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文檔簡介

1、年產10萬噸pvc樹脂工程工程報告(工廠設計) 工廠設計 年產10萬噸pvc樹脂工程工程報告 設計者:閔力珍xx141431145 施凱文xx141431174 彭建濤xx141431154 xx年12月-20xx年1月 目錄 第一章 綜述 4 一 pvc的簡述 4 二 pvc的分類 4 三 pvc市場開展現(xiàn)狀及趨勢 5 第二章 工程總況 11 第三章 產品方案 12 一 產品簡介 12 二 方案的選擇 12 第四章 工藝技術 15 一 工藝技術方案 15 二 工藝流程 16 三 主要設備選擇 10 四 全廠物料平衡方案 20 第五章 建廠條件和廠址方案 22 第六章 公用工程和輔助設施方案

2、25 一 總平面布置 25 二 工廠運輸 25 三 給排水 26 四 供電、電訊 26 第七章 經(jīng)濟衡算 27 一 技術經(jīng)濟分析概述 27 二 主要物料經(jīng)濟指標 27 三 投資估算 27 四 銷售收入、稅收和利潤 28 第八章 工藝設計說明書 30 一 氯乙烯懸浮聚合反響的特征 30 二 pvc生產工藝過程 30 三 工藝影響因素 31 四 懸浮聚合工藝條件分析 32 五 聚合工藝條件 33 六 汽提工序 34 七 枯燥工序 36 八 產物分析改良(白度) 38 第九章 廠房布局分析 42 一 聚氯乙烯生產存在的火災危險性分析 42 二 平安對策分析 42 第十章 總結與展望 44 一 循環(huán)經(jīng)

3、濟開展模式的挑戰(zhàn)和思考 44 二 創(chuàng)新能力的挑戰(zhàn)和思考 45 附錄 47 附1. 汽提操作及枯燥工藝流程:47 附2. 汽提塔結構:48 附3. 懸浮聚合工藝流程:49 附4. 總圖平面布置圖: 50 第一章 綜 述 一、pvc的簡述 聚氯乙烯是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料,是含有少量結晶結構的無定形聚合物。pvc為無定形結構的白色粉末,支化度較小,相對密度1.4左右,玻璃化溫度7790,170左右開始分解,對光和熱的穩(wěn)定性差,在100以上或經(jīng)長時間陽光曝曬,就會分解而產生氯化氫,并進一步自動催化分解,引起變色,物理機械性能也迅速下降,在實際應用中必須參加穩(wěn)定劑以提高

4、對熱和光的穩(wěn)定性。 pvc是三十年代初實現(xiàn)工業(yè)化的。從三十年代起,在很長的時間里,聚氯乙烯產量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期,聚乙烯取代了聚氯乙烯。現(xiàn)聚氯乙烯塑料雖退居第二位,但產量仍占塑料總產量的四分之一以上。由于其優(yōu)異的阻燃性,顏色鮮艷,耐腐蝕,經(jīng)久耐用,優(yōu)良的耐熱性,韌性,延展性好,易成型,無毒,無污染,保存時間長和良好的電絕緣性等特點,pvc打的開展具有極大的價值和利用率。目前,pvc合成材料已廣泛應用于工業(yè),農業(yè),汽車,家電,包裝,電力,醫(yī)藥,建材等領域。 二、pvc的分類 根據(jù)應用范圍的不同,pvc可分為:通用型pvc樹脂、高聚合度pvc樹脂、交聯(lián)pvc樹脂。通用型p

5、vc樹脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的; 高聚合度pvc樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中參加鏈增長劑聚合而成的樹脂;交聯(lián)pvc樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中參加含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹脂。 根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來區(qū)分,可分為電石法、乙烯法和進口(edc、vcm)單體法(習慣上把乙烯法和進口單體法統(tǒng)稱為乙烯法)。 根據(jù)聚合方法,聚氯乙烯可分為四大類:懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產量最大的一個品種,約占pvc總產量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對黏度分六個型號:xs-1、xs-2xs-6; xj-1、xj-2、xj-6。型號

6、中各字母的意思:x-懸浮法;s-疏松型;j-緊密型。 三、pvc市場開展現(xiàn)狀及趨勢 當前,我國pvc樹脂消費主要集中在華南和華東兩個地區(qū),廣東、浙江、福建、山東和江蘇等省份的消費合計約占全國總消費量的70.0 。其中,廣東和福建的市場需求量最大,但生產能力缺乏,進口pvc樹脂所占比例較高; 華東地區(qū)中的江蘇、山東和浙江pvc樹脂加工業(yè)比擬興旺,三省的消費量約占國內總消費量的34.0 ;華北地區(qū)產銷根本平衡。今后,隨著中西部地區(qū)開發(fā)力度的加強以及大規(guī)模根底設施的興建,中西部pvc樹脂的消費量將會逐漸增加。 聚氯乙烯樹脂行業(yè)屬于根底型和能源密集型產業(yè),受需求和能源價格影響較大,同時又是根底化工原料

7、,因此與經(jīng)濟開展關聯(lián)也非常緊密。從 xx 年的情況來看,由于國內聚氯乙烯樹脂產能仍不斷減少,而下游需求增長相對緩慢,加之出口受阻,進口增加,因此國內聚氯乙烯樹脂企業(yè)整體開工率不高,產能閑置數(shù)量較大,市場價格也始終保持中低位徘徊,價格波動區(qū)間減小,另外,聚氯乙烯樹脂期貨的上市在一定程度上增加了聚氯乙烯樹脂市場價格波動的不確定性。我國聚氯乙烯樹脂行業(yè)處于一個較為艱難的整合期,將有多種因素影響到我國未來聚氯乙烯樹脂的開展。 目前我國的pvc行業(yè)的供需平衡已發(fā)生改變,由于最近幾年房地產的走勢低迷,pvc先進技術的開展,以及市場的滯后性等影響,導致pvc生產廠家盲目估計市場形勢,現(xiàn)在pvc行業(yè)處于供大于

8、求的現(xiàn)狀。在這種情況下,pvc行業(yè)內的競爭將會更加劇烈,這將促進pvc企業(yè)的兼并重組,一局部產率低,耗能高,污染嚴重的企業(yè)和裝置將被替代和取消。面對劇烈的競爭,pvc的技術革新仍然是行業(yè)內最重要的突破,高利用率、低污染的生產工藝將在未來的競爭中占到先機。經(jīng)過競爭與合并,中國的pvc行業(yè)將出現(xiàn)幾個具有國際競爭力的世界巨頭企業(yè),并且全面提高中國pvc在國際的競爭力和影響力。 到xx年,經(jīng)過產業(yè)政策調控,市場引導,原料路線、工藝技術改造,企業(yè)整合,力爭使我國氯堿生產企業(yè)規(guī)模、集中度、競爭力水平有較大提高?!笆濉蹦覈勐纫蚁┊a量到達1500萬噸,年均增長8%。努力做好氯堿平衡,提高有機氯產品比

