????26 3.8.3 物料衡算表?????????????????????????26 3.9 筛分部分的物料衡算??????????????????????26 3.9.1 物料平衡图?????????????????????????26 3.9.2 筛分前后各物质的质量计算??????????????????26 3.9.3 物料衡算表?????????????????????????26 3.10全过程物料衡算??????????????????????27 3.10.1 间歇操作过程物料衡?????????????????????27 3.10.2 连续操作过程物料衡算????????????????????27 4 能量衡算????????????????????????????29 4.1 热量衡算方程?????????????????????????29 4.2 聚合釜的热量衡算???????????????????????29 4.2.1 有关参数的选择???????????????????????29 4.2.2 春季时聚合釜热量衡算????????????????????30 4.2.3 夏季时聚合釜热量衡算????????????????????31 4.2.4 秋季时聚合釜热量衡算????????????????????32 4.2.5 冬季时聚合釜热量衡算????????????????????33 4.3 汽提塔的热量衡算???????????????????????34 4.4 汽流干燥部分的热量衡算????????????????????34

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4.4.1 气流干燥部分的相关数据???????????????????35 4.4.2 热量衡算??????????????????????????35 4.5 沸腾干燥部分的热量衡算????????????????????34 4.5.1 相关数据的选择和设定????????????????????39 4.5.2 热量衡算??????????????????????????40 5 设备选型????????????????????????????45 5.1 聚合釜的选择?????????????????????????45 5.1.1 釜外型尺寸及内部构件辅助设备的参数?????????????45 5.1.2 聚合釜台数及设备后备系数的计算???????????????45 5.1.3 聚合釜外形尺寸的设计????????????????????46 5.1.4 搅拌装置的设计???????????????????????47 5.1.5 工艺管口的设计???????????????????????47 5.2 混料槽的选择?????????????????????????49 5.3 汽提塔的选择?????????????????????????49 5.3.1 塔尺寸及塔的特性参数????????????????????49 5.3.2 操作工艺条件????????????????????????50 5.3.3 气提塔的数量????????????????????????50 5.4 离心机的选择?????????????????????????50 5.5 气流干燥床的选择???????????????????????51 5.6 沸腾干燥床的选择???????????????????????52 5.6.1 适宜操作气速的计算?????????????????????52 5.6.2 沸腾床和挡板高度的计算???????????????????53 5.6.3 分布板结构设计???????????????????????54 5.7 换热设备的选型和工艺计算???????????????????55 5.7.1 气提塔中螺旋板换热器设计??????????????????55 5.7.2 沸腾干燥中空气预热器设计??????????????????57 5.8 流体输送机械的选型设计????????????????????57 5.9 贮罐的选型和工艺设计?????????????????????57 5.9.1 原料氯乙烯单体的贮罐设计??????????????????57

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5.9.2 原料氯乙烯计量罐设计????????????????????59 6 厂址选择及车间布置设计?????????????????????60 6.1 厂址选择的依据和原则?????????????????????60 6.2 车间厂房布置?????????????????????????60 6.2.1 车间厂房布置的原则?????????????????????60 6.2.2 车间厂房结构设计??????????????????????61 6.2.3 车间各部分组成及布置要求??????????????????61 6.3 车间设备布置?????????????????????????62 6.3.1 车间设备布置的原则?????????????????????62 6.3.2 车间设备布置的要求?????????????????????63 6.4 本设计的车间布置???????????????????????65 7 技术经济????????????????????????????67 7.1 技术经济分析概述???????????????????????67 7.2 主要技术经济指标???????????????????????67 7.3 投资估算???????????????????????????67 7.3.1 总投资费用估算???????????????????????67 7.3.2 成本估算??????????????????????????68 7.3.3 收入、税收和利润??????????????????????70 7.3.4 经济评价??????????????????????????71 8 安全操作、三废防治和环境保护??????????????????73 8.1 厂内的防火、防爆措施?????????????????????73 8.1.1 氯乙烯聚合的安全规范????????????????????73 8.1.2 防火防爆措施????????????????????????73 8.2 废气防治???????????????????????????75 8.2.1 废气危害??????????????????????????75 8.2.2 废气防治措施????????????????????????75 8.3 废水防治???????????????????????????75 8.3.1 废水危害??????????????????????????75 8.3.2 废水防治措施????????????????????????75

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8.4 废渣防治???????????????????????????76 8.4.1 废渣危害??????????????????????????76 8.4.2 废渣防治措施????????????????????????76 9 结论?????????????????????????????77 参考文献?????????????????????????????78 致谢???????????????????????????????81

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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]。预计到2010年我国PVC树脂的需求量将达1100万吨，2020年将达到2160万吨。预计到2010年全球PVC的需求量将达到3490万吨，2020年将达到4600万吨[6]。 1.3 国内外聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展

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