年产9000吨粉末聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文
2021-11-06 20:04:27
摘 要
本设计内容为年产9000吨粉末聚氯乙烯的车间工艺设计。设计选用悬浮聚合工艺进行生产。
本文首先详细概述了聚氯乙烯的理化性质、发展现状和主要用途，阐述了聚氯乙烯的发展前景及地位。通过分析比较主要的聚合工艺，选择悬浮聚合法作为本设计的聚合工艺方法。同时选择一个生产产品纯度高、生产效率高、操作简捷的工艺流程。在确定聚氯乙烯的生产方法和工艺流程之后，完成物料衡算、热量衡算以及涉及到的主要生产设备的选型，并绘制完成聚合釜的设备装配图、带控制点的工艺流程图和车间平面布置图。
关键词：聚氯乙烯；悬浮聚合；聚合釜；生产工艺
Abstract
The design content is the workshop process design with an annual output of 9000 tons of powder PVC.Suspension polymerization process is selected for production.
In this paper, the physical and chemical properties, development status and main applications of PVC are summarized in detail, and the development prospect and status of PVC are expounded.By analyzing and comparing the main polymerization processes, the suspension polymerization method is selected as the polymerization process method.At the same time choose a production product high purity, high production efficiency, simple operation of the process.After determining the production method and process flow of PVC, complete the material balance, heat balance and the selection of the main production equipment involved, and draw the equipment assembly drawing of the polymerization kettle, the process flow chart with control points and the floor layout of the workshop.
Key Words：Polyvinyl chloride；Suspension polymerization；The polymerization kettle；The production process
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及目的 1
1.2 聚氯乙烯的国内外发展现状及前景 2
1.3 聚氯乙烯的主要用途 2
1.4 研究内容及方法 3
第2章 物料衡算 4
2.1 物料衡算的设计任务 4
2.2 主要化学反应式 4
2.3 物料流程示意图 4
2.4 收集数据 4
2.5 计算基准 5
2.6 展开计算 5
2.6.1 总收率 5
2.6.2 总损失及总损失分配 5
2.6.3 聚合釜个数 6
2.6.4 确定原料配方 7
2.6.5 聚合釜部分物料衡算 9
2.6.6 汽提部分物料衡算 10
2.6.7 离心部分物料衡算 11
2.6.8 干燥部分物料衡算 12
2.6.9 核算 13
第3章 聚合釜的设计 16
3.1 设计任务 16
3.2 设计依据 16
3.3 展开计算 16
3.3.1 确定设计压力、温度 16
3.3.2 聚合釜的受压形式 16
3.3.3 封头、筒体的选型 17
3.3.4 确定筒体直径和高度 17
3.3.5 核定聚合釜的体积及装填系数 18
3.3.6 聚合釜夹套直径的选取 18
3.3.7 夹套高度的选择 18
3.3.8 筒体壁厚的计算 19
3.3.9 筒体下封头壁厚的确定 21
3.3.10 夹套筒体、封头厚度计算 23
3.3.11 计算传热面积 24
3.3.12 聚合釜的水压试验和夹套的水压试验 25
3.3.13 计算釜体及夹套重量 26
3.3.14 小结 27
3.4 聚合釜支座的选型 30
3.5 聚合釜各配管的选型 30
第4章 搅拌器的设计 30
4.1 设计任务 30
4.2 设计依据 30
4.3 搅拌器的选型 30
4.4 展开计算： 31
4.4.1 搅拌器设计计算 31
4.4.2 搅拌器尺寸的确定及有关附件 33
4.4.3 电机、减速器的选择 34
4.4.4 搅拌轴直径的计算 35
4.4.5 选择机械密封的形式 35
第5章 热量衡算 36
5.1 设计任务 36
5.2 设计依据 36
5.3 展开计算 36
5.3.1 列出热化学反应方程式 36
5.3.2 收集数据 36
5.3.3 确定计算基准: 37
5.3.4 列热平衡方程式 37
5.3.5 分阶段计算传热速率及蒸汽、冷却水用量 37
5.3.6传热面积校核 38
第6章 干燥器的设计 43
6.1 设计任务 43
6.2 设计依据 43
6.3 设备选型 43
6.4 展开计算 44
6.4.1 热风管 44
6.4.2 冷风管 45
第7章 辅助设备选型 47
7.1 汽提塔的选型 47
7.2 离心机的选型 47
7.3 旋风分离器的选型 48
7.3.1 扩散式旋风分离器的主要结构特点 48
7.3.2 确定进口气速 48
7.3.3 确定处理气量 48
7.3.4 确定各部分几何尺寸 48
7.4 输送泵的选型 49
7.5 风机选型 49
7.6 计量槽的选型 50
7.6.1 软水计量槽 50
7.6.2 氯乙烯计量槽 50
7.7 贮槽的选型 50
7.7.1 软水贮槽 50
7.7.2 氯乙烯贮槽 51
7.8 振动筛 51
7.9 高速混合机的选型 51
参考文献 52
附录 54
致谢 58
绪论
研究背景及目的
聚氯乙烯（PVC）是以氯乙烯为单体，在引发剂的作用下，采用聚合方式所生产的热塑性树脂。
按树脂孔隙率，可将聚氯乙烯树脂分为紧密型（XJ型）、疏松型（SG型）[1]。通用的PVC绝大多数是粒径为50~250μm的粉料，也有粒径为0.2~15μm的糊树脂。
PVC一般为白色粉末，没有明显熔点，在80℃左右开始软化，在200℃以上完全分解。PVC的化学稳定性好。
表1.1 PVC的主要性质
物理性质 | 化学性质 | ||
外观 | 白色粉末 | 热性能 | 玻璃化温度为75~80℃ |
平均密度/g/m3 | 1.4 | 电性能 | 介电性能好 |
颗粒直径/μm | 悬浮聚合60~150μm； 本体聚合30~80μm；
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