搜索
北京化工大学北方学院毕业设计（论文）I诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：年月日北京化工大学北方学院毕业设计（论文）II年产7万吨聚氯乙生产工艺设计闫朋龙高分子材料与工程专业化材1104班学号110120105指导教师刘艳霞老师摘要该设计为年产7万吨聚氯乙烯聚合工艺设计。首先介绍了设计依据生产方案、生产规模、厂址的选择、设计厂址的自然环境、制造聚氯乙烯的原材料以及聚氯乙烯的特征。工艺路线论证包括典型工艺的介绍、工艺流程的选定及其具体的操作。物料衡算涵盖了该设计的主要设备：聚合釜、汽提塔、离心机和沸腾干燥工段和气流干燥工段的物料衡算。然后对聚合釜、换热器等主要设备进行了热量衡算，并计算了设备选型，由计算得出该设计需采用703m不锈钢聚合釜3个并联操作，1台703m出料槽，9台WL-630型离心机，设计的最后说明了聚氯乙烯聚合过程中的成本核算、安全注意事项及三废处理问题。绘制了带控制点的PVC聚合工艺流程图、车间布置图。关键词：聚氯乙烯悬浮聚合法生产工艺北京化工大学北方学院毕业设计（论文）IIIAnnualoutputof70000tonsofpolyvinylchloride(PVC)productionprocessdesignAbstractThedesignforanannualoutputof70，000tonsofPVCdrypolymerizationprocessesofthepreliminarydesign，thedesigndocumentsfromdesignspecificationanddesigndrawingscomposedoftwoparts.Inthedesignofbrochures，abriefintroductionofthePVCproductionstatus，trends，performanceandthemainpurposeofthecurrentPVCalsointroducedthefourcommonindustrialpolymerproductionmethods.Andacomparison，finalDeterminedtosuspensionpolymerizationasapolymerizationtechnologyproductionmethods.Inthedesignprocess，inaccordancewiththerequirementsofthemissiondesign，amoredetailedmaterialbalanceandenergybalance，theequipmentwascalculatedandtheselectionprocess，whiletheproductionofPVCintheprocessofattentiontosafetyissuesandThreewastesgovernancemadenoteoftheentiredevicetoasimpletechnical.Drawingthecorrespondingdesigndrawings，includingprocessmaps，equipmentlayoutplans.Keywords:polyvinylchloridesuspensionpolymerizationProductivetechnology北京化工大学北方学院毕业设计（论文）IV目录第1章绪论.............................................1第1.1节设计依据....................................1第1.2节生产方案及生产规模..........................1第1.3节厂址的选择及设计的自然条件..................2第1.4节主要原材料和聚氯乙烯的特征..................3第2章工艺路线论证.....................................6第2.1节PVC树脂的典型聚合工艺.......................6第2.2节PVC树脂的工艺流程的选定.....................8第2.3节悬浮聚合的具体操作.........................12第3章物料衡算........................................13第3.1节物料衡算依据...............................13第3.2节各个设备物料衡算...........................16第3.3节物料衡算总平衡.............................22第4章热量衡算........................................26第4.1节聚合釜的热量衡算...........................26第4.2节列管式换热器热量衡算.......................29第4.3节气流干燥塔热量衡算.........................31第4.4节空气加热器热量衡算.........................34第5章设备工艺计算及选型..............................36北京化工大学北方学院毕业设计（论文）V第5.1节聚合釜的设计...............................36第5.2节料浆排放槽的选型...........................38第5.3节离心机的设计...............