9、例,滿足市場需求。 我國聚氯乙烯產業(yè)問題 隨著開展步入新常態(tài), 傳統(tǒng)的開展模式和增長方式難以為繼, 中國聚氯乙烯行業(yè)開展也隨之進入新常態(tài)。 pvc生產路線多元化,產品結構和開展模式單一 , 汞污染防治等重大問題都對企業(yè)開展帶來巨大挑戰(zhàn),也在一定程度上增加了電石乙炔法聚氯乙烯開展的不確定性。只有深刻分析和正確認識這些問題,才能盡快適應新的開展環(huán)境,主動作為,變挑戰(zhàn)為機遇,為企業(yè)贏得新的開展空間。 1 聚氯乙烯生產路線多元化的挑戰(zhàn)和思考 煤制烯烴技術的快速開展,加之美國頁巖氣爆發(fā)式增長、中東乙烷制乙烯規(guī)模的擴大以及低油價時代的來臨,乙烯原料的低本錢、多元化必將帶來pvc 生產路線的多元化,使電石乙

10、炔法 pvc 的競爭環(huán)境更加復雜。 以美國頁巖氣和中東地區(qū)富含乙烷天然氣產業(yè)的快速開展為代表, 使得這些地區(qū)成為世界上乙烯生產本錢最低的地區(qū),其生產本錢僅為石腦油裂解制乙烯生產本錢的 30%50%。日本信越公司在美國的工廠抓住這一機遇,改變了外購氯乙烯單體的開展模式,不斷向 pvc 生產的上游挺進,已逐步形成乙烷裂解制乙烯-氯乙烯-聚氯乙烯產業(yè)鏈。以這種開展模式為特征的美國 pvc 行業(yè)在國際上的競爭力已經(jīng)明顯增強。長遠來看,廉價的乙烯或衍生品進入中國市場將會對國內 pvc 行業(yè)產生一定的沖擊。 煤制烯烴技術的開展已經(jīng)對電石乙炔法 pvc形成了現(xiàn)實的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)石腦油裂解制烯烴技術相比,煤制烯

11、烴的競爭力已經(jīng)在聚烯烴領域得到了市場的檢驗,是具有開展?jié)摿Φ?,但這不能簡單地復制到pvc 行業(yè)。如果使用煤制烯烴工藝來開展pvc,其與電石乙炔法 pvc 相比是很難具備競爭優(yōu)勢的。據(jù)測算,兩種工藝在煤炭資源消耗、能源效率、二氧化碳排放等方面根本相當,但在水資源消耗、投入產出比、生產本錢方面,電石乙炔法工藝明顯優(yōu)于煤制烯烴工藝; 在水資源消耗上,電石乙炔法工藝僅為煤制烯烴工藝的 50%,這一開展優(yōu)勢對富煤缺水的西部地區(qū)尤為重要;在生產本錢方面,由于乙炔具有更高的反響活性,其轉化本錢明顯低于乙烯。一般認為乙炔本錢與乙烯本錢控制在 1.501.0 區(qū)間內,乙炔化工具有明顯的本錢競爭優(yōu)勢。在煤炭價格相

12、同的情況下,電石法制乙炔的生產本錢與煤制烯烴的生產本錢根本相當,兩者的比值遠低于 1.501.0,并且煤炭價格越低,電石乙炔法工藝的優(yōu)勢越明顯。因此可以確切的說,在中國煤炭資源豐富且價格低廉、水資源匱乏的西部地區(qū),電石乙炔法 pvc 仍然是 pvc 產業(yè)開展的最優(yōu)路線。從未來開展態(tài)勢看,隨著氧熱法和蓄熱式等電石生產新技術的突破 ,電石爐尾氣用于生產高端化學品技術的實現(xiàn),電石乙炔法 pvc 工藝的經(jīng)濟性仍有進一步提升的空間。當然也不能否認,電石乙炔法 pvc 工藝還存在著一定程度的汞污染和人均勞動生產率偏低的關鍵瓶頸問題,但這些問題都可以在開展中逐步得到解決。以同等規(guī)模的全流程裝置計,電石乙炔法

13、工藝人均產值不到煤制烯烴法工藝的 50%。通過推進裝置大型化、提高自動化、智能化水平,勞動生產率偏低的問題會得到明顯提升。低汞化是過程、無汞化是方向,從目前技術開展的態(tài)勢看,電石乙炔法 pvc 的汞污染問題是完全可控的, 也是最終能夠得到徹底解決的。 2 聚氯乙烯產品差異化、 高端化的挑戰(zhàn)和思考 聚氯乙烯性價比優(yōu)越,優(yōu)缺點明顯。以pvc樹脂為基料和增塑劑、穩(wěn)定劑、改性劑等多種助劑混合經(jīng)塑化、成型加工而成的聚氯乙烯塑料應用廣泛。不同的應用領域對pvc樹脂和加工有不同的內在需求,這種不同的內在需求是產品差異化開展的根底。在差異化、高端化開展方面,中國pvc生產企業(yè)與國外企業(yè)相比仍有較大差距。以日本

14、信越公司為例,信越公司的pvc樹脂牌號多達四百多個,其中pvc樹脂牌號42個,配混料牌號360多介。在pvc樹脂牌號方面, 信越公司能夠根據(jù)用戶需要,采用不同工藝條件和配方體系,生產出性能和用途不同的子牌號,很好的滿足了客戶需求。例如信越公司pvc均聚物樹脂平均聚合度為 650750,k 值為5759(相當于國標sg8),至少細分了tk-700a、tk-700q、tk-700w 三個子牌號,用于不同的硬質透明薄膜、板材、管件、地板等領域。據(jù)資料顯示,全球 pvc 類樹脂牌號(包括配混料)多達三千多種,興旺國家特種樹脂占比 12%,中國 pvc 樹脂牌號僅100多種,特種樹脂占比遠低于興旺國家。

15、國內絕大局部聚氯乙烯生產企業(yè)根本只生產國標中界定的sg1-sg8 假設干型號樹脂,最為常見的sg5,產量占據(jù)國內pvc產量的70%以上,其他主要以sg3、sg7、sg8為主。中國pvc企業(yè)還沒有根據(jù)用戶的實際需求進一步細分牌號,大局部聚氯乙烯生產企業(yè)判定樹脂優(yōu)劣的標準是國標,而不是客戶的實際需求和期望。 聚氯乙烯材料的性能不僅僅取決于聚氯乙烯樹脂,還強烈的依賴其加工過程,只有與下游緊密結合,才能確保pvc材料發(fā)揮出其應有性能。世界大局部知名pvc生產企業(yè)或多或少介入到下游加工過程。臺塑公司除了向市場上銷售一局部樹脂外 ,自身延伸下游加工產業(yè)鏈,其管材、薄膜、片材等下游產品的總產量很大。日本信越

