懸浮法制聚氯乙稀年產(chǎn)25萬噸

1、四川理工學(xué)院課程設(shè)計 年產(chǎn)2.5萬噸懸浮法制聚氯乙烯學(xué) 生：段璽學(xué) 號：07011010305專 業(yè)：過程裝備與控制工程班 級：073班指導(dǎo)教師：周敏 四川理工學(xué)院機械工程學(xué)院二O一一年一月 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：年產(chǎn)2.5萬噸懸浮法制聚氯乙烯學(xué)院： 機械工程學(xué)院 專業(yè)： 過程裝備與控制工程 班級： 073 學(xué)生： 段璽 指導(dǎo)教師： 周敏 系主任: （簽名）一、設(shè)計要求：1、根據(jù)設(shè)計題目，進行生產(chǎn)實際調(diào)研或查閱有關(guān)技術(shù)資料，選定合理的流程方案和設(shè)備類型，并進行簡要論述。（字?jǐn)?shù)不小于8000字）2、設(shè)計說明書內(nèi)容：封面、目錄、設(shè)計題目、概述與設(shè)計方案簡介、工藝方案的選擇與論證、工藝流程說明、專

2、題論述、參考資料等。3、圖紙要求：工藝流程圖1張（圖幅2號）；設(shè)備平面或立面布置圖1張（圖幅3號）。二、進度安排：教學(xué)內(nèi)容學(xué)時地點備注查資料、說明書提綱、流程論證、工藝流程圖第一周寢室、圖書館設(shè)備布置圖、說明書整理、答辯。第二周三、指定參考文獻與資料過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南（兼用本課程設(shè)計指導(dǎo)書）、過程裝備成套技術(shù)、化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計內(nèi)容摘要 本設(shè)計為年產(chǎn)2.5萬噸聚氯乙烯聚合干燥工序的初步工藝設(shè)計，整個設(shè)計文件由設(shè)計說明書和設(shè)計圖紙兩部分組成。簡單介紹了我國聚氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進程和目前狀況，包括原料路線、工藝設(shè)備、聚合方法等。本設(shè)計采用懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯，介紹了采用懸浮法生產(chǎn)

3、PVC樹脂工聚合機理，工藝過程中需要注意的問題，包括質(zhì)量影響因素，工藝條件及合成工藝中的各種助劑選擇，對聚合工藝過程進行詳細(xì)的敘述。繪制了相應(yīng)的設(shè)計圖紙，設(shè)計圖紙包括工藝流程圖、設(shè)備的平面布置圖。關(guān)鍵詞 ：聚氯乙烯； 生產(chǎn)技術(shù)； 懸浮法； 防粘釜技術(shù)； 目錄內(nèi)容摘要1前言21概述3 1.1國內(nèi)外聚氯乙烯（pvc）發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢 3 1.2產(chǎn)品的性能和特點4 1.3 聚氯乙烯的主要用途5 1.3.1pvc軟制品5 1.3.2pvc涂層制品5 1.3.3pvc泡沫制品6 pvc透明片材6 1.3.5pvc糊樹脂6 1.3.6pvc硬板和板材6 1.3.7pvc其他制品62工藝流程方案選擇與論證

4、7 2.1工藝方案選擇依據(jù)7 2.1.2懸浮聚合7 2.1.2本體聚合7 2.1.3乳液聚合7 2.1.4微懸浮聚合72.2聚氯乙烯懸浮聚合工藝流程8 2.2.1聚合原理8聚氯乙烯懸浮聚合具體工藝路線8 2.2.3工藝流程示意圖103典型機器設(shè)備選型與論證10 3.1選型原則10 3.2關(guān)鍵設(shè)備選擇11 3.2.1聚合釜11 3.2.2干燥裝置12總結(jié)13參考文獻14致謝15附錄16前言聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯單體（VCM）均聚或與其他多種單體共聚而制得的合成樹脂，聚氯乙烯再配以增塑劑、穩(wěn)定劑、高分子改性劑、填料、偶聯(lián)劑和加工助劑，經(jīng)過提煉、塑化、成型加工成各種材料。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和人類生

