悬浮聚合生产聚氯乙烯

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工艺流程图

悬浮聚合法生产聚氯乙烯工艺流程图一、聚合工艺世界上PVC的主要生产方法有4种：悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。

其中以悬浮法生产的PVC占PVC总量的近90%，在PVC生产中占重要地位，近年来，该技术已取得突破进展。

1.本体聚合生产工艺主要特点是反应过程中不需要加水和分散剂。

聚合分2步进行，第一步在预聚釜中加入定量的VCM单体、引发剂和添加剂，经加热后在强搅拌（相对第二步聚合过程）的作用下，釜内保持恒定的压力和温度进行预聚合。

当VCM的转化率达到8%-12%停止反应，将生成的“种子”送入聚合釜内进行第二步反应。

聚合釜在接收“种子”后，再加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂，在这些“种子”的基础上继续聚合，使“种子”逐渐长大到一定的程度，在低速搅拌作用下，保持很定的压力进行聚合反应。

当转化率达到60%-85%（根据配方而定）时终止反应，并在聚合釜中脱气、回收未反应的单体，而后在釜内汽提，进一步脱除残留在PVC粉料中的CVM，最后经送风系统将釜内PVC粉料送往分级、均化和包装程序。

2.乳液聚合生产工艺氯乙烯乳液聚合方法的最终产品为制造聚氯乙烯增塑糊所用的聚氯乙烯糊树脂（E-PVC)，工业生产分两个阶段：第一阶段聚氯乙烯单体经乳液聚合反应生成聚氯乙烯乳胶，它是直径0.1-3μm聚氯乙烯初级粒子在水中的悬浮乳状液。

第二阶段将聚氯乙烯乳胶，经喷雾干燥得到产品聚氯乙烯糊树脂，它是初级粒子聚集而成得直径为1-100μm，主要是20-40μm的聚氯乙烯次级粒子。

这种次级粒子与增塑剂混合后，经剪切作用崩解为直径更小的颗粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，工业上称之为聚氯乙烯糊。

3.悬浮聚合生产工艺悬浮法PVC生产技术易于调节品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，易于大规模组织生产而得到广泛的应用，成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。

在工业生产PVC时，以悬浮法产量最大，悬浮法生产具有设备投资少和产品成本低等优点。

悬浮法生产聚氯乙烯流程设计

3000吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计摘要本设计为年产3000吨聚氯乙烯聚合工艺设计，整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。

在设计说明书中，简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展趋势、性能和主要用途，着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。

在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚合釜计算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个装置进行了简单的技术经济评价。

绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。

关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合工艺，干燥，单体，生产工艺AbstractThe design for the 3,000 tons of PVC polymerization process design throughout the design composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, performance, and the main purposes highlighted by suspension polymerization as the polymerization process production methods. In the design process, according to the requirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heat balance and the the polymerizer calculation process calculation and selection of equipment, a simple techno-economic evaluation of the entire device . Drawing of the design drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerization reactor assembly drawing.Keywords: PVC ,suspension polymerization process, dry, monomer ,production process目录前言 (1)第1章产品及原料说明 (2)1.1 产品性质及质量标准 (2)1.1.1 名称及其结构 (2)1.1.2 产品性能 (2)1.1.3产品质量标准 (3)1.2 单体氯乙烯（VCM）的性质 (5)1.3聚氯乙烯配方 (6)第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计 (7)2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述 (7)2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤 (7)2.2.1 聚合单元 (7)2.2.2 汽提、干燥工序 (8)2.2.3 VC回收工序 (8)第3章物料衡算 (10)3.1 车间物料衡算 (10)3.1.1主要工艺参数 (10)3.1.2 生产任务的计算 (10)3.1.3投入单体的计算 (11)3.2 聚合釜的物料衡算 (12)3.2.2 聚合釜的生产计算 (12)第4章热量衡算 (14)4.1 聚合釜热量衡算 (14)4.1.1 参数设定 (14)4.1.2 混合热和搅拌热的考虑 (15)4.2 回流冷凝器热负荷的考虑 (15)4.3 物料带入聚合釜的热量 (15)4.4 聚合反应放出的热量 (16)4.5 物料带出聚合釜的热量 (16)4.6 反应过程需要加入的热量 (16)4.7 加热水的用量: (16)4.8 冷却水的用量： (16)4.9传热面积 (17)第5章设备工艺设计 (19)5.1 聚合釜的设计 (19)5.1.1 生产周期或生产批数 (19)5.1.2 根据年产量确定每批进料量 (19)5.1.3 选择反应器装料系数 (19)5.1.4 计算反应器体积 (19)5.1.5 聚合釜壁厚的计算 (20)5.2 汽提塔 (20)5.3 混料槽 (20)5.4 离心机 (21)5.5 干燥器 (21)参考文献 (22)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。