16、公司除開展一局部配混料外,主要通過與下游加工商形成戰(zhàn)略聯(lián)盟來推進下游一體化開展。歐洲pvc企業(yè)更加重視開展配混料,通過聚合和配混技術的相輔相成來推進pvc產業(yè)的不斷開展。 通過搭建與下游一體化的開展模式,能夠使pvc樹脂生產企業(yè)提高對下游加工的掌控力,較早了解市場需求與開展趨勢,主動引領新的需求,降低企業(yè)經(jīng)營波動,推動pvc樹脂消費擴張,贏得更大開展空間。中國聚氯乙烯樹脂生產企業(yè)與下游加工企業(yè)存在嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象。近年來,雖然國內聚氯乙烯樹脂的產品質量不斷提升,但樹脂質量的提升并沒有充分表達在pvc制品質量的提升上。聚氯乙烯下游加工企業(yè)以中小民營企業(yè)為主,采取各種舉措低價惡性競爭,甚至不按產品標

17、準組織生產,pvc制品質量低劣,市場形象嚴重受損。 以pvc塑鋼門窗為例,雖然隔熱保溫、隔音效果明顯優(yōu)于鋁合金門窗,質量過關的塑鋼門窗抗風壓也沒有問題,但國內pvc塑鋼門窗的實際情況是質量普遍不高,內部鋼襯和五金件不過關,越來越失去中、高端客戶的支持。造成這一問題的原因并不是 pvc 材料不可克服的內在缺陷,而是市場長期不標準競爭、制品標準不高、加工企業(yè)素質偏低等外在因素。如果pvc樹脂生產企業(yè)不積極主動作為,在管材等其它pvc大宗應用領域這一問題也會加劇。市場競爭不進那么退,可替代產品開展的越快,pvc的需求萎縮的現(xiàn)象越明顯,這是中國 pvc 產業(yè)未來開展的巨大隱患。 中國pvc樹脂生產企業(yè)

18、應該更多的與下游企業(yè)實現(xiàn)協(xié)同開展,共同推進實現(xiàn)產業(yè)鏈價值的最大化。針對下游制品的特定需求,如果能夠在pvc聚合過程中,通過工藝和配方優(yōu)化等技術手段加以實現(xiàn),大多情況下在本錢和效果上都將明顯優(yōu)于在加工過程中的投入。 與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合可以實現(xiàn)與下游客戶的零距離,為推進pvc樹脂差異化開展提供了巨大的開展空間??傊?,通過積極推進差異化、高端化開展,對穩(wěn)定傳統(tǒng)市場,積極拓展新興市場,激發(fā)pvc有效需求意義重大,這是中國pvc樹脂生產企業(yè)和下游加工企業(yè)共同的使命和責任。在推進與下游加工業(yè)深度融合的過程中,也有利于pvc生產企業(yè)積極開展生產性效勞業(yè),推進自身不斷向產業(yè)價值鏈中高端邁進。 3汞污染防治的挑

19、戰(zhàn)和思考 電石乙炔法聚氯乙烯是中國用汞量最大的行業(yè),用汞量占中國用汞量60%,占世界用汞量30%。 xx年10月10日在日本熊本市舉行的聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署國際會議上通過了關于汞的水俁公約。xx年8月31日中國政府向聯(lián)合國交存關于汞的水俁公約批準文書,成為公約第三十個批約國。在關于汞的水俁公約中,中國電石法聚氯乙烯工藝作為可接受用途,未設淘汰年限,但提出了 6 點具體要求:a.到 202x 年,乙炔法聚氯乙烯單位產品的汞使用量比 xx 年下降 50%; b.采取措施減少對原生汞礦的依賴;c.控制汞的排放和釋放;d.支持無汞催化劑和工藝的研發(fā);e. 在締約方大會已證實的基于現(xiàn)有工藝的無汞催化劑在全球

20、范圍內均可獲取,且在技術和經(jīng)濟可行 5 年之后,不允許使用汞;f.向締約方大會報告替代技術進展情況和淘汰汞使用所作出的努力。從目前技術開展情況看, 低汞觸媒、高效汞回收等技術已經(jīng)成熟并且開始得到大范圍的推廣應用,正常履約是沒有問題的。正常履約是企業(yè)和行業(yè)開展的底線,也是中國電石乙炔法聚氯乙烯未來開展的根本保證。 在推進履約的過程中,中國聚氯乙烯行業(yè)和企業(yè)應該重點做好2項工作:一是通過搭建低汞觸媒的生產、應用到高效回收循環(huán)利用的封閉式體系,盡快建立基于電石乙炔法聚氯乙烯全生命周期的汞平衡模型。這個模型的建立,可以很好的揭示出中國聚氯乙烯行業(yè)是用汞大戶,絕非汞污染大戶,與其它涉汞行業(yè)相比,聚氯乙烯

21、行業(yè)的汞污染完全是可控的。同時聚氯乙烯生產企業(yè)要高度重視汞污染防治工作,尤其是廢汞觸媒合法、合規(guī)的處置工作,任何一個環(huán)節(jié)的疏漏都可能會引發(fā)公眾事件,極大損害聚氯乙烯行業(yè)的整體形象; 二是堅持“低汞化是過程、汞平衡是關鍵、無汞化是目標”的根本思路,加大無汞觸媒及成套工藝的研發(fā)力度。在無汞觸媒的開發(fā)上,天業(yè)集團研究院已經(jīng)建立了以企業(yè)為主體的 “政產學研用”開放式研發(fā)平臺,集中了國內眾多的科研院所聯(lián)合攻關,形成了國內領先的創(chuàng)新團隊和創(chuàng)新成果,一些成果已經(jīng)進入了工業(yè)性試驗階段。國內其它一些企業(yè)也在積極推進無汞化試驗,開發(fā)無汞觸媒已經(jīng)是當前行業(yè)開展的熱點技術。但在推進無汞化過程中,應注重堅持以下原那么:

22、(1)技術和經(jīng)濟性相結合的原那么。從技術角度看,尤其是以貴金屬為代表的無汞催化劑的研發(fā)已經(jīng)取得了重大進展 , 但是否具有經(jīng)濟可行性,是否能夠被產業(yè)界接受,必須經(jīng)過一個完整的催化劑工業(yè)應用過程來驗證,這個驗證環(huán)節(jié)必須包括工業(yè)催化劑的批量制備、 催化劑的工業(yè)性應用試驗、催化劑的回收等關鍵環(huán)節(jié),甚至還包括對pvc 樹脂質量影響的評價。同時由于聚氯乙烯生產路線多元化,作為電石乙炔法聚氯乙烯路線能夠向下游轉移本錢的空間有限,這為無汞觸媒技術的工業(yè)化應用增加了難度,因此無汞觸媒的開發(fā)及應用是一項長期而艱巨工作;(2)加強管理和協(xié)調。無汞觸媒的開發(fā)和應用涉及到中國聚氯乙烯行業(yè)的核心利益,如果企業(yè)各自為戰(zhàn),失

