Xingtai Polytechnic College
课程设计
题目： 5万吨聚氯乙烯生产工艺设计 学生姓名： 蒋应战 专业班级： 化工081 院 系：资源与情况工程系 指导西席：陈宁 宫惠峰 程永高
2010年6月23日
邢台职业技能学院 化工工艺设计说明书
目 录
摘要 ..................................................................................................................1 引言 ..................................................................................................................2 1 总论 ..............................................................................................................3 1.1 海内外 pvc生长状况及生长趋势 ....................................................3 1.2 单体合成工艺路线 .............................................................................3 乙烯路线： ..........................................................................................3 1.3聚合工艺实践要领 ..............................................................................4 本体法聚合生产工艺 ..........................................................................4 乳液聚合生产工艺 ..............................................................................4 悬浮聚合生产工艺 ..............................................................................4 1.4最佳的配方、后处置惩罚设备的选择 ..............................................5 配方的选择 ..........................................................................................5 后处置惩罚设备侧选择 ......................................................................6 1.5 防粘釜技能 .........................................................................................8 1.6原料及产物性能 ..................................................................................8 1.7影响聚合及产物质量的因素 ........................................................... 10 1.8工艺流程叙述 .................................................................................... 11 加料系统 ............................................................................................ 11 聚合系统 ............................................................................................ 11 接纳系统 ............................................................................................ 11 干燥系统 ............................................................................................ 11 2 工艺盘算 ................................................................................................... 12
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2.1物料衡算 ........................................................................................... 12 聚合釜 ............................................................................................... 12 混料槽 ............................................................................................... 16 汽提塔 ............................................................................................... 17 2.1.4离心机 ...................................................................................... 20 沸腾床 ............................................................................................... 21 包装 ................................................................................................... 22 2.2热量衡算 ........................................................................................... 23 聚合釜 ............................................................................................... 23 沸腾床的热量盘算 ........................................................................... 27 3 非工艺部门 ............................................................................................... 34 3.1厂内的防火防爆步伐 ....................................................................... 34 3.2车间照明及采暖步伐 ....................................................................... 34 3.3防静电，防雷步伐 ........................................................................... 35 3.4三废处置惩罚情况 ........................................................................... 36 电石渣的处置惩罚 ........................................................................... 36 电石渣上清液的处置惩罚 ............................................................... 36 热水的综合利用 ............................................................................... 36 尾气的接纳利用 ............................................................................... 36 转化水洗塔水的接纳利用 ............................................................... 37 致谢 ............................................................................................................... 38 参考文献 ....................................................................................................... 39