聚氯乙烯悬浮聚合的工艺流程

聚氯乙烯悬浮聚合的工艺流程
加入无离子水和悬浮剂：向聚合釜中加入无离子水和悬浮剂。

加入引发剂：加入引发剂后密封聚合釜。

真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧：真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧。

加入单体氯乙烯：然后加入单体氯乙烯。

升温、搅拌：开始升温、搅拌。

维持温度在50℃左右，压力0.88~1.22MPa：反应开始后维持温度在50℃左右，压力0.88~1.22MPa。

降压：当转化率达到70%左右开始降压。

停止反应：在压力降至0.13~0.48MPa时即可停止反应。

加入终止剂：当釜内单体转化率达到85%以上，这时釜内聚合压力为0.5 MPa，由计量泵向釜内加入一定量的终止剂。

未反应的氯乙烯单体经自压回收：未反应的氯乙烯单体经自压回收后，当压力降至2.9 Kpa时。

进行真空回收：将釜内浆料升温至70℃左右，进行真空回收，真空度为500 mmHg～550mmHg，最后浆料中的氯乙烯含量在700μg/g。

聚氯乙烯的悬浮聚合法生产工艺流程

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聚氯乙烯 VC 的生产工艺和基础知识

P V C的生产工艺聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。

有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC 总产量的80％左右。

单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。

我国的方法：主要还是电石法。

树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。

（1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。

引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。

聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。

聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。

然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。

（2）乳液聚合法最早的工业生产 PVC的一种方法。

在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。

也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。

聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。

聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。

乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。

（3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。

聚合分两段进行。

单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。

待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。

悬浮法聚氯乙烯生产工艺要点

悬浮法聚氯乙烯生产工艺要点聚氯乙烯（简称PVC）是世界五大通用合成树脂之一，世界产量及消费量仅次于聚乙烯和聚丙烯。

由于其良好的机械性能、抗化学药品性能、耐腐蚀性和耐燃性，制品被广泛应用于薄膜、人造革、电缆料、泡沫制品和管、板、型材等。

工业生产PVC通过悬浮、乳液、本体和溶液四种聚合方法，其中以悬浮法工艺最为成熟，操作简单，生产成本低，经济效益好，应用领域宽，是生产PVC树脂的主要方法。

工艺条件控制对PVC树脂的颗粒形态有着重要影响，并直接影响产品的加工性能。

自2009年7月份参加工作以来我有幸被分配到国内生产聚氯乙烯工艺最为先进的2#聚氯乙烯装置学习，在这一年的工作中，理论与实践上我学到了很多知识，结合我所在的岗位实际，对本岗位工艺条件的认识及所存在问题的建议总结如下。

一、工艺控制方面1.聚合釜搅拌聚合釜搅拌除在聚合过程中对悬浮体系起到均匀传热的作用外，还影响PVC 树脂的颗粒形态，主要是粒径大小及分布，孔隙率等，并与分散剂体系共同起调节作用。

聚合釜过程中单体受到搅拌器剪切力作用被打碎为带条状，再在表面张力作用下形成球状小液滴。

搅拌强度的增加，使小液滴受到的剪切力作用更强，从而形成的树脂的平均粒径减小，不仅耗电量多，树脂中易产生并粒现象且粒径分布太宽；搅拌转速太低，反应传热系数小，易爆聚，树脂颗粒大，即使分散剂用量大效果也不理想，易产生黑黄点多。