23、去有效控制,易造成行業(yè)開展的被動, 因此在這一領域應加強統(tǒng)一的管理和協(xié)調,將控制行業(yè)風險置于重要地位。在做好各自知識產權和應有權益保護的前提下, 加強企業(yè)間的橫向聯(lián)合,發(fā)揮各自優(yōu)勢,集中資源辦大事。 只有將無汞化的話語權和主導權牢牢掌控在聚氯乙烯生產企業(yè)和行業(yè)手中,不被他人所牽制,無汞化的風險才能得到有效的控制; (3)無汞化會加快企業(yè)優(yōu)勝劣汰的步伐。無汞催化劑價格昂貴,過程損耗控制要求非常嚴格,對企業(yè)工藝、設備及管理提出了很高要求,催化劑消耗的差異對聚氯乙烯生產本錢影響較大,一些資金實力差、生產本錢高、技術管理水平的企業(yè)必將在無汞化進程中被淘汰, 優(yōu)勝劣汰對行業(yè)長久有序開展是有利的。 第二章

24、 工程總況 工程名稱:年產10萬噸pvc樹脂 擬建地址:重慶涪陵區(qū)龍橋工業(yè)園區(qū) 主辦單位:川大高分子msp小組 負 責 人:閔力珍、施凱文、彭建濤 負責事項:物料衡算及后處理(閔),工藝流程及流程圖(施),設計制作(彭)。 第三章 產品方案 一、產品簡介 主要生產兩種類型的pvc制品: (1)軟制品。主要包括電線電纜、各種用途的膜(根據(jù)厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門等)、鋪地材料、織物涂層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用涂料和密封劑等。 (2)硬制品。主要包括門窗、各種型材和管材、硬片、瓶等。 二、方案的選擇 1、聚合方法 氯乙烯聚合方法,仍然為傳統(tǒng)的溶液聚合、本體

25、聚合、乳液聚合和懸浮聚合。每種聚合方法,由于其本身技術改良和客觀需要的變動,應用范圍常有不同。 懸浮聚合以其生產過程簡易,便于控制,便于大規(guī)模生產,產品的適應性比擬強。因此還是pvc的主要生產方式,生產量約占總量80。本體聚合不用水和分散劑,聚合后處理簡單,產品純度較好,應當有個美好前景,由于聚合過程中攪拌相傳熱的難題,一直到70年代才由法國ato公司的成就得到解決,本體聚合的生產裝置才在歐美國建立,其生產能力約占總產量10以下。乳液聚合創(chuàng)立較早,產品的聚合及后處理過程較為復雜,生產本錢較高,所以開展不快。近年來,由于人民生活急需的某些領域,如壁紙、地板革、化學防水高,以及汽車內體等需求量迅速

26、增加,對于其樹脂的需求量也有所增加,其產量約占總產量10。至于溶液聚合,其產品用于金屬涂料及非多孔性涂料,用量不大。 因此,我們擬選用懸浮聚合方法。 懸浮聚合技術: 懸浮聚合是一種成熟的工藝,典型的懸浮聚合過程是向聚合釜參加無離子水和懸浮劑,再參加引發(fā)劑后密閉聚合釜,真空脫除釜內空氣和溶于物料中的氧,然后參加單體氯乙烯之后開始升溫、攪拌,反響開始后維持溫度在50左右,壓力在0.881.22mpa,當轉化率到達70%左右開始降壓,在壓力將至0.130.48mpa時即可停止反響。聚合完畢抽出未反響單體,漿料進行汽提,回收氯乙烯單體。汽提后的漿料進行離心別離,當聚氯乙烯含水量降至25%時,再送入枯燥

27、器枯燥至含水量為0.3%0.4%,過篩后即得產品,生產工藝流程為: 蒸汽 熱空氣 離心別離 漿料汽提 懸浮聚合 氯乙烯單體、無離子水 產品 枯燥 引發(fā)劑、助劑 2、 引發(fā)劑的選擇 在氯乙烯懸浮聚合中,引發(fā)劑的選擇對調節(jié)聚合反響速率非常重要。選用的引發(fā)劑需考慮的因素包括適當?shù)幕钚?、溶解性、ph值、粘釜性、毒性、儲存平安性、其他助劑的相互作用以及價格等。引發(fā)劑要求與聚合物有較好的相容性,因此溶解性是選擇引發(fā)劑的一個重要條件。過氧化物水溶性的大小直接表達為聚合過程粘釜程度的輕重,對于不溶于水的單體宜選用油溶性引發(fā)劑。衡量引發(fā)劑引發(fā)和分解活性的指標主要是分解速率常數(shù)或引發(fā)劑的半衰期,根據(jù)聚合溫度選擇活

28、化能和半衰期適當?shù)囊l(fā)劑,使自由基形成速率和聚合速率適中。如果引發(fā)劑的分解活化能過高或半衰期太長,那么分解速率太低,將使聚合時間延長。但如果活化能過低或半衰期過短,那么引發(fā)過快,溫度難以控制,有可能引起爆聚;或引發(fā)劑過早分解結束,在低轉化率階段即停止聚合。一般應選用半衰期與聚合時間同數(shù)量級或相當?shù)囊l(fā)劑。 引發(fā)劑 分解溫度() 半衰期(h) t1/2=10h t1/2=1h 50 60 70 aibn 64 82 74 17.5 4.5 lpo 61 79 50 12 3.2 bpp 55 74 20 5.5 1.6 abvn 47 64 6.5 1.7 0.47 ipp 45 61 4.5

29、1.1 0.3 dcpd 44 60 4.1 1.0 0.27 tbcp 43 59 3.9 0.9 0.25 acsp 32 44 0.3 2.0(40) 1.3(30) 引發(fā)劑的半衰期 3、 分散劑的選擇 分散劑具有降低界面張力和有助于液滴分散、減弱液滴聚并的雙重作用。工業(yè)生產多采用高分子保護膠體做分散劑,如羥丙基甲基纖維素(hpmc)、聚乙烯醇(pva)是常用的分散劑。單一分散劑很難滿足上述雙重作用的要求。為了制得顆粒疏松均勻,粒度分布窄,表觀密度適宜的pvc樹脂,往往采用兩種以上的分散劑復合使用,甚至添加少 量外表活性劑作為輔助分散劑。 一般分散劑水溶液的外表張力與vcm間的界面張力越

