年產(chǎn)10萬噸PVC樹脂工程項(xiàng)目報(bào)告（工廠設(shè)計(jì)）工廠設(shè)計(jì)年產(chǎn)10萬噸PVC樹脂工程項(xiàng)目報(bào)告設(shè)計(jì)者：閔力珍2022141431145施凱文2022141431174彭建濤20221414311542022年12月--2022年1月目錄第一章綜述4一PVC的簡述4二PVC的分類4三PVC市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢5第二章項(xiàng)目總況11第三章產(chǎn)品方案12一產(chǎn)品簡介12二方案的選擇12第四章工藝技術(shù)15一工藝技術(shù)方案15二工藝流程16三主要設(shè)備選擇10四全廠物料平衡方案20第五章建廠條件和廠址方案22第六章公用工程和輔助設(shè)施方案25一總平面布置25二工廠運(yùn)輸25三給排水26四供電、電訊26第七章經(jīng)濟(jì)衡算27一技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析概述27二主要物料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)27三投資估算27四銷售收入、稅收和利潤28第八章工藝設(shè)計(jì)說明書30一氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)的特征30二PVC生產(chǎn)工藝過程30三工藝影響因素31四懸浮聚合工藝條件分析32五聚合工藝條件33六汽提工序34七干燥工序36八產(chǎn)物分析改進(jìn)（白度）38第九章廠房布局分析42一聚氯乙烯生產(chǎn)存在的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析42二安全對策分析42第十章總結(jié)與展望44一循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的挑戰(zhàn)和思考44二創(chuàng)新能力的挑戰(zhàn)和思考45附錄47附1.汽提操作及干燥工藝流程：47附2.汽提塔結(jié)構(gòu)：48附3.懸浮聚合工藝流程：49附4.總圖平面布置圖:50第一章

綜

述一、PVC的簡述

聚氯乙烯是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料，是含有少量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的無定形聚合物。PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，對光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長時(shí)間陽光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。PVC是三十年代初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的。從三十年代起，在很長的時(shí)間里，聚氯乙烯產(chǎn)量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期，聚乙烯取代了聚氯乙烯。現(xiàn)聚氯乙烯塑料雖退居第二位，但產(chǎn)量仍占塑料總產(chǎn)量的四分之一以上。由于其優(yōu)異的阻燃性，顏色鮮艷，耐腐蝕，經(jīng)久耐用，優(yōu)良的耐熱性，韌性，延展性好，易成型，無毒，無污染，保存時(shí)間長和良好的電絕緣性等特點(diǎn)，PVC打的發(fā)展具有極大的價(jià)值和利用率。目前，PVC合成材料已廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，汽車，家電，包裝，電力，醫(yī)藥，建材等領(lǐng)域。二、PVC的分類根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為：通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂、交聯(lián)PVC樹脂。通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂；交聯(lián)PVC樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹脂。根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來區(qū)分，可分為電石法、乙烯法和進(jìn)口（EDC、VCM)單體法（習(xí)慣上把乙烯法和進(jìn)口單體法統(tǒng)稱為乙烯法）。根據(jù)聚合方法，聚氯乙烯可分為四大類：懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產(chǎn)量最大的一個(gè)品種，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對黏度分六個(gè)型號：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型號中各字母的意思：X-懸浮法；S-疏松型；J-緊密型。三、PVC市場發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢當(dāng)前，我國PVC樹脂消費(fèi)主要集中在華南和華東兩個(gè)地區(qū)，廣東、浙江、福建、山東和江蘇等省份的消費(fèi)合計(jì)約占全國總消費(fèi)量的70.0％。其中，廣東和福建的市場需求量最大，但生產(chǎn)能力不足，進(jìn)口PVC樹脂所占比例較高；華東地區(qū)中的江蘇、山東和浙江PVC樹脂加工業(yè)比較發(fā)達(dá)，三省的消費(fèi)量約占國內(nèi)總消費(fèi)量的34.0％；華北地區(qū)產(chǎn)銷基本平衡。今后，隨著中西部地區(qū)開發(fā)力度的加強(qiáng)以及大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施的興建，中西部PVC樹脂的消費(fèi)量將會(huì)逐漸增加。聚氯乙烯樹脂行業(yè)屬于基礎(chǔ)型和能源密集型產(chǎn)業(yè)，受需求和能源價(jià)格影響較大，同時(shí)又是基礎(chǔ)化工原料，因此與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)聯(lián)也非常緊密。從2022年的情況來看，由于國內(nèi)聚氯乙烯樹脂產(chǎn)能仍不斷減少，而下游需求增長相對緩慢，加之出口受阻，進(jìn)口增加，因此國內(nèi)聚氯乙烯樹脂企業(yè)整體開工率不高，產(chǎn)能閑置數(shù)量較大，市場價(jià)格也始終保持中低位徘徊，價(jià)格波動(dòng)區(qū)間減小，另外，聚氯乙烯樹脂期貨的上市在一定程度上增加了聚氯乙烯樹脂市場價(jià)格波動(dòng)的不確定性。我國聚氯乙烯樹脂行業(yè)處于一個(gè)較為艱難的整合期，將有多種因素影響到我國未來聚氯乙烯樹脂的發(fā)展。目前我國的PVC行業(yè)的供需平衡已發(fā)生改變，由于最近幾年房地產(chǎn)的走勢低迷，PVC先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，以及市場的滯后性等影響，導(dǎo)致PVC生產(chǎn)廠家盲目估計(jì)市場形勢，現(xiàn)在PVC行業(yè)處于供大于求的現(xiàn)狀。在這種情況下，PVC行業(yè)內(nèi)的競爭將會(huì)更加激烈，這將促進(jìn)PVC企業(yè)的兼并重組，一部分產(chǎn)率低，耗能高，污染嚴(yán)重的企業(yè)和裝置將被替代和取消。面對激烈的競爭，PVC的技術(shù)革新仍然是行業(yè)內(nèi)最重要的突破，高利用率、低污染的生產(chǎn)工藝將在未來的競爭中占到先機(jī)。經(jīng)過競爭與合并，中國的PVC行業(yè)將出現(xiàn)幾個(gè)具有國際競爭力的世界巨頭企業(yè)，并且全面提高中國PVC在國際的競爭力和影響力。到2022年，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)政策調(diào)控，市場引導(dǎo)，原料路線、工藝技術(shù)改造，企業(yè)整合，力爭使我國氯堿生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模、集中度、競爭力水平有較大提高?！笆濉蹦?，我國聚氯乙烯產(chǎn)量達(dá)到1500萬噸，年均增長8%。努力做好氯堿平衡，提高有機(jī)氯產(chǎn)品比例，滿足市場需求。我國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)問題隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入新常態(tài)，傳統(tǒng)的發(fā)展模式和增長方式難以為繼，中國聚氯乙烯行業(yè)發(fā)展也隨之進(jìn)入新常態(tài)。PVC生產(chǎn)路線多元化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式單一，汞污染防治等重大問題都對企業(yè)發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)，也在一定程度上增加了電石乙炔法聚氯乙烯發(fā)展的不確定性。