研究表明，PVC树脂平均粒径与搅拌转速的关系曲线为马鞍形。

生产中还可通过适当改变搅拌器形式与叶片数目、搅拌器直径及与釜底距离等参数满足对不同树脂颗粒大小需要。

我们所使用的两条生产线的聚合釜是目前世界较为先进的大型聚合釜，在工艺上克服了小釜产出的树脂质量不稳定的缺陷，树脂之间的差异减小，质量上更加均匀和稳定。

大型聚合釜的搅拌按照生产不同阶段的需要，按照最佳条件，在喷涂、加料、聚合、放料回收各阶段都在DCS系统中设定好，中控操作人员只要及时关注搅拌电流及转速有无异常，保证搅拌的正常工作。

聚氯乙烯聚合工艺简介

四、PVC树脂简介
1、外观：白色粉末； 2、分子量：36870～93750； 3、相对密度（比重）：1.35～1.45 4、表观密度：0.40～0.65mg/ml； 5、热容：1.045～1.463J/g.℃（0~100℃）； 6、颗粒直径：通常紧密型树脂30～100μm，疏松性树脂 60～150μm； 7、热性能：85℃以下呈玻璃态，85～175℃呈粘弹态，无明显熔点，175～190℃为熔融状态，190～200℃属粘流态。脆化点－50～－60℃，软化点75～85℃，玻璃化转变温度在80℃左右，＞100℃开始降解出氯化氢，180℃以上开始快速分解，200℃以上剧烈分解并变黑。
六、原材料性质及标准
VCM中杂质对聚合反应及产品的影响 ① 低沸物的影响氯乙烯单体中存在的乙炔等低沸物杂质，在聚合反应中能与

自由基反应，生成的内部双键对于PVC树脂的热稳定性有不良影响。乙炔是活泼的链转移剂，能与长链游离基反应，形成稳定的ρ-π共轭体系。当乙炔的含量较高时，会降低PVC 树脂的热稳定性。单体中的乙炔杂质还使聚合的反应速度减慢，树脂的聚合度下将。 ② 高沸物的影响高沸物将增加PVC大分子的支化度，影响聚合体系的稳定性和树脂的颗粒形态。高沸物还会影响粘釜和“鱼眼”等。 ③ 单体含水的影响氯乙烯单体含水，会产生酸性，形成铁离子。铁的存在会减慢反应速度，使树脂热稳定性变差，产品带色。偏酸会影响聚合体系的PH值，影响聚合体系的稳定性。
六、原材料性质及标准
1、氯乙烯的物理性质
氯乙烯的分子式为C2H3Cl,结构式为CH2=CHCl,分子量为

62.5,在常温和常压条件下是一种无色有乙醚气味的气体,其冷凝点为-13.9℃ ,其凝固点为-159.7℃。它的临界温度为 142℃。临界压力为5.22MPa,，因而，尽管它的冷凝点为13.9℃ 但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。 ① 氯乙烯的蒸气压氯乙烯的蒸气压可按下式计算： lgP＝－0.15228－1150.9/T＋1.75 lgT－0.002415T 式中：P —— 氯乙烯的蒸气压，MPa； T —— 温度，K；

悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文

悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文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]。

悬浮聚合法生产工业PVC树脂的方法-金华管业

悬浮聚合生产工艺悬浮聚合法是工业生产 PVC 树脂的主要方法
100-150μm
为 S-PVC。因采用悬浮法 PVC 生产技术易于调节
品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，
易于大规模组织生产而得到广泛的应用，成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。
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，对聚合釜进行试压，试压合格后用氮气置换釜内空气。单
点[7]。
悬浮法 PVC 的发展趋势：在工业化生产 PVC 时,以悬浮法产量最大,悬浮法生产具有设备投
只好收下提回家去。出门时她还一个劲地嘱咐我老公：小舅舅
资少和产品成本低等优点。各种聚合方法的发展方向是逐步向悬浮法聚合生产路线倾斜,一些过去采用其它方法生产的树脂品种已开始采用悬浮聚合工艺生产。自从乳液聚合法工业化以后,
的引发剂或引发剂乳液,保持反应过程中的反应
速度平稳,然后升温聚合,一般聚合温度在
45~70℃之间。使用低温聚合时(如 42~45℃),可
生产高分子质量的聚氯乙烯树脂；使用高温聚合
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时(一般在 62~71℃)可生产出低分子质量(或超低分子质量)的聚氯乙烯树脂。近年来,为了提高聚合速度和生产效率,国外还研究成功两步悬浮聚合工艺,一般是第一步向聚合釜夹
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±0.5℃。当转化
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率达 60%～70%，有自加速现象发生，反应加快，放热现象激烈，应加大冷却水量。

