年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计

年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计

设计课题

年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案

2014年10 月16日

年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计

设计说明

聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。

根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。

本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。

本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。

本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此表示衷心感谢。

鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批评指正。

目录

1总论 (1)

1.1 概述 (1)

1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围 (1)

1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种 (1)

1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景 (3)

1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名 (4)

1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类 (4)

1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名 (4)

1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5] (5)

1.3.1 悬浮聚合法[6] (5)

1.3.2 乳液聚合法 (6)

1.3.3 本体聚合法 (6)

1.3.4 溶液聚合法 (6)

1.4 设计规模原料选择与产品规格 (7)

1.4.1设计规模 (7)

1.4.2主要原料规格及技术指标 (7)

1.4.3产品规格 (8)

2工艺设计与计算 (9)

2.1 工艺原理 (9)

2.2 工艺条件影响因素 (9)

2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素 (9)

2.3 工艺路线选择 (12)

2.3.1 工艺路线选择原则 (12)

2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线 (12)

2.3.3 工艺流程示意图 (13)

2.4 工艺配方与工艺参数 (13)

2.4.1 工艺配方（质量份）： (13)

2.4.2 工艺参数： (14)

2.5 物料衡算 (14)

2.5.2 物料衡算的方法与步骤 (15)

2.5.3 物料衡算 (16)

2.6热量衡算 (18)

2.6.1 热量衡算的意义和作用 (18)

2.6.2 热量衡算 (18)

3设备选型 (21)

3.1 选型原则 (21)

3.2 关键设备选择与计算 (21)

3.2.2 传热元件计算 (27)

3.2.3 搅拌器的选择 (28)

3.3 关键设备选用 (33)

3.4 其它设备选择 (34)

3.5 关键设备一览表 (35)

4车间布置设计 (37)

4.1 车间设备布置原则 (37)

4.2 车间设备平面布置原则 (37)

4.3 车间设备立面布置原则 (38)

4.4 车间操作人员安排 (38)

4.5 车间平面布局图 (38)

5 非工艺设计 (40)

5.1 环境保护 (40)

5.2 公用工程 (40)

5.2.1 供水 (40)

5.2.2 供电 (41)

5.2.3 供暖 (41)

5.2.4 通风 (41)

致谢 (43)

参考文献 (44)

1总论

1.1 概述

1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围

聚氯乙烯简称PVC，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。氯乙烯均（OVC）聚物和氯乙烯（PVC）共聚物统称为氯乙烯树脂。聚氯乙烯（PVC）为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的聚氯乙烯（PVC）分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；聚氯乙烯（PVC）无固定熔点，80～85℃时开始软化，130℃时转变为粘弹态，160～180℃时则开始转变为粘流态。聚氯乙烯（PVC）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，引起变色其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。

聚氯乙烯（PVC）非常坚硬，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。聚氯乙烯（PVC）溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮－苯混合溶剂中可用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。

另外，聚氯乙烯（PVC）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。

聚氯乙烯（PVC）可通过模压成型、层合成型、注塑成型、挤塑成型、压延成型、吹塑中空成型等方法进行加工，所以聚氯乙烯（PVC）制品广泛用工业、农业、建筑业、电子电气、交通运输、电力、电讯通信业、包装业等各个领域。聚氯乙烯（PVC）的硬质制品甚至可代替金属制成各种工业行材，如门窗、管道、阀门绝缘板和防腐材料等，也可用做收音机、电话、电视机、蓄电池等外壳或家具、玩具等。聚氯乙烯（PVC）轻质品则可制成薄膜，加工制作雨披、桌布、包装材料、农膜等，其再加工产品可以制成人造革、电线、电缆等的绝缘层[1]。

1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种

聚氯乙烯（PVC）性脆，热稳定性差，不易加工。为了改善其性能，增加