5、活中起著舉足輕重的作用，因此PVC的生產(chǎn)和技術(shù)的改進越來越受到現(xiàn)代人的關(guān)注！當(dāng)前，PVC生產(chǎn)面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。比如：生態(tài)環(huán)境的保護，潛在替代品的市場競爭，資源的進一步優(yōu)化配置，能量的合理充分利用，生產(chǎn)過程的優(yōu)化和高效率化，生產(chǎn)和使用效率的提高，應(yīng)用技術(shù)和市場開拓等，都在不同程度上影響著PVC的進一步發(fā)展，在上述問題上仍有大量工作要做，對生態(tài)環(huán)境安全的配套助劑，環(huán)境保護技術(shù)（包括PVC廢棄物的回收，再利用和處理）等方面，更需要花大力氣加以研究。本設(shè)計是以氯乙烯單體為原料，對年產(chǎn)能力為2.5萬噸的PVC聚合干燥工序的初步設(shè)計，收集有關(guān)的化工設(shè)計資料作參考，按專業(yè)綜合課程設(shè)計大綱的要求進行設(shè)計。本設(shè)

6、計的內(nèi)容是在簡要介紹聚氯乙烯發(fā)展?fàn)顩r及其性質(zhì)，用途，工藝方法選擇的基礎(chǔ)上，重點介紹了采用懸浮聚合法生產(chǎn)PVC的工藝過程，產(chǎn)量為年產(chǎn)2.5萬噸。設(shè)計的主要內(nèi)容有：設(shè)計說明書 根據(jù)設(shè)計題目，進行生產(chǎn)實際調(diào)研或查閱有關(guān)技術(shù)資料，在此基礎(chǔ)上，通過分析研究，選定適宜的流程方案和設(shè)備類型，確定原則的工藝流程。同時，對選定的流程方案和設(shè)備類型進行簡要論述。說明書內(nèi)容：封面、目錄、設(shè)計題目、概述與設(shè)計方案簡介、工藝方案的選擇與論證、工藝流程說明、專題論述、參考資料。主要內(nèi)容有設(shè)計說明書以及工藝流程圖和設(shè)備平面或立面布置圖。 1概述1.1國內(nèi)外聚氯乙烯（pvc）發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢聚氯乙烯（ PVC）是五大熱塑性

7、合成樹脂之一，塑料制品是最早實現(xiàn)工業(yè)化的品種之一?？赏ㄟ^模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工，而且具有較好的機械性能、耐化學(xué)腐蝕性和難燃性等特點，以其低廉的價格和非常突出的性能而廣泛地用于生產(chǎn)板材、門窗、管道和閥門等硬制品，也用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線電纜等軟制品。近年來，盡管在發(fā)達(dá)國家受到來自環(huán)保等多方面的壓力，但世界對的總需求量仍出現(xiàn)穩(wěn)定的增長態(tài)勢。1992 年，世界 生產(chǎn)能力約為二千二百萬噸，需求量為1900萬噸 ；2002 年世界總產(chǎn)能約為三千四百萬噸，消費量約為二千八百萬噸；2009年世界生產(chǎn)能力已上升到約三千九百萬噸，需求量約為三千七百萬噸；2010 年世界生產(chǎn)能力

8、為 4300萬噸 ，需求量4200 萬噸 。盡管目前世界對PVC的生產(chǎn)和使用存在許多爭議，特別在歐洲，對PVC 生產(chǎn)和制品的環(huán)保制約政策越來越嚴(yán)厲，但由于性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低廉，仍具有較強的活力，特別在塑料門窗、塑料管道等建材領(lǐng)域。我國聚氯乙烯(PVC)工業(yè)起步于50年代，僅次于酚醛樹脂是最早工業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性樹脂，第一個PVC裝置于1958年在錦西化工廠建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為3000噸年1。此后全國各地的PVC裝置相繼建成投產(chǎn)，到目前為止，我國有PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)80余家，遍布全國29個省、市、自治區(qū)，總生產(chǎn)能力達(dá)220萬噸年。PVC由氯乙烯(VCM)聚合而成，工業(yè)生產(chǎn)一般采用4種聚合方式：懸