聚氯乙烯的聚合原理

聚氯乙烯的聚合一、聚氯乙烯悬浮聚合原理聚氯乙烯工业化生产方法有四种：悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。

悬浮聚合：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引起剂引起而进行的聚合反应。

溶有引起剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。

整体看水为连续相，单体为分散相。

聚合在每一个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看做小液珠本体聚合。

悬浮聚合体系普通由单体、引起剂、水，分散剂四个基本组分组成。

悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。

在搅拌剪切作用下，溶有引起剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引起聚合。

不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。

悬浮聚合产物的颗粒粒径普通在0.05～0.2mm。

其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。

悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引起剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。

悬浮聚合所使用的单体或者单体混合物应为液体，要求单体纯度≥99.9%。

表1.氯乙烯单体的指标，% 水，ppm 铁，ppm 乙醛，ppm 低沸物，ppm 高沸物，ppm 纯度≥99.9 ≤300 ≤5≤10≤10≤500在工业生产中，引起剂、份子量调节剂分别加入到反应釜中。

引起剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。

悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。

如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。

聚合在带有夹套的搪瓷釜或者不锈钢釜内进行，间歇操作。

大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或者(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。

聚氯乙烯

聚合物合成与工艺结课作业姓名李兰学号S********指导教师杜栓丽悬浮聚合法制聚氯乙烯聚氯乙烯(Polyvinyl chloride, PVC)位居五大通用树脂第二位是乙烯基聚合物中最主要的品种之一，其生产方法有悬浮法乳液法和本体聚合法等，其中悬浮法为主要生产法。

悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。

引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。

聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。

聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。

然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。

氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。

作食品包装用的 PVC ，游离单体含量应控制在1ppm 以下。

聚合时为保证获得规定的分子量和分子量分布范围的树脂并防止爆聚，必须控制好聚合过程的温度和压力。

树脂的粒度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。

树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。

聚合反应釜是主要设备，由钢制釜体内衬不锈钢或搪瓷制成，装有搅拌器和控制温度的传热夹套，或内冷排管、回流冷凝器等。

为了降低生产成本，反应釜的容积已由几立方米、十几立方米逐渐向大型化发展，最大已达到200m(见釜式反应器)。

聚合釜经多次使用后要除垢。

以聚乙烯醇和纤维素醚类等为悬浮稳定剂制得的 PVC 一般较疏松，孔隙多，表面积大，容易吸收增塑剂和塑化。

主要原材料：聚乙烯单体和聚合用去离子水是氯乙烯悬浮聚合缺一不可的主要原料。

（1）聚乙烯单体单体纯度要求>99.8%，杂质含量因生产方法不同而有差别，如单体中乙炔的含量：乙炔法生产路线要求其含量<510-，而乙烯氧氯化法则要求≤610-；二氯乙烷的含量<2610-⨯，Fe 7510-≤⨯。

氯乙烯悬浮聚合生产工艺

三、 PVC悬浮聚合工艺条件控制 ⒈ 反应釜釜材和传热
VC 的聚合热（95.6kJ/mol）较大，为了合成某一牌号的树脂，必须严格控制聚合温度，温度波动要求一般为±0.5℃，最好是控制在±0.2℃范围内。
我国早期采用的反应釜容积为7m3～14m3，反应釜釜材主要为搪玻璃压力釜，但因玻璃的传热系数低，仅用于小型反应釜。
S-PVC。我国悬浮聚合法占94%，其余为乳液聚合法。纯的PVC受热超过100℃则逐渐分解释出HCl，光线作用下会逐
渐老化降解变黄，软化点较低，机械性能较差等。但由于其与增塑剂的混溶性良好，可加工为硬质或软质的各种塑料制品。
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二、悬浮聚合工艺
⒈ 原料 ⑴ 单体单体氯乙烯的生产有乙炔路线和乙烯路线。安全与卫生：氯乙烯单体储存与运输过程中为压缩后液体，所以管道与容器必须耐压。万一稍有泄漏则气化为氯乙烯蒸汽，其蒸汽与空气混合后的爆炸极限为4％～22％，因此必须注意防火安全。氯乙烯单体浓度为8％～12％（体积），即表现有麻醉作用，高浓度下会导致死亡。氯乙烯具有致癌作用。
这是因为PVC虽不能溶于VC中，但能被单体所溶胀，单体在其中运动扩散并无困难，所以，链自由基与单体的链增长反应仍能进行。
VC的聚合体系既不同于均相悬浮聚合，又不同于典型的非均相悬浮聚合。
当转化率达60%~70 % ，自动加速现象发生，反应加快，放热现象激烈，应加大冷却水量。
VC的悬浮聚合体系中，聚合物的相对分子质量用聚合温度来控制，聚合反应的速率用引发剂的种类和用量来调节。
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六、影响PVC树脂颗粒形态和粒度分布的因素影响PVC树脂颗粒形态和粒度分布的因素主要是悬浮剂的种类和机械搅拌；其次是单体的纯度、聚合用水和聚合物后处理。