30、小,vcm液滴分散得越細,越易形成較細的顆粒。分散劑的保護能力越強,所得的pvc顆粒越緊密,孔隙率越小,粒間聚并較困難易形成亞顆粒樹脂。 pvc生產配方 組分 型號 xj-1 xs-1 xj-2 xs-2 xj-3 xs-3 xj-4 xs-4 xj-5 xj-6 單體,kg 5000 5000 5000 5000 5000 6000 水,m3 ,xj/xs 6/7.5 6/7.5 6/7.5 6/7.5 6.5 6.5 aibn,kg 46.5 3.56 3.55.5 3.05.0 2.5 2.5 明膠或pva,kg 6.0 6 6 6 6 6 pvc懸浮聚合助劑用量 助劑 作用 用量, 實

31、際用量 na2s 水相阻聚劑 0.0010.005 50250g h3po4 nahco3 緩沖劑 0.0010.002 100150ml 有機錫 熱穩(wěn)定劑 0.01 500g 硬脂酸鈣 調節(jié)外表張力整粒作用 0.01 500g 二、 工藝流程 (1)經(jīng)過計量的單體(新鮮氯乙烯和回收氯乙烯)和脫離子軟水在壓力泵的作用下注入聚合反響釜中,單體在分散劑和攪拌作用下形成一定粒徑的液滴。參加引發(fā)劑后,通過向聚合釜夾套參加蒸氣升溫,使引發(fā)劑受熱分解成自由基,引發(fā)單體聚合而形成一定分子量的樹脂。在聚合過程中,為生產確定型號的樹脂,需要嚴格地控制聚合溫度,通過調節(jié)夾套循環(huán)水和釜內擋板水流量,釜內的聚合反響熱

32、在熱傳導作用下不斷地移至釜外,確保釜溫恒定。 (2)經(jīng)過一定時間的聚合反響后,反響體系混合物經(jīng)過單體回收槽,單體通過一系列工序回收,反響產物經(jīng)混合槽后進入后處理工序。 (3)汽提工序:聚合來的pvc漿料通過自動調壓進入出料槽,經(jīng)倒料泵、漿料振動篩除去大塊pvc后進入混料槽?;炝喜壑械臐{料經(jīng)過進料泵送至螺旋板換熱器,與汽提塔出來的熱漿料進行熱交換,升至一定溫度進入汽提塔。進入到汽提塔進料板上的漿料在每層塔板上折流流動,充分與自下而上從塔板篩孔上升的蒸汽進行傳質傳熱,到達沸騰狀態(tài),經(jīng)溢流堰從下料管流到下一層塔板上。漿料中的vcm被上升的蒸汽脫除出來,與蒸汽一同引到塔外,經(jīng)塔頂冷凝器冷凝,未被冷凝的

33、vcm由水環(huán)真空泵送至回收大管進入回收氣柜。充分脫除了vcm的熱漿料從汽提塔第一塊塔板出來,由漿料泵送至螺旋板換熱器與進塔漿料進行熱交換,漿料被冷卻后送至離心槽,然后去離心枯燥。 (4)枯燥工序:由汽提工序來的漿料進入離心槽后,經(jīng)離心漿料泵送至離心機。別離出的母液水回收利用,濕基物料直接進入破碎機或先經(jīng)攪攏再進入破碎機。經(jīng)破碎后的濕物料均勻參加枯燥床前部,由空氣吸入筒來的清凈空氣經(jīng)空氣預熱器(用母液水預熱)預熱到一定溫度后進入空氣過濾器,然后由枯燥鼓風機經(jīng)空氣加熱器(蒸汽加熱)升至一定溫度后送入枯燥床底部風室。物料在枯燥床內被熱風吹起呈流化沸騰態(tài),物料與熱風進行傳質傳熱,同時枯燥床內的內熱管通

34、有蒸汽或熱水與濕物料進行傳熱,物料的水份被脫除出去。床內的濕熱空氣 從床頂部由枯燥器引風機引出,經(jīng)旋風別離器后排入大氣,被別離下來的固態(tài)物料回至枯燥床。物料在枯燥床內沸騰,到達一定高度時從床末端溢流口流出,經(jīng)旋轉加料器由一次輸送風機引至旋風別離器,別離下來的物料經(jīng)旋轉加料器、沖板流量計送至成品振動篩,篩分后由下料器送至二次輸送管線,由二次輸送風機(羅茨鼓風機)送至成品料倉,進行包裝入庫。 該型釜的主要技術指標: 1、單釜生產設計能力為4.0萬噸年 2、全流通內夾套結構,內夾套的傳熱系數(shù)為外夾套的140% 釜體內壁電解拋光,拋光精度ra0.1微米 3、機械密封使用壽命12000小時以上,泄漏量小

35、于5ml/h 釜體內外表采用電解研磨拋光,外表粗糙度ra值小于等于0.1,與介質接觸的內件 外表,外表粗糙度ra值小于等于0.2微米。 聚合釜結構 聚合釜相關數(shù)據(jù) 四、全廠物料平衡方案 在本次設計中,目標年產為100000噸,設計中采用聚合釜為105m3,操作周期為5小時,聚合時間4小時,生產時間為330天,總計7920小時(pvc聚合釜反響生產周期24h) 每天生產pvc量 100000(330)=303030kg/) 設總收率為94% 每天投入vcm量為 303030kg/)0.94=322373kg/) 投入vcm的密度 vcm=911kg/m3 水的密度 h2o=997.7kg/m3

36、每天投入vcm的體積 vvcm =322373kg/)911kg/m3=353.9m3/) 取水油比為1.2 那么每天處理水的體積為 vh2o=322373kg/天×1.2997.7kg/m3=387.7m3/天 每天處理總體積為 v;=353.9m3/)+387.7m3/)=741.6m3/) 取整數(shù) v;=742m3/) 反響系數(shù)取0.85 v=105m3×0.85=89.25m3 n=742m3/天89.25m3×24h/5h=1.73>1 采用兩臺聚合釜可完成生產任務 平均每小時產量為 100000噸7920小時=12.6噸/小時 第五章 建廠條件和

37、廠址方案 一、廠址的地理位置、地形、地貌概況 重慶市涪陵區(qū),地處長江、烏江交匯處,素有渝東南大門之稱,是烏江流域20多個縣市區(qū)的物質集散地,是聞名遐邇的中國 “榨菜之鄉(xiāng)”。全區(qū)幅員面積2946平方公里,轄1個經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、1個私營經(jīng)濟示范區(qū)和44個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處,總人口113萬,主城區(qū)常住人口30萬。涪陵區(qū)自然條件好,地形地貌以低山淺丘為主,人文資源豐富。 涪陵區(qū)位于四川盆地東南邊緣,在行政區(qū)劃位置上,位于重慶市中部,東鄰豐都縣,南接武隆縣、南川市,西連巴南區(qū),北靠長壽、墊江縣。涪陵城區(qū)位于烏江與長江集合處,歷來是川東南水上交通樞紐和烏江流域最大的物資集散地。區(qū)境地處三峽庫區(qū)腹心地帶,順長

