年产5000吨硬PVC生产车间设计说明

5000吨/年硬质聚氯乙烯管工艺及车间

工艺设计

班级：高材1311 ：毛锐学号：03

目录

第1章概述 (2)

1.1 聚氯乙烯管材的特点.. (2)

1.2聚氯乙烯的发展状

况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.3 硬质聚氯乙烯管材的主要市场 (2)

1.3.1 建筑用聚氯乙烯管材市场 (2)

1.3.2 农用聚氯乙烯管材市场 (3)

1.4聚氯乙烯管材的生产方法 (3)

1.5 生产工艺流程概述 (4)

1.6原料配方的选择 (4)

第2章硬PVC管生产车间工艺计算 (5)

2.1 生产能力计算 (5)

2.2 物料衡算 (5)

第3章设备选型和台数计算 (6)

3.1 高速混合机的计算 (6)

3.2 螺杆挤出机计算 (7)

3.3 其他设备 (7)

3.4 原料消耗计算 (8)

第4章各种工艺参数 (10)

第5章车间设备布置设计 (10)

5.1 车间设备布置的原则 (10)

5.1.1 车间设备布置的原则 (10)

5.1.2车间设立面布置的原则 (11)

5.2车间设备立面布置 (11)

第6章氯乙烯单体回收冷凝系统11

6.1 回收氯乙烯（VCM）单体的选用11

6.2 压缩冷凝回收单体方法的选用 11

第7章安全与环保12

第一章概述

PVC是聚氯乙烯（Polyvinyl chloride）塑料的英文缩写。该塑料是一种乙烯基的聚合物质。聚氯乙烯具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的29%。硬质聚氯乙烯排水管简称PVC-U排水管，作为一种新型的建筑材料，越来越受到人们的重视和关注。它质轻、光洁、美观、水阻小、组配灵活、安装省时省力，很受设计施工单位青睐。

1.1聚氯乙烯的特点

与钢、铁、混凝土、瓷管相比，聚氯乙烯管材具有如下优点[1]：①重量轻，硬质聚氯乙烯管的相对密度为1.43，仅为同尺寸钢重量的1/6，1 t塑料管可代替10～13 t铸铁管，运输安装容易。②耐腐蚀性能好。③电绝缘性能好，其体积电阻约为1×10 ～3×10 n.cm，击穿电压达23～28 Kv/mm。④摩擦阻力小。管流体速度比钢管高30％左右，且结垢少，不生锈，长期运输水和其他流体，流率和流量均能保持不变；而铁管会生锈、结垢，使用数年后管流率和流量均要减少。⑤导热系数小，耐候性较好，隔热性能好。⑥着色方便,不需油漆,且容易制成各种标识颜色的管材，生产中能耗低，仅为铸铁管的18.3％。

聚氯乙烯管材存在以下缺点:①强度较低,受压能力较差。②使用温度围窄,一般在零下几度到50℃之间。③膨胀系数大,是钢铁管的7倍,随温度膨胀和收缩变化较大,刚性较低,安装时,应多加支点。④当制造聚氯乙烯管材的树脂中氯乙烯单体含量及某些稳定剂如铅盐、镉盐等物质超标时,会危及环境和人体健康。

聚氯乙烯管材与其他塑料管材相比,拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、隔热性能、自熄性等均较好,且价格也较低廉。

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]。预计到2010年我国PVC树脂的需求量将达1100万吨，2020年将达到2160万吨。预计到2010年全球PVC的需求量将达到3490万吨，2020年将达到4600万吨[6]。

1.3硬质聚氯乙烯管材的主要市场

1.3.1 建筑用聚氯乙烯管材市场

建筑业是聚氯乙烯管材的最大市场,管材分为；两类,一种是耐压管,另一种是无压管。耐压管主要用于自来水管、建筑热水供水管、公用工程供水管(一般采用100mm～900mm直径的管材);无压管大量用于室下水管和雨水系统管。公用工程排污管(一般采用直径400mm～1.2m的大口径管材)。此外,建筑用串线管和地下电缆护管是聚氯乙烯管材应用的一个市场,现已在我国普遍采用,并具有进一步发展的巨大潜力。