9、浮聚合、本體聚合、乳液聚合(禽微懸浮聚合)、溶液聚合。其中懸浮法PVC(SPVC)樹脂產(chǎn)量最高，占80，其次是乳液法PVC(EPVC)，本體法PVC(MPVC)。VCM懸浮聚合是以水為介質(zhì)，加入VCM、分散劑、引發(fā)劑、pH值調(diào)節(jié)劑等，在攪拌和一定溫度條件下進行聚合反應(yīng)；VCM本體聚合僅在VCM和引發(fā)劑存在下進行，無分散劑、表面活性劑等助劑；VCM乳液聚合在VCM、引發(fā)劑、乳化劑、H2O以及其他助劑存在下進行而VCM溶液聚合是在VCM、；引發(fā)劉和溶劑存在下進行，這種方法有溶劑回收和殘留污染問題，并且生產(chǎn)成本高，該方法已逐漸被懸浮法聚合或乳液法聚合代。目前，生產(chǎn)PVC樹脂主要采用懸浮法，少量采用乳

10、液法及本體法?，F(xiàn)在，國內(nèi)引進PVC生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的項目有二十項左右，其中生產(chǎn)能力最大的兩套設(shè)備是上海氯堿股份有限公司和齊魯石化總公司的年產(chǎn)20萬噸懸浮法PVC樹脂裝置，采用日本信越公司技術(shù)。北京化工二廠、錦西化工廠、福州化工二廠引進美國BF古德里奇公司懸浮法PVC樹脂生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)高型號樹脂，其它還有引進美國西方化學(xué)公司的高型號樹脂和釜式汽提技術(shù)及設(shè)備，法國阿托公司、前德國布納公司、日本吉昂公司、日本鐘淵公司、日本三菱公司的糊樹脂生產(chǎn)裝置和技術(shù)、法國本體聚合技術(shù)和設(shè)備等，這些技術(shù)和設(shè)備的引進，使我國PVC樹脂的生產(chǎn)技術(shù)和水平有了很大提高，產(chǎn)品品種有所增加，帶動了我國PVC工業(yè)的發(fā)展1。我國PV

11、C樹脂的消費主要分為兩大類，一是軟制品，約占總消費量的37.o，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件等。二是硬制品，約占總消費量的 53.0，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。預(yù)計今后幾年我國PVC樹脂的需求量將以年均約6.4的速度增長，到2011年總消費量將達(dá)到約1250萬噸，其中硬制品的年均增長速度將達(dá)到約7.0，而在硬制品中異型材和管材的發(fā)展速度增長最快，年均增長率將達(dá)到約10.1。未來我國PVC樹脂消費將繼續(xù)以硬制品為主的方向發(fā)展2。中國聚氯乙烯工業(yè)有著

12、廣闊的發(fā)展前景,中國地大物博、人口眾多,為聚氯乙烯產(chǎn)品提供了廣大的市場。在進入21世紀(jì)以后,我們要學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進技術(shù)和發(fā)展模式,結(jié)合我國的具體情況,發(fā)展我國的聚氯乙烯工業(yè)。我們要發(fā)揮全行業(yè)的力量,克服前進過程中的各種困難,一定能夠在較短的時間內(nèi)趕上世界聚氯乙烯工業(yè)的先進水平31.2產(chǎn)品的性能和特點中文名稱： 聚氯乙烯英文名稱： Polyvinyl chloride polymer 簡稱： PVC玻璃轉(zhuǎn)變溫度: 87 熔點: 212導(dǎo)熱率(): 0.16 W/m·K 熱膨脹系數(shù)(): 810-5 /K 熱容(c): 0.9 kJ/(kg·K) 吸水率 (ASTM): %

13、聚氯乙稀是一種無毒、無臭的白色粉末。電絕緣性優(yōu)良，一般不會燃燒，在火焰上能燃燒并放出HCl，但離開火焰即自熄，是一種“自熄性”、“難燃性”物質(zhì)。主要用于生產(chǎn)透明片、管件、金卡、輸血器材、軟、硬管、板材、門窗、異型材、薄膜、電絕緣材料、電纜護套、輸血料等4。聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90的硫酸、濃度為60的硝酸和濃度20的氫氧化鈉）、機械強度及電絕緣性良好的優(yōu)點。但其耐熱性較差，軟化點為80，于130開始分解變色，并析出HCI5。 聚氯乙烯由氯乙烯單體通過自由基聚合而成，聚合度n一般在50020000范圍內(nèi)，其分子結(jié)構(gòu)式如下：分子式： 結(jié)構(gòu)式為：其中n