................38第6章成本核算........................................40第6.1节生产成本...................................40第6.2节盈亏平衡...................................41第7章安全与环保......................................42第7.1节安全防火设计...............................42第7.2节环境保护...................................45结论................................................47参考文献................................................48致谢................................................49北京化工大学北方学院毕业设计（论文）1第1章绪论第1.1节设计依据设计所参考和依据：（1）以学校发布的发布的《毕业设计任务书》作为主要依据。（2）以《聚氯乙烯生产与操作》，《化工设计》，《聚合物合成工艺设计》，《聚氯乙烯工艺学》等作为辅助。第1.2节生产方案及生产规模厂址选定之后进行工厂总平面设计。结合建厂地区的自然、气候、地形、地质、水文资料、以及厂内外运输、公共设备、厂区协作等条件设计总图，整个生产工艺过程按照原料进厂到成品出厂的顺序，经济合理地布置厂区内的建筑物，厂内外的交通运输要通常等。所有的过程应该严格遵照国家的有关方针政策，结合厂区地形、地质情况，按照厂区的卫生、防火的技术要求等因素，充分利用厂区周围的自然资源、运输、动力和水源等条件，在充分做好调查研究的基础上进行分析综合，并须进行总平面设计方案的比较，以达到工艺流程合理、总体布置紧凑、投资节省、用地节约、建成后较快投产的目的[1]。建厂投资、生产管理、安全生产、降低成本要求总平面布置合理，不仅与直接相关，而且也会严重影响工厂实施科学管理和文明生产，所以工厂平面设计需遵循以下原则：1.2.1满足生产和运输的要求按照生产工艺流程的要求合理进行平面布置，就禁不止有联系或者和有关的的车间，尽量避免迂回交叉、往返。注意噪声污染、风向和粉尘的相互关系。厂区内的道路径直短捷，布局紧凑，用地节约，厂容整齐。1.2.2满足安全和卫生的要求厂区布置应严格遵守防火，卫生等安全规范、标准和有关规定。产生明火的车间尽量远离可燃性气体的车间；有腐蚀性介质散发、可能有酸雾产生的车间、有粉尘飘散的车间、有污水排放的车间应有防护措施。北京化工大学北方学院毕业设计（论文）21.2.3满足有关的标准和规范常用标准与规范有：建筑设计防火规范（GB-50016-2006）；工业企业总平面设计规范（GB-50187-93）；化工企业总图运输设计规范（HG/T-20649-1998）工业企业卫生防护距离标准（GB-18083-2000）[2].1.2.4厂区管网线路的布置应尽可能的使管线取直线，管线集中设施应铺设在建筑物和道路直接。1.2.5布置建筑物建筑物应尽可能坐北向南，防止日光直射，充分利用自然光和自然通风。1.2.6分道人流、货流通道分开，避免交叉；同时考虑门的不同作用。总平面设计包括平面设计、竖向布置设计、运输设计管线综合设计、绿化设计等，平面设计中车间平面布置、车间设备布置都在总图纸中体现。第1.3节厂址的选择及设计的自然条件1.3.1化工厂的地理位置厂址的地理位置茌平县位于山东省鲁西平原1.3.2设计地区的自然条件本项目拟建在济邯铁路以南，位于茌平县城西，该地区拥有开阔平坦的地势、拆迁量小，三通一平工作量较小，交通、供水、供电条件好。水文大气降水及地表径流为场地地下水提供主要补给，地表蒸发及工农业用水为其主要排泄方式，2.6-4.4m为地下水的埋深，地下水类型属第四系孔隙潜水。气候该地区春季干燥、少雨，夏季炎热、降雨集中，秋季凉爽，冬季寒冷干燥，属大陆性气候。地形厂址周围地势平坦，地貌单元单一，位于黄河下游，属冲洪积平原。地质拟建场地为第四系沉积地层50m深度范围内土层，土层主要构成为粘土、粉土、粉砂土。根据其岩性及物理力学性质自上而下分为16层。场地稳定，适宜建筑。建筑场地类别为III类，土为中软型。北京化工大学北方学院毕业设计（论文）3第1.4节主要原材料和聚氯乙烯的特征本设计采用悬浮聚合法。所以采用的原材料是VCM以及其他助剂。悬浮聚合法的原理：烯类单体在光和热或辐射能的作用下，有可能发生自由基而聚合。由于碳碳键具有较大的键能，所以烯类单体均裂成自由基须在300～400℃高温作用下才能开始。一般的聚合达不到这样高的温度。因此，氯乙烯悬浮聚合的引发剂采用过氧化物或偶氮化合物，连同液态氯乙烯单体在水中经过搅拌，氯乙烯单体分散成小液滴、悬浮于水介质中发生聚合反应。在聚合温度（45～65℃）下，溶于单体中的引发剂分解成自由基，从而引发氯乙烯聚合，在水中溶于分散剂，以防止VCM液滴的并聚和防止达到一定转化率后PVC-VCM溶胀粒子的粒并。氯乙烯聚合反应热约为95.9KJ/mol，因此该氯乙烯的聚合反应为放热反应，聚合釜夹套中冷却水带走放出的热量，用来恒定聚合温度。（1）VCM名称：氯乙烯分子式：CH2CHCl分子量：62.50溶解性：溶于多数有机溶剂（乙醇、乙醚、丙酮等），在水中微凉溶解（2）分散剂名称﹕聚乙烯醇（PVA）分子结构式﹕CH2CHOHm聚合度为﹕m+l分子量为﹕2600挥发份﹕﹤5%灰分﹕﹤1%溶解性﹕PVA在不同的聚合度和醇解度下对水的溶解度也会不同。在常温下，完全不溶于有机溶剂。（3）引发剂名称