只有深刻分析和正確認(rèn)識這些問題，才能盡快適應(yīng)新的發(fā)展環(huán)境，主動(dòng)作為，變挑戰(zhàn)為機(jī)遇，為企業(yè)贏得新的發(fā)展空間。1聚氯乙烯生產(chǎn)路線多元化的挑戰(zhàn)和思考煤制烯烴技術(shù)的快速發(fā)展，加之美國頁巖氣爆發(fā)式增長、中東乙烷制乙烯規(guī)模的擴(kuò)大以及低油價(jià)時(shí)代的來臨，乙烯原料的低成本、多元化必將帶來PVC生產(chǎn)路線的多元化，使電石乙炔法PVC的競爭環(huán)境更加復(fù)雜。以美國頁巖氣和中東地區(qū)富含乙烷天然氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展為代表，使得這些地區(qū)成為世界上乙烯生產(chǎn)成本最低的地區(qū)，其生產(chǎn)成本僅為石腦油裂解制乙烯生產(chǎn)成本的30%~50%。日本信越公司在美國的工廠抓住這一機(jī)遇，改變了外購氯乙烯單體的發(fā)展模式，不斷向PVC生產(chǎn)的上游挺進(jìn)，已逐步形成乙烷裂解制乙烯-氯乙烯-聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)鏈。以這種發(fā)展模式為特征的美國PVC行業(yè)在國際上的競爭力已經(jīng)明顯增強(qiáng)。長遠(yuǎn)來看，廉價(jià)的乙烯或衍生品進(jìn)入中國市場將會(huì)對國內(nèi)PVC行業(yè)產(chǎn)生一定的沖擊。煤制烯烴技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)對電石乙炔法PVC形成了現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)石腦油裂解制烯烴技術(shù)相比，煤制烯烴的競爭力已經(jīng)在聚烯烴領(lǐng)域得到了市場的檢驗(yàn)，是具有發(fā)展?jié)摿Φ?，但這不能簡單地復(fù)制到PVC行業(yè)。如果使用煤制烯烴工藝來發(fā)展PVC，其與電石乙炔法PVC相比是很難具備競爭優(yōu)勢的。據(jù)測算，兩種工藝在煤炭資源消耗、能源效率、二氧化碳排放等方面基本相當(dāng)，但在水資源消耗、投入產(chǎn)出比、生產(chǎn)成本方面，電石乙炔法工藝明顯優(yōu)于煤制烯烴工藝；在水資源消耗上，電石乙炔法工藝僅為煤制烯烴工藝的50%，這一發(fā)展優(yōu)勢對富煤缺水的西部地區(qū)尤為重要；在生產(chǎn)成本方面，由于乙炔具有更高的反應(yīng)活性，其轉(zhuǎn)化成本明顯低于乙烯。一般認(rèn)為乙炔成本與乙烯成本控制在1.50∶1.0區(qū)間內(nèi)，乙炔化工具有明顯的成本競爭優(yōu)勢。在煤炭價(jià)格相同的情況下，電石法制乙炔的生產(chǎn)成本與煤制烯烴的生產(chǎn)成本基本相當(dāng)，兩者的比值遠(yuǎn)低于1.50∶1.0，并且煤炭價(jià)格越低，電石乙炔法工藝的優(yōu)勢越明顯。因此可以確切的說，在中國煤炭資源豐富且價(jià)格低廉、水資源匱乏的西部地區(qū)，電石乙炔法PVC仍然是PVC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最優(yōu)路線。從未來發(fā)展態(tài)勢看，隨著氧熱法和蓄熱式等電石生產(chǎn)新技術(shù)的突破，電石爐尾氣用于生產(chǎn)高端化學(xué)品技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，電石乙炔法PVC工藝的經(jīng)濟(jì)性仍有進(jìn)一步提升的空間。當(dāng)然也不能否認(rèn)，電石乙炔法PVC工藝還存在著一定程度的汞污染和人均勞動(dòng)生產(chǎn)率偏低的關(guān)鍵瓶頸問題，但這些問題都可以在發(fā)展中逐步得到解決。以同等規(guī)模的全流程裝置計(jì)，電石乙炔法工藝人均產(chǎn)值不到煤制烯烴法工藝的50%。通過推進(jìn)裝置大型化、提高自動(dòng)化、智能化水平，勞動(dòng)生產(chǎn)率偏低的問題會(huì)得到明顯提升。低汞化是過程、無汞化是方向，從目前技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢看，電石乙炔法PVC的汞污染問題是完全可控的，也是最終能夠得到徹底解決的。聚氯乙烯材料的性能不僅僅取決于聚氯乙烯樹脂，還強(qiáng)烈的依賴其加工過程，只有與下游緊密結(jié)合，才能確保PVC材料發(fā)揮出其應(yīng)有性能。世界大部分知名PVC生產(chǎn)企業(yè)或多或少介入到下游加工過程。臺(tái)塑公司除了向市場上銷售一部分樹脂外，自身延伸下游加工產(chǎn)業(yè)鏈，其管材、薄膜、片材等下游產(chǎn)品的總產(chǎn)量很大。日本信越公司除發(fā)展一部分配混料外，主要通過與下游加工商形成戰(zhàn)略聯(lián)盟來推進(jìn)下游一體化發(fā)展。歐洲PVC企業(yè)更加重視發(fā)展配混料，通過聚合和配混技術(shù)的相輔相成來推進(jìn)PVC產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。通過搭建與下游一體化的發(fā)展模式，能夠使PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)提高對下游加工的掌控力，較早了解市場需求與發(fā)展趨勢，主動(dòng)引領(lǐng)新的需求，降低企業(yè)經(jīng)營波動(dòng)，推動(dòng)PVC樹脂消費(fèi)擴(kuò)張，贏得更大發(fā)展空間。中國聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)企業(yè)與下游加工企業(yè)存在嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象。近年來，雖然國內(nèi)聚氯乙烯樹脂的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，但樹脂質(zhì)量的提升并沒有充分體現(xiàn)在PVC制品質(zhì)量的提升上。聚氯乙烯下游加工企業(yè)以中小民營企業(yè)為主，采取各種舉措低價(jià)惡性競爭，甚至不按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，PVC制品質(zhì)量低劣，市場形象嚴(yán)重受損。以PVC塑鋼門窗為例，雖然隔熱保溫、隔音效果明顯優(yōu)于鋁合金門窗，質(zhì)量過關(guān)的塑鋼門窗抗風(fēng)壓也沒有問題，但國內(nèi)PVC塑鋼門窗的實(shí)際情況是質(zhì)量普遍不高，內(nèi)部鋼襯和五金件不過關(guān)，越來越失去中、高端客戶的支持。造成這一問題的原因并不是PVC材料不可克服的內(nèi)在缺陷，而是市場長期不規(guī)范競爭、制品標(biāo)準(zhǔn)不高、加工企業(yè)素質(zhì)偏低等外在因素。如果PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)不積極主動(dòng)作為，在管材等其它PVC大宗應(yīng)用領(lǐng)域這一問題也會(huì)加劇。市場競爭不進(jìn)則退，可替代產(chǎn)品發(fā)展的越快，PVC的需求萎縮的現(xiàn)象越明顯，這是中國PVC產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的巨大隱患。中國PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該更多的與下游企業(yè)實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展，共同推進(jìn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的最大化。針對下游制品的特定需求，如果能夠在PVC聚合過程中，通過工藝和配方優(yōu)化等技術(shù)手段加以實(shí)現(xiàn)，大多情況下在成本和效果上都將明顯優(yōu)于在加工過程中的投入。與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合可以實(shí)現(xiàn)與下游客戶的零距離，為推進(jìn)PVC樹脂差異化發(fā)展提供了巨大的發(fā)展空間?？傊ㄟ^積極推進(jìn)差異化、高端化發(fā)展，對穩(wěn)定傳統(tǒng)市場，積極拓展新興市場，激發(fā)PVC有效需求意義重大，這是中國PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)和下游加工企業(yè)共同的使命和責(zé)任。在推進(jìn)與下游加工業(yè)深度融合的過程中，也有利于PVC生產(chǎn)企業(yè)積極發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，推進(jìn)自身不斷向產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中高端邁進(jìn)。3汞污染防治的挑戰(zhàn)和思考電石乙炔法聚氯乙烯是中國用汞量最大的行業(yè)，用汞量占中國用汞量60%，占世界用汞量30%。2022年10月10日在日本熊本市舉行的聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署國際會(huì)議上通過了《關(guān)于汞的水俁公約》。2022年8月31日中國政府向聯(lián)合國交存《關(guān)于汞的水俁公約》批準(zhǔn)文書，成為公約第三十個(gè)批約國。