【毕业论文】聚氯乙烯悬浮聚合工艺流程设计

摘要聚氯乙烯是世界上最价廉和应用最广的塑料，用来大规模生产电缆绝缘层、设备零件、管材、层合材料和纤维制品。

聚氯乙烯树脂的需求量巨大。

工业上，聚氯乙烯是采用悬浮或乳液聚合技术通过自由基聚合反应来生产的。

本设计的目标是年产18000吨的聚氯乙烯悬浮生产装置。

遵循技术先进、工艺可靠、经济合理、系统最优的原则完成本设计。

本设计的主要内容包括：对聚氯乙烯的国内外研究状况、应用领域和应用现状、生产概况、市场需求和应用前景的综述；详细介绍工艺流程；对聚合全系统的物料进行衡算；聚合釜选型和工艺尺寸计算；搅拌设备的选型和功率计算以及对聚合反应器釜进行热量衡算。

关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合，工艺设计，工艺流程，聚合反应器AbstractPolyvinyl chloride is one of the cheapest and most widely used plastics globally. It is used for large-scale production of cable insulation, equipment parts, pipes, laminated materials and fiber manufacture. The demand for polyvinyl chloride resin is vast.Polyvinyl chloride is industrially produced by free-radical polymerization using the suspension or bulk technique. The major object of present design is a production plant for PVC with annual output 15000 ton, using suspension technique. According to the principles of advanced technology, credible technics, reasonable economics and optimized system, present design is completed.The main work of present design include : summerization on status of research on polyvinyl chloride at home and abroad, field and current status of application, the situation of production , the demand for market and applying in the future ;detailed description of technological process ; the total material balance of polymerization system ;the selection and design of polymerization reactor; the selection of stirring devices and the calculation of power thereof; and the heat balance of the polymerization reactor .Key words：Polyvinyl chloride, suspension polymerization, technological design，process flow, polymerization reactor目录摘要 (III)目录 (IV)第一章前言 (7)1.1选题背景 (7)1.2研究意义 (7)第二章聚氯乙烯历史世界及供需和消费 (8)2.1 聚氯乙烯的发展历史 (8)2.2 世界聚氯乙烯供需 (8)2.3 中国聚氯乙烯供需 (8)2.4 聚氯乙烯树脂消费结构 (9)第三章聚氯乙烯的典型聚合工艺 (10)3.1 典型聚合工艺概述： (10)3.1.1悬浮聚合 (10)3.1.2本体聚合 (11)3.1.3乳液聚合 (11)3.1.4微悬浮聚合 (12)3.1.5溶液聚合 (12)3.2典型聚合工艺技术特性比较 (12)第四章悬浮聚合生产工艺与过程及其影响因素 (13)4.1聚氯乙烯悬浮聚合的生产技术 (13)4.1.1氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术过程 (13)4.2氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术进展 (15)4.2.1国内生产工艺技术进展 (15)4.2.2国外生产技术进展 (17)4.3悬浮法聚合工艺和设备 (20)4.3.1搪瓷釜 (20)4.4轴封与搅拌装置 (24)4.4.1 轴封 (24)4.4.2 搅拌装置 (26)4.5工艺流程 (28)4.6防粘釜技术 (32)4.7悬浮法防粘釜剂的进展 (34)4.7.1国外SPVC生产用涂布剂的进展 (34)4.8分散剂 (35)4.8.1分散剂的用途和影响 (35)4.8.2国外分散剂应用进展 (36)4.9 其它助剂 (37)第五章聚氯乙烯聚合釜技术进展 (39)5.1 新型釜的介绍 (39)第六章聚氯乙烯聚合装置设计 (41)6.1设计任务书 (41)6.1.1设计任务 (41)6.1.2设计条件 (42)6.1.3配方 (42)6.1.4生产时间分配 (42)6.2设计过程 (43)6.2.1已知量的计算 (43)6.2.2聚合釜物料衡算 (43)6.2.3聚合釜的设计 (44)6.2.4搅拌设计 (49)6.2.5 釜重的计算 (54)6.2.6 热量衡算 (56)第七章结论 (60)参考文献 (61)致谢 (63)声明 (65)附录1 工艺流程概述附录2 工艺流程图附录3 聚合设备图第一章前言1.1选题背景聚氯乙烯( PVC) 是五大通用合成树脂之一,是木材、钢铁、玻璃、纸张等传统材料的良好代用品,因此在塑料工业中具有举足轻重的地位。