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摘要
本文报告了我国聚氯乙烯产业生产技能的生长进程和目前状况，包罗原料路
线、工艺设备、聚合要领等。本设计接纳悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了接纳悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺历程中需要注意的问题，包罗质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的种种助剂选择，对聚合工艺历程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备盘算和选型三个方面进行准确的工艺盘算，对厂址进行了选择，接纳了防火防爆防雷等重要步伐，对三废的处置惩罚接纳等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。
要害词 ：聚氯乙烯； 生产技能； 悬浮法； 乙炔法； 乙烯法； 防粘釜技能；
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引言
聚氯乙烯(PVC)是5大通用塑料之一,具有耐腐化、电绝缘、阻燃性和机器强
度高等优异性能,遍及用于工农业及日常生活等各个领域,尤其是近年来修建市场对PVC产物的巨大需求,使其成为具备相当竞争力的一个塑料品种。
PVC糊树脂自20世纪30年代开发以来,已有近70年的历史。目前全世界PVC糊树脂总生产能力约200万t/a,其中,西欧是PVC糊树脂生产厂家最多、产量最大的地域。我国聚氯乙烯产业起步于于50年代，仅次于酚醛树脂是最早产业化生产的热塑性树脂，第一个PVC装置于1958年在锦西化工场建成投产，生产能力为3000吨／年。今后全国各地的PVC装置相继建成投产，到目前为止，我国有PVC树脂生产企业80余家，遍布全国29个省、市、自治区，总生产能力达220万吨／年70~75万t/a。PVC树脂在我国塑料产业中具有举足轻重的职位，同时PVC作为氯碱产业中最大的有机耗氯产物，对维持氯碱产业的氯碱平衡具有极其重要的作用。 本设计为年产量5万吨聚氯乙烯车间聚合工段工艺。本次设计接纳了氯乙烯单体悬浮聚合工艺。介绍了PVC的聚合工艺，建厂的有关事项及合成聚氯乙烯的流程和设备，对整个生产工艺做出了详细的叙述。
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1 总论
1.1 海内外 pvc生长状况及生长趋势
聚氯乙烯（PVC）遍及应用于产业、农业、修建、交通运输、电力电讯和包装
等各领域。2006年我国PVC生产能力约为972万吨，产量为920万吨，净进口量达151万吨，消费年增长率在9.5％左右。随着节水浇灌、修建化学建材、包装、电子电气、汽车等下游行业对PVC需求的快速增长，未来几年我国对聚氯乙烯(PVC)的需求仍将保持较高的增长速度。2007年全球PVC消费量约为3100万吨，预计到2010年我国PVC树脂的需求量将达1100万吨，2020年将到达2160万吨。预计到2010年全球PVC的需求量将到达3490万吨，2020年将到达4600万吨。
1.2 单体合成工艺路线
1.2.1 乙烯路线：
乙烯氧氯化法的反响工艺分为乙烯直接氯化制二氯乙烷（EDC）、乙烯氧氯化制EDC和EDC裂解3个部门，生产装置主要由直接氯化单位、氧氯化单位、EDC裂解单位、EDC 精制单位和VCM单位精制等工艺单位组成。乙烯和氯气在直接氯化单位反响生成EDC。乙烯、氧气以及循环的HCl在氧氯化单位生成EDC。生成的粗EDC在EDC精制单位精制、提纯。然后在精EDC 裂解单位裂解生成的产物进入VCM单位，VCM精制后得到纯VCM产物，未裂解的EDC返回EDC精制单位接纳，而HCl则返回氧氯化反响单位循环使用。直接氯化有低温氯化法和高温氯化法； 氧氯化按反响器型式的差别有流化床法和牢固床法， 按所用氧源种类分有空气法和纯氧法；EDC裂解按进料状态分有液相进料工艺和睦相进料工艺等。具有代表性的 司的Inovyl工艺是将乙烯氧氯化法提纯的循环 EDC和VCM直接氯化的 EDC在裂解炉中进行裂解生产VCM 。HCl经急冷和能量接纳后，将产物疏散出 HCl（循环用于氧氯化）、高纯度VCM和未反响的EDC（循环用于氯化和提纯）。来自VCM装置的含水物流被汽提，并送至界外处置惩罚，以淘汰废水的生化耗氧量（BOD）。 本设计接纳乙烯路线生产氯乙烯单体。
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1.3聚合工艺实践要领
目前,世界上PVC的主要生产要领有4种:悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。其中以悬浮法生产的PVC占PVC总产量的近90%,在PVC生产中占重要职位,近年来,该技能已取得突破性进展。 本体法聚合生产工艺
本体聚合生产工艺，其主要特点是反响历程中不需要加水和疏散剂。聚合分2步进行，第1步在预聚釜中加人定量的VCM单体、引发剂和添加剂，经加热后在强搅拌(相对第2步聚合历程)的作用下，釜内保持恒定的压力和温度进行预聚合。当VCM的转化率到达8%-12%停止反响，将生成的“种子”送人聚合釜内进行第2步反响。聚合釜在吸收到预聚合的“种子”后，再加人一定量的VCM单体、添加剂和引发剂，在这些“种子”的底子上继承聚合，使“种子”逐渐长大到一定的水平，在低速搅拌的作用下，保持恒定压力进行聚合反响。当反响转化率到达60%一85%(凭据配方而定)时终止反响，并在聚合釜中脱气、接纳未反响的单体，尔后在釜内汽提，进一步脱除残留在PVC粉料中的VCM，最后经风送系统将釜内PVC粉料送往分级、均化和包装工序。 乳液聚合生产工艺
氯乙烯乳液聚合要领的最终产物为制造聚氯乙烯增塑糊所用的的聚氯乙烯糊树脂（E-PVC），产业生产分两个阶段：第一阶段氯乙烯单体经乳液聚合反响生成聚氯乙烯胶乳，它是直径0.1~3微米聚氯乙烯低级粒子在水中的悬浮乳状液。第二阶段将聚氯乙烯胶乳，经喷雾干燥得到产物聚氯乙烯糊树脂，它是低级粒子聚集而成得的直径为1~100微米，主要是20~40微米的聚氯乙烯次级粒子。这种次级粒子与增塑剂混淆后，经剪切作用崩解为直径更小的颗粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，产业上称之为聚氯乙烯糊。 悬浮聚合生产工艺
因接纳悬浮法PVC生产技能易于调治品种，生产历程易于控制，设备和运行用度低，易于大范围组织生产而得到遍及的应用，成为诸多生产工艺中最主要的生产要领。
工艺特点：悬浮聚正当生产聚氯乙烯树脂的一般工艺历程是在清理后的聚合釜
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中参加水和悬浮剂、抗氧剂,然后参加氯乙烯单体,在去离子水中搅拌,将单体疏散成小液滴,这些小液滴由掩护胶加以稳定,并参加可溶于单体的引发剂或引发剂乳液,保持反响历程中的反响速度平稳,然后升温聚合,一般聚合温度在45~70℃之间。使用低温聚适时(如42~45℃),可生产高分子质量的聚氯乙烯树脂；使用高温聚适时(一般在62~71℃)可生产出低分子质量(或超低分子质量)的聚氯乙烯树脂。近年来,为了提高聚合速度和生产效率,外洋还研究乐成两步悬浮聚合工艺,一般是第一步聚合度控制在600左右,在第二步聚合前参加部门新单体继承聚合。接纳两步法聚合的优点是显著缩短了聚合周期,生产出的树脂具有良好的凝胶性能、模塑性能和机器强度。现在悬浮法聚氯乙烯品种日益遍及,应用领域越来越广,除了通用型的树脂外,特殊用途的专用树脂的开发越来越引起PVC厂家的存眷,球形树脂、高表观密度建材专用树脂、消光树脂、超高(或超低)分子质量树脂等已成为开发的热点[7]。 本设计接纳悬浮法PVC生产技能。
1.4最佳的配方、后处置惩罚设备的选择
配方的选择
①单体： 氯乙烯纯度99.98%以上。
②疏散剂： 主疏散剂主要是纤维素醚和部门水解的聚乙烯醇。纤维素应为水溶性衍生物，如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等，聚乙烯醇应由聚醋酸乙烯酯经碱性水解得到，影响其疏散效果的因素为其聚合度和水解度，并且-OH基团为嵌段漫衍时效果最好；副疏散剂主要是小分子外貌活性剂和地水解度聚乙烯醇。常用非离子型的脱水山梨醇单月硅酸酯。本设计接纳88%聚乙烯醇和72.5%的聚乙烯醇。
③引发剂： 由于聚乙烯悬浮聚合温度50~60度上下，应凭据反响温度选择符合的引发剂，其原则为在反响温度条件下引发剂的半衰期约为2小时最佳。常用过氧化乙酰环己烷硫酰、过氧化二月桂酰、过碳酸二环己酯等。本设计接纳过氧化二碳酸-2-乙基己酯。