在《關(guān)于汞的水俁公約》中，中國電石法聚氯乙烯工藝作為可接受用途，未設(shè)淘汰年限，但提出了6點(diǎn)具體要求：a.到2022年，乙炔法聚氯乙烯單位產(chǎn)品的汞使用量比2022年下降50%；b.采取措施減少對原生汞礦的依賴；c.控制汞的排放和釋放；d.支持無汞催化劑和工藝的研發(fā)；e.在締約方大會(huì)已證實(shí)的基于現(xiàn)有工藝的無汞催化劑在全球范圍內(nèi)均可獲取，且在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行5年之后，不允許使用汞；f.向締約方大會(huì)報(bào)告替代技術(shù)進(jìn)展情況和淘汰汞使用所作出的努力。從目前技術(shù)發(fā)展情況看，低汞觸媒、高效汞回收等技術(shù)已經(jīng)成熟并且開始得到大范圍的推廣應(yīng)用，正常履約是沒有問題的。正常履約是企業(yè)和行業(yè)發(fā)展的底線，也是中國電石乙炔法聚氯乙烯未來發(fā)展的根本保證。在推進(jìn)履約的過程中，中國聚氯乙烯行業(yè)和企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)做好2項(xiàng)工作：一是通過搭建低汞觸媒的生產(chǎn)、應(yīng)用到高效回收循環(huán)利用的封閉式體系，盡快建立基于電石乙炔法聚氯乙烯全生命周期的汞平衡模型。這個(gè)模型的建立，可以很好的揭示出中國聚氯乙烯行業(yè)是用汞大戶，絕非汞污染大戶，與其它涉汞行業(yè)相比，聚氯乙烯行業(yè)的汞污染完全是可控的。同時(shí)聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)要高度重視汞污染防治工作，尤其是廢汞觸媒合法、合規(guī)的處置工作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的疏漏都可能會(huì)引發(fā)公眾事件，極大損害聚氯乙烯行業(yè)的整體形象；二是堅(jiān)持“低汞化是過程、汞平衡是關(guān)鍵、無汞化是目標(biāo)”的基本思路，加大無汞觸媒及成套工藝的研發(fā)力度。在無汞觸媒的開發(fā)上，新疆天業(yè)集團(tuán)研究院已經(jīng)建立了以企業(yè)為主體的“政產(chǎn)學(xué)研用”開放式研發(fā)平臺(tái)，集中了國內(nèi)眾多的科研院所聯(lián)合攻關(guān)，形成了國內(nèi)領(lǐng)先的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)新成果，一些成果已經(jīng)進(jìn)入了工業(yè)性試驗(yàn)階段。國內(nèi)其它一些企業(yè)也在積極推進(jìn)無汞化試驗(yàn)，開發(fā)無汞觸媒已經(jīng)是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)。但在推進(jìn)無汞化過程中，應(yīng)注重堅(jiān)持以下原則：（1）技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則。從技術(shù)角度看，尤其是以貴金屬為代表的無汞催化劑的研發(fā)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但是否具有經(jīng)濟(jì)可行性，是否能夠被產(chǎn)業(yè)界接受，必須經(jīng)過一個(gè)完整的催化劑工業(yè)應(yīng)用過程來驗(yàn)證，這個(gè)驗(yàn)證環(huán)節(jié)必須包括工業(yè)催化劑的批量制備、催化劑的工業(yè)性應(yīng)用試驗(yàn)、催化劑的回收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，甚至還包括對PVC樹脂質(zhì)量影響的評價(jià)。同時(shí)由于聚氯乙烯生產(chǎn)路線多元化，作為電石乙炔法聚氯乙烯路線能夠向下游轉(zhuǎn)移成本的空間有限，這為無汞觸媒技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用增加了難度，因此無汞觸媒的開發(fā)及應(yīng)用是一項(xiàng)長期而艱巨工作；（2）加強(qiáng)管理和協(xié)調(diào)。無汞觸媒的開發(fā)和應(yīng)用涉及到中國聚氯乙烯行業(yè)的核心利益，如果企業(yè)各自為戰(zhàn)，失去有效控制，易造成行業(yè)發(fā)展的被動(dòng)，因此在這一領(lǐng)域應(yīng)加強(qiáng)統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)，將控制行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)置于重要地位。在做好各自知識產(chǎn)權(quán)和應(yīng)有權(quán)益保護(hù)的前提下，加強(qiáng)企業(yè)間的橫向聯(lián)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，集中資源辦大事。只有將無汞化的話語權(quán)和主導(dǎo)權(quán)牢牢掌控在聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)和行業(yè)手中，不被他人所牽制，無汞化的風(fēng)險(xiǎn)才能得到有效的控制；（3）無汞化會(huì)加快企業(yè)優(yōu)勝劣汰的步伐。無汞催化劑價(jià)格昂貴，過程損耗控制要求非常嚴(yán)格，對企業(yè)工藝、設(shè)備及管理提出了很高要求，催化劑消耗的差異對聚氯乙烯生產(chǎn)成本影響較大，一些資金實(shí)力差、生產(chǎn)成本高、技術(shù)管理水平落后的企業(yè)必將在無汞化進(jìn)程中被淘汰，優(yōu)勝劣汰對行業(yè)長久有序發(fā)展是有利的。第二章項(xiàng)目總況項(xiàng)目名稱：年產(chǎn)10萬噸PVC樹脂擬建地址：重慶涪陵區(qū)龍橋工業(yè)園區(qū)主辦單位：川大高分子MSP小組負(fù)責(zé)人：閔力珍、施凱文、彭建濤負(fù)責(zé)事項(xiàng)：物料衡算及后處理（閔），工藝流程及流程圖（施），設(shè)計(jì)制作（彭）。第三章產(chǎn)品方案一、產(chǎn)品簡介主要生產(chǎn)兩種類型的PVC制品：（1）軟制品。主要包括電線電纜、各種用途的膜（根據(jù)厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門等）、鋪地材料、織物涂層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用涂料和密封劑等。（2）硬制品。主要包括門窗、各種型材和管材、硬片、瓶等。二、方案的選擇1、聚合方法氯乙烯聚合方法，仍然為傳統(tǒng)的溶液聚合、本體聚合、乳液聚合和懸浮聚合。每種聚合方法，由于其本身技術(shù)改進(jìn)和客觀需要的變動(dòng)，應(yīng)用范圍常有不同。懸浮聚合以其生產(chǎn)過程簡易，便于控制，便于大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品的適應(yīng)性比較強(qiáng)。因此還是PVC的主要生產(chǎn)方式，生產(chǎn)量約占總量80％。本體聚合不用水和分散劑，聚合后處理簡單，產(chǎn)品純度較好，應(yīng)當(dāng)有個(gè)美好前景，由于聚合過程中攪拌相傳熱的難題，一直到70年代才由法國ATO公司的成就得到解決，本體聚合的生產(chǎn)裝置才在歐美國建立，其生產(chǎn)能力約占總產(chǎn)量10％以下。乳液聚合創(chuàng)建較早，產(chǎn)品的聚合及后處理過程較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，所以發(fā)展不快。近年來，由于人民生活急需的某些領(lǐng)域，如壁紙、地板革、化學(xué)防水高，以及汽車內(nèi)體等需求量迅速增加，對于其樹脂的需求量也有所增加，其產(chǎn)量約占總產(chǎn)量10％。至于溶液聚合，其產(chǎn)品用于金屬涂料及非多孔性涂料，用量不大。因此，我們擬選用懸浮聚合方法。懸浮聚合技術(shù)：懸浮聚合是一種成熟的工藝，典型的懸浮聚合過程是向聚合釜加入無離子水和懸浮劑，再加入引發(fā)劑后密閉聚合釜，真空脫除釜內(nèi)空氣和溶于物料中的氧，然后加入單體氯乙烯之后開始升溫、攪拌，反應(yīng)開始后維持溫度在50℃左右，壓力在0.88~1.22MPa，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%左右開始降壓，在壓力將至0.13~0.48MPa時(shí)即可停止反應(yīng)。聚合完畢抽出未反應(yīng)單體，漿料進(jìn)行汽提，回收氯乙烯單體。汽提后的漿料進(jìn)行離心分離，當(dāng)聚氯乙烯含水量降至25%時(shí)，再送入干燥器干燥至含水量為0.3%~0.4%，過篩后即得產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝流程為：蒸汽熱空氣離心分離漿料汽提懸浮聚合氯乙烯單體、無離子水產(chǎn)品干燥引發(fā)劑、助劑2、引發(fā)劑的選擇在氯乙烯懸浮聚合中，引發(fā)劑的選擇對調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速率非常重要。選用的引發(fā)劑需考慮的因素包括適當(dāng)?shù)幕钚?