38、江西上120公里即達重慶市,東下通聯(lián)華中、華東各?。?逆烏江而上可至武隆、彭水、沿河等縣,直達鄂湘邊界及黔東各地。 二、廠址的地質、水文情況 涪陵區(qū)境的溪河,總歸長江水系。長江自西向東橫貫市境北部,略成“w”形; 烏江由南向北于涪陵城東匯入長江,略成“s”形。兩江支流眾多。按河道匯流關系分:直接匯入長江的一級支流有35條(含烏江),直接匯入烏江的一級支流有10條。按溪河流域面積大小分,面積大于100平方公里的有12條,大于50平方公里的有19條。 涪陵區(qū)幅員面積2941.46平方公里,域內資源富集,開發(fā)前景廣闊。最能代表涪陵資源優(yōu)勢: 一是水、電資源豐富。全區(qū)水資源理論蘊藏量大,達9.3萬千瓦

39、,極具開發(fā)潛力;目前地方電網(wǎng)自成體系,涪陵電網(wǎng)屬全國最大的三大地方小電網(wǎng)之一。 二是礦產資源品種多,儲量大。最具優(yōu)勢的是石灰石資源,表內儲量4億噸以上,含氧化鈣52以上,適宜建設大型水泥廠和生產高標號水泥。 三、廠址的氣候條件 涪陵區(qū)主要為亞熱帶季風氣候,四季清楚,氣候溫和,其年降水量約1072毫米。 四、廠區(qū)的交通運輸情況 涪陵區(qū)位于東經(jīng)106°56-107°43,北緯29°21-30°01之間,地處長江、烏江交匯處。全區(qū)交通興旺,商貿繁榮,歷來是涪陵東北部重要的物資集散地?,F(xiàn)有一大型新建集裝箱碼頭已投入使用,年吞吐量:客運1162萬人,貨運212萬噸

40、。距離江北國際機場80公里,現(xiàn)有渝懷鐵路(國鐵i級雙線,境內有5個客運站:涪陵、石沱、藺市、磨溪、白濤)。在建渝利鐵路(國鐵i級雙線,xx年底建成)、南涪鐵路(國鐵ii級單線,xx年底建成)。 五、水源、水質、供排水及防洪情況 涪陵區(qū)水資源豐富,可依靠長江水系滿足供水的需求,且水質能夠到達工業(yè)要求。區(qū)內給排水系統(tǒng)比擬平安完善,不存在防洪問題。 六、供電、電訊、供熱等情況 涪陵區(qū)發(fā)電能力充足,達9.3萬千瓦,極具開發(fā)潛力; 目前地方電網(wǎng)自成體系,涪陵電網(wǎng)屬全國最大的三大地方小電網(wǎng)之一。 區(qū)內有大量燃料礦,累計探明原煤儲量3071萬噸; 1984年于四合鄉(xiāng)首次鉆通一井,日產氣可達24萬立方米,預計

41、儲量17億立方米,每立方米發(fā)熱量8500千卡,能滿足當?shù)毓╇姽嵝枨蟆?七、當?shù)厥┕ず蛥f(xié)作條件 涪陵區(qū)已形成以天然氣、化工、機械、冶金、四大行業(yè)等為主體,門類比擬齊全的工業(yè)體系,成為當?shù)刂匾幕?,能源和原材料生產基地。擁有多家上市公司:太極集團(其旗下另有桐君閣和西南藥業(yè)兩家上市公司)、涪陵電力(中國三大地方電網(wǎng)公司)、建峰化工(核工業(yè)相關)、涪陵榨菜等。 涪陵區(qū)政府十分支持工業(yè)園的開發(fā),相關建設單位皆為有經(jīng)驗的單位,能保障建設過程的順利進行。 八、與城鎮(zhèn)、地區(qū)規(guī)劃的關系和生活福利設施的條件 工業(yè)園為政府大力支持的工程,為新規(guī)劃地區(qū),可以長期穩(wěn)定生產。工業(yè)園內有良好的生活設施。 九、 廠址方

42、案 本工程廠址擬選在重慶市涪陵區(qū)龍橋工業(yè)園區(qū),交通興旺,距離重慶和四川其它原料供給地很近,故能滿足原料供給需求。勞動力本錢、生產本錢低,原料穩(wěn)定,產品的市場需求大。 選定廠址在涪陵區(qū)的優(yōu)勢還有:交通便利,靠近火車站,鐵路、公路運輸都很方便,水利運輸也很方便,可降低運輸本錢; 廠址位于工業(yè)區(qū)內,能享受政策優(yōu)惠,減少建筑本錢;各種配套設施完善,水力、電力供給充足。 第六章 公用工程和輔助設施方案 一、總平面布置 工廠布置是一門規(guī)劃全廠物流,人流,能源流和信息流的技術,是一門組織這些人和物在生產工序繁雜的各設施間均衡和穩(wěn)定流動的技術。因此,工廠布置的合理與否直接影響到企業(yè)的生產效益。我們要合理充分地

43、利用土地,以利于管道運輸。 總平面布置的原那么: 1)最簡化的生產流程,最少的物料搬運費用,最有效的利用空間。 2) 便于控制人員觀察控制反響。 3) 便于原料、產品的裝卸、運輸,廠內外運輸銜接合理,裝卸和運輸配合,工廠運輸組織方式科學、先進。 4) 便于工廠的管理和合理的生產工序的進行,控制個建筑物與主要生產車間的距離。 5) 合理利用氣向條件,工程地質及水文條件,協(xié)作條件,施工條件及動力設施。 6) 注意環(huán)境保護,防止污染環(huán)境。 總圖布置方案列出總圖主要指標。附總圖平面布置圖。 二、工廠運輸 1. 全年運輸量 貨物名稱 運量 運輸方式 來(去)向 運入貨物 氯乙烯 11萬t 鐵路或公路 重

44、慶正陽新材料 aibn 120t 公路 重慶市化工廠 pva 175t 公路 重慶染料廠 ipp 355t 公路 重慶市化工廠 運出貨物 pvc樹脂 10萬t 鐵路、公路、水路 全國各地 總計 總物料流量 21.065萬t 2. 貨物運輸方案比擬 從省外運進的原料主要采用火車運輸,雖然時間較長,但是價格較為廉價,由于長途汽車運輸時間較短,綜合來看價格也相對較為實惠。在產品運往全國各地的時候,選擇了汽車,火車,輪船三種不同的運輸方式,按路線的遠近優(yōu)先取運輸方式,并且可以三種方式組合進行。aibn和pva等助劑的需求量較小, 宜用汽車運送比擬方便。 三、給排水 1、工廠給水 水的需求可以全部使用長

