发布时间 : 星期一 文章毕设论文 产年95吨年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计更新完毕开始阅读0adb7aeb8662caaedd3383c4bb4cf7ec4afeb690
前 言
聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体（VCM）均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂，经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。在现代工业生产和人类生活中起着举足轻重的作用，因此PVC的生产和技术的改进越来越受到现代人的关注！
本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为9500吨的PVC聚合工艺设计，以有关化工设计资料作参考，按课程设计大纲和设计任务书的要求进行设计。
本设计的内容是在简要介绍聚氯乙烯发展状况及其性质、用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用悬浮聚合法生产PVC的工艺过程，产量为年产9500吨。设计的主要内容有：1、生产能力计算；2、原料及制备；3、物料衡算、热量衡算；4、工艺参数确定；5、聚合反应釜计算；6、产物后处理工序。设计图纸包括1张工艺流程图；1张聚合釜装配图。
本设计旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方案的选择、设备的选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。
由于设计者的理论知识有限，设计经验的缺乏，在设计的过程中难免会有一些不足和错误之处，敬请各位老师指评指正。
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第1章 概述
1.1聚氯乙烯简介
1.1.1 聚氯乙烯的理化性能
⑴ 典型的物理性质
外观 ﹕ 白色粉末 密度 ﹕ 1.35—1.45g/cm3 表观密度﹕0.4—0.65 g/cm3
比热容﹕1.045—1.463J/（g.℃） 热导率﹕2.1kW/（m.K）
颗粒大小﹕悬浮聚合﹕60-150μm 本体聚合﹕30—80μm 糊树脂﹕0.1-2μm 掺混﹕20-80μm
⑵ 热 性 能
无明显熔点 85℃以下呈玻璃态，85-175℃呈弹态，175-190℃为熔融状态，190-200℃属粘流态，软化点﹕75-85℃，加热到130℃以上时变成皮革状，同时分解变色，长期加热后分解脱出氯化氢。
⑶燃烧性能
PVC在火焰上能燃烧，并降解释放出HCl，CO和苯等低分子量化合物，离火自熄。
⑷电性能
PVC耐电击穿，它对于交流电和直流电的绝缘能力可与硬橡胶媲美，其介电性能与温度，增塑性，稳定性等因素有关。
⑸老化性能
较耐老化，但在光照（尤其光波长为270-310nm时）和氧化作用下会缓慢分解，释放出HCl，形成羰基，共轭双键而变色。
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⑹化学稳定性
聚氯乙烯塑化加工制品的化学稳定性较高，常温下，能耐任何浓度的盐酸，能耐90%的硫酸，能耐50%~60%的硝酸。能耐25%以下的烧碱，对盐类也相当稳定。
⑺耐溶剂性
除了芳烃（苯，二甲苯），苯胺，二甲基酰胺，四氢呋喃，含氯烃（二氯甲烷，四氯化碳，氯化烯）酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定。
⑻机械性能
聚氯乙烯抗冲击强度较高，常温常压下可达10MPa。[1]
1.1.2聚氯乙烯树脂的用途
聚氯乙烯树脂系属于力学性能、电气性能及耐化学腐蚀性能较好的热塑性塑料之一。根据不同规格的聚氯乙烯高聚物，采用不同塑化配方和加工方法可制成硬质和软质制品。一般各型号的用途如表1.1 所示：
表1-1 各型号聚氯乙烯树脂的用途
型号 用途
XJ-1 SG-1 高级电缆绝缘层、保护层
SG-2 SG-3 电缆、电线绝缘层、保护层等软制品、蓄电池隔板 XJ-3 SG-4
人造革底层
XJ-4 SG-5 硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸 XJ-5 SG-6 硬板、唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬件 XJ-6 SG-7 过氯乙烯树脂及注塑加工制品
SG-8 唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品
另外，塑料加工行业在生产高质量制品时，往往选择疏松型树脂为原料，如高绝缘级电缆料【体积电阻率ρ
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可达到（1.5~3）×1014Ω·cm以上】，
高透明性输液袋、瓶料、包装透明片材、“鱼眼”杂质少的透明唱片以及白
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色制品等。由于疏松型树脂具有较好的塑化性能，也广泛地用于粉料直接挤塑等过程，以满足加工工艺的特殊需要。
随着树脂型号增大，分子量及黏度减小，产品机械强度也随之下降；但玻璃化温度（Tg）有所降低，则使成型加工温度低，流动性好而易于加工。有如此多种类的树脂，选型的时候也有些基本原则：
① 一般对强度及电性能要求高的制品，宜选用SG-1、SG-2型；
② 对于强度要求不高，为便于加工，如薄膜、凉鞋，宜选用SG-3型；③ 一般硬制品（如硬板和硬管）类，由于不加或少加增塑剂，成型温度较高，宜选用SG-5、SG-6型，以降低加工温度；而SG-5、SG-6型分子量低，易发生热分解，在加工配方中常需加较多的热稳定剂，以提高其热加工的稳定性；
④ 对白色制品或透明制品，宜选用SG型；
⑤ 制糊用工艺如搪塑及人造革底层之类产品，宜选用吸增塑剂小的XJ型树脂，以保证糊的流动性。
1.2聚氯乙烯配方
表1-2 聚氯乙烯生产配方[3]
原 料 名 称 氯乙烯 软水 聚乙烯醇 IPP（引发剂） 抗鱼眼剂 防粘釜剂 丙酮缩氨基硫脲（终止剂）
相对分子质量
62.50 18.02 206.19
摩 尔 比 1.0 6.9 1.21×10-3
质 量/kg 62.5 125.0 0.75 0.25
投 料 量/kg
100 200 1.2 0.4
由于用量较少，故可忽略不计
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