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④终止剂：反响结束后残余的自由基和引发剂残留在树脂内, 为了包管产物质量, 需要消除它们, 故而参加终止剂。本设计的终止剂为丙酮缩氨基硫脲。当反响出现紧急事故时，接纳紧急终止剂ON终止反响。 ⑤阻聚剂：本设计接纳壬基苯酚作为阻聚剂。
⑥缓冲剂： 碳酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸铵。本设计接纳磷酸三钙。 后处置惩罚设备侧选择
① 聚合釜容积：产业化大生产使用问歇悬浮法聚合釜容量一般为60~107立方米。我国已开发出70立方米聚合釜，样机已在锦西化工机器厂研制乐成。本设计接纳76立聚合釜。接纳微机控制，提高了批次之间树脂质量的稳定性，且消耗定额低。 ②传热方法： 传热能力直接影响着聚合反响的速度和生成物的质量，也影响着产量。在大型聚合釜上，外洋接纳了体外回流冷凝器，体内增设内冷管等除热手段。近几年，美国古德里奇公司又研制出一种薄不锈钢衬里聚合釜，以便提高釜壁的传热能力，为使薄壁能蒙受反响压力，在不锈钢衬里与聚合釜套之间安装了支撑内衬套的增强筋，这种釜的结构大大提高了聚合釜传热效率，且有较好的承压能力[9]。 ③搅拌方法 ： 搅拌能力是聚合釜的要害技能指标之一，搅拌能力直接影响着传质、传热及树脂的粒态漫衍，最终影响产物的质量，而差别的工艺要领对搅拌的要求又不尽相同。已往，PVC聚合釜多数接纳平桨和折叶桨，搅拌效果不甚理想。随着搅拌技能的不停进步及搅拌试验手段的不停提高，使我们有条件为PVC釜配备更理想的搅拌器。大量的搅拌实验研究证明，三叶后掠式搅拌器的传质效果好，循环和剪切性能均适合于PVC生产的需要，因此，本设计在PVC生产中接纳三叶后掠式搅
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拌器。
④干燥机： 干燥器生长迅速，主要有2 种方法, 即气流干燥和流态化干燥。我国PVC产业化生产最初主要用的是气流干燥器,但是随着聚合工艺技能的生长, 聚合生产能力提高, 树脂产物也朝着疏松型生长, 气流干燥器从生产能力和干燥效果等方面已经不能满足生产的需要,厥后生长到气流干燥器, 沸腾床干燥器和冷风冷却3段干燥技能。但这样动力消耗大, 产物质量不是很好。目前主要用的是旋风干燥器和卧式内加热流化床。旋风干燥器结构简朴, 投资较少, 目前许多装置都在用。卧式内加热流化床综合能耗比旋风干燥器要低, 主要有多室沸腾床和两段沸腾床2 种。但在生产中发明多室沸腾床的花板容易漏料, 差别牌号切换时比力麻烦, 且生产能力有限。两段流化床革新了, 操纵稳定性好, 易于产物牌号的切换, 生床的花板产能力较大。
本设计中接纳卧式内加热流化床。
⑤离心机：对浆料进行离心脱水，得到含水量25%的聚氯乙烯。PVC生产历程中需要大量的逻辑判断和离散控制，因此本设计接纳二位式控制组件，如通/断式二位开关阀控制种种物料的传输，和二位控制的电机和泵机。
⑥气提塔：汽提技能及设备也有革新汽提塔朝着节能、高效的偏向生长。现在常用的汽提塔主要有溢流堰筛板塔和无堰筛板塔, 有堰筛板塔传质传热仅在筛板上进行, 在板间移动时只有传热没有传质, 而无堰筛板塔在塔内一直都在传质, 目前传热。因此无堰筛板塔效率高于有溢流堰的塔，无堰筛板塔的塔盘设计也逐渐公道科学化, 塔盘的厚度, 开孔率在实践中逐渐优化, 并被纳入设计体系中。许多无堰筛板塔塔盘是整体装卸的, 随着生产能力的提高, 设备 整体装卸很不方便, 目前, 生产能力较
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大的的增大汽提塔的塔盘, 可以接纳可拆卸式的塔盘。汽提塔的塔顶操纵压力也逐渐从微正压操纵向微负压操纵生长, 使得塔顶物料沸腾温度低, 节约了蒸汽却提高了单体脱出效率。为了强化汽提效果, 浆料经过汽提后利用重力作用进入闪蒸罐, 进一步汽提, 降温[10]。因此，本设计接纳无堰筛板塔。
1.5 防粘釜技能
聚合釜的防粘釜是聚合生产中最重要的工序之一。防粘釜效果好的釜, 能有较好的传热系数, 能淘汰因此产生的塑化片。防粘釜一直是聚合生产的重要事情, 这方面得到了很大的生长。首先, 聚合釜的外貌抛光质量有了很大的提高且内件简朴化、圆滑化。其次, 通过专用的设备使用高效的防粘釜剂, 实行聚合釜自动喷涂防粘釜液和自动水冲洗釜。釜涂布与水洗设备离开, 釜内设置双伸缩头自动喷洗高压水枪, 设定双牢固大概可伸缩涂布设备(如费阀,喷吐环等)。目前, 先进的防粘釜技能是冲洗、喷涂与高效防粘釜剂的结合体。整个防粘技能历程全部接纳DCS自动操纵。首先打开蒸汽进料阀喷入适量的蒸汽, 用泵将已配制成划定浓度的涂壁剂注入蒸汽管路, 借助蒸汽流速使其雾化进釜, 在釜壁形成一层均匀的疏油亲水膜, 在聚合历程中此膜有效地防备有机相与釜壁打仗, 从而起到防粘釜的作用。为了到达较好的涂壁效果, 对付喷涂的蒸汽, 防粘釜剂的压力逐步优化, 对付防粘釜剂的量也凭据釜的特点而定。涂壁完成后, 冷却一段时间使防粘釜剂更好地粘在釜上,之后用清洗水冲釜以彻底冲掉多余的防粘剂[11]。目前海内生产用的防粘釜剂主要有意大利黄, 美PVC国红, 英国蓝。经过实践, 意大利黄在防粘釜效果和对产物白度的影响方面有利于生产, 但代价较高。
为了生产更高质量的聚乙烯，产物本设计接纳意大利黄防粘釜剂。
1.6原料及产物性能
①氯乙烯 ： CH2=CHCl 分子量 62.50 ，无色易液化的气体。液体的密度0．912lg／cm3。沸点-13．9℃。凝固点-160℃。自燃点472℃。临界温度142℃。临界压力55.2Pa。难溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷。易聚合，能与丁二烯、乙烯、丙烯、内烯腈、醋酸乙烯、两烯酸酯和马来酸酯等共聚。能与空气形成爆炸性混淆物，爆炸极限3．6-26．4％。遇明火、高温有燃烧爆炸的危险。
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无空气和水分的纯氯乙烯很稳定，对碳钢无腐化作用。有氧存在时，氯乙烯过 氧化物，它可与水生成盐酸从而腐化设备，过氧化物还可以使氯乙烯产生自聚作用。长距离 运输时应参加阻聚剂氢醌。
②PVC树脂：密度1.4 ；产业品是白色或浅黄色粉末；低分子量的易溶于酮类、酯类和氯代烃类溶剂，高分子量的则难溶；用于制塑料、涂料和合成纤维等。凭据所加增塑剂的几多，可制成软质和硬质塑料。前者可用于制透明薄膜（如雨衣、台布、包装质料、农膜等）、人造革、泡沫塑料和电线套层等。后者可用于制板材、管道、阀门和门窗等；具有极好的耐化学腐化性，但热稳定性和耐光性较差，在100℃以上或长时间阳光暴晒开始剖析出氯化氢，制造塑料时需加稳定及，电绝缘性优良。不会燃烧。
③磷酸钙别名磷酸三钙：化学式Ca3(PO4)2，分子量310.18。白色无定形粉末。溶于稀盐酸、硝酸、磷酸、乙酸、亚硫酸，生成可溶性酸式磷酸盐，也能溶于铵盐溶液。不溶于水、乙醇和乙醚。熔点1670℃，密度3.14g/cm3。用于制乳色玻璃、陶瓷、涂料、媒染剂、药物、肥料、家畜饲料添加剂、糖浆澄清剂、塑料稳定剂等。天然矿物叫磷灰石矿，纯品可用氰化钙和磷钠酸溶液作用大概用氢氧化钙跟磷酸作用制得。
④聚乙烯醇：是一种高分子聚合物，无臭、无毒，外观为白色或微黄色絮状、片状或粉末状固体。分子式为（C2H4O）n，絮状PVA的假比重为（0.21 ～0.30）g/cm3，片状PVA的假比重为（0.47±0.06）g/cm3。
聚乙烯醇有较好的化学稳定性及良好的绝缘性、成膜性。具有多元醇的典范化学性质，能进行酯化、醚化及缩醛化等反响。
⑤过氧化二碳酸（2－乙基己基）酯 ： 本品为无色透明液体，EHP活性氧≥2.70%，NaCl含量≤0.20%；相对密度0.964。商品为50%~65%的甲苯、二甲苯、矿物油溶液；理论活性氧含量4.62%。含量为46%的EHP溶液的半衰期为40℃，10.33h；50℃，1.5h；受热或见光易剖析，储运温度＜－15℃，时间少于3个月。
⑥丙酮缩氨基硫脲：为白色片状结晶,熔点179-180℃。溶于酸,微溶于水和乙醇。 用途;丙酮缩氨基硫脲主要用于合成2-（2-异亚丙基肼基）-4-取代基噻唑、2-肼基-4-取代基噻唑及2-（2-取代肼基）-4-取代基噻唑系列抗菌素。如2-（2-甲酰肼基）-4-（5-硝基-2-呋喃基）噻唑,即硝呋噻唑。
⑦对壬基苯酚：淡黄色粘稠液体。略有苯酚气味。相对密度0.94-0.95（20/20℃）。沸点（95%）283-302℃。不溶于水，略溶于石油醚，溶于丙酮、四氯化碳、乙醇和氯仿。用于制备合成洗涤剂、增湿剂、润滑油添加剂、增塑剂等。由壬烯与苯酚在
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酸性催化剂存在下缩合而成。
1.7影响聚合及产物质量的因素
因素有搅拌、疏散剂、聚合温度等,结合树脂的成粒历程等。
① 搅拌：在悬浮聚合历程中,搅拌对聚氯乙烯树脂颗粒形态的影响主要体现在影响PVC树脂的粒径及漫衍、孔隙率等,但搅拌的作用与疏散剂的性质相互影响、相互增补。增加搅拌度将使悬浮疏散体系内液滴变细,PVC树脂平均粒子变小,但搅拌强度过大,又将促使体系内液滴碰撞聚并,使PVC树脂的平均粒径变大。PVC树脂平均粒径与搅拌转速的干系曲线呈马鞍形。随着搅拌转速的增加,能使聚氯乙烯树脂的低级直径变小,孔隙率增加,吸油率增大。