45、江水系來供給,所以水源輸送方便快捷。需要的工業(yè)水為187t/生產一噸pvc,價格為2.05元/噸。 2、工廠排水 本工程產生的廢水包括生產廢水和生活污水。 生產廢水的處理:懸浮聚合生產需用大量水,分散介質多項選擇用水,并且沉析洗滌等都需要用水,從而形成生產廢水。這些生產廢水從其中含有大量有機物,其含量可高達15%左右。該廢水所含有機物多為生產原料,可生化性較好,然而如果將廢水直接進行生化處理不僅白白浪費了有機原料,而且廢水處理的負荷很大,很不經(jīng)濟。如果將廢水中的有機物先進行回收,可以大大降低后續(xù)生化廢水處理的負荷,而且對pvc樹脂生產中的含高濃度有機物廢水進行分段處理:先進行精餾預處理,回收9

46、5%以上的有機物,然后進行生化處理。 生活污水的處理:一般生活污水中不含有機原料或有機化學物質,不會造成原料浪費和污染,可以直接通過城市排水系統(tǒng)處理。 四、供電、電訊 涪陵區(qū)電力資源豐富,供電一般是水利發(fā)電,完全能滿足工廠生產的需要,公司不用另行安裝發(fā)電設施。川渝地區(qū)的電訊十分興旺而且比擬廉價,為公司對外聯(lián)系創(chuàng)造了良好的通訊條件。需要的電量為411.6kw/生產一噸pvc,價格為0.8元/噸。 第七章 經(jīng)濟核算 一、技術經(jīng)濟分析概述 技術經(jīng)濟分析的主要任務是對技術實踐活動進行有效的規(guī)劃、組織、協(xié)調和控制。需要考慮市場供需、地皮價格、人員工資、設備及產品本錢等眾多因素。 三、 投資估算 1、 總

47、生產設備投資費用估算2.876億元。 懸浮體系中存在兩個相,單體液,水或三個相,即單體液滴,水和不溶于水的懸浮劑。反響期間,反就體系的兩相分散和穩(wěn)定作用極為重要,所以懸浮劑的參加和攪拌是懸浮聚合中最主要和不可缺少的條件。 一、氯乙烯懸浮聚合反響的特征: 1)特殊的沉淀聚合: pvc再vc中溶解度很小,但是單體可以溶脹pvc,因此混合物中存在著兩相,一是單體富相,一是聚合物富相。因此pvc的聚合是一種單體相和聚合物相中同時發(fā)生的特殊沉淀聚合反響。 2)自動加速效應: 聚合開始不久,聚合速率逐漸自動增大,分子量隨著增加,到轉化率3040,這就是自動加速效應,在轉化率70后,單體濃度降低,反響速度減

48、小。 3)聚合分子量受溫度制約: pvc的平均分子量與引發(fā)劑濃度沒有關系,聚合溫度才是影響分子量的決定因素,在較低的溫度下有利于鏈的增長,一般來說,pvc的聚合溫度控制在4060度,且不允許有較大的波動。 二、pvc生產工藝過程: 1.按照配方中助劑分別按規(guī)定濃度配制。 2.經(jīng)過計量的軟水自軟水計量槽放入釜中,開動攪拌,隨后參加分散劑,引發(fā)劑及助劑。繼續(xù)攪拌510min,然后停止。 3.用氮氣轉換釜內空氣或交替使用充氮氣和抽空12次,進行脫氧操作。 4.將新鮮氯乙烯與回收氯乙烯按一定比例自單體計量槽放入釜中,投料到達預定溫度。 5.加料結束后,開啟攪拌,以熱水或蒸汽通入夾套,升溫至釜內物料到達

49、預定溫度。 6.聚合反響開始后,可向釜夾套通冷凍水移出反響熱,同時可用釜頂上部冷凝器回流冷凝排除局部聚合反響熱。 7.反響1214小時后,當轉化率達8590%時,壓力下降至0.460.56mpa,即可準備出料。 8.聚合結束后利用聚合釜內余壓將聚合物懸浮液壓入沉析槽中,讓未反響單體返回氣柜。 9.pvc那么在沉析槽中進行堿處理,以破壞低分子量聚合物,中和其中的酸性很大的質,并水解其中的引發(fā)劑等。 10.脫水洗滌。 11.枯燥,即得pvc合格產品。 三、工藝影響因素: (1)雜質 1.單體中的高沸物:乙醛,順反式1.2二氯乙烯,1.1二氯乙烷等高沸物均為活潑的鏈轉移劑,能降低pvc的聚合度及反響

50、速度。高沸物還影響樹脂的顆粒形態(tài),造成高分子支化,以及影響粘釜和魚眼,工業(yè)要求高沸物含量控制在100ppm以下。 2.單體中的鐵質:延長誘導期,減緩反響速度,阡低產品的介電性能,影響產品顆粒的均勻度。 (2) 氧的影響 聚合中氧通常起阻聚作用,氯乙烯單體易吸收氧生成過氧化物。該反響產物能引發(fā)單體聚合,使大分子中出來其鏈段,具有較低的分解溫度,在一定聚合條件下分解出氯化氫,甲醛和一氧化碳,從而降低介質的ph值。過氧化物的存在嚴重影響和產品質量,產品易變色,穩(wěn)定性下降。 (3) 水的影響 主要是對產品質量的影響,ph影響分散劑的穩(wěn)定性,高ph值會引起pvc的醇解,從而影響分散效果及顆粒形態(tài),水質也

51、會影響粘釜和“魚眼”的生成,所以聚合對水質要求嚴格,工業(yè)中軟水控制指標如下表所示: (4)溫度對聚合的影響 反響速度隨聚合溫度上升而加劇,聚合溫度每升高10度,聚合速度約增加3倍。溫度高那么聚合度下降,過低轉化率低。溫度還會影響分散劑溶液的保護能力和界面活性,從而影響到樹脂的顆粒性和表觀密度。 (5) 水油比 水油比大對單體的分散的釜的傳熱有利,反響易于控制,但是為提高釜的利用率,生產盡可能采用小的水油比。小的水油比使聚合體系含量增加,粘度大易產生爆聚,工業(yè)最正確水油比控制如下:xj型:1.141.40 xs型:1.52.5 。 四、懸浮聚合技術分析 目前,懸浮聚合法是制備聚氯乙烯最主要的方法

52、,其制備工藝相對簡單、 本錢較低,但在懸浮聚合過程中存在以下技術問題 (1) 在聚合過程中, 在聚合反響釜的內壁、 攪拌器和其他與氯乙烯單體接觸的部件外表上容易沉積聚合物垢體,一旦在聚合反響釜內壁上覆蓋了聚合物垢體,那么會大大降低聚合反響釜的冷卻能力,而當聚合物垢體從內壁脫離下來,摻雜在聚合物產品中,必然降低產品質量。 (2) 聚氯乙烯的表觀密度越大, 其運輸本錢越低; 氣孔率越均勻,其增塑劑吸收能力越好。然而兩者通常是相互矛盾的。此外, 聚合物的粒徑分布越均勻、 球形系數(shù)越高, 擠出成型效率也越高, 然而傳統(tǒng)聚合工藝得到的樹脂粒徑分布較寬, 并且球形系數(shù)也不高。 (3) 在懸浮聚合過程中,