高分子材料化学试题4试题及答案

高分子材料化学试题4试题及答案1. 悬浮聚合法生产聚氯乙烯的聚合机理为（）。

[单选题] *A、自由基聚合(正确答案)B、逐步聚合C、阳离子聚合D、阴离子聚合2. 偶氮二异丁腈的代号是（）。

[单选题] *A、AIBN(正确答案)B、ABVNC、BPOD、LPO3. 自由基聚合机理中的四种反应是（）。

[单选题] *A、链引发、链增长、链转移、链终止(正确答案)B、链引发、链增长、链断裂、链终止C、链引发、链增长、链偶合、链终止D、链引发、链增长、链歧化、链中止4. 自由基共聚的类型有（）。

[单选题] *A、无规共聚、交替共聚、接枝共聚、嵌段共聚(正确答案)B、无规共聚、交替共聚、乳液共聚、嵌段共聚C、无规共聚、交替共聚、溶液共聚、嵌段共聚D、无规共聚、交替共聚、悬浮共聚、嵌段共聚5. 实验室制备采用本体浇铸法有机玻璃使用药品有过氧化二苯甲酰，它是（）。

[单选题] *A、引发剂(正确答案)B、增塑剂C、脱模剂D、单体6. 下面哪种组合可以制备无支链高分子线形缩聚物（） [单选题] *A、1-2官能度体系B、 2-2官能度体系(正确答案)C、2-3官能度体系D、 3-3官能度体系7. 要使高聚物的聚合度变大，可以通过下列哪种反应（）。

[单选题] *A、扩链(正确答案)B、降解C、解聚D、酯化8. 尼龙1010最先由哪个国家开发成功（）。

[单选题] *A、美国B、日本C、中国(正确答案)D、德国9. 聚丙烯腈主要用作（） [单选题] *A、塑料；B、合成纤维；(正确答案)C、合成橡胶；D、天然橡胶。

10. 福尔马林液的有效成分是（） [单选题] *A、石炭酸；B、甲醛；(正确答案)C、谷氨酸钠；D、对甲基苯酚11. 丁苯橡胶具有良好的耐磨性和抗老化性，主要用于制造轮胎，是目前产量最大的合成橡胶，它是1, 3-丁二烯与（）发生聚合反应得到的。

[单选题] *A、苯；B、苯乙烯；(正确答案)C、苯乙炔；D、甲苯12. 属于天然纤维的是下列哪种物质（）。

聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计

聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是一种常见的合成塑料，广泛应用于建筑、电子、汽车、包装等领域。