14、為平均聚合度，一般為3508000，分子量為30000100000 1.3 聚氯乙烯的主要用途1.3.1 PVC一般軟制品利用擠出機可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。 PVC薄膜PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。1.3.2 PVC涂層制品有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙上，然后在100

15、攝氏度以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底壓合而成。無襯底的人造革則是直接由壓延機壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。1.3.3 PVC泡沫制品軟質(zhì)PVC混煉時，加入適量的發(fā)泡劑做成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。也可用擠出機基礎(chǔ)成低發(fā)泡硬PVC板材和異型材，可替代木材試用，是一種新型的建筑才材料。1.3.4 PVC透明片材PVC中加沖擊改性劑和有機錫穩(wěn)定劑，經(jīng)混合、塑化、壓延而成為透明的片材。利用熱成型可以做成薄壁透明容器或用于真空

16、吸塑包裝，是優(yōu)良的包裝材料和裝飾材料如月餅包裝盒。1.3.5 PVC糊樹脂將PVC分散在液體增塑劑中，使其溶脹塑化而成增塑溶膠，通常用乳液或微懸浮樹脂，還需加穩(wěn)定劑、填料、著色劑等，經(jīng)充分?jǐn)嚢?，脫氣泡后，配成PVC糊，再用進、浸漬、澆鑄或搪塑等加工成各種制品。如衣架、工具手柄、圣誕樹等。1.3.6 PVC硬板和板材PVC中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。1.3.7

17、 PVC其他門窗有硬質(zhì)異型材料組裝而成。在有些國家已與木門窗鋁窗等共同占據(jù)門窗的市場；仿木材料、代鋼建材(北方、海邊)；中空容器2 工藝方案選擇與論證 2.1 工藝方案選擇依據(jù) 到目前為止，世界上PVC生產(chǎn)的聚合工藝主要有四種，即懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合、微懸浮聚合 2.1.1 懸浮聚合：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中加入無離子水和懸浮劑，加入引發(fā)劑后密封聚合釜，脫除氧，加入單體氯乙烯進行聚合。2.1.2 本體聚合： 本體聚合工藝不以水為介質(zhì)，也不加入分散劑等各種助劑，而只加入氯乙烯和引發(fā)劑，因此可大大簡化生產(chǎn)工藝。 2.1.3乳液聚合： 乳液聚合是生產(chǎn)糊樹脂的方

18、法，通常采用水溶性引發(fā)劑（H2O2或K2S2O8等）把氯乙烯單體、水溶性物質(zhì)、水、乳化劑及非離子型表面活性劑加入集合釜中進行聚合反應(yīng)。2.1.4微懸浮聚合： 微懸浮聚合將氯乙烯單體，無離子水、乳化劑、油溶性引發(fā)劑以及其它助劑按比例混合均化，將均化料通入聚合反應(yīng)釜進行聚合。（1）藝流程方面 就以上四種聚合工藝而言，本體法工藝流程簡單，裝置占地面積小，同時基本上無廢液排放，排氣可達(dá)到最低程度，環(huán)境污染少，而且產(chǎn)品質(zhì)量好、純度高，特別使用透明包裝材料和電纜料。懸浮法是一種相對最成熟的工藝，在目前世界上聚氯乙烯生產(chǎn)中占有絕對的分額，且產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率最高，產(chǎn)品品種最多，容易適應(yīng)市場。乳液法是生產(chǎn)糊樹脂的方法

19、，工藝復(fù)雜、成本較高且樹脂質(zhì)量較差。而微懸浮法也是生產(chǎn)糊樹脂的方法，但僅用于特殊用途。（2）反應(yīng)速率 控制方對于本體聚合，當(dāng)自由基聚合進行到一定轉(zhuǎn)化率后，體系黏度增大，自動加速效應(yīng)顯著，散熱困難。大規(guī)模生產(chǎn)時，即使降低引發(fā)劑濃度以減慢速率，有時還是不能很好的控制。改用溶液聚合可以克服這一困難，但聚合速率和產(chǎn)物分子量均有所降低；此外，脫除溶劑困難，成本較高。而懸浮聚合可以克服本體聚合和溶液聚合的上述缺點。經(jīng)濟方面。 （3）從經(jīng)濟角度分析，均相本體聚合是最合理的聚合方法。但其聚合后期體系黏度很高，在聚合反應(yīng)器中攪拌、傳熱等工程問題解決之后，才能有效的實施。若包括精制、回收、干燥等后期處理工序在內(nèi)，