、溶解性、PH值、粘釜性、毒性、儲(chǔ)存安全性、其他助劑的相互作用以及價(jià)格等。引發(fā)劑要求與聚合物有較好的相容性，因此溶解性是選擇引發(fā)劑的一個(gè)重要條件。過氧化物水溶性的大小直接體現(xiàn)為聚合過程粘釜程度的輕重，對于不溶于水的單體宜選用油溶性引發(fā)劑。衡量引發(fā)劑引發(fā)和分解活性的指標(biāo)主要是分解速率常數(shù)或引發(fā)劑的半衰期，根據(jù)聚合溫度選擇活化能和半衰期適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑，使自由基形成速率和聚合速率適中。如果引發(fā)劑的分解活化能過高或半衰期太長，則分解速率太低，將使聚合時(shí)間延長。但如果活化能過低或半衰期過短，則引發(fā)過快，溫度難以控制，有可能引起爆聚；或引發(fā)劑過早分解結(jié)束，在低轉(zhuǎn)化率階段即停止聚合。一般應(yīng)選用半衰期與聚合時(shí)間同數(shù)量級或相當(dāng)?shù)囊l(fā)劑。引發(fā)劑分解溫度（℃）半衰期（h）T1/2=10hT1/2=1h50℃60℃70℃AIBN64827417.54.5LPO617950123.2BPP5574205.51.6ABVN47646.51.70.47IPP45614.51.10.3DCPD44604.11.00.27TBCP43593.90.90.25ACSP32440.32.0(40℃)1.3(30℃)引發(fā)劑的半衰期3、分散劑的選擇分散劑具有降低界面張力和有助于液滴分散、減弱液滴聚并的雙重作用。工業(yè)生產(chǎn)多采用高分子保護(hù)膠體做分散劑，如羥丙基甲基纖維素（HPMC）、聚乙烯醇（PVA）是常用的分散劑。單一分散劑很難滿足上述雙重作用的要求。為了制得顆粒疏松均勻，粒度分布窄，表觀密度合適的PVC樹脂，往往采用兩種以上的分散劑復(fù)合使用，甚至添加少量表面活性劑作為輔助分散劑。一般分散劑水溶液的表面張力與VCM間的界面張力越小，VCM液滴分散得越細(xì)，越易形成較細(xì)的顆粒。分散劑的保護(hù)能力越強(qiáng)，所得的PVC顆粒越緊密，孔隙率越小，粒間聚并較困難易形成亞顆粒樹脂。第四章工藝技術(shù)一、工藝技術(shù)方案單體等主要原料規(guī)格項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)單體：氯乙烯純度，％乙炔含量，％乙醛含量，ppm高沸物含量，ppm鐵含量，ppm≥99.5≤0.001≤10≤100≤10PVA醇解度（DH）,%聚合度（DP）乙?；?，％78～891700～200011～22AIBN純度，％含氮值，mL/mg熔點(diǎn)98≤14.550℃升華，102～104℃分解軟水pH值氯離子(Cl－)含量，ppm7～8≤5明膠：熔點(diǎn)（恩氏粘度），Eo熔點(diǎn)，℃pH值10％溶液凍膠強(qiáng)度，g＞10（一級食用）265.5～6.5≥400過氧化二碳酸二異丙酯：（IPP）：純度，％熔點(diǎn)，℃分解，℃≥978～1035～50其他添加劑包括硫化鈉、磷酸、有機(jī)錫、碳酸氫鈉、硬脂酸鈣等，根據(jù)生產(chǎn)樹脂的類型和工藝要求選用。緩沖劑：NH4HCO3；熱穩(wěn)定機(jī)：有機(jī)錫；抗氧劑：有機(jī)鋅；鏈轉(zhuǎn)移劑：疏基乙醇；消泡劑：聚醚；終止劑：ATSC。PVC生產(chǎn)配方組分型號XJ-1XS-1XJ-2XS-2XJ-3XS-3XJ-4XS-4XJ-5XJ-6單體，kg500050005000500050006000水，m3，XJ/XS6/7.56/7.56/7.56/7.56.56.5AIBN，kg4～6.53.5～63.5～5.53.0～5.02.52.5明膠或PVA，kg6.066666PVC懸浮聚合助劑用量助劑作用用量，％實(shí)際用量NA2S水相阻聚劑0.001～0.00550～250gH3PO4NaHCO3緩沖劑0.001～0.002100～150mL有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0.01500g硬脂酸鈣調(diào)節(jié)表面張力整粒作用0.01500g二、工藝流程（1）經(jīng)過計(jì)量的單體（新鮮氯乙烯和回收氯乙烯）和脫離子軟水在壓力泵的作用下注入聚合反應(yīng)釜中，單體在分散劑和攪拌作用下形成一定粒徑的液滴。加入引發(fā)劑后，通過向聚合釜夾套加入蒸氣升溫，使引發(fā)劑受熱分解成自由基，引發(fā)單體聚合而形成一定分子量的樹脂。在聚合過程中，為生產(chǎn)確定型號的樹脂，需要嚴(yán)格地控制聚合溫度，通過調(diào)節(jié)夾套循環(huán)水和釜內(nèi)擋板水流量，釜內(nèi)的聚合反應(yīng)熱在熱傳導(dǎo)作用下不斷地移至釜外，確保釜溫恒定。（2）經(jīng)過一定時(shí)間的聚合反應(yīng)后，反應(yīng)體系混合物經(jīng)過單體回收槽，單體通過一系列工序回收，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)混合槽后進(jìn)入后處理工序。（3）汽提工序：聚合來的PVC漿料通過自動(dòng)調(diào)壓進(jìn)入出料槽，經(jīng)倒料泵、漿料振動(dòng)篩除去大塊PVC后進(jìn)入混料槽。混料槽中的漿料經(jīng)過進(jìn)料泵送至螺旋板換熱器，與汽提塔出來的熱漿料進(jìn)行熱交換，升至一定溫度進(jìn)入汽提塔。進(jìn)入到汽提塔進(jìn)料板上的漿料在每層塔板上折流流動(dòng)，充分與自下而上從塔板篩孔上升的蒸汽進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，達(dá)到沸騰狀態(tài)，經(jīng)溢流堰從下料管流到下一層塔板上。漿料中的VCM被上升的蒸汽脫除出來，與蒸汽一同引到塔外，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝，未被冷凝的VCM由水環(huán)真空泵送至回收大管進(jìn)入回收氣柜。充分脫除了VCM的熱漿料從汽提塔第一塊塔板出來，由漿料泵送至螺旋板換熱器與進(jìn)塔漿料進(jìn)行熱交換，漿料被冷卻后送至離心槽，然后去離心干燥。（4）干燥工序：由汽提工序來的漿料進(jìn)入離心槽后，經(jīng)離心漿料泵送至離心機(jī)。分離出的母液水回收利用，濕基物料直接進(jìn)入破碎機(jī)或先經(jīng)攪攏再進(jìn)入破碎機(jī)。經(jīng)破碎后的濕物料均勻加入干燥床前部，由空氣吸入筒來的清凈空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器（用母液水預(yù)熱）預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入空氣過濾器，然后由干燥鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣加熱器（蒸汽加熱）升至一定溫度后送入干燥床底部風(fēng)室。物料在干燥床內(nèi)被熱風(fēng)吹起呈流化沸騰態(tài)，物料與熱風(fēng)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，同時(shí)干燥床內(nèi)的內(nèi)熱管通有蒸汽或熱水與濕物料進(jìn)行傳熱，物料的水份被脫除出去。床內(nèi)的濕熱空氣從床頂部由干燥器引風(fēng)機(jī)引出，經(jīng)旋風(fēng)分離器后排入大氣，被分離下來的固態(tài)物料回至干燥床。物料在干燥床內(nèi)沸騰，達(dá)到一定高度時(shí)從床末端溢流口流出，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器由一次輸送風(fēng)機(jī)引至旋風(fēng)分離器，分離下來的物料經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器、沖板流量計(jì)送至成品振動(dòng)篩，篩分后由下料器送至二次輸送管線，由二次輸送風(fēng)機(jī)（羅茨鼓風(fēng)機(jī)）送至成品料倉，進(jìn)行包裝入庫。三、主要設(shè)備選擇國內(nèi)外PVC聚合釜的參數(shù)氯乙烯聚合釜結(jié)構(gòu)及主要尺寸聚合釜釜體槳葉擋板DHH/D型式db層數(shù)n型式枚數(shù)KB信越127m3釜420229001.88二葉平槳2070203387～91平板56°10.021許爾斯公司200m3釜三葉后掠式1上檔板（可調(diào)）4國產(chǎn)80m3釜400050001.25三葉后掠式2000400180D型4國產(chǎn)30m3釜（I型）260054002.08斜槳+螺旋槳20004006134.5圓管80.09國產(chǎn)30m3釜（II型）260054002.08三葉平槳10501502115圓管8組0.21國產(chǎn)13.5m3釜160061503.85斜槳700～8001204～6～200無國產(chǎn)14m3搪瓷釜200037001.85三葉后掠式+斜槳2185指形1本設(shè)計(jì)采用105m3全流通內(nèi)夾套PVC聚合釜，此聚合釜是在充分消化吸收西方乙烯化學(xué)公司（EVC）的100m3外夾套PVC聚合釜的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、研發(fā)出來的新產(chǎn)品，采用應(yīng)力分析設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，筒體部分采用內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)，上下封頭部分采用半管外夾套結(jié)構(gòu)。