② 疏散剂：在搅拌特性牢固的条件下,疏散剂种类、性质和用量则成为控制树脂颗粒性的要害因素。在聚合历程中,疏散剂影树脂颗粒的宏观微观两条理的成粒。就宏观而言,要求疏散剂应具有低落单体和的界面张力,以利于VCM的疏散和掩护滴或颗粒,淘汰聚并。单一疏散剂较难同时满足上两方面要求,为制得颗粒规整、粒度漫衍中,既疏松表观密度又适合的聚氯乙烯脂,往往将两种和两种以上疏散剂复适用。其中一疏散剂以低落界面张力、提高散能力为主,另一则包管有足够的保能力。有时为了满足特殊性能要求,在此础上再添加油溶性帮助疏散剂或外貌活剂,调治疏散剂在VCM中的分派系数,使散剂的作用深入到颗粒的微观条理[12]。
③ 聚合温度：在VC悬浮聚合中不存在链转移剂时,聚氯乙烯的分子量险些取决于聚合温度,凭据生产树脂牌号的要求,聚合温度一般在45～65℃范畴内选择。在较高温度下聚合,树脂粒径增长减慢,最终平均粒径减小。聚合温度对聚氯乙烯树脂颗粒形态的影响主要体现在温度对PVC树脂的孔隙率有影响。聚合温度低,形成的树脂结构较疏松；高温下聚合由于低级粒子熔合成团以及低级粒子聚团体的紧密堆砌排列,从而制得的PVC树脂孔隙率较低,这是因为随着聚合温度的升高,低级粒子变少,熔结水平加深,粒子呈球形,而聚合温较低时,则容易形成不规矩的聚结体,从而使孔隙率增加。通过以上的理论了解越发深了对聚合反响的理解。
④ 汽提控制的影响：汽提工艺主要影响聚氯乙烯树脂中单体残留量和杂质粒子数等指标。所谓聚氯乙烯树脂残留VCM的含量是指聚氯乙烯树脂之中所吸附或溶解的未聚合的VCM,由于VCM和聚氯乙烯的大分子结构,导致相互间具有较大的亲和力,这也是残留VCM难以完全脱除的原因。
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1.8工艺流程叙述
1.8.1加料系统 1.8.2聚合系统 聚合：
若聚合釜打开过釡盖，则需抽真空真空度为710mmHg柱，将缓冲剂加到脱盐水总管内，然后用脱盐水把缓冲剂带入到聚合釜。脱盐水启动后，参加VCM、开动搅拌，当脱盐水和VCM加完后，釜内温度应靠近聚合温度，继承搅拌一定时间，使VCM液滴在水中形成，然后参加疏散剂，继承搅拌一定时间，以包管疏散体系形成，最后参加引发剂，使聚合反响开始。
聚合反响开始后，向挡板通入冷却水并到达最大流量，然后向夹套中通入冷却水，并保持反响温度，冷却水流量由盘算机凭据聚合釜上、中、下温度控制，同时盘算机盘算出反响放出的热量，并与聚氯乙烯聚合动力浮模型的理论盘算值比力，盘算出VCM到PVC的转化率。
聚合反响开始后，两股注入水应参加聚合釜，以包管釡内容积恒定，一股注入水来自聚合釜搅拌器的轴封衬套、另一股由釡顶注入。
聚合反响终点，可依据反响时温度或测定单体转化率及凭据压力降来确定，通常按压力降来确定，当聚合反响到达终点时，定量的终止剂将自动参加到聚合釜内以终止聚合反响。
出料结束后，用1.4Mpa的水冲洗后即可即可进行涂壁操纵准备。 1.8.3接纳系统 1.8.4干燥系统
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2 工艺盘算
2.1物料衡算
聚合釜
（1）物料平衡图
图1 聚合釜物料平衡图 （2）已知数据： 釡有效容积V有效=68m3 装料系数η=0.874 转化率x%=85% 水油比1.3﹕1 收率=99%
热负荷漫衍指数 R=1.2～1.4(R取1.3) 夹套传热系数K夹套=510Kcal/ m2 hr℃ 挡板传热系数K挡板=946Kcal/ m2 hr℃ 夹套进出口水温：t进=7℃ t出=12℃ 挡板进出口水温：t进=7℃ t出=15℃ 夹套传热面积：F夹套=80 m2 挡板传热面积：F挡板=18 m2
注入水温度t=20℃ 聚合温度t=57℃ 假定聚合釡接纳的VCM占未反响单体的85%
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（3）盘算：
① 单体及水参加量盘算 单体密度ρ60℃=0.8363g/cm3 ρ50℃=0.8564g/cm3
凭据内差法求出57℃时单体的密度：
ρ57℃=[(57-60) /(50-60)]×(0.8564-0.8363)+0.8363=842.3kg/ m3
水的密度ρ60℃=988.1kg/ m3 ρ50℃=983.2kg/ m3 用内差法求出57℃时水的密度： ρ57℃=986.6kg/ m3
设单体参加量为x m3/釡 水参加量为y m3/釡：
釡有效容积V有效=68m3，装料系数η=0.874，水油比1.3﹕1 列方程组 x+y=68×0.874
（ρ水57℃×y）/（ρ单体57℃×x）=1.3﹕1 解得：x=28.14 m3/釡 y=31.29m3/釡
② 注入水用量：
注入水体积 Δv=cw∕ρ1ρ2×（ρ1-ρ2） 式中 c: 单体VCM转化率
W：VCM参加量（质量kg） ρ1 ρ2 分别是单体和PVC树脂密度
Δv=85%×28.14×842.3×（1400-842.3）÷（842.3×1400）=9.53m3/釜 由已知注入水温20℃，此时ρ水20℃=998.2kg/m3 注入水量为9.53×988.2=9512.8kg/釜
③ 聚合反响时间
a 夹套传热量=传热面积×传热系数×Δtm夹 Δtm夹=[(57-7)-(57-12)]/ln[(57-7)-(57-12)]=47.5℃
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∴Q夹=510×80×47.5=1.938×106kcal/h
b 同理可计挡板传热量Q挡=F挡×K挡×Δtm挡 Δtm挡=[(57-7)-(57-15)]/ln[(57-7)-(57-15)]=45.9℃ Q挡=946×18×45.9=7.816×105kcal/h
c 注入水流量 Q注=CpwΔt 注入水温由20℃升到57℃
平均水温t平均=（20+57）/2=38.5℃ 注入水比热容Cp20℃=4.183KJ/（kg℃） Cp40℃=4.174KJ/（kg℃）
其平均比热容Cp平均=4.180KJ/（kg℃）=0.997kmol/（kg℃） ∴Q注=0.997×9512.8/τ反×37=350917.679/τ反
最大移热量Qmax=Q夹+Q挡+Q注=2719585.2+350917.679/τ反 物料总放热量 Q总=G×X%×ΔH℃ 参加总物料量 G=28.14×842.3=23702.3kg ΔHx=366kcal/kg·VCM x%为转化率 取热负荷指数 R=1.3 R=(Qmax-τ反)/Q总
τ反=R·Q总/Qmax=1.3×23702.3×0.85×366/（2719585.2+350917.679）=3.4h
④ 引发剂用量
引发剂用量 Nr=N0(1-[I]/[I0])=N0(1-e-0.693τ/τ1/2) ∴N0=Nr/（1-e-0.693τ/τ1/2）
引发剂的理论消耗量取Nr1.1mol/tvcm 引发剂的半衰期 lnτ1/2=A/T-B
式中 A=15108 B=45.484 T=273.15+57=330.154 Lnτ1/2=15108/330.15-45.484=0.277 τ1/2=1.32h
N0=Nr/（1-e0.6933×3.4/1.32）=1.32mol/tvcm
实际参加量EHP量（分子量346）：1.32×346×842.3×28.14/106=10.83kg/釜
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⑤ 缓冲剂用量 缓冲剂=单体×3.5/104
缓冲剂用量=（3.5/104）×28.17×842.3=8.30kg/釜
⑥ 疏散剂用量
88% PVA 4.8kg 72.5% PVA 11.238kg
⑦ 终止剂（ATSC） ATSC=[I]/2=10.83/2=5.41kg/釜 出料（以釜为尺度）
出料中的PVC量：28.14×842.3×0.85×0.99=19945.5kg 损失的PVC量：28.14×842.3×0.85×0.01=201.5kg 未反响VCM：28.14×842.3×0.15=3555.3kg 脱盐水：31.29×984.7=30811.3kg
接纳VCM：28.14×842.3×0.15×0.85=3022kg 剩余VCM：3555.3-3022=533.3kg
（4）物料平衡表
表一 物料衡算表 序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 VCM 23702.3 接纳3022 剩余533.3 2 PVC 19945.5
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损失201.5
3 脱盐水 30811.3 30811.34 4 注入水 9512.8 9512.8 5 EHP 10.83 10.83 6 ATSC 5.41 5.41 7 缓冲剂 8.30 8.30 8 疏散剂 16.038 16.038 合计 64066.9783 64066.978 混料槽
（1）物料平衡图：
图2 混料槽物料平衡图 （2）已知数据：
进料PVC：19945.5kg 收率 99.5%
水、助剂： 30811.3+9512.8+10.83+5.41+8.30+16.038=40364.678kg 进料VCM 533.3kg 出混料槽VCM含量为7000ppm
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（3）盘算：