20、則各聚合過程的經(jīng)濟性大體依下列順序遞減：懸浮聚合本體聚合微懸浮聚合乳液聚合。 （4）懸浮聚合 懸浮聚合法有許多優(yōu)點，如以水為介質(zhì)，價廉、不需要回收、安全、產(chǎn)物容易分離、生產(chǎn)成本低；懸浮聚合體系黏度低、熱量容易由夾套中冷卻水帶走、溫度容易控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。由于沒有向溶劑的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，其產(chǎn)物分子量一般比溶液聚合物高。與乳液聚合相比，懸浮聚合物上吸附的分散劑量少，有些還容易脫除，產(chǎn)物含有較少的雜質(zhì)。生產(chǎn)技術(shù)相對更加完善，技術(shù)成熟。由于這些優(yōu)點，懸浮聚合在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。通過以上的各種方案的對比，本設(shè)計選用懸浮法制取聚氯乙烯。2.2聚氯乙烯懸浮聚合工藝流程： 聚合原理 氯乙烯的聚合屬于自由基

21、型聚合反應(yīng)。聚合時采用的引發(fā)劑為油溶性的偶氮類、有機過氧化物類和氧化還原引發(fā)體系。反應(yīng)迅速，同時放出大量的反應(yīng)熱。鏈增長的方工為頭尾相連。聚合反應(yīng)過程存在著嚴(yán)重的增長鏈向單體的轉(zhuǎn)移，是影響產(chǎn)物相對分子質(zhì)量的主要因素，這種鏈轉(zhuǎn)移隨溫度的升高而加快。聚氯乙烯由氯乙烯單體通過自由基聚合而成，聚合度n一般在500-20000范圍內(nèi)，其分子結(jié)構(gòu)式如下：氯乙烯的懸浮聚合是生產(chǎn)聚氯乙烯的主要方法。具有操作簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)濟效益好，用途廣泛等特點，適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。在樹脂質(zhì)量上，用懸浮聚合生產(chǎn)的樹脂的孔隙率提高了300%以上，經(jīng)過適當(dāng)處理的樹脂其單體氯乙烯的殘留量由原來的0.1%降到0.0

22、005%以下。同時設(shè)備結(jié)構(gòu)改進，大型化和采用計算機數(shù)控聯(lián)機質(zhì)量控制，使批次之間樹脂質(zhì)量更加穩(wěn)定。另外，清釜技術(shù)和殘留單體回收技術(shù)的發(fā)展，減少了開釜次數(shù)，進而減少了氯乙烯單體的釋放量；采用燒結(jié)，冷凝或吸收方法汽提品和處理廢氣，進一步減少了氯乙烯單體的消耗。聚氯乙烯懸浮法具體工藝路線如下：(1)聚合 懸浮聚合的過程是先將去離子水用泵打入聚合釜中啟動攪拌器,依次將分散劑溶液、引發(fā)劑及其他助劑加入聚合釜內(nèi)。然后，對聚合釜夾套內(nèi)通入蒸汽和熱水，當(dāng)聚合釜內(nèi)溫度升高至聚合溫度（5058）后，改通冷卻水，控制聚合溫度不超過規(guī)定溫度的正負(fù)0.5。當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)6070，有自加速現(xiàn)象發(fā)生，反應(yīng)加快，放熱現(xiàn)象激烈，應(yīng)加

23、大冷卻水量。待釜內(nèi)壓力從最高0.6870.981Mpa降至0.130.48Mpa時,可泄壓出料,使聚合物膨脹。因為聚氯乙烯粒的疏松程度與泄壓膨脹的壓力有關(guān)，所以要根據(jù)不同要求控制泄壓壓力。未聚合的氯乙烯單體經(jīng)泡沫捕集器排入氯乙烯氣柜，循環(huán)使用。被氯乙烯氣體帶出的少量樹脂在泡沫捕集器捕集下來，流至沉降池中，作為次品處理。(2)堿處理 聚合物懸浮液送堿處理釜，用濃度為3642的NaOH溶液處理,加入量為懸浮液的0.05%0.2%,用蒸汽直接加熱至7080,維持1.52.0h,然后用氮氣進行吹氣降溫至65以下時,再送去過濾和洗滌。堿處理的目的： 破壞殘存的引發(fā)劑、分散劑、低聚物和揮發(fā)性物質(zhì)，使其變成

