悬浮聚合法年30万吨聚氯乙烯车间工艺设计（含CAD图）.zip

1 悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯 车间工艺设计 班 级：XXXX 姓 名：XXXXX 指导老师：XXXX教授 时 间：2012年6月26日 XXXX大学2012届毕业设计答辩 2 目录 工艺选择 2 课题背景 1 物料衡算和热量衡算 3 主体设备 4 车间布置5 经济效益 6 安全环保 7 3 为什么选择这个课题？ v课题背景 4 采用何种工艺？ v工艺选择 采用悬浮聚合采用间歇操作 参考美国古德 里奇和日本信 越等公司的相 关技术。 321 5 带控制点的工艺流程 v带控制点的工艺流程 6 物料衡算和热量衡算 v以聚合釜的物料衡算为例 物料平衡方程：F0=D+A+B 本工艺的配方如下(以单体质量为参考标准)： 脱盐水 140 单体 100 引发剂 0.05 分散剂 0.07 PH缓冲剂 0.05 终止剂 0.03 反应调节剂 0.0015 防粘釜剂 0.002 消泡剂 0.002 聚合釜物料平衡图 7 物料衡算和热量衡算 聚合釜物料衡算一览表 物料名称进料kg/B出料kg/B VCM6.265105100240 脱盐水8.7711058.771105 引发剂313.25313.25 终止剂187.95187.95 分散剂438.55438.55 PH缓冲剂313.25313.25 反应调节剂9.409.40 防粘釜剂12.5312.53 PVC0520997.4 损失PVC05262.6 合计 1504874.93 1504874.93 表3.1 聚合釜物料衡算一览表 物料衡算和热量衡算 v以聚合釜的热量衡算为例 8 热平衡方程式为： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 根据太原地区的不同季节温度情况进行计算： 9 9 物料衡算和热量衡算 聚合釜热量衡算一览表（以夏季为例） 表3.1 聚合釜热量衡算一览表 物料名称输出kJ/B输入kJ/B 脱盐水（分散剂等）0 147352800 VCM039870460 聚合反应热0793593450 聚合釜1308984600 冷却水8499182500 合计980816710980816710 10 主体设备 v主体设备计算 135 m3聚合釜的相关参数 结构：立式圆筒、半圆管外夹套、带内 冷却挡板及顶置式搅拌器。 规格：釜内直径4200mm，釜直通高度 8510mm，长径比为2.03，容积135m3 。 搅拌：三层平直叶桨式，搅拌轴总长 10600mm。 传热：传热系统由釜体传热系统、内冷 挡板传热系统和体外冷凝器组成。釜体 换热面积97.7m2，内冷挡板换热面积 6.6m2，体外冷凝器换热面积340m2。 11 车间布置 v工厂平面布置总图 车间厂房轮廓拟采用长方形厂房， 长度为142.4m，宽度为76.3m。 聚合工段采用的是三层框架厂房， 单层高度为6m。 混料工段、离心工段均采用的是 单层框架厂房。 气提塔、气流干燥器均采用的是 成组布置，采用联合操作平台。 12 各工段的布置图 13 经济效益 v投资估算 总投资费用为 ： 单单位生产产能力估算法的方程： 1.总投资费用估算 2.成本估算 产品名称、规格年产量(/吨)300000 序号成本项目单位单位成本总成本 金额(元)金额(万元) 1原材料费元6763.52202905.6 2动力消耗费元283.58505 3生产工人工资及附加 费 元22.176665.28 4企业管理费元434.1913025.7 5销售费用元1504500 6不可预见费 用元401200 7工厂成本元7693.386230801.58 14 (7.1) 经济效益 4.经济评价 3.收入、税收和利润 销销售收入=销销售量销销售价格=30000010000=3.0105万元/年。 税金=增值值税+城市维护维护 建设设税+教育附加费费+资资源税+所得税 =43589.7+670.0+420.0+30+6919.8=51629.5万元/年 净净利润润=3.0105230801.5851629.5=17568.92万元/年。 投资回收期=7.2年 投资利润率=11.6% 投资利税率=34.19% 15 安全环保 防火防爆 16 安全环保 三废防治 17 谢谢各位老师和同学！ 毕业设计说明书 悬浮聚合法年产 30 万吨聚氯乙烯 车间工艺设计 学生姓名： XXXXX 学号： 学 院： 专 业： 指导教师： 2012 年 6 月 14 日 XX 大学 2012 届毕业设计说明书 悬浮聚合法年产悬浮聚合法年产 30 万吨聚氯乙烯车间工艺设计万吨聚氯乙烯车间工艺设计 摘要 本文概述了 聚氯乙烯的 性质 、应用、 发展状况、工艺进展以及 聚合 过程中 的影响因素 ，在此基础上 确定了聚氯乙烯 悬浮聚合 的生产工艺 路线和相关参数 。然后在 物料衡算、热量衡算的基础上进行了 设备选 型、车间 布置 和经济核算。 文中还对 防火防爆防雷和三废的处理回收等 方案进行了简单的阐述。最后绘制了带控制点的工艺流程图、主体设备 图和车间布置图。 关键词：关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合，反应釜，工艺设计 XX 大学 2012 届毕业设计说明书 The process design for PVC workshop of suspension polymerization with annual output of 300000 tons Abstract The properties, application, development and the technology progress of PVC were summaried in this paper. After the influence factors of synthesis process discussed, the production of acetic anhydride process route and related