年产3万吨PVC基本工艺与设备设计.doc
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1、工艺与设备设计课程设计阐明书设计题目: 年产3万吨PVC工艺与设备设计 学 校: 大 学姓 名:张 超专 业:化学工程与工艺完毕日期: 月 日设计任务书(一) 设计题目设计年产3万吨PVC装置。(二) 操作条件1. 油水比 1:1.8 , 装料系数 0.9。2. 反映时间:6hr。3. 聚合温度:60 oC (三) 工作日生产时间:8000小时/a.(四) 厂址无锡地区(五) 设计内容1.聚合配方计算2 消耗定额拟定3 操作周期拟定4 全车间重要物料衡算5重要设备物料衡算6、设备构造设计和选型7、其她设备设计计算8、绘制生产工艺流程图目 录1、年产3万吨PVC车间工艺设计方案简介32、工艺计算
2、及重要设备设计32.1聚合配方计算32.2引起剂用量计算42.3 分散剂用量42.4 其她助剂用量42.5 配方计算汇总表52.6消耗定额拟定52.7 操作周期拟定72.8 全车间重要物料衡算73、设备构造设计和选型83.1 聚合釜选型和搅拌装置设立83.2干燥器选型93.3辅助设备选型94.生产工艺流程图115、参照文献131、年产3万吨PVC车间工艺设计方案简介聚氯乙烯树脂(PVC)是国内重要有机合成材料。其产品具备良好物理性能和化学性能,广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。本设计阐述了PVC车间设计生产工艺流程、发展及其应用,对PVC树脂悬浮聚合生产工艺、干燥
3、以及后解决进行了进行了探讨,从聚合车间工艺设计、设备构造和选型等方面进行初步设计。2、工艺计算及重要设备设计2.1聚合配方计算无锡地区平均气温是14.8,本设计选用温度为15。聚合温度为60,聚合时间6小时。 选用国产33m3聚合釜,材质是碳钢和不锈钢复合材料。水油比为1:1.8 装料系数0.9查得: 15时 水=0.9913g/cm3 60时 水=0.9832 g/cm32.2物料量计算d=0.94710.001746t0.00000324t215时dvcm=0.94710.001746150.00000324152=0.9202 g/cm260时dvcm=0.94710.001746600
4、.00000324602=0.8307 g/cm2设60时,需要V1体积VCM,V2体积水则:V10.8307/(V20.9832)=1:1.8V2V1=330.9=29.7V1=11.78 V2=17.92实际15需要VC及水体积为:V1=11.780.83070.9202=10.6m3V2=17.920.98320.9913=17.8m3质量:Gvc=10.60.8307=8.805427T油水比为1:1.8 总重:G=Gvc+G水=26.4502T2.2引起剂用量计算由InKp=B-A/T(其中A=4101.90,B=15.34)InKp=15.34-4101.90/(273.15+60
5、)=3.0275Kp=20.65InKd=C-A/T(其中A=14615,C=43.00)=43.00-14615/(273.15+60)=-0.8691Kd=0.4193引起剂用量计算式:100n=Kp0 te+1/Kd(e-Kdte-1) 其中n转化率 0引起剂浓度mol/TPVC te聚合用周期hrn=85%则85=20.650 6+1/0.4193(e-0.41936-1)总重量:G0=0 8.805427248.2103=2.45Kg2.3 分散剂用量分散剂用量为单体0.06%,用复合分散体系HPMC、PVA其中配方比为3:2助分散剂LL02为单体重量0.019%分散剂总重量G=8.
6、8054270.06%103=5.44其中HPMC重量=5.443/(2+3)=3.264 PVA重量=5.442/23=0.96助分散剂LL02重量=8.8054270.019%103=1.722.4 其她助剂用量疏基乙醇 8.8054271030.075%=0.66十六醇 8.8054271030.013%=1.14双酚A 8.8054271030.025%=2.20有机锡 8.8054271030.05%=8.30G7-9酸锌 8.8054271030.0055%=0.48Na2S 8.8054271030.021%=4.84CaABS 8.8054271030.056%=4.93NH4
7、HCO3 8.8054271030.22 %=19.372.5 配方计算汇总表表2-1 33m3聚合釜生产SG-5型树脂配方(15)物料用量物料用量VCM10.6 m3双酚A2.2软水17.92 m3有机锡8.3HPMC3.264G7-9酸锌0.48PVA2.176Na2S4.84LL021.72CaABS4.93疏基乙醇0.66NH4HCO319.73十六醇1.14ZnPS0.34注:CaABS在转化率为75%时。2.6消耗定额拟定(1)聚合釜单位损失计算(以每釜计)单体投料量:8.805427T 聚合温度:60 反映时间:6hr拟定在转化率为85%时料 60 H2O=0.9832T/ m3
8、VCM=0.8307 T/ m3 PVC=1.391T/ m3据天原厂经验,反映结束后余压压料至出料槽内,余压力为2/ cm3此时釜内剩余单体量为(1+20.9672)13.5103=0.082n(273.15+60) n=1.461103molG剩=1.4616.25103/103=91.3/釜设其她泄露及回收后精制等损失后回收量7%,则VCM损失量为91.37%=6.4/釜实际回收VCM量91.6-6.4=84.9/釜(2)出料槽单体损失计算(以每釜计)依照杭州电化厂数据,出料槽汽提后,浆料中含VCM量如下(11.193410 m3 -91.3+300)21010-6=2.3/釜进入出料槽
9、单体量为:3.9569103(1-85%)91.3=502.2/釜回收单体量为502.2-2.3=499.9/釜设其她泄露及回收精制等共损失7%,则其损失量为:499.97%=35.0/釜实际回收VCM量为499.9-35=464.9/釜聚合釜和出料两某些VCM总损失量为:6.4+35.0+2.3=43.7/釜(3)干燥岗位树脂损失计算(以成品绝干PVC为基准)已知:旋风分离器回收尘效率为99%级,则损失量为:1015(1-0.99)/0.992=0.104/TPVC加上其她泄露拟定冷风管损失PVC为1.3/TPVC旋风分离器进入震动筛树脂较少,约30%,但扣去其她泄露后,还要扣清床料,也定为
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