24、能溶于熱水的物質(zhì)，便于水洗清除。(3)樹脂的干燥方法 聚氯乙烯樹脂的干燥方法多是采用二段干燥法，即氣流干燥管與沸騰床干燥器結(jié)合使用，其中氣流干燥管脫除的是樹脂上的表面非結(jié)合水，沸騰床干燥器脫除的是樹脂內(nèi)部結(jié)合水。這里的第二段干燥過程由于物料停留時間長，投資較大，熱效率較差，費用較高，因此，國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)改進較大，如赫司特公司采用的MST旋風(fēng)干燥器，具有停留時間適用、熱效率利用好的特點。 (4)脫水與成品：在臥式刮刀自動離心機或螺旋沉降式離心機中，先進行過濾，再用7080熱水洗滌二次。經(jīng)脫水后的樹脂具有一定含水量，經(jīng)螺旋輸送器送入氣流干燥管，以140150熱風(fēng)為載體進行第一段干燥，出口樹脂含水量

25、小于4%；再送入以120熱風(fēng)為載體的旋風(fēng)干燥器中進行第二段干燥，得到含水量小于0.2%的聚氯乙烯樹脂。再經(jīng)篩分、包裝后入庫。2.2.3 工藝流程示意圖堿處理槽聚合釜旋風(fēng)干燥器離心分離脫鹽水 聚乙烯明膠及偶氮二異丁腈 助劑旋振篩成品儲存與包裝3 典型機器設(shè)備選型與論證 3.1 選型原則1.滿足工藝要求設(shè)備的選擇和計算必須充分考慮工藝上的要求，力求做到技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，亦即選用的設(shè)備能與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并應(yīng)獲得最大的單位產(chǎn)量；能適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求，并確保產(chǎn)品的質(zhì)量；能降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率；能降低原材料及相應(yīng)的公用工程（水，電，氣）的單耗；能改善環(huán)境保護，設(shè)備制造較易，材料易得，操

26、作及維修保養(yǎng)方便。設(shè)備選擇時，要能完全滿足上述方面的條件是相當(dāng)困難的，但一定要參照上述幾個方面對擬采用個設(shè)備進行詳盡地比較，并拿出最佳的方案來。2.設(shè)備成熟可靠作為工業(yè)生產(chǎn)，不允許把不成熟或未經(jīng)生產(chǎn)考驗的設(shè)備用于設(shè)計。設(shè)計中所選用的設(shè)備不但技術(shù)性能要可靠，設(shè)備材質(zhì)也要可靠。對從國外引進的設(shè)備，同樣必須強調(diào)設(shè)備及其所采用材質(zhì)的可靠性，特別對生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，一定要在充分調(diào)查研究和對比的基礎(chǔ)上，作出科學(xué)的選定。3.盡量采用國產(chǎn)設(shè)備在設(shè)備選型時應(yīng)盡量采用國產(chǎn)設(shè)備，這樣不僅可以節(jié)約外匯，而且可以促進我國機械制造工業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然根據(jù)條件和可能，引進少量進口裝置或關(guān)鍵設(shè)備也是不要的，但同樣必須堅持設(shè)備先進

27、可靠，經(jīng)濟合理，并應(yīng)考慮在引進的基礎(chǔ)上如何消化吸收以及仿制工作。3.2 關(guān)鍵設(shè)備選擇 3.2.1聚合釜 聚合釜是PVC生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，聚合釜技術(shù)水平的提高保證了先進的生產(chǎn)工藝得以實現(xiàn)。在小型釜時期，其容量為十幾立方，釜體的材質(zhì)是搪瓷釜和不銹鋼釜并存的，以釜壁光潔、粘釜較輕、造價低廉而優(yōu)于不銹鋼釜。其后不銹鋼釜的拋光技術(shù)有所改進，粘釜問題在應(yīng)用了涂布、高壓水清釜技術(shù)后有所緩解，由于復(fù)合鋼板造價低，易于加工，可向大型化發(fā)展，并具絕對優(yōu)勢。具有代表性的聚合釜的結(jié)構(gòu)特點見下表根據(jù)設(shè)計要求可選用的聚合釜容積為70 m3聚合釜，設(shè)計壓力為206MPa,采用螺旋半管型夾套與 4 根內(nèi)冷擋板移熱, 換熱能力