53、由于引發(fā)劑半衰期、 氯乙烯單體轉化率的因素, 聚氯乙烯的生產效率不夠高。 (4) 聚氯乙烯在加工和使用過程中會發(fā)生透明性變差的技術問題, 這限制了其在超透膜、 保鮮膜、薄膜、 透明軟板等領域的使用。 五、聚合工藝條件 (1)工藝條件 1 聚合溫度 sg-1 4648 sg-2 4851 sg-3 5153 sg-4 5356 sg-5 5658 sg-6 5861 sg-7 5760 sg-8 6062 2 壓力 出料壓降:0.10.3mpa 3 終止反響時的轉化率:小于85% 4 聚合時間、單釜生產周期:59h (2)工藝操作 1物料配制 分散劑:pva 引發(fā)劑:aibn 其他助劑:緩沖劑:

54、nh4hco3;熱穩(wěn)定機:有機錫; 抗氧劑;有機鋅;鏈轉移劑;疏基乙醇;消泡劑:聚醚;終止劑:atsc 2投料操作。 分散劑入料順序以程序為準 反響10min啟動注水系統(tǒng),注水5h,sg-8 配方中反響1h加ng。 消泡劑聚合前釜內加3.0kg,聚合后在沉析槽加3.5l。 有機錫、有機鋅、疏基乙醇依次自加料罐參加。 3過程控制與出料 配料比(sg-1sg-6):h2o 1418m3,vc 1014m3 冷攪時間:0min 溫度波動范圍:±0.2 聚合釜控制:壓差0.1mpa,加終止劑 一釜一段反響時間:約59h,具體由型號、溫度決定反響時間 4出料工藝與操作 出料壓降:0.10.3m

55、pa 轉化率:85% 六、汽提工序 汽提工序:聚合來的pvc漿料通過自動調壓進入出料槽,經(jīng)倒料泵、漿料振動篩除去大塊pvc后進入混料槽。混料槽中的漿料經(jīng)過進料泵送至螺旋板換熱器,與汽提塔出來的熱漿料進行熱交換,升至一定溫度進入 汽提塔。進入到汽提塔進料板上的漿料在每層塔板上折流流動,充分與自下而上從塔板篩孔上升的蒸汽進行傳質傳熱,到達沸騰狀態(tài),經(jīng)溢流堰從下料管流到下一層塔板上。漿料中的vcm被上升的蒸汽脫除出來,與蒸汽一同引到塔外,經(jīng)塔頂冷凝器冷凝,未被冷凝的vcm由水環(huán)真空泵送至回收大管進入回收氣柜。充分脫除了vcm的熱漿料從汽提塔第一塊塔板出來,由漿料泵送至螺旋板換熱器與進塔漿料進行熱交換

56、,漿料被冷卻后送至離心槽,然后去離心枯燥。 氯乙烯單體殘留的脫除主要有擴散和沸騰兩種方法,殘留vcm 單體濃度高脫析濃度高和脫析壓力等的情況下,脫析過程主要以沸騰為主,擴散為輔。而相反情況下,那么以擴散為主、沸騰為輔。 通過分析研究,影響殘留脫除的因素如下 :(1) 樹脂顆粒。一般情況下pvc 樹脂顆粒內部疏松程度高、孔隙率大,越有利于殘留vcm 的脫除。(2) 汽提溫度。一般而言溫度決定殘留物的擴散速度,溫度越高,殘留物脫析效率越高、殘留物量越少。(3) 汽提壓力。低壓能更好的使得漿料氣相中vcm 氣相的壓力降低,減小水相靜壓阻力,能良好的提高vcm 脫除速率。(4) 汽提滯留時間。增加漿料

57、在汽提塔內的滯留時間,可使得反響過程增加,能起到提高殘留物的脫除效果,而實際生產過程,滯留時間較長后,使得pvc 樹脂在高溫下產生分解,極大的影響了產品的質量。因此,一般要求控制好pvc 漿料在汽提塔內的滯留時間,目前采用10 15min 的設計滯留時間 汽提裝置:高效節(jié)能汽提塔。 1)汽提塔為多層篩板塔,共有七層塔板,可根據(jù)不同產品型號選擇不同的進料層,進料層設計為閃蒸結構,提高了汽提效率。每層塔板上均布假設干小孔,經(jīng)科學計算確定各層篩板的篩孔尺寸和分布,保證相應溫度下的蒸汽通量。根據(jù)不同塔板上的物料溫度分布,對折流板的高度及分布、堰板高度、下料管的尺寸及離下層塔板的距離進行反復核算,使流速

58、分布合理,無滯留區(qū)和死角,杜絕了局部物料沉降而堵塞篩孔,保證了物料在塔板上良好地沸騰狀態(tài)和均勻穩(wěn)定地流動且停留時間合理。另外,現(xiàn)場通過視鏡可以觀察到每層塔板的沸騰情況。 2)為防止汽提塔發(fā)生篩板堵塞,每層塔板上都裝有噴淋裝置,并設計了自動噴淋控制方案,由dcs控制噴淋時間、循環(huán)間隔及噴淋水量、水溫。噴淋裝置開孔向上,其安裝高度、開孔角度經(jīng)準確計算,保證了塔板上的每個篩孔周圍都能噴到水,沒有噴不到的死角,同時必須保證噴淋水的壓力和流量。另外,在塔壁和下料管及視鏡等部位設有噴淋 ,以防這些部位掛料。該噴淋裝置對塔的長期穩(wěn)定運行和樹脂質量提供了有效的保證。 3)塔頂為負壓操作,維持一定負壓,塔頂物料

59、沸騰溫度低,提高了單體脫除效率。從塔頂出來的蒸汽和脫除的vcm經(jīng)體外冷凝,冷凝水不再回流入塔,在提高塔處理能力的同時也保證了出塔漿料的固含量。汽提塔的各層塔板能夠保持良好的溫度梯度,第一層塔板溫度控制在102107,塔頂?shù)谄邔铀鍦囟瓤刂圃?0左右,相鄰塔板溫差控制在22.5范圍內。 4)汽提塔的操作全部dcs自動控制,自行開發(fā)組態(tài)。根據(jù)塔的操作特點制定了合理的操作控制方案,包括水循環(huán)、水操作、進料控制、停車(改型停車、整體停車)等。在初始開車時先進行水循環(huán)操作,用蒸汽將空塔預熱,再貯存一定量的水,當塔底有液位時將水循環(huán),使熱水在塔內循環(huán)流動,塔內維持一定液位,在蒸汽加熱下到達一個穩(wěn)態(tài)。水循環(huán)操作完成后將常溫水沿漿料進塔路線送入塔內,用水代替漿料模擬進料,使塔

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