而聚氯乙烯悬浮聚合工艺是制备PVC的主要方法之一。

聚氯乙烯悬浮聚合工艺的设计包括以下几个关键步骤：单体制备、引发剂选择、聚合反应、后处理等。

在聚氯乙烯悬浮聚合工艺中，单体制备是一个重要的环节。

聚氯乙烯的主要单体是氯乙烯（Vinyl Chloride，简称VC），它是通过氯乙烯的氯化反应制备得到的。

氯乙烯的制备方法有多种，常见的包括直接氯化法和乙烯氯化法。

直接氯化法是将乙烯与氯气在催化剂的作用下进行氯化反应，生成氯乙烯。

乙烯氯化法则是将乙烯与次氯酸钠反应，生成氯乙烯。

这两种方法都可以得到高纯度的氯乙烯，可根据实际需要选择合适的方法。

引发剂的选择对聚氯乙烯悬浮聚合工艺至关重要。

引发剂是聚合反应的启动剂，可以引发单体的聚合反应。

常用的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化戊酸等。

选择合适的引发剂可以控制聚合反应的速率和转化率，从而得到所需的聚合物性能。

聚合反应是聚氯乙烯悬浮聚合工艺的核心步骤。

在聚合反应中，单体与引发剂发生自由基聚合反应，形成高分子聚合物链。

反应过程中，需要控制温度、压力和搅拌速度等工艺参数，以确保聚合反应的均匀性和高效性。

此外，还可以通过添加聚合助剂来改善聚合反应的过程和产物性能。

聚氯乙烯悬浮聚合工艺的后处理包括溶剂去除、干燥和造粒等步骤。

在溶剂去除过程中，通过蒸发或真空脱溶剂的方法将溶剂从聚合物中去除，以提高聚合物的纯度。

然后，需要对聚合物进行干燥处理，以去除残留的水分和溶剂，保证产品的质量。

聚氯乙烯悬浮聚合工艺具有以下优势：首先，该工艺适用范围广，可以制备不同性能和用途的聚氯乙烯产品。

其次，工艺简单，操作方便，生产周期短，可大规模生产。

此外，聚氯乙烯悬浮聚合工艺还具有能耗低、废料回收利用率高等特点，符合可持续发展的要求。

聚氯乙烯悬浮聚合工艺在建筑、电子、汽车、包装等领域有广泛应用。

悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍

悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍首先，悬浮聚合是将乙烯和氯气通过一系列的反应和处理装置，转化为聚氯乙烯颗粒的过程。

在反应器中，乙烯和氯气在催化剂的作用下进行聚合反应，生成聚氯乙烯颗粒。

反应器中温度、压力和搅拌速度等参数都需要控制得当，以保证聚合反应的顺利进行。

其次，粉碎是将聚氯乙烯树脂颗粒进行分散和破碎，以获得适当的颗粒大小。

粉碎时，聚氯乙烯树脂颗粒通过一系列的分散器和破碎机进行处理，最终得到所需的颗粒大小。

再次，塑化是将粉碎后的聚氯乙烯树脂颗粒进行熔融和塑化的过程。

在塑化机中，聚氯乙烯树脂颗粒通过加热和搅拌，变为黏稠的熔融物质。

塑化过程中需要控制温度和搅拌速度，以保持熔融物质的均匀性和流动性。

最后，再粉碎是将塑化后的聚氯乙烯熔融物质进行冷却和固化，并通过破碎机将其变为颗粒状。

再粉碎过程中，熔融物质通过冷却器和破碎机，迅速冷却和破碎，最终得到聚氯乙烯颗粒。

除了以上的工艺步骤，悬浮聚合生产聚氯乙烯还需要涉及到催化剂的选择、添加剂的控制和废气处理等问题。

催化剂的选择直接影响聚合反应的效率和聚氯乙烯的质量；添加剂的控制可以改变聚氯乙烯的性能，如增加塑化剂可以使聚氯乙烯变软；废气处理是因为在生产过程中会产生一些有害气体，需要通过废气处理设备进行处理，以保证环境安全。

悬浮聚合生产聚氯乙烯的方法具有以下优点：首先，该方法的成本相对较低，能够产生高性能的聚氯乙烯树脂；其次，该方法生产的聚氯乙烯树脂具有良好的综合性能，如机械强度高、耐候性好、电绝缘性好等；再次，该方法可以根据产品需求进行调整，生产出不同性能的聚氯乙烯树脂。

然而，悬浮聚合生产聚氯乙烯也存在一些问题。

首先，废水和废气的处理是一个困扰行业的环保难题。

废水处理需要考虑高含氯化合物的处理和回收；废气处理则需要考虑高浓度的氯气和有机物的处理和净化。

其次，聚合过程中会产生一些副产物和废弃物，如塑化剂、添加剂和颗粒状物质等，需要进行妥善处理和利用。

总之，悬浮聚合生产聚氯乙烯是一种重要的生产方法，能够实现高效、低成本、高质量的聚氯乙烯树脂生产。