出料中的PVC量：19945.5×0.995=19845.77kg 损失的PVC量：19945.5×0.005=99.73kg 设出料中VCM为Xkg
X/(19845.77+40364.78+X)=7000×10-6 ∴X=422.68kg
接纳VCM：533.3-422.68=110.62kg
（4）物料平衡表：
表二 混料槽物料平衡图
序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 PVC 19945.5 19845.77 损失99.73 2 VCM 533.3 422.68
接纳110.62 3 水、助剂 40364.678 40364.678 合计 60843.478 60843.478
汽提塔
（1）物料平衡图：
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图3 汽提塔物料平衡图 （2）已知数据：
塔顶数据： 75 ～80℃ 塔底温度 ： t底=110℃ 出汽提塔的VCM为50ppm
收率：99.5% 产量为5万吨/年
年事情时间数：8000h PVC含水量：0.3% （3）盘算： ① PVC的进料量：
每小时生产纯干：5×107×（1-0.003）/8000=6231.25 kg/h 考虑以下各步收率：
汽提塔：99.5% 离心机：99% 沸腾床：99% 包装：98.5% 故汽提塔进料中含PVC
GPVC=6231.25/(0.995×0.99×0.99×0.985)=6487.02 kg 以PVC为基准 转化系数6487.02/19845.77 ② 水、助剂的量：
水、助剂：（6487.02/19845.77）×40364.678=13194.07kg/h ③ VCM的量：
VCM：（6487.02/19845.77）×422.68=138.17kg/h ④ 热量盘算：
a.取塔顶温度为80℃，塔底温度为110℃ 对付VCM t平均=（80+100）/2=95℃ VCM比热Cp90℃=26.602cal/克分子℃ Cp100℃=27.19cal/克分子℃
用内插法求得Cp95℃=26.896cal/克分子℃=0.4257kcal/kg℃ 110℃VCM汽化热ΔHVCM=3034cal/克分子=48.5kcal/kg 水的比热Cp90℃=4.22J/kg℃ Cp100℃=4.208KJ/kg·℃ Cp95℃=4.214KJ/kg·℃=1.007kcal/kg·℃
b、3atm大气压下求水蒸气的焓及温度（3atm=304Pa） 水蒸气的焓 ΔH300kPa=2728.5KJ/kg
ΔH350kPa=2736.1KJ/kg
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水蒸气的温度t300kPa=133.3℃ t350kPa=138.8℃ 分别用内插法得
ΔH3atm=2729.1KJ/kg=651.98kcal/kg t3atm=133.7℃
C、1atm大气压下 110℃水的焓=461.34KJ/kg=110.21kcal/kg 设蒸汽冷凝放热量为Q放，通入蒸汽量为ykg/h ∴Q放=y（651.98-110.21）=541.77y
设物料吸收热量为Q1 部门VCM气化吸热为Q2 ∴Q吸=Q1+Q2=Q放
Q1=CpPVCWPVCt+CpPVCWVCMt+CpH2ot Cp=1.8422KJ/kg℃=0.44kcal/kg℃
∴Q1=0.44×6487.02×（110-80）+0.4257×138.17×（110-80）+1.007×13194.07×（110-80）=485986.09kcal/h 设从塔顶接纳xkg/hVCM ∴Q2=48.5x
∴Q吸=Q1+Q2=485986.09+48.5x=541.77y （1） 汽提塔出料中VCM含量为50ppm
（138.17-x）/[6487.02×0.995+13194.07+(138.17-x)+y]=50×10-6 （2） 联立（1）（2） 解得： x=137.13 y=909.31
∴出料中VCM：138.17-137.13=1.04kg/h 出料中PVC:6487.02×0.995=6454.58kg/h 损失PVC:6487.02-6454.58=32.44kg/h
（4）物料平衡表：
表三 汽提塔物料平衡表
序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 PVC 6487.02 6454.58 损失32.44
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2 VCM 138.17 1.04 接纳137.13 3 水、助剂 13194.07 13194.07 4 蒸汽 909.31 909.31 合计 20728.57 20728.57 离心机
（1）物料平衡图：
图4. 离心机物料平衡图
（2）已知数据：
收率99% 出料PVC含水量25% 助剂及少量VCM随母液排出，假设在这一步，助剂和少量VCM全部撤除 （3）盘算
出料中PVC量：6454.58×0.99=6390.03㎏/h 损失PVC量:6454.58－6390.03=64.55kg/h 设出料含水x㎏/h
∴x/﹙6390.03＋x＋1.04﹚=25% 解得：x=2130.36kg/h
排出水、助剂的量：13194.07＋909.31－2130.36=11973.02㎏/h
（4）物料平衡图
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表四 离心机物料平衡表
序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 PVC 6454.58 6390.03 损失64.55 2 VCM 1.04 1.04 3 水、助剂 13194.07+909.31 11973.02
2130.36（和PVC结合） 合计 20559 20559 沸腾床
（1）物料平衡图
图5. 沸腾床物料平衡图
﹙2﹚已知数据
收率99% PVC含水量0.3% 含VCM 5ppm ﹙3﹚ 盘算
出料中PVC的量：6390.03×0.99=6326.13㎏/h 损失PVC的量：6390.03－6326.13=63.09㎏/h 设出料中PVC含水量x㎏/h， VCM y㎏/h ﹙6390.03＋x＋y﹚×0.003=x
y/﹙6326.13＋x＋y﹚=5×10﹣6
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∴解得：x=19.23㎏/h y=0.032㎏/h 排出水：2130.36-19.23=2111.13㎏/h 接纳VCM：1.04-0.032=1.008kg/h
﹙4﹚物料平衡表
表五 沸腾床物料平衡表
序号 品名 进料量㎏／h 出料量㎏／h 1 PVC 6390.03 6326.13 损失63.09 2 VCM 1.04 0.032 接纳1.008
3 水 2130.36 19.23﹙结合水﹚ 2111.13 合计 8521.43 8521.43 包装
﹙1﹚物料平衡图
表6 包装物料平衡图
﹙2﹚已知数据： 收率98.5%
﹙3﹚盘算
损失PVC：6326.13×﹙1－0.985﹚=94.89㎏／h 得到的产物：6326.13－94.89=6231.24㎏／h 核算：6231.24×8000=49849920≈4.98万吨
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﹙4﹚物料平衡表
表六 包装物料平衡表
序号 品名 进料量（㎏／h） 出料量（㎏／h） 1 PVC 6326.13 6231.24 损失94.89 2 VCM 0.032 0.032 3 水 19.23 19.23 合计 6345.392 6345.392 2.2热量衡算
聚合釜
夹套传热系数的校核 已知数据：
釡内径：T=3810㎜ 釡内壁厚：3+33㎜ 三叶后掠式桨叶直径：D=（0.4～0.55）T 夹套半管外径：114.3㎜
夹套冷却水温度：t进=7℃ t出=12℃ δ碳钢层：33㎜ δ不锈钢：3㎜ δ粘釡物：0.1㎜ δ水垢层：≤0.2㎜ 热量衡算取洪峰放热的数据，转化率为70%
（1）釡内壁给热系数αi的盘算 αi =A·(λm/T)·(NRe)a·(NPr)b·(Vis)c
= A·(λm/T)·(ρm·N·D2/μm)a·(Cpm·μm/λm)b(μb/μw)c 式中: A:悬浮液对壁面的传热膜系数； T：釡内径； D：搅拌桨叶直径； N：搅拌器转数； μw：壁温下流体的粘度；
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λm ，Cpm，ρm，μb：分别为悬浮液在反响温度下的导热系数，恒压热容，密度和黏度。
式中：A=0.37 a=1.04 b=0.33 c=0.14 ① 悬浮液的密度
悬浮体系各组分体积如下：（转化率为70%） 脱盐水：31.29 m3 注
入
水
量
：
△v=cw/ρ1ρ2×(ρ1-ρ2)=
70%×28.14×842.3×(842.3-1400)
÷(842.3×1400)=7.85m3 VCM量：28.14×30%=8.44 m3
PVC量：28.14×70%×842.3/1400=11.85 m3
则悬浮体系总体积：31.29+7.85+8.44+11.85=59.43 m3 各组分体积分率：