28、好。攪拌型式為底伸式二層三葉后掠式攪拌器, 轉(zhuǎn)速為98 r/ min, 具有良好的剪切與循環(huán)作用。機封為雙端面機械密封,使用壽命可達(dá)8 000 h。釜頂有對稱排列的自動噴淋涂布裝置, 采用優(yōu)異的防粘釜劑,可連續(xù)生產(chǎn)600釜不清釜。完全能滿足粉狀PVC 樹脂的生產(chǎn)需要。3.2.2干燥裝置干燥主要有兩種方式， 即氣流干燥和流態(tài)化干燥。我國PVC生產(chǎn)開始時主要用的就是氣流干燥器， 但是隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展， 聚合生產(chǎn)能力提高， 樹脂產(chǎn)品也朝著疏松型發(fā)展， 氣流干燥器從生產(chǎn)能力和干燥效果等方面已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要， 后來發(fā)展到氣流干燥器， 沸騰床干燥器和冷風(fēng)冷卻三段干燥技術(shù)。但這樣動力消耗大，產(chǎn)品

29、質(zhì)量不是很好。目前主要用的是旋風(fēng)干燥器和臥式內(nèi)加熱流化床。旋風(fēng)干燥器結(jié)構(gòu)簡單，投資較少，目前很多裝置都在用。臥式內(nèi)加熱流化床綜合能耗比旋風(fēng)干燥器要低， 主要有多室沸騰床和兩段沸騰床兩種。但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)多室沸騰床其花板容易漏料，不同牌號切換時比較麻煩,生產(chǎn)能力有限。本次設(shè)計采用MST旋風(fēng)干燥器兩段干燥系統(tǒng)。這種MST旋風(fēng)干燥器由一個垂直的圓柱形塔作為干燥器,其中用 環(huán)形檔板分成若千個干燥室 見下圖。將熱氣體和濕固體切 向高速引入最低的室人。在這里,利用離心力將 固體顆粒與氣體分離開來。粉粒環(huán)然后在室8 中旋轉(zhuǎn)并且氣體在旋轉(zhuǎn)流動中通過檔板的中心開口流入上述室9 。同時,新的樹脂粒子進入室8 ,過一

30、段時間后,這個室開始充滿樹脂。這時,樹脂粒子開始經(jīng)檔板的中心開 口逸人室 9 ,先是最細(xì)的顆粒,最后是最粗的顆粒進入室9。通過檔板中心開口時,旋轉(zhuǎn)的粉粒受離心作用和固體粒子受室壁壓力散開,在這里它們停止運動,返回錐形檔板的中心開 口 ,這樣進入下一個室。這時再次用旋轉(zhuǎn)的氣流輸送這些樹脂顆粒。用這樣的方法使樹脂充滿每一個干燥室。攜帶著樹脂粉粒的氣體離開干燥室的頂部輸送到氣體或固體分離器。 MTS旋風(fēng)干燥器 干燥室的供熱有兩種方法 一種是使用傳統(tǒng)的方法從熱氣流中獲得熱能 另一種是通過室壁的熱夾套輻射的方法來獲取熱量?？偨Y(jié)本次設(shè)計歷時兩周，在這兩周里，本人根據(jù)專業(yè)課程設(shè)計綜合大綱的要求，先是收集了大量關(guān)于懸浮法制聚氯乙烯的有關(guān)資料，然后在根據(jù)收集的資料進行了初步設(shè)計，再聽取老師的意見進行不斷修改，對聚氯乙烯的聚合及其干燥工藝有了一定的了解，最后的指導(dǎo)下成功的完成了本次設(shè)計。通過本次專業(yè)課程設(shè)計，使我們懂得了其工藝流程及原理，對一個原本陌生的工藝有了更深入的了解，通過作平面布置圖和立面布置圖，把我們這學(xué)期所學(xué)的過程設(shè)備設(shè)計過程裝備制造與檢測過程裝備成套技術(shù)包括以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識都綜合運用起來，在無形中加深了理解及應(yīng)用。使我對大學(xué)四年來所學(xué)的專業(yè)知識得到了進一步的鞏固和提高，再一次進行了系統(tǒng)地學(xué)習(xí)與掌握，是一