攪拌系統(tǒng)采用底入式攪拌，槳葉采用四葉平槳。設(shè)備內(nèi)直徑ID=4260mm,筒體切線長度5940mm，長徑比為1.39；上封頭ID4360標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭；下封頭ID4260標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。其中釜頂冷凝器的換熱面積達(dá)到210m2。由北京新安化工配合工藝技術(shù)，在設(shè)計(jì)上充分吸收各種型式聚合釜先進(jìn)技術(shù)和使用經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，特別是內(nèi)夾套技術(shù)，可用于生產(chǎn)各種型號的懸浮法PVC樹脂，并實(shí)現(xiàn)全過程制動(dòng)化控制。該型釜的主要技術(shù)指標(biāo)：1、單釜生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為4.0萬噸／年2、全流通內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)夾套的傳熱系數(shù)為外夾套的140%釜體內(nèi)壁電解拋光，拋光精度Ra0.1微米3、機(jī)械密封使用壽命12000小時(shí)以上，泄漏量小于5ml/h釜體內(nèi)表面采用電解研磨拋光，表面粗糙度Ra值小于等于0.1，與介質(zhì)接觸的內(nèi)件表面，表面粗糙度Ra值小于等于0.2微米。聚合釜結(jié)構(gòu)聚合釜相關(guān)數(shù)據(jù)四、全廠物料平衡方案在本次設(shè)計(jì)中，目標(biāo)年產(chǎn)為100000噸，設(shè)計(jì)中采用聚合釜為105m3,操作周期為5小時(shí)，聚合時(shí)間4小時(shí)，生產(chǎn)時(shí)間為330天，總計(jì)7920小時(shí)（PVC聚合釜反應(yīng)生產(chǎn)周期24h）每天生產(chǎn)PVC量100000(330)=303030kg/)設(shè)總收率為94%每天投入VCM量為303030kg/)0.94=322373kg/)投入VCM的密度ρVCM=911kg/m3水的密度ρH2O=997.7kg/m3每天投入VCM的體積VVCM=322373kg/)911kg/m3=353.9m3/)取水油比為1.2則每天處理水的體積為VH2O=322373kg/天×1.2997.7kg/m3=387.7m3/天每天處理總體積為V;=353.9m3/)+387.7m3/)=741.6m3/)取整數(shù)V;=742m3/)反應(yīng)系數(shù)取0.85V=105m3×0.85=89.25m3N=742m3/天89.25m3×24h/5h=1.73>1采用兩臺(tái)聚合釜可完成生產(chǎn)任務(wù)平均每小時(shí)產(chǎn)量為100000噸7920小時(shí)=12.6噸/小時(shí)第五章建廠條件和廠址方案一、廠址的地理位置、地形、地貌概況重慶市涪陵區(qū)，地處長江、烏江交匯處，素有渝東南大門之稱，是烏江流域20多個(gè)縣市區(qū)的物質(zhì)集散地，是聞名遐邇的中國“榨菜之鄉(xiāng)”。全區(qū)幅員面積2946平方公里，轄1個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、1個(gè)私營經(jīng)濟(jì)示范區(qū)和44個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處，總?cè)丝?13萬，主城區(qū)常住人口30萬。涪陵區(qū)自然條件好，地形地貌以低山淺丘為主，人文資源豐富。涪陵區(qū)位于四川盆地東南邊緣，在行政區(qū)劃位置上，位于重慶市中部，東鄰豐都縣，南接武隆縣、南川市，西連巴南區(qū)，北靠長壽、墊江縣。涪陵城區(qū)位于烏江與長江匯合處，歷來是川東南水上交通樞紐和烏江流域最大的物資集散地。區(qū)境地處三峽庫區(qū)腹心地帶，順長江西上120公里即達(dá)重慶市，東下通聯(lián)華中、華東各?。荒鏋踅峡芍廖渎?、彭水、沿河等縣，直達(dá)鄂湘邊界及黔東各地。二、廠址的地質(zhì)、水文情況涪陵區(qū)境的溪河，總歸長江水系。長江自西向東橫貫市境北部，略成“W”形；烏江由南向北于涪陵城東匯入長江，略成“S”形。兩江支流眾多。按河道匯流關(guān)系分：直接匯入長江的一級支流有35條（含烏江），直接匯入烏江的一級支流有10條。按溪河流域面積大小分，面積大于100平方公里的有12條，大于50平方公里的有19條。涪陵區(qū)幅員面積2941.46平方公里，域內(nèi)資源富集，開發(fā)前景廣闊。最能代表涪陵資源優(yōu)勢：一是水、電資源豐富。全區(qū)水資源理論蘊(yùn)藏量大，達(dá)9.3萬千瓦，極具開發(fā)潛力；目前地方電網(wǎng)自成體系，涪陵電網(wǎng)屬全國最大的三大地方小電網(wǎng)之一。二是礦產(chǎn)資源品種多，儲(chǔ)量大。最具優(yōu)勢的是石灰石資源，表內(nèi)儲(chǔ)量4億噸以上，含氧化鈣52％以上，適宜建設(shè)大型水泥廠和生產(chǎn)高標(biāo)號水泥。三、廠址的氣候條件涪陵區(qū)主要為亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，其年降水量約1072毫米。四、廠區(qū)的交通運(yùn)輸情況涪陵區(qū)位于東經(jīng)106°56＇-107°43＇，北緯29°21＇-30°01＇之間，地處長江、烏江交匯處。全區(qū)交通發(fā)達(dá)，商貿(mào)繁榮，歷來是涪陵東北部重要的物資集散地?，F(xiàn)有一大型新建集裝箱碼頭已投入使用，年吞吐量：客運(yùn)1162萬人，貨運(yùn)212萬噸。距離江北國際機(jī)場80公里，現(xiàn)有渝懷鐵路（國鐵I級雙線，境內(nèi)有5個(gè)客運(yùn)站：涪陵、石沱、藺市、磨溪、白濤）。在建渝利鐵路（國鐵I級雙線，2022年底建成）、南涪鐵路（國鐵II級單線，2022年底建成）。五、水源、水質(zhì)、供排水及防洪情況涪陵區(qū)水資源豐富，可依靠長江水系滿足供水的需求，且水質(zhì)能夠達(dá)到工業(yè)要求。區(qū)內(nèi)給排水系統(tǒng)比較安全完善，不存在防洪問題。六、供電、電訊、供熱等情況涪陵區(qū)發(fā)電能力充足，達(dá)9.3萬千瓦，極具開發(fā)潛力；目前地方電網(wǎng)自成體系，涪陵電網(wǎng)屬全國最大的三大地方小電網(wǎng)之一。區(qū)內(nèi)有大量燃料礦，累計(jì)探明原煤儲(chǔ)量3071萬噸；1984年于四合鄉(xiāng)首次鉆通一井，日產(chǎn)氣可達(dá)24萬立方米，預(yù)計(jì)儲(chǔ)量17億立方米，每立方米發(fā)熱量8500千卡，能滿足當(dāng)?shù)毓╇姽嵝枨蟆Ｆ?、?dāng)?shù)厥┕ず蛥f(xié)作條件涪陵區(qū)已形成以天然氣、化工、機(jī)械、冶金、四大行業(yè)等為主體，門類比較齊全的工業(yè)體系，成為當(dāng)?shù)刂匾幕?，能源和原材料生產(chǎn)基地。擁有多家上市公司：太極集團(tuán)（其旗下另有桐君閣和西南藥業(yè)兩家上市公司）、涪陵電力（中國三大地方電網(wǎng)公司）、建峰化工（核工業(yè)相關(guān)）、涪陵榨菜等。涪陵區(qū)政府十分支持工業(yè)園的開發(fā)，相關(guān)建設(shè)單位皆為有經(jīng)驗(yàn)的單位，能保障建設(shè)過程的順利進(jìn)行。八、與城鎮(zhèn)、地區(qū)規(guī)劃的關(guān)系和生活福利設(shè)施的條件工業(yè)園為政府大力支持的項(xiàng)目，為新規(guī)劃地區(qū)，可以長期穩(wěn)定生產(chǎn)。工業(yè)園內(nèi)有良好的生活設(shè)施。選定廠址在涪陵區(qū)的優(yōu)勢還有：①交通便利，靠近火車站，鐵路、公路運(yùn)輸都很方便，水利運(yùn)輸也很方便，可降低運(yùn)輸成本；②廠址位于工業(yè)區(qū)內(nèi)，能享受政策優(yōu)惠，減少建筑成本；③各種配套設(shè)施完善，水力、電力供應(yīng)充足。第六章公用工程和輔助設(shè)施方案一、總平面布置工廠布置是一門規(guī)劃全廠物流，人流，能源流和信息流的技術(shù)，是一門組織這些人和物在生產(chǎn)工序繁雜的各設(shè)施間均衡和穩(wěn)定流動(dòng)的技術(shù)。因此，工廠布置的合理與否直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效益。我們要合理充分地利用土地，以利于管道運(yùn)輸。總平面布置的原則：1）最簡化的生產(chǎn)流程，最少的物料搬運(yùn)費(fèi)用，最有效的利用空間。2）便于控制人員觀察控制反應(yīng)。3）便于原料、產(chǎn)品的裝卸、運(yùn)輸，廠內(nèi)外運(yùn)輸銜接合理，裝卸和運(yùn)輸配合，工廠運(yùn)輸組織方式科學(xué)、先進(jìn)。4）便于工廠的管理和合理的生產(chǎn)工序的進(jìn)行，控制個(gè)建筑物與主要生產(chǎn)車間的距離。5）合理利用氣向條件，工程地質(zhì)及水文條件，協(xié)作條件，施工條件及動(dòng)力設(shè)施。6）注意環(huán)境保護(hù)，防止污染環(huán)境?？倛D布置方案列出總圖主要指標(biāo)。附總圖平面布置圖。二、工廠運(yùn)輸1.