随着我国经济的发展,我国建筑业将会为聚氯乙烯管材打开更大的市场。到2000 年,我国要实现小康水平,住宅建筑任务十分艰巨,要实现城镇人均8㎡的居住面积,全国需新建城市住宅12亿㎡;农村需新建住宅27.9亿㎡。除此之外,还需新建公共建筑和生产性建筑1.2亿㎡。估计,市政公用设施建造量也很大,预计全国自来水普及率将达95%,新增日供水量2500万t;下水道普及率也要达到65%,需要建造大量的公用工程管线网络,需要大量的供水管、下水道管、排污管、串线管等满足市场需求。最近几年,由于我国市场传统建筑材料价位不算高,还占有大量的市场,加之人们对新材料的接受能力等问题,保守估计,到本世纪末,国建筑业消费聚氯乙烯管材将达40万t;到2010年,我国建筑用塑料管需求量可达(200～220)万t,估计聚氯乙烯管材的需求量约在(180～200)万t,前景乐观。为了将发展节能聚氯乙烯管材列人法制化轨道,1994年10月化工部,轻工总会,国家建材局和中石化系统召开联席会议,并在1995年4月颁布了关于发展化学建材的文件。1996年以来,南方许多地区已不供应铸铁管。市为推广聚氯乙烯管材,在建委通知中规定,自1997年1月1日起各设计单位不准在建筑中设计铸铁管;自4月1日起,各施工单位不准安装和使用铸铁管。1997年7月l 日,国务院批准了建设部《国家化学建材推J应用“九五”计划和2010年发展规划纲要》,这些政策性文件的出台,使我国聚氯乙烯管材的发展有了政策导向,起到宏观调控作用,对聚氯乙烯管材在建筑领域的发展起到巨大的推动作用。

1.3.2农用聚氯乙烯管材市场

我国是一个农业大国,幅源辽阔,是农用聚氯乙烯灌溉管的巨大市场。我国是个缺水国家,每年旱情都十分严重,困扰着农业生产的发展。过去,中国传统的种田方法是使用土渠灌溉,水源浪费十分严重。自从国一些地区试验使用聚氯乙烯管灌以后,这些地区的水利用率从过去的0.4～0.5提高到0.95左右。随着广大农村经济实力的增强和技术水平的提高,1994年底我国农村喷灌面积已达9338万㎡,节省了大量的水源,提高了粮食产量。大量事实证明,使用聚氯乙烯制作固定和半固定管喷灌系统,设备不腐蚀,管材不结垢,与使用铸铁管、铝管、ABS管相比大大降低了喷灌设施的造价,成为节水、节地、节省能源,解决12亿人口吃粮问题的重要措施之一。农用喷灌管是我国管材的一个巨大市场,使用管材直径为25mm～160mm。从国使用管灌的情况来看,还没有一个县完全实现了管灌,许多地区对管灌还缺乏认识。根据农业部“九五”规划,“九五”期间,全国要搞300个管灌试验县,搞一批样板县,以推动全国农田管灌工程的发展。到2000年,管灌面积要达约7000万亩以上,占目前有效灌溉面积的10.6%,节约耕地3860万亩,以弥补国耗地给粮食生产造成的损失,这就需要有大量高质量的聚氯乙烯管材满足农业发展的需要。

1.4聚氯乙烯管材的生产方法

硬质聚氯乙烯管材加工时,采用悬浮法聚氯乙烯树脂为主要原料,与稳定剂、颜料、润滑剂和填料等助剂配合使用,经捏合后,加入双螺杆挤出机塑化挤出聚氯乙烯管材,经冷却定型后,切割成需要的长度,加工温度160℃～180℃,根据管材不同用途,适当调整配方组分,以