水：x1=（31.29+7.85）/59.43=0.659 ρ1=984.7 kg/ m3 VCM：x2=8.44/59.43=0.142 ρ2=842.3 kg/ m3 PVC：x3=11.856/59.43=0.199 ρ3=1400 kg/ m3
∴ρm=∑xiρi=0.659×984.7+0.142×842.3+0.199×1400=1047.1kg/ m3 ② 浮液导热系数λm的盘算
λm=λc·[2λc+λd-2φd(λc-λd)]/[ 2λc+λd+φd(λc-λd)] 式中：λc，λd分别为连续相和疏散相的导热系数 φd为疏散相体积分率
转化率达70%的氯乙烯悬浮聚合体系，有机粒子自己可看作聚氯乙烯疏散在氯乙烯中的悬浮体系，再由有机粒子在水中组成总的悬浮体系。
a．PVC疏散在VCM中的悬浮体系—有机粒子的λPVC-VCM φPVC=11.86/（11.86+8.45）=0.584
液态VCM导热系数公式λVCM=A·ρVCM·C VCM·（ρVCM/M）1/3 其中：ρVCM=0.8423g/㎝3 C VCM=0.38 Kcal/ kg·℃ M=62.5 A=1.52
∴λPVC连=1.52×0.8423×0.38×（0.8423/62.5）1/3 =0.1158 Kcal/ hr m℃
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λPVC分=0.14 Kcal/ hr m℃
∴λ=0.1158×[2×0.1158+0.14-2×0.584×(0.1158-0.14)]/[2×0.1158+0.14+0.584×(0.1158-0.14)]=0.1295 Kcal/ hr m℃
b.有机粒子疏散于水中的λm
λ水50℃=64.78×10-2W/M℃ λ水60℃=65.94×10-2W/M℃ 内差法得λ水57℃=0.6559 W/M℃=0.5639 Kcal/ hr m℃ λm=0.5639×[2×0.5939+0.1295-2×(0.142+0.199) ① 悬浮液的比热Cm
57℃时：Cvcm=0.38 Kcal/ kg·℃ Cpvc=0.44 Kcal/ kg·℃ C水50℃=4.174kJ/kg·℃ C水60℃=4.178 kJ/kg·℃ 内差法得：C水57℃=4.177 kJ/kg·℃=0.998 Kcal/ kg·℃ 悬浮液各组分的质量分率：
VCM质量=28.14×30%×842.3=7110.7 kg H2O质量=（31.29+7.85）×984.7=38541.2 kg PVC质量=28.14×70%×1400=27577.2 kg 总质量=7110.7+38541.2+27577.2=73229.1 kg ∴各组分的质量分率：
xvcm=7110.7/73229.1=0.097 xpvc=27577.2/73229.1=0.377 xH2O=38541.2/73229.1=0.526
∴Cm=∑xici=0.38×0.097+0.44×0.377+0.998×0.526 =0.728 Kcal/ kg·℃ ② 悬浮液的平均粘度μm μm=（1+0.5∮s）μ/（1-∮s）4
式中：∮s为疏散相体积分率 μ为反响温度下水的粘度 μ水50℃=0.5494×10-3mPa·s μ水60℃=0.4688×10-3mPa·s 内差法得μ水57℃=0.4930×10-3mPa·s μm=（1+0.5∮s）μ/（1-∮s）4
=[1+0.5(0.142+0.199)] ×0.4930×10-3/[1-(0.142+0.199)]4 =3.060×10-3mPa·s
×(0.5639-0.1295)]
/[2×0.5639+0.1295+(0.142+0.199) ×(0.5639-0.1295)]=0.3856 Kcal/ hr m℃
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近似认为釡内壁温度为夹套冷却水温度 t进=7℃ t出=12℃ ∴t平均=9.5℃
μ水0℃=1.7921×10-3mPa·s μ水10℃=1.3077×10-3mPa·s 内差法得：μ水9.5℃=1.3319×10-3mPa·s μm=（1+0.5∮s）μ/（1-∮s）4
=[1+0.5(0.142+0.199)] ×1.3319×10-3/[1-(0.142+0.199)]4 =8.26610-3mPa·s ③ 其它参数简直定 搅拌转数：N=97.5rPm 釡内径： T=3810mm=3.81m
取桨叶直径：D=0.5T=0.5×3.81=1.905m ∴釡内壁给热系数αi
αi= A·(λm/T)·(ρm·N·D2/μm)a·(Cpm·μm/λm)b(μb/μw)c =0.37×
（
0.3856/3.81
）
×[1047.1×
（
97.5/60
）
×1.9052/(3.059×10-3×10-3)]0.67×(0.728×3.059×10-3×10-3×3600/0.3856)0.33×(3.059×10-3/8.266×10-3)0.14 =15919.6 Kcal/ hr m℃ (2) 釡外壁给热系数α0的盘算
α0=0.023·（λ/De）·（De·ω·ρ/μ）0.8（Cp·μ·3600/λ）0.4·（1+1.77 De/Rj） 式中：De：螺槽的当量直径； Rj：夹套的曲率半径； ω：冷却水在夹套中的流速 ① 夹套冷却水流速ω的盘算 Q夹=K夹·F夹·△tm
=510×80×47.5=1.938×106 Kcal/ hr
Q夹=W夹·Cp·△t （W夹为冷却水流量） Cp0℃=4.212 kJ/kg·℃ Cp10℃=4.191 kJ/kg·℃ 内差法得：Cp9.5℃=4.192 kJ/kg·℃=1.001 Kcal/ kg·℃ ∴W夹= Q夹/ Cp·△t=1.938×106/1.001×（12-7） =0.3872×106 Kcal/ hr 9.5℃下，ρH20=999.71 kg/ m3
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∴冷却水的体积流量为：Q=0.3872×106/999.71=387.3 m3/ hr ∴冷却水的流速：ω=体积流量/截面积= Q/（πr2/2） =387.3/[3.14×3600×(0.1/2)2/2] =27.41m/s ② 螺槽的当量直径De的盘算 De=4×液体流过的面积/液体润湿周边
=4×3.14×(0.1/2)2/2/2×（3.14×0.1/2+0.1）=0.0611m 夹套的曲率半径Rj
Rj=0.1143/2×2+3.81/2+（0.033+0.003）=1.9696m ③ 冷却水的Cp，λ，μ值
Cp9.5℃=1.001 Kcal/ kg·℃ μ水9.5℃=1.3319×10-3mPa·s λ0℃=55.13×10-2w/m℃ λ10℃=57.45×10-2w/m℃ 内差法得：λ9.5℃=57.33×10-2w/m℃=49.3×10-2 Kcal/ hr m℃ ∴釡外壁给热系数α0
=584217.84 Kcal/ hr m℃ (3) 釡壁热阻的盘算
碳钢层厚：δ1=33mm λ1=45 Kcal/ hr m℃ 不锈钢层：δ2=3mm λ2=15 Kcal/ hr m℃ 粘釡物： δ3=0.1mm λ3=0.14 Kcal/ hr m℃ 水垢厚： δ4≤0.2㎜ λ4=1.5 Kcal/ hr m℃ ∑δ/λ=（33/45+3/15+0.1/0.14+0.2/1.5）×10-3 =1.78095×10-3 hr m2℃/ Kcal (4) 夹套传热系数K 1/k=1/αi+1/α0+∑δ/λ
=1/15408.15+1/584217.84+1.78095×10-3 解得：K=541.25 Kcal/ hr m2℃＞510 Kcal/ hr m2℃ 综上物料衡算中的K取值510 Kcal/ hr m2℃是可行的 沸腾床的热量盘算 (1) 内热式沸腾床示意图
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图7 内热式沸腾床
(2) 已知相关数据
湿物料进口温度：θ1=50℃（含水25% ） 产物PVC出口温度：θ3=40℃（含水0.3% ） 湿物料在第Ⅴ室的出口温度：θ2=55℃ 热风的入口温度：t1=85℃
热风经沸腾床Ⅰ到Ⅴ室出第Ⅴ室温度：t2=60℃ 第Ⅵ室冷风温度：冬季：进口-15℃ 出口：0℃ 夏季：进口20℃ 出口：35℃ 热水入口温度：90℃，经Ⅰ到Ⅴ室出口温度：80℃ 其中：热空气提供的热量是干燥所需总热量的的15% 热水提供的热量是干燥所需总热量的的85% 冷风用量占热风用量的1/5（体积流量）
第Ⅵ室通冷却水进口温度：20℃ 出口温度：30℃ 单位面积的风量是相等的
PVC绝干物料进料为：6390.03 kg/ hr H2O：2130.36 kg/ hr
共计：6390.03+2130.36=8520.39 kg/ hr
厂址的气温为： 夏季平均气温：25℃ 平均相对湿度：65% 冬季平均气温：-13℃ 平均相对湿度：53% (3) 热量衡算 ① 干空气用量的盘算 A.被蒸发的水分质量
公式：ω=G1·（ω1-ω2）/（1-ω2）
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式中：G1：湿物料进沸腾床流量
ω1：干燥前湿基含水量 ω2干燥后湿基含水量 ω1=25% ω2=0.3%