全年運(yùn)輸量貨物名稱運(yùn)量運(yùn)輸方式來（去）向運(yùn)入貨物氯乙烯11萬t鐵路或公路重慶正陽新材料有限公司AIBN120t公路重慶市化工廠PVA175t公路重慶染料廠IPP355t公路重慶市化工廠運(yùn)出貨物PVC樹脂10萬t鐵路、公路、水路全國各地總計(jì)總物料流量21.065萬t2.貨物運(yùn)輸方案比較從省外運(yùn)進(jìn)的原料主要采用火車運(yùn)輸，雖然時(shí)間較長，但是價(jià)格較為便宜，由于長途汽車運(yùn)輸時(shí)間較短，綜合來看價(jià)格也相對較為實(shí)惠。在產(chǎn)品運(yùn)往全國各地的時(shí)候，選擇了汽車，火車，輪船三種不同的運(yùn)輸方式，按路線的遠(yuǎn)近優(yōu)先取運(yùn)輸方式，并且可以三種方式組合進(jìn)行。AIBN和PVA等助劑的需求量較小，宜用汽車運(yùn)送比較方便。三、給排水1、工廠給水水的需求可以全部使用長江水系來供應(yīng)，所以水源輸送方便快捷。需要的工業(yè)水為187t/生產(chǎn)一噸PVC，價(jià)格為2.05元/噸。2、工廠排水本項(xiàng)目產(chǎn)生的廢水包括生產(chǎn)廢水和生活污水。生產(chǎn)廢水的處理：懸浮聚合生產(chǎn)需用大量水，分散介質(zhì)多選用水，并且沉析洗滌等都需要用水，從而形成生產(chǎn)廢水。這些生產(chǎn)廢水從其中含有大量有機(jī)物，其含量可高達(dá)15%左右。該廢水所含有機(jī)物多為生產(chǎn)原料，可生化性較好，然而如果將廢水直接進(jìn)行生化處理不僅白白浪費(fèi)了有機(jī)原料，而且廢水處理的負(fù)荷很大，很不經(jīng)濟(jì)。如果將廢水中的有機(jī)物先進(jìn)行回收，可以大大降低后續(xù)生化廢水處理的負(fù)荷，而且對PVC樹脂生產(chǎn)中的含高濃度有機(jī)物廢水進(jìn)行分段處理：先進(jìn)行精餾預(yù)處理，回收95%以上的有機(jī)物，然后進(jìn)行生化處理。生活污水的處理：一般生活污水中不含有機(jī)原料或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，不會(huì)造成原料浪費(fèi)和污染，可以直接通過城市排水系統(tǒng)處理。第七章經(jīng)濟(jì)核算一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析概述技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的主要任務(wù)是對技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行有效的規(guī)劃、組織、協(xié)調(diào)和控制。需要考慮市場供需、地皮價(jià)格、人員工資、設(shè)備及產(chǎn)品成本等眾多因素。二、主要物料經(jīng)濟(jì)指標(biāo)原輔材料消耗定額及價(jià)格表（以1噸PVC計(jì)）名稱純度消耗量（t/t）單價(jià)（元/t）氯乙烯99.97%1.13400氯乙烯醇100%0.00820000IPP100%0.00375300工業(yè)水－1872.05電－411.6kw0.8PVC產(chǎn)品價(jià)格：產(chǎn)量100000噸/年，單價(jià)6650元/噸。三、投資估算1、總生產(chǎn)設(shè)備投資費(fèi)用估算2.876億元。2、成本估算（1）原料氯乙烯費(fèi)用：110000×3400=37400萬元/年（2）輔助材料費(fèi)用估算：聚乙烯醇費(fèi)用0.008×100000×20000=1600萬元/年IPP費(fèi)用0.0037×100000×5300=196.1萬元/年工業(yè)水費(fèi)用187×100000×2.05=3833.5萬元/年電費(fèi)用411.6×100000×0.8=3292.8萬元/年則輔助材料總費(fèi)用為：1600+196.1+3833.5+3292.8=8922.4萬元/年（3）聚合工段的勞動(dòng)力費(fèi)用（工人人數(shù)按30人計(jì)算）工人工資=月平均工資×12×工人人數(shù)=2000×12×30=72萬元/年附加費(fèi)用=工人工資×11%=72×11%=7.92萬元/年則：勞動(dòng)力費(fèi)用=工人工資+附加費(fèi)用=72+7.92=79.92萬元/年（4）基本折舊費(fèi)和大修基金固定資產(chǎn)折舊率=(1-固定資產(chǎn)折舊率)/固定資產(chǎn)折舊年限=（1-4%）/15=6.4%固定資產(chǎn)原值=基建投資×50%+建設(shè)利息=2.876×104×50%+2.876×104×6%=1.61056×104萬元/年總固定資產(chǎn)折舊費(fèi)=固定投資×6.4%=1.61056×104×6.4%=1030.76萬元/年大修理基金=固定資產(chǎn)原值×5%=1.61056×104×5%=805.28萬元/年（5）聚合工段的車間費(fèi)用車間費(fèi)用=（原材料費(fèi)+輔助材料費(fèi)+勞動(dòng)力費(fèi)用+基本折舊費(fèi)大修理基金）×5%=（37400+8922.4+79.92+1030.76+805.28）×5%=2411.918萬元/年（6）企業(yè)管理費(fèi)企業(yè)管理費(fèi)=（車間經(jīng)費(fèi)/5%+車間經(jīng)費(fèi)）×7%=（2411.918/5%+2411.918）×7%=3545.5萬元/年四、銷售收入、稅收和利潤（1）銷售收入假設(shè)銷售量=生產(chǎn)量，則銷售收入=銷售量×銷售價(jià)格

PVC銷售收入：6650×100000=6.65×104萬元/年

（2）銷售費(fèi)

銷售費(fèi)=PVC銷售收入×5%=6.65×104×5%=3325萬元/年

銷售成本：37400+8922.4+79.92+1030.76+805.28+2411.918+3545.5+3325=57520.778萬元/年盈利=銷售收入-銷售成本=6.65×104－57633.178=8979.222萬元/年銷售利潤：取稅率和其它費(fèi)用是盈利的50%，則銷售利潤為：8979.222×50%=4489.611萬元/年（3）稅金和保險(xiǎn)費(fèi)稅率為12%，則稅金=利潤×稅率=4489.611×12%=538.75萬元/年則：投資回收期=投資總額/（利潤+稅金+折舊）=2.876×104/（4489.611+538.75+1030.76）=4.75年投資回收率=1/投資回收期×100%=1/4.75×100%=21.05%投資收益率=（利潤+稅金）/投資總額×100%=（4489.611+538.75）/2.876×104×100%=17.48%投資利潤率=利潤/投資總額×100%=4489.611/2.876×104×100%=15.61%成本利潤率=利潤/成本×100%=4489.611/57520.778×100%=7.81%第八章工藝設(shè)計(jì)說明書氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)本設(shè)計(jì)使用典型的懸浮聚合，即通過強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌作用使不溶于水的單體成多種單體的混合物成為液滴狀分散于一種懸浮介質(zhì)中進(jìn)行聚合反應(yīng)的方法。懸浮介質(zhì)通常是水。聚合單體和產(chǎn)物則不溶于水中。聚合時(shí)采用難溶于水而易溶于單體的自由基型引發(fā)劑。還須加入一種稱為懸浮劑或分散劑，穩(wěn)定劑的物質(zhì)于反應(yīng)體系中保護(hù)單體液滴。懸浮體系中存在兩個(gè)相，單體液，水或三個(gè)相，即單體液滴，水和不溶于水的懸浮劑。反應(yīng)期間，反就體系的兩相分散和穩(wěn)定作用極為重要，所以懸浮劑的加入和攪拌是懸浮聚合中最主要和不可缺少的條件。一、氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)的特征：1）特殊的沉淀聚合：PVC再VC中溶解度很小，但是單體可以溶脹PVC，因此混合物中存在著兩相，一是單體富相，一是聚合物富相。因此PVC的聚合是一種單體相和聚合物相中同時(shí)發(fā)生的特殊沉淀聚合反應(yīng)。2）自動(dòng)加速效應(yīng)：聚合開始不久，聚合速率逐漸自動(dòng)增大，分子量隨著增加，到轉(zhuǎn)化率30～40％，這就是所謂的自動(dòng)加速效應(yīng)，在轉(zhuǎn)化率70％后，單體濃度降低，反應(yīng)速度減小。3）聚合分子量受溫度制約：PVC的平均分子量與引發(fā)劑濃度沒有關(guān)系，聚合溫度才是影響分子量的決定因素，在較低的溫度下有利于鏈的增長，一般來說，PVC的聚合溫度控制在40～60度，且不允許有較大的波動(dòng)。二、PVC生產(chǎn)工藝過程：1.按照配方中助劑分別按規(guī)定濃度配制。2.經(jīng)過計(jì)量的軟水自軟水計(jì)量槽放入釜中，開動(dòng)攪拌，隨后加入分散劑，引發(fā)劑及助劑。繼續(xù)攪拌5－10min，然后停止。3.用氮?dú)廪D(zhuǎn)換釜內(nèi)空氣或交替使用充氮?dú)夂统榭?－2次，進(jìn)行脫氧操作。4.將新鮮氯乙烯與回收氯乙烯按一定比例自單體計(jì)量槽放入釜中，投料達(dá)到預(yù)定溫度。5.加料結(jié)束后，開啟攪拌，以熱水或蒸汽通入夾套，升溫至釜內(nèi)物料達(dá)到預(yù)定溫度。6.聚合反應(yīng)開始后，可向釜夾套通冷凍水移出反應(yīng)熱，同時(shí)可用釜頂上部冷凝器回流冷凝排除部分聚合反應(yīng)熱。7.