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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业设计 论文）开题报告题 目 年产 12 万吨聚氯乙烯的合成工艺设计学院化学与材料工程专业高分子材料与工程班级1024102 学号102410248 同学姓名张亮指导老师陈湘开题日期2022 年 3 月 24 日1 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 年产 12 万吨聚氯乙烯的合成工艺设计开题报告2 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、选题的背景与意义：一） 课题讨论来源
2、本工程依据河南首瑞橡胶 PVC 合成工段,通过研读大量的关于 聚氯乙烯 性质、用途、生产技术、国内外讨论现状及市场情形分析的文献,对生产 聚氯乙烯 工艺过 程进行设计；（二）课题讨论的目的聚氯乙烯 PVC）是国内外高速进展的合成材料中5 大热塑性合成树脂之一,以其价廉物美的特点,占合成树脂消费量的29%左右,仅次于聚乙烯PE）,居其次位；由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、物理及机械性能、抗化 学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工,是一种能耗少、生产成本低的产品；因而聚氯乙 烯PVC）制品广泛用于工业、农业、建筑、电子
3、电气、交通运输、电力、电讯和包 装及人们生活中的各个领域；因此聚氯乙烯具有广泛的应用前景,所以聚氯乙烯的合成工艺需要进行深化的讨论；由于电石法聚氯乙烯生产技术是一种传统工艺,从Hcl 气体合成、 C2H2 的生成、脱水,混合、预热到催化转化,工艺和设计都没什么改进；本设计目的在于添 加了氯乙烯气相脱水工艺,依据既定的工艺路线和工艺条件,采纳相关的单元过程 及单元操作,设计出优化的工艺流程并依据工艺条件挑选出合适的设备,以达到提 高产品质量和生产效益的要求,（三）课题讨论的意义 本课题对传统电石法聚氯乙烯的设计进行改进,不仅提高了生产效率,提高了 氯乙烯单体的产量和质量,延长了设备的使用寿命,削
4、减物料的缺失,而且使生产 过程中更加环保科学化；3 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二、国内外讨论现状：复合型分散剂和引发剂、链转移剂、热稳固剂和终止剂等在各生产 厂家中得到广泛应用； 2基本上把握了聚合釜真空脱氧、后加引发剂等聚合技术；3防粘釜技术也得到了提高；4进展了筛板溢流塔和螺旋板换热器；清华高校新开发的旋流干燥器性能优于德国赫斯特公司同类产品；5新开发出了宽分子质量分布、高聚合度 PVC、纳 MCaCO3,原位聚合 PVC专用树脂和纳 M抗菌PVC材料等；（三）国外讨论现状近年来,国外的氧氯化工艺
5、有了进一步的改进,在裂解1,2一二氯乙烷生产氯乙烯的过程中,采纳三氯乙醛或氯醛促进剂,削减了乙烯基乙炔副产物,提高了产 品质量；新开发的直接氯化电解氯化氢生产氯乙烯单体新工艺,在降低氯乙烯单体成本、提高产品质量方面又迈进了一步；乙烷制VCM 工艺正在实现工业化,该工艺可使产品成本降低 20 30；欧洲乙烯新近又开发出了使乙烷在低温下反应直 接合成氯乙烯的新型催化剂,其成本比由乙烯生产氯乙烯方法节约 50以上；目前 已有新型消泡悬浮剂研制胜利,简化了聚合操作步骤,削减了树脂中的杂质,改进 了间歇悬浮聚合工艺及聚氯乙烯树脂的粒度分布,提高了树脂质量；开发了氯乙烯 丙烯酸丁酯共聚物与聚丙烯酸酯的接枝
6、共聚物、含氨基的聚氯乙烯树脂；对加工配料技术进行了改进,开发出高强度 PVC仿木型材、 PVC木材复合窗用型材等；4 / 9 PVC电缆料、防污 PVC制品、名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、课题讨论内容及创新一）课题讨论内容：聚氯乙烯制备的工艺流程图：去离子水聚浆碱气离氯乙烯料处心引发剂合排理提分助剂釜放釜塔离槽槽旋旋 风成品储存与包装 振 干筛 燥床本次设计为年产 12 万吨聚氯乙烯的工艺设计,采纳了聚氯乙烯悬浮聚合工艺,介绍了聚氯乙烯的聚合工艺及合成聚氯乙烯的流程和设备,对整个生产工艺做出了具体的表达；悬浮
7、聚合的过程是先将去离子水用泵打入聚合釜中启动搅拌器 , 依次将分散剂溶液、引发剂及其他助剂加入聚合釜内；然后,对聚合釜夹套内通入蒸汽和热水,当聚合釜内温度上升至聚合温度5058）后,改通冷却水,掌握聚合温度不超过规定温度的正负 0.5 ；聚合物悬浮液送碱处理釜,用浓度为 36 42的 NaOH溶液处理, 加入量为悬浮液的 0.05%0.2%,用蒸汽直接加热至 7080, 维护 1.5 2.0h, 然后用氮气进行吹气降温至65双下时 , 再送去过滤和洗涤；然后送入汽提塔以出去二氧化碳等气体；其次送入离心分别槽和旋风干燥床等里进行分别干燥；最终成品储 存包装；二）创新 ：反应温度易掌握、成品纯度高