∴ω=8520.39×（25-0.3）/（100-0.3）=2110.87 kg/ hr 因由已知有15%的热量由空气提供 ∴有15%的水分被热风干燥 ω×15%=2110.87×0.15=316.63 kg/ hr B.空气湿度的盘算
湿度公式：H0=0.622∮Ps/（P-∮Ps） 其中以P=760mmHg盘算 式中：∮：相对湿度； Ps：饱和蒸汽压
冬季：在-13℃时，Ps=1.486mmHg
∴H0=0.622×0.53×1.486/（760-0.53×1.486）=6.45×10-4 kg/ kg绝干气 夏季：在25℃时，Ps=23.76mmHg
∴H0=0.622×0.65×23.76/（760-0.65×23.76）=0.0129 kg/ kg绝干气 C.热量盘算
a.蒸发出的水分吸热公式如下： b.公式：θ=w（I2-I1） 60℃时， I2=622.5 Kcal/ kg 50℃时， I1=50.0 Kcal/ kg
∴Q1=13769.30×（622.5-50）=1208473.075Kcal/ hr b．物料升温 50℃到55℃ 公式：θ=M·C·Δt
t平均=（55+50）/2=52.5℃
Cp,PVC平均=0.44 Kcal/kg·℃ Cp，H2O平均=0.9974 Kcal/kg·℃ QPVC=6390.03×0.44×（55-50）=14058.07Kcal/ hr
QH2O=（2130.36-2110.87）×0.9974×（55-50）=97.20 Kcal/ hr ∴Q2= QPVC +QH2O=9165+97.20=14155.27Kcal/ hr c. VCM升温，汽化吸热 Q=m·ΔH+ m·Cp·Δt
式中：ΔH为汽化热，Cp为比热
50℃到60℃, VCM平均汽化热为65.0 Kcal/kg
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VCM脱除为0.601 Kcal/ hr CpH2O=0.372 Kcal/kg·℃
∴Q3=0.756×65.0+0.756×0.372×（60-50）=51.95Kcal/ hr d.热损失Q4（占10%） Q4/（Q1 +Q2 +Q3+ Q4）=0.1 解得：Q4=135853.37Kcal/ hr
∴Q总= Q1 +Q2 +Q3+ Q4=1358533.67 Kcal/ hr 热风放热量为：
1358533.67×15%=203780.05Kcal/ hr e.热风放热
没有L（kg干空气/ hr）的热风放热 CH=1.01+1.88H CH：kJ/kg绝干气·℃ 冬季：H1=6.45×10-4 kg/kg绝干气 夏季：H1＇=0.0129 kg/kg绝干气
∴冬季：Q=（1.01+1.88×6.45×10-4）×（85-60）·L1 =6.04 L1
∴6.04 L1=203780.05 Kcal/ hr L1=33738.42kg绝干气/ hr 公式L1= ω/（ H2 -H1）
式中：ω为单位时间内水分的蒸发量kg/ hr
H2=ω/L1+ H1=316.63/33738.42+6.45×10-4=0.01003kg/kg绝干气 夏季：Q＇=（1.01+1.88×0.0129）×（85-60）·L＇=6.177 L1＇ L＇=203780.05/6.177=32990.18 kg绝干气/ hr ∴H2=W/ L1＇ + H1＇=316.63/32990.18+0.0129 =0.0225 kg/ kg绝干气 综上得知：
冬季绝干空气用量：33738.42 kg绝干气/ hr 夏季绝干空气用量：32990.18 kg绝干气/ hr 冬季热风：33738.42（1+ H1）
=33738.42×（1+6.45×10-4）=33760.18 kg/ hr 夏季热风：32990.18（1+ H1＇）
=32990.18×（1+0.0129）=33415.75kg/ hr
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② 废气出口温度t2 A. 湿度的盘算
前五室出来的干空气为：L冬=33738.42 kg绝干气/ hr L夏=32990.18 kg绝干气/ hr 由前面盘算知：H冬2=0.01003 kg/kg绝干气 H夏2=0.0225 kg/kg绝干气 又已知温度：t2=60℃
由已知第六室冷风用量为热风用量的1/5 故有： 冬季：1/5L冬=1/5×33738.42=6747.68 kg绝干气/ hr 夏季：1/5L夏=1/5×32990.18=6598.04 kg绝干气/ hr 冬：t进=-15℃ t出=0℃ 夏：t进=20℃ t出=35℃ ∴出口处湿度为： 冬：H=H1×1/6+H2×5/6
=6.45×10-4×1/6+0.01003×5/6 =0.00847 kg/kg绝干气 夏：H= H1×1/6+ H2×5/6 =0.0129×1/6+0.0225×5/6 =0.0209 kg/kg绝干气 B．用在各处的焓值可求得t2
I=[(1.01+1.88H)t+2490H]×0.2389 （1J=0.2389cal） 冬季 I1=[(1.01+1.88×0.01003)×60+2490×0.01003]×0.2389 =20.714 Kcal/kg绝干气
I2=[(1.01+1.88×6.45×10-4)×0+2490×6.45×10-4]×0.2389 =0.3837 Kcal/kg绝干气 I总=5/6 I1+1/6 I2
即（5/6×20.714×1/6×0.3837）×（1/0.2389） =[(1.01+1.88×0.00847)×t21+2490×0.00847] 解得: t2＇=50.13℃
夏季: I1=[(1.01+1.88×0.0225)×60+2490×0.0225]×0.2389 =28.468 Kcal/kg绝干气
I2=[(1.01+1.88×0.0129)×35+2490×0.0129]×0.2389
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=16.32 Kcal/kg绝干气 I总=5/6 I1+1/6 I2
即（5/6×28.468×1/6×16.32）×（1/0.2389） =[(1.01+1.88×0.0209)×t211+2490×0.0209] 解得: t2＇＇=55.89℃ 冬季出口温度：t2＇=50.13℃ 夏季出口温度：t2＇＇=55.89℃ ③ 冷却水用量：
冷却水：t进=20℃ t出=30℃ 湿物料在第Ⅴ室出口温度：θ2=55℃ 产物出口温度：θ3=40℃ PVC放热量为：Q= m·C·△t
在40℃到55℃时：Cp，pvc平均=0.275 Kcal/kg·℃ Cp，H2O平均=0.997 Kcal/kg·℃ QPVC=6390.03×0.275×（55-40）=26358.87kcal/ hr
QH2O=（2130.36-1376.3）×0.997×（55-40）=291.47 Kcal/ hr Q放热= QPVC+ QH2O=26358.87+291.47=26650.34 Kcal/ hr 冷却水的焓值：20℃ I1=20.04 Kcal/kg 30℃ I2=30.02 Kcal/kg 冷风带走的热量： 冷风的焓值：
冬季：I1= [(1.01+1.88H知)t+2490H知]×0.2389
=[(1.01+1.88×6.45×10-4)×（-15）+2490×6.45×10-4]×0.2389 =-3.24 Kcal/kg绝干气 夏季：I1=[(1.01+1.88×0.0129)×20+2490×0.0129]×0.2389 =12.62 Kcal/kg绝干气
冬季：I2=[(1.01+1.88×6.45×10-4)×0+2490×6.45×10-4]×0.2389 =0.3837 Kcal/kg绝干气
夏季：I2=[(1.01+1.88×0.0129)×35+2490×0.0129]×0.2389 =16.32 Kcal/kg绝干气
冷风用量： 冬季：6747.68kg干空气/ hr 夏季：6598.04kg干空气/ hr ∴冷风带走的热量如下：
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冬季：Q=L冬×（I2冬-I1冬） =6747.68×（0.3837+3.24） =24451.57Kcal/ hr
夏季：Q=L夏×（I2夏-I1夏） =6598.04×（16.32-12.62） =24412.75 Kcal/ hr
冷却水带走的热量：Q=M（30.02-20.04）=9.98 M 冬季：9.98 M=26650.34-21908.75 解得M=220.32kg/ hr 夏季：9.98 M=26650.34-24412.75 解得M=224.21kg/ hr ④ 热水用量的盘算
由前面盘算得：Q总=1358533.67Kcal/ hr 热水提供的热量= Q总×85% =1358533.67×85% =1154753.62 Kcal/ hr
热水： t进=90℃ I=376.81kJ/kg=90.02 Kcal/kg t出=80℃ I=334.94kJ/kg=80.02 Kcal/kg ∴G（90.02-80.02）=1154753.62 解得热水用量G=115475.36kg/ hr ⑤ 预热空气蒸汽用量 设循环水使用中无热量损失
蒸汽为3atm，温度为133.74℃，I=651.87 Kcal/kg 100℃的水，I=100.12 Kcal/kg