parameters are determined, and the material balance and heat balance of main equipments were calculated. Based on this, the equipments selection, workshop layout and economic accounting were accomplished. In addition, the protection of fire, lightning, poison and three wastes treatment recovery plan were simply discussed. Finally the process flow chart with control point, the figure of main equipments and workshop layout were drawed. Keywords: PVC；suspension polymerization；agitated reactor；process design XXXX 大学 2012 届毕业设计说明书 第 I 页 共 VI 页 目 录 1 绪论1 1.1 聚氯乙烯简介1 1.2 聚氯乙烯的发展状况1 1.3 国内外聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展1 1.3.1 国内聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展2 1.3.2 国外聚氯乙烯悬浮聚合的工艺进展3 1.4 聚合工艺实践方法5 1.4.1 本体聚合生产工艺5 1.4.2 乳液聚合生产工艺5 1.4.3 悬浮聚合生产工艺5 1.5 悬浮聚合生产工艺的两种操作方法的比较6 1.5.1 连续式操作6 1.5.2 间歇式操作7 1.6 氯乙烯悬浮聚合生成聚氯乙烯过程中的影响因素7 1.6.1 纯水的影响7 1.6.2 乙炔的影响7 1.6.3 高沸物的影响8 1.6.4 聚合体系中氧的影响8 1.6.5 聚合体系中铁的影响8 1.6.6 分散剂的影响8 1.6.7 引发剂的影响9 1.6.8 涂釜剂的影响9 1.6.9 调节剂的影响9 1.6.10 聚合温度的影响9 1.6.11 无机添加剂的影响9 2 本设计的工艺流程和相关参数的设定11 2.1 本设计拟采用的方法11 XXXX 大学 2012 届毕业设计说明书 第 II 页 共 VI 页 2.1.1 生产方法11 2.1.2 反应机理11 2.2 本设计拟采用的工艺条件11 2.2.1 聚合釜的选择11 2.2.2 氯乙烯单体回收冷凝系统13 2.2.3 气提系统14 2.2.4 离心系统14 2.2.5 PVC 树脂的干燥系统15 2.3 工况温度的选择15 2.4 本设计拟采用的生产工艺路线和工艺参数16 2.4.1 生产工艺路线16 2.4.2 主要工艺参数16 2.4.3 工艺流程图17 3 物料衡算18 3.1 有关设计参数设定18 3.2 本工艺的配方18 3.3 聚合釜的物料衡算18 3.3.1 物料平衡图19 3.3.2 反应前后各物质的质量计算19 3.3.3 物料衡算表19 3.4 混料槽的物料衡算20 3.4.1 物料平衡图20 3.4.2 混料前后各物质的质量计算21 3.4.3 物料衡算表21 3.5 汽提塔的物料衡算21 3.5.1 物料平衡图21 3.5.2 汽提前后各物质的质量计算22 3.5.3 物料衡算表23 XXXX 大学 2012 届毕业设计说明书 第 III 页 共 VI 页 3.6 离心部分的物料衡算23 3.6.1 物料平衡图24 3.6.2 离心前后各物质的质量计算24 3.6.3 物料衡算表24 3.7 气流干燥部分的物料衡算24 3.7.1 物料平衡图25 3.7.2 干燥前后各物质的质量计算25 3.7.3 物料衡算表25 3.8 沸腾干燥部分的物料衡算25 3.8.1 物料平衡图25 3.8.2 干燥前后各物质的质量计算26 3.8.3 物料衡算表26 3.9 筛分部分的物料衡算26 3.9.1 物料平衡图26 3.9.2 筛分前后各物质的质量计算26 3.9.3 物料衡算表26 3.10 全过程物料衡算27 3.10.1 间歇操作过程物料衡27 3.10.2 连续操作过程物料衡算27 4 能量衡算29 4.1 热量衡算方程29 4.2 聚合釜的热量衡算29 4.2.1 有关参数的选择29 4.2.2 春季时聚合釜热量衡算30 4.2.3 夏季时聚合釜热量衡算31 4.2.4 秋季时聚合釜热量衡算32 4.2.5 冬季时聚合釜热量衡算33 4.3 汽提塔的热量衡算34 4.4 汽流干燥部分的热量衡算34 XXXX 大学 2012 届毕业设计说明书 第 IV 页 共 VI 页 4.4.1 气流干燥部分的相关数据35 4.4.2 热量衡算35 4.5 沸腾干燥部分的热量衡算34 4.5.1 相关数据的选择和设定39 4.5.2 热量衡算40 5 设备选型45 5.1 聚合釜的选择45 5.1.1 釜外型尺寸及内部构件辅助设备的参数45 5.1.2 聚合釜台数及设备后备系数的计算45 5.1.3 聚合釜外形尺寸的设计46 5.1.4 搅拌装置的设计47 5.1.5 工艺管口的设计47 5.2 混料槽的选择49 5.3 汽提塔的选择49 5.3.1 塔尺寸及塔的特性参数49 5.3.2 操作工艺条件50 5.3.3 气提塔的数量50 5.4 离心机的选择50 5.5 气流干燥床的选择51 5.6 沸腾干燥床的选择52 5.6.1 适宜操作气速的计算52 5.6.2 沸腾床和挡板高度的计算53 5.6.3 分布板结构设计54 5.7 换热设备的选型和工艺计算55 5.7.1 气提塔中螺旋板换热器设计55 5.7.2 沸腾干燥中空气预热器设计57 5.8 流体输送机械的选型设计57 5.9 贮罐的选型和工艺设计57 5.9.1 原料氯乙烯单体的贮罐设计57 XXXX 大学 2012 届毕业设计说明书 第