反應(yīng)12－14小時(shí)后，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)85－90%時(shí)，壓力下降至0.46－0.56MPa，即可準(zhǔn)備出料。8.聚合結(jié)束后利用聚合釜內(nèi)余壓將聚合物懸浮液壓入沉析槽中，讓未反應(yīng)單體返回氣柜。9.PVC則在沉析槽中進(jìn)行堿處理，以破壞低分子量聚合物，中和其中的酸性很大的質(zhì)，并水解其中的引發(fā)劑等。10.脫水洗滌。11.干燥，即得PVC合格產(chǎn)品。三、工藝影響因素：（1）雜質(zhì)1.單體中的高沸物：乙醛，順反式1.2二氯乙烯，1.1二氯乙烷等高沸物均為活潑的鏈轉(zhuǎn)移劑，能降低PVC的聚合度及反應(yīng)速度。高沸物還影響樹脂的顆粒形態(tài)，造成高分子支化，以及影響粘釜和魚眼，工業(yè)要求高沸物含量控制在100ppm以下。2.單體中的鐵質(zhì)：延長誘導(dǎo)期，減緩反應(yīng)速度，阡低產(chǎn)品的介電性能，影響產(chǎn)品顆粒的均勻度。（2）氧的影響聚合中氧通常起阻聚作用，氯乙烯單體易吸收氧生成過氧化物。該反應(yīng)產(chǎn)物能引發(fā)單體聚合，使大分子中出來其鏈段，具有較低的分解溫度，在一定聚合條件下分解出氯化氫，甲醛和一氧化碳，從而降低介質(zhì)的PH值。過氧化物的存在嚴(yán)重影響和產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品易變色，穩(wěn)定性下降。（3）水的影響主要是對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，PH影響分散劑的穩(wěn)定性，高PH值會(huì)引起PVC的醇解，從而影響分散效果及顆粒形態(tài)，水質(zhì)也會(huì)影響粘釜和“魚眼”的生成，所以聚合對水質(zhì)要求嚴(yán)格，工業(yè)中軟水控制指標(biāo)如下表所示：（4）溫度對聚合的影響反應(yīng)速度隨聚合溫度上升而加劇，聚合溫度每升高10度，聚合速度約增加3倍。溫度高則聚合度下降，過低轉(zhuǎn)化率低。溫度還會(huì)影響分散劑溶液的保護(hù)能力和界面活性，從而影響到樹脂的顆粒性和表觀密度。（5）水油比水油比大對單體的分散的釜的傳熱有利，反應(yīng)易于控制，但是為提高釜的利用率，生產(chǎn)盡可能采用小的水油比。小的水油比使聚合體系含量增加，粘度大易產(chǎn)生爆聚，工業(yè)最佳水油比控制如下：XJ型：1.14－1.40XS型：1.5－2.5。四、懸浮聚合技術(shù)分析目前，懸浮聚合法是制備聚氯乙烯最主要的方法，其制備工藝相對簡單、成本較低，但在懸浮聚合過程中存在以下技術(shù)問題(1)在聚合過程中，在聚合反應(yīng)釜的內(nèi)壁、攪拌器和其他與氯乙烯單體接觸的部件表面上容易沉積聚合物垢體，一旦在聚合反應(yīng)釜內(nèi)壁上覆蓋了聚合物垢體，則會(huì)大大降低聚合反應(yīng)釜的冷卻能力，而當(dāng)聚合物垢體從內(nèi)壁脫離下來，摻雜在聚合物產(chǎn)品中，必然降低產(chǎn)品質(zhì)量。(2)聚氯乙烯的表觀密度越大，其運(yùn)輸成本越低;氣孔率越均勻，其增塑劑吸收能力越好。然而兩者通常是相互矛盾的。此外，聚合物的粒徑分布越均勻、球形系數(shù)越高，擠出成型效率也越高，然而傳統(tǒng)聚合工藝得到的樹脂粒徑分布較寬，并且球形系數(shù)也不高。(3)在懸浮聚合過程中，由于引發(fā)劑半衰期、氯乙烯單體轉(zhuǎn)化率的因素，聚氯乙烯的生產(chǎn)效率不夠高。(4)聚氯乙烯在加工和使用過程中會(huì)發(fā)生透明性變差的技術(shù)問題，這限制了其在超透膜、保鮮膜、薄膜、透明軟板等領(lǐng)域的使用。五、聚合工藝條件（1）工藝條件1聚合溫度SG-146℃~48℃SG-248℃~51℃SG-351℃~53℃SG-453℃~56℃SG-556℃~58℃SG-658℃~61℃SG-757℃~60℃SG-860℃~62℃2壓力出料壓降：0.1~0.3MPa3終止反應(yīng)時(shí)的轉(zhuǎn)化率：小于85%4聚合時(shí)間、單釜生產(chǎn)周期：5~9h（2）工藝操作1物料配制分散劑：PVA引發(fā)劑：AIBN其他助劑：緩沖劑：NH4HCO3;熱穩(wěn)定機(jī)：有機(jī)錫；抗氧劑；有機(jī)鋅；鏈轉(zhuǎn)移劑；疏基乙醇；消泡劑：聚醚；終止劑：ATSC2投料操作。分散劑入料順序以程序?yàn)闇?zhǔn)反應(yīng)10min啟動(dòng)注水系統(tǒng)，注水5h，SG-8配方中反應(yīng)1h加NG。消泡劑聚合前釜內(nèi)加3.0kg，聚合后在沉析槽加3.5L。有機(jī)錫、有機(jī)鋅、疏基乙醇依次自加料罐加入。3過程控制與出料配料比（SG-1~SG-6）：H2O14~18m3，VC10~14m3冷攪時(shí)間：≥0min溫度波動(dòng)范圍：±0.2℃聚合釜控制：壓差0.1MPa，加終止劑一釜一段反應(yīng)時(shí)間：約5~9h，具體由型號、溫度決定反應(yīng)時(shí)間4出料工藝與操作出料壓降：0.1~0.3MPa轉(zhuǎn)化率：≤85%六、汽提工序汽提工序：聚合來的PVC漿料通過自動(dòng)調(diào)壓進(jìn)入出料槽，經(jīng)倒料泵、漿料振動(dòng)篩除去大塊PVC后進(jìn)入混料槽?；炝喜壑械臐{料經(jīng)過進(jìn)料泵送至螺旋板換熱器，與汽提塔出來的熱漿料進(jìn)行熱交換，升至一定溫度進(jìn)入汽提塔。進(jìn)入到汽提塔進(jìn)料板上的漿料在每層塔板上折流流動(dòng)，充分與自下而上從塔板篩孔上升的蒸汽進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，達(dá)到沸騰狀態(tài)，經(jīng)溢流堰從下料管流到下一層塔板上。漿料中的VCM被上升的蒸汽脫除出來，與蒸汽一同引到塔外，經(jīng)塔頂冷凝器冷凝，未被冷凝的VCM由水環(huán)真空泵送至回收大管進(jìn)入回收氣柜。充分脫除了VCM的熱漿料從汽提塔第一塊塔板出來，由漿料泵送至螺旋板換熱器與進(jìn)塔漿料進(jìn)行熱交換，漿料被冷卻后送至離心槽，然后去離心干燥。氯乙烯單體殘留的脫除主要有擴(kuò)散和沸騰兩種方法，殘留VCM單體濃度高脫析濃度高和脫析壓力等的情況下，脫析過程主要以沸騰為主，擴(kuò)散為輔。而相反情況下，則以擴(kuò)散為主、沸騰為輔。通過分析研究，影響殘留脫除的因素如下：(1)樹脂顆粒。一般情況下PVC樹脂顆粒內(nèi)部疏松程度高、孔隙率大，越有利于殘留VCM的脫除。(2)汽提溫度。一般而言溫度決定殘留物的擴(kuò)散速度，溫度越高，殘留物脫析效率越高、殘留物量越少。(3)汽提壓力。低壓能更好的使得漿料氣相中VCM氣相的壓力降低，減小水相靜壓阻力，能良好的提高VCM脫除速率。(4)汽提滯留時(shí)間。增加漿料在汽提塔內(nèi)的滯留時(shí)間，可使得反應(yīng)過程增加，能起到提高殘留物的脫除效果，而實(shí)際生產(chǎn)過程，滯留時(shí)間較長后，使得PVC樹脂在高溫下產(chǎn)生分解，極大的影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，一般要求控制好PVC漿料在汽提塔內(nèi)的滯留時(shí)間，目前采用10～15min的設(shè)計(jì)滯留時(shí)間汽提裝置：高效節(jié)能汽提塔。1）汽提塔為多層篩板塔，共有七層塔板，可根據(jù)不同產(chǎn)品型號選擇不同的進(jìn)料層，進(jìn)料層設(shè)計(jì)為閃蒸結(jié)構(gòu)，提高了汽提效率。每層塔板上均布若干小孔，經(jīng)科學(xué)計(jì)算確定各層篩板的篩孔尺寸和分布，保證相應(yīng)溫度下的蒸汽通量。根據(jù)不同塔板上的物料溫度分布，對折流板的高度及分布、堰板高度、下料管的尺寸及離下層塔板的距離進(jìn)行反復(fù)核算，使流速分布合理，無滯留區(qū)和死角，杜絕了局部物料沉降而堵塞篩孔，保證了物料在塔板上良好地沸騰狀態(tài)和均勻穩(wěn)定地流動(dòng)且停留時(shí)間合理。另外，現(xiàn)場通過視鏡可以觀察到每層塔板的沸騰情況。2）為防止汽提塔發(fā)生篩板堵塞，每層塔板上都裝有噴淋裝置，并設(shè)計(jì)了自動(dòng)噴淋控制方案，由DCS控制噴淋時(shí)間、循環(huán)間隔及噴淋水量、水溫。噴淋裝置開孔向上，其安裝高度、開孔角度經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)算，保證了塔板上的每個(gè)篩孔周圍都能噴到水，沒有噴不到的死角，同時(shí)必須保證噴淋水的壓力和流量。另外，在塔壁和下料管及視鏡等部位設(shè)有噴淋，以防這些部位掛料。該噴淋裝置對塔的長期穩(wěn)定運(yùn)行和樹脂質(zhì)量提供了有效的保證。3）塔頂為負(fù)壓操作，維持一定負(fù)壓，塔頂物料沸騰溫度低，提高了單體脫除效率。從塔頂出來的蒸汽和脫除的VCM經(jīng)體外冷凝，冷凝水不再回流入塔，在提高塔處理能力的同時(shí)也保證了出塔漿料的固含量。汽提塔的各層塔板能夠保持良好的溫度梯度，第一層塔板溫度控制在102~107℃，塔頂?shù)谄邔铀鍦囟瓤刂圃?0℃左右，相鄰塔板溫差控制在2~2.5℃范圍內(nèi)。4）汽提塔的操作全部DCS自動(dòng)控制，自行開發(fā)組態(tài)。根據(jù)塔的操作特點(diǎn)制定了合理的操作控制方案，包括水循環(huán)、水操作、進(jìn)料控制、停車（改型停車、整體停車）等。