年产10万吨PVC聚合工段设计开题报告..doc

毕业设计开题报告 题 目 年产10万吨聚氯乙烯聚合工段设计 学 院 化学与材料工程学院 专 业 高分子材料与工程 班　　级 学 　号 学生姓名 指导教师 开题日期 2015年 3 月 30 日 《 年产10万吨聚氯乙烯聚合工段设计》开题报告 选题的背景与意义： （一）课题研究来源 课题研究的目的 聚氯乙烯（PVC）是国内外高速发展的合成材料中5大热塑性合成树脂之一，以其价廉物美的特点，占合成树脂消费量的29%左右，仅次于聚乙烯（PE），居第二位。由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。 因此聚氯乙烯具有广泛的应用前景，所以聚氯乙烯的聚合工艺需要进行深入的研究。由于电石法聚氯乙烯生产技术是一种传统工艺，从Hcl气体合成、C2H2的生成、脱水，混合、预热到催化转化，工艺和设计都没什么改进。本设计目的在于添加了氯乙烯气相脱水工艺，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程及单元操作，设计出优化的工艺流程并根据工艺条件选择出合适的设备，以达到提高产品质量和生产效益的要求， 课题研究的意义 本课题对传统电石法聚氯乙烯的设计进行改进，不仅提高了生产效率，提高了氯乙烯单体的产量和质量，延长了设备的使用寿命，减少物料的损失，而且使生产过程中更加环保科学化。 二、国内外研究现状： （一）国内研究现状 国外研究现状 三、课题研究内容及创新： PVC制备的工艺流程详细如下图： 去离子水 乙烯 引发剂 助剂 泡沫捕集器 腾 床 干 燥 图1 本次设计为年产10万吨聚氯乙烯聚合工段设计，采用了聚氯乙烯悬浮聚合工艺，介绍了聚氯乙烯的聚合工艺及合成聚氯乙烯的流程和设备，对整个生产工艺做出了详细的叙述。悬浮聚合的过程是先将去离子水用泵打入聚合釜中启动搅拌器,依次将分散剂溶液、引发剂及其他助剂加入聚合釜内。然后，对聚合釜夹套内通入蒸汽和热水，当聚合釜内温度升高至聚合温度（50～58℃）后，改通冷却水，控制聚合温度不超过规定温度的正负0.5℃。聚合物悬浮液送碱处理釜，用浓度为36％～42％的NaOH溶液处理,加入量为悬浮液的0.05%～0.2%,用蒸汽直接加热至70～80℃,维持1.5～2小时,然后用氮气进行吹气降温至65℃以下时,再送去过滤和洗涤。然后送入汽提塔以除去二氧化碳等气体。其次送入离心分离槽和旋风干燥床等里进行分离干燥。最后成品储存包装。 （二）创新： 反应温度易控制、成品纯度高、绝缘性好、聚合物的聚合度也比较高。 固碱不仅能吸湿脱水，而且能进一步除掉氯乙烯中夹带的微量氯化氢及铁，减轻酸腐蚀，延长设备的使用寿命，还能除掉从聚合过程中回收的氯乙烯中的微量活性分子。这样就能减少精馏塔中的自聚物，改善精馏操作状态，延长精馏操作周期，减少因精馏操作不良引起的停工时间和停工物料损失，从而提高氯乙烯单体的产量和质量，具有一定的操作价值和研究意义。 四、课题的研究方法： 该设计整体上来说可以按照下面几个步骤来进行研究： （1）在设计计算之前，首先应对与PVC有关的文献资料进行查阅，大致了解PVC的发展现状，PVC合成的基本步骤以及PVC的发展趋势； （2）通过对化工原理基础知识的回顾，熟悉物料衡算、热量衡算时所需的条件，结合已知参数，进行计算； 各工序段的物料及能量衡算基本步骤如下： 氯乙烯脱水 氯乙烯精馏 氯乙烯聚合干燥 物 料 衡 算 基 本 步 骤 （1）确定物料衡算的 已知条件 （1）确定物料衡算的已知条件 （1）确定物料衡算的已知条件 （2）进行氯乙烯气相冷却器的物料衡算 （2）进行全凝器的物料衡算 （2）进行聚合釜的物料衡算 （3）进行固碱干燥器的物料衡算 （3）进行低沸塔的物料衡算 (3)进行空气加热器的物料衡算 （4）进行高沸塔的物料衡算 热 量 衡 算 基 本 步 骤 （1）确定热量衡算的已知条件 （1）确定热量衡算的已知条件 （1）确定热量衡算的已知条件 （2）进行冷却器的热量衡算 （2）进行低沸塔的热量衡算 （2） 筒体厚度计算： （4）对确定的设备进行验证，确保其符合要求； （5）按所得的设备尺寸以一定的比例进行作图，同时按要求做出工艺流