8、、绝缘性好、聚合物的聚合度也比较高；固碱不仅能吸湿脱水,而且能进一步除掉氯乙烯中夹带的微量氯化氢及铁,减 轻酸腐蚀,延长设备的使用寿命,仍能除掉从聚合过程中回收的氯乙烯中的微量活 性分子；这样就能削减精馏塔中的自聚物,改善精馏操作状态,延长精馏操作周 期,削减因精馏操作不良引起的停工时间和停工物料缺失,从而提高氯乙烯单体的产量和质量；所以也可以这么说,VC气相脱水工程也是提高VC单体质量的工程,具有肯定的操作价值和讨论意义；5 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四、课题的讨论方法：该设计整体上来说可以依据下面
9、几个步骤来进行讨论：1）在设计运算之前,第一应对与PVC有关的文献资料进行查阅,大致明白PVC的进呈现状, PVC合成的基本步骤以及PVC的进展趋势；2）通过对化工原理基础学问的回忆,熟识物料衡算、热量衡算时所需的条件,结合已知参数,进行运算；各工序段的物料及能量衡算基本步骤如下：物氯乙烯脱水氯乙烯精馏氯乙烯聚合干燥1）确定物料衡算的1） 确 定物 料衡 算1）确定物料衡算料已知条件的已知条件的已知条件衡2）进行氯乙烯气相2） 进 行全 凝器 的2）进行聚合釜的算冷却器的物料衡算物料衡算物料衡算基3）进行固碱干燥器 进行空 气加热本的物料衡算物料衡算器的物料衡算步1）确定热量衡算的4） 进 行
10、高 沸塔 的1）确定热量衡算骤物料衡算热1） 确 定热 量衡 算量已知条件的已知条件的已知条件衡2）进行冷却器的热2） 进 行低 沸塔 的2）进行聚合釜的算量衡算热量衡算热量衡算基 进行高沸塔的热3 进行空 气加热本的热量衡算量衡算器的热量衡算步 骤（3）通过运算得到的数据,结合设备运算的理论学问,参照国家的有关要求标 准,对设备进行设计运算和确定；圆筒临界压力运算：筒体厚度运算：4）对确定的设备进行验证,确保其符合要求；5）按所得的设备尺寸以肯定的比例进行作图,同时按要求做出工艺流程图、平 面布置图、装备图等所要求的图；6）最终对整个工作再进行整理,使之更加完整；6 / 9 名师归纳总结 -
11、 - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 五、讨论方案及预期成果：讨论方案：序时间内容号1 3.23-3.25 查找关于 PVC进展及应用情形方面的文献、资料；2 3.26-3.31 依据查得的文献总结关于PVC的学问；3 4.1-4.5 查找与 PVC有关的英文资料,并对其进行翻译；4 4.6-4.12 查找与PVC工艺相关的资料,比较其各自的优缺点,并最终确定聚合工艺；5 4.13-4.19 对已经学习过的化工原理学问进行较系统的复习,同时查阅了好多与设计运算方面相关的资料；总体上确定各阶段的物料量,并对氯乙烯脱水工序6 4.20-4.
12、26 段进行物料衡算和能量衡算,并对该工序段的设备进行选型运算；7 5.1-5.6 对氯乙烯精馏工序段进行物料衡算和能量衡算,同时对其设备进行选型运算；8 5.6-5.10 对氯乙烯聚合干燥工序段进行物料衡算和能量衡算,同时对其进行设备选型运算；9 5.10-5.30 绘图,并对其修改和完善；15.31-6.13 对各项工作进行修改整理,预备答辩；0 预期成果：使用悬浮法生产聚氯乙烯,对年产12 万吨聚氯乙烯工艺进行了改进设计,提高生产效率,延长设备使用寿命；并且使制的 PVC达到预定指标 :PVC 的抗张强度在60MPa左右,冲击强度 510kJm 2；7 / 9 名师归纳总结 - - -
13、- - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 六、参考文献：1 乔辉,丁筠,盛平厚等译 . 聚氯乙烯手册 . 北京：化学工业出版社, 2022 2 邴涓林,黄志明主编 . 聚氯乙烯工艺技术 . 第一版北京：化学工业出版社,2022 3 文远安 . 本体法 PVC生产技术及其进展趋势 . 聚氯乙烯, 2022,373）： 39 4 韩丽. 国内PVC树脂市场现状分析 . 齐鲁石油化工, 2022,362）：153156 5 李述文,范如霖有用有机化学手册M 上海：上海科技出版社2007. 6 徐国敏 ,秦舒 浩 ,鲁圣军 烯2007. ,张凯 舟, 何力
14、PVC 的环境 问 题 J 聚 氯乙7 刘 容 德 , 李 静 , 桂 俊 杰 等 HPVC与 普 通 PVC 加 工 性 能 比 较 J 聚 氯 乙烯2007. 8 邴涓林 , 李承志 . 2022年中国 PVC 产业动态及分析 J.聚氯乙烯 ,2022,37 5）:1 14. 9 王福顺 , 大型化工工程厂址比选的基本原就与方法 期,总第 29 期.七、指导老师评语：, 中国工程询问 ,2022 年第 3 签 名: 年月日8 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 八、教研室审核看法签 名: 年月日9 / 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页