在初始開車時(shí)先進(jìn)行水循環(huán)操作，用蒸汽將空塔預(yù)熱，再貯存一定量的水，當(dāng)塔底有液位時(shí)將水循環(huán)，使熱水在塔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，塔內(nèi)維持一定液位，在蒸汽加熱下達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)。水循環(huán)操作完成后將常溫水沿漿料進(jìn)塔路線送入塔內(nèi)，用水代替漿料模擬進(jìn)料，使塔達(dá)到穩(wěn)態(tài)，這就是水操作過程。水操作完成后，進(jìn)入正常進(jìn)料階段。停車時(shí)若短時(shí)間斷料停車或改型則執(zhí)行改型停車操作，對塔進(jìn)行一段時(shí)間沖洗后，確認(rèn)塔內(nèi)沒有殘留物料后，轉(zhuǎn)入水循環(huán)操作的最后循環(huán)過程。若長時(shí)間停車則執(zhí)行整體停車操作，將塔排凈，所有閥、泵處于關(guān)、停狀態(tài)?？刂品桨高€包括自動(dòng)噴淋控制、進(jìn)塔流量監(jiān)控、出塔管線沖洗、塔溫控制等。該高效節(jié)能汽提塔能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)控制。出料槽和混料槽設(shè)計(jì)的體積較大，為150~200m3。通過槽底攪拌的混合作用大大減少了產(chǎn)品的批次差距和貯存漿料的能力，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。出料槽、混料槽頂部的氣相VCM與氣柜相通，聚合來的含有大量VCM氣體的漿料進(jìn)入出料槽后迅速泄壓，使?jié){料中VCM的殘留量降低，減輕了汽提塔的負(fù)擔(dān)，降低了設(shè)備的承壓。出料槽、混料槽控制微正壓，配有安全液封保護(hù)裝置確保其不超壓，因此這兩個(gè)漿料槽可以按常壓容器制作，減少了設(shè)備的投資。七、干燥工序干燥工序：由汽提工序來的漿料進(jìn)入離心槽后，經(jīng)離心漿料泵送至離心機(jī)。分離出的母液水回收利用，濕基物料直接進(jìn)入破碎機(jī)或先經(jīng)攪攏再進(jìn)入破碎機(jī)。經(jīng)破碎后的濕物料均勻加入干燥床前部，由空氣吸入筒來的清凈空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器（用母液水預(yù)熱）預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入空氣過濾器，然后由干燥鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣加熱器（蒸汽加熱）升至一定溫度后送入干燥床底部風(fēng)室。物料在干燥床內(nèi)被熱風(fēng)吹起呈流化沸騰態(tài)，物料與熱風(fēng)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，同時(shí)干燥床內(nèi)的內(nèi)熱管通有蒸汽或熱水與濕物料進(jìn)行傳熱，物料的水份被脫除出去。床內(nèi)的濕熱空氣從床頂部由干燥器引風(fēng)機(jī)引出，經(jīng)旋風(fēng)分離器后排入大氣，被分離下來的固態(tài)物料回至干燥床。物料在干燥床內(nèi)沸騰，達(dá)到一定高度時(shí)從床末端溢流口流出，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器由一次輸送風(fēng)機(jī)引至旋風(fēng)分離器，分離下來的物料經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器、沖板流量計(jì)送至成品振動(dòng)篩，篩分后由下料器送至二次輸送管線，由二次輸送風(fēng)機(jī)（羅茨鼓風(fēng)機(jī)）送至成品料倉，進(jìn)行包裝入庫。干燥裝置：內(nèi)熱式沸騰干燥床PVC處理能力10萬噸/年的內(nèi)熱式沸騰干燥床兩套。其結(jié)構(gòu)和工藝不完全相同，一套是由兩個(gè)床體串聯(lián)組成，另一套是由一個(gè)床體組成（改造原5萬噸/年的六室臥式沸騰床）。現(xiàn)又開發(fā)了一套能力為20萬噸/年的內(nèi)熱式沸騰干燥床（一個(gè)床體）。該公司（天津大沽化工有限責(zé)任公司）自行設(shè)計(jì)開發(fā)的內(nèi)熱式沸騰干燥的裝置特點(diǎn)如下：1）床板結(jié)構(gòu)不同于多室臥式沸騰床。根據(jù)床的長度、寬度和不同的生產(chǎn)能力，床板在設(shè)計(jì)時(shí)從進(jìn)料端到床末端排床口和溢流口有一定傾角（并不是簡單的坡度），便于物料在床板上的沸騰流動(dòng)，保證了床內(nèi)物料流化沸騰時(shí)無滯留區(qū)和死角。床板上均布著若干個(gè)可調(diào)式風(fēng)帽，呈正三角排列。進(jìn)風(fēng)孔開在風(fēng)帽下的床板上，呈梅花型排列，孔的直徑比多室臥式沸騰床的風(fēng)孔大的多。風(fēng)帽底部特殊的流線型設(shè)計(jì)使風(fēng)帽邊緣與床板間隙出風(fēng)均勻，此間隙即通風(fēng)量是可調(diào)的。風(fēng)帽獨(dú)特的設(shè)計(jì)和合理的分布，保證了最小風(fēng)速不低于物料的沉降速度；保證了床內(nèi)各點(diǎn)的風(fēng)壓分布均勻，物料在床內(nèi)充分混合沸騰、床內(nèi)各點(diǎn)沒有死角；保證了物料與熱風(fēng)、換熱管充分傳質(zhì)傳熱；保證了風(fēng)帽與床板間隙不堵塞同時(shí)物料不會(huì)漏到風(fēng)室。另外，對床體邊緣和排床口附近的風(fēng)帽的通風(fēng)量作了特殊調(diào)整，保證了這些部位物料的沸騰狀態(tài)。2）該干燥床床板上設(shè)有專門停車排床的排床口和排床閥。排床閥結(jié)構(gòu)特別設(shè)計(jì)、位置合理，既能保證排床時(shí)床板上的物料全部排凈，又能均勻有效地控制排床時(shí)物料的通量，以免堵塞一次風(fēng)送系統(tǒng)管線。排床閥后面的管線上裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，能夠與進(jìn)成品篩前的沖板質(zhì)量流量計(jì)作自動(dòng)串級控制，調(diào)節(jié)成品篩的進(jìn)料量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排床。該設(shè)計(jì)極大地降低了清床的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了清床時(shí)間。3）干燥床床板上面裝有多組內(nèi)熱列管管箱。為了避免內(nèi)熱管泄漏而影響樹脂質(zhì)量或造成死床、停車、檢修等，同時(shí)保證內(nèi)熱管的使用壽命和干燥床長期穩(wěn)定運(yùn)行，內(nèi)熱管的材質(zhì)要求非常嚴(yán)格。材質(zhì)選用日本進(jìn)口316L，管箱主管（橫排管）φ50，列管（豎排管）φ34。根據(jù)物料干燥原理，干燥床的設(shè)計(jì)分為前后兩段：前段設(shè)計(jì)為恒速干燥階段，物料水分由離心機(jī)分離后的25~30%降至物料的臨界含水量3%左右；后段設(shè)計(jì)為降速干燥階段，物料的含水量由3%降至成品樹脂要求0.3%合理的設(shè)計(jì)能夠保證干燥速率提高干燥能力，使干燥床體積最合理、投資最經(jīng)濟(jì)。對于一個(gè)床體的干燥床，床內(nèi)設(shè)有隔板將床分為前后兩段；對于兩個(gè)床體串聯(lián)的干燥床則一床為前段，二床為后段。為了合理利用熱源，前段幾組內(nèi)熱管采用低壓蒸汽（0.08MPa）加熱，后段內(nèi)熱管采用干燥系統(tǒng)蒸汽冷凝液（熱水）加熱。由于物料與內(nèi)熱管直接接觸傳熱并且內(nèi)熱管上部橫排管上會(huì)積落附著少量物料，為了防止樹脂黑黃點(diǎn)的產(chǎn)生和PVC樹脂在高溫下的分解產(chǎn)生HCl腐蝕內(nèi)熱管，所以通入內(nèi)熱管的蒸汽溫度不能過高（應(yīng)低于120℃）。前段采用低壓蒸汽（0.08mpa）加熱，既降低了內(nèi)熱管的蒸汽溫度從而延長了內(nèi)熱管的使用壽命又降低了內(nèi)熱管的承受壓力。這樣內(nèi)熱管的管壁可以很薄（1.5mm），提高了其傳熱效率。為了確保進(jìn)內(nèi)熱管蒸汽溫度不能過高，在低壓蒸汽進(jìn)內(nèi)熱管前特別設(shè)計(jì)了汽水混合裝置，蒸汽中噴入少量熱水，經(jīng)實(shí)踐效果顯著。由于后段設(shè)計(jì)為降速干燥階段，雖然需脫除的水份很少即需要的熱量小，但水份到臨界含水量以下時(shí)不容易脫除，干燥速率慢，所以必須保證物料在床內(nèi)有足夠且合理的停留時(shí)間。因此后段采用熱水加熱，合理地利用了熱源，不需要增加能源消耗，同時(shí)也使后段床溫易于控制。綜上述原理，經(jīng)科學(xué)計(jì)算，前段與后段設(shè)計(jì)的床體面積比（即前段、后段內(nèi)熱管換熱面積比）一般為1.5~2∶1左右。關(guān)于內(nèi)熱管在床內(nèi)的布局，對于10萬噸/年的干燥床采用單側(cè)抽拉式即內(nèi)熱管安裝在床體一側(cè)；對于能力為15萬噸/年以上的干燥床，由于床體加寬，為了安裝拆卸方便，同時(shí)考慮蒸汽冷凝液的排出及列管的強(qiáng)度，所以床體兩側(cè)都裝有內(nèi)熱管管箱，兩側(cè)抽拉，床內(nèi)布有抽拉滑架。4）該內(nèi)熱式沸騰床為負(fù)壓操作，床上部有足夠的氣固分離空間，引風(fēng)量大于鼓風(fēng)量。負(fù)壓操作一方面有