冬季：I85℃-I-13℃=（1.01+1.88H冬）×0.2389×（85+13）=23.67 Kcal/kg L冬（I85℃-I-13℃）=33738.42×23.67=G（651.87-100.12） 解得：G=1447.37 kg/ hr
夏季：I85℃-I25℃=（1.01+1.88H夏）×0.2389×（85-25）=14.82 Kcal/kg L夏（I85℃-I-13℃）=32990.18×14.82=G（651.87-100.12） 解得：G=886.12 kg/ hr ⑥ 沸腾床干燥热效率
干燥热效率：η=蒸发水分所需热量/向干燥系统输入总热量×100% η=Q/Q总=1208473.075/1358533.67×100%=88.95% ⑦ 气流输送用的空气量G
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从沸腾床出来的PVC树脂经星形加料器接纳气力输送进入旋风分 器，混淆比取R=7
R为单位质量气体所输送的固体质量：R=Gs/G Gs=6326.13kg/ hr（由物料衡算得） ∴G= Gs/R=6326.13/7=903.73 kg/ hr
3 非工艺部门
3.1厂内的防火防爆步伐
可燃物质到达了它的燃点就能引起燃烧。而导线及种种电气设 备的绝缘多数是可燃质料。电气设备过热以及电火花、电弧甚至静电都能引起火警。 设备过热大抵有以下几种:
(1) 短路电力网中的火警多数是由短路引起的。短路后电流急剧增加可达正常值的几百倍引起过热。造成短路的原因,一是电气设备或导线失去应有的绝缘能力， 二是在安装检验或操纵使用中事情疏忽引起短路。前者有因绝缘老化或局部磨损腐化失去绝能力。
(2) 过载线路或设备恒久国负荷运行。过载后电流增加，时间一长也会引起火警。
扑灭电气火警的要领切断电源切断电源就切除了电气火警的来源,同时也淘汰了救火人员触电的危险,切断电源后还可接纳普通的灭火器灭火。切除电源时应尽量做到以下几点电气设备如水淋、烟熏后绝缘水平下降,切断电源时应使用绝缘东西,以防触电。操纵时应先断开打仗器或断路器切断电深再拉开断绝开关或刀开关。如果接纳剪断电线的要领切除 电源时,应做到正确剪线。如果条件限制 ,必须带电灭火时应注意做到电气设备起火 ,不能用普通的泡沫灭火剂,只能用干砂笼罩,或用二氧化碳，二氧二溴甲烷或干粉灭火剂,防备人员触电。用四氯化碳灭火器,要防备中毒。因四氯化碳受热,与空气中的作用,会生成有毒的光气COCl2和Cl2，要打开门窗或戴上防毒面具。用二氧化碳灭火时 ,要注意防备冻伤和室息。因二氧化碳是液态的,喷射后,大量吸热可形成达一78.5℃的低温,并阻遏氧气[13]。
3.2车间照明及采暖步伐
照明用电是工场企业最为根本的电力需求, 照明质量的优劣对生产宁静、劳动
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生产率、产物质量和劳动卫生都有直接干系。接纳高效节能电光源及其照明电器附件。
电光源种类繁多, 用途各异, 但均要求三高, 即: 高发光效率、高寿命、高显色性。因此在工场照明中, 应优先选用高强度气体放电灯( 高压钠灯和金属卤化物灯) , 尤其是金属卤化物灯是第3代光源中的佼佼者, 是光色和显色指数要求较高的仪表装配车间、机加车间、汽机房运转层等产业厂房的首选光源。当一种光源不能满足色温或显色性要求时, 也可接纳两种光源的混光光源, 混光光源能充实发挥高强气体放电灯的优点, 到达节约能耗、提高照度, 改进光色的照明效果。
照明电器附件推广使用低损耗、性能优的光源电子附件( 包罗电子镇流器、电子变压器、电子触发器等) 。
选用高效率、配光公道的照明灯评价灯具的要害指标是灯具效率, 灯具的效率及配光曲线取决于灯具反射面的材质、加工精度及外形。抛光铝对可见光的反射率最高, 在工场照明设计中宜优先接纳。灯具外型要求: 第一, 配光曲线适中, 一般选用介于深照和广照之间的宽口灯具最为符合; 第二, 灯具的外形不应是单抛物面反射型, 因为这样会将大部门的光能发射回灯胆,引起电压上升和功率增加, 缩短灯的寿命。在工场照明设计中, 灯具的选用应凭据使用要领和使用情况的差别, 在满足眩光和配光要求条件下, 选用高效且安装维护方便的灯具,同时还应到达与修建相协调一致目的[13]。
3.3防静电，防雷步伐
为预防雷电、静电对被掩护物的破坏 ,必须将防雷防静电设施看成是一个系统工程 ,全方位地进行防备。
低压线路全线接纳 电缆直接埋地敷设供电系统 ,在人户端上是否将电缆的金属外皮，钢管接到防雷电感到的接地装置上 。
接纳局部埋地敷设的低压线路 ,查抄埋地长度是否与在电缆与排挤线连接处是否已装设避雷器以及避雷器 、电缆金属外皮 、钢管和绝缘子铁脚 、金属架等是否连在一起接地 ,接地电阻是否小于10欧姆。查抄排挤金属管道在进 出修建物处 ,是否每隔 左右接地一次 埋地或地沟内的金属管道 ,在进出修建物处是否与防雷电感到的接地装置相连。
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3.4三废处置惩罚情况
电石渣的处置惩罚
电石渣是PVC生产中排放量最大的污染物，大多数厂家在排放前未对其进行处置惩罚，给情况造成极大污染。电石渣的处置惩罚有几种要领，如把滤去水的干渣聚集起来，风干后用于修建(但现在许多都会已禁止电石渣直接用于修建)、生产次氯酸钙或生产水泥。我公司用电石渣取代石灰石生产水泥，把从产生器产生的渣浆，用泵送至水泥分厂，经过沉淀、压滤、混淆之后，经立窖烧制、研磨而制成水泥。这样不光解决了废渣的排放，也收到了极好的经济效益。目前电石渣的处置惩罚还可用于其它产物的开发，有些已经取得了乐成。 电石渣上清液的处置惩罚
电石渣浆经沉淀之后，上层的液体叫上清液。上清液经过进一步疏散之后，再经过喷射风冷冷却到25℃左右备用。其主要用于乙炔工段产生器的增补用水及产生系统冲洗用水，或用于转化工段水洗塔用水，用其奇特的偏碱性水来撤除VC中杂带的HCI效果较好。实践证明从水洗塔出来的水的pH值由原来的14降为7左右，从而减轻了碱洗塔的包袱，提高了碱洗塔的运行周期。除了以上两种途径之外，剩余的上清液可参加氯气用以调治pH值至中性之后，把上清液中大部门S卜撤除，再经水处置惩罚车间统一处置惩罚。 热水的综合利用
热水来自HCI合成炉夹套热水、牢固床循环热水、制品散热器疏水器产生的热水。此热水在给高、低塔釜升温、聚合釜升温之外，另有多余的热量不能利用，只能加凉水来低落温度。为此，结合我公司地处北方的特点，我们加了1台泵专将一部门热水用于冬季供暖，节省了取暖蒸汽。又在制品工段蒸汽散热器之前加了1组散热器，用来消耗一定量热水，节约部门蒸汽。热水的供应量视转化牢固床水温而定，既节约了能源也解决了天热时热水无法平衡需加凉水的问题。 尾气的接纳利用
PVC生产的尾气主要产生于转化工段的尾凝器。从尾凝器排放出来的气体，其主要身分为氢气、氮气、乙炔气及氯乙烯气体，其中氯乙烯含量在10%(体积分数)左右。现在尾气处置惩罚的主要要领是接纳活性炭，低温吸附其中的氯乙烯，其余
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的氢气、氮气、乙炔气因不被吸附而放空。然后再将吸附的氯乙烯解吸出来到达接纳氯乙烯的目的，氛乙烯接纳率在85%左右‘但在解吸历程中需要大量的蒸汽来加热脱吸，同时在脱吸之后又要用热风干燥活性炭所吸收的水分，然后用一15℃盐水冷却活性炭。这样就使这种要领操纵较庞大，并且其中的乙炔气不能接纳。另外一种要领是离子膜疏散法。其原理中国氛碱2003年第1期是利用离子膜对分子有选择性，从而到达对氯乙烯、乙炔气体、氢气、氮气进行疏散。经离子膜疏散后，含氯乙烯20%(体积分数)的气体回到氯乙烯气柜;含乙炔较多的气体可凭据需要回到转化器重新反响或放空;而氢气与氮气被疏散出来放空[14]。这种要领的优点是操纵简朴、维护用度较少，其缺点是接纳气体含量较低，从而增加了尾凝器、压缩机及制冷的包袱及处置惩罚量。如能将这两种要领结合起来，将有可能是今后处置惩罚尾气的偏向。
转化水洗塔水的接纳利用 15]。
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致谢
三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际事情中去。
回顾三年，取得了些许结果，生活中有快乐也有艰苦。谢谢老师三年来对我孜孜不倦的教导，对我生长的体贴和敬服。
学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，布满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的影象。
在我的十几年求学历程里，离不开怙恃的勉励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的支付，为我创造良好的学习条件，我才气顺利完成完成学业，谢谢他们一直以来对我的扶养与培育。
最后，我要特别谢谢老师。是他们给了我们巨大的资助与勉励,使我能够顺利完成设计，在此体现衷心的谢谢。
老师认真卖力的事情态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。无论在理论上照旧在实践中，都给与我很大的资助，使我得到不少的提高，这对付我以后的事情和学习都有一种巨大的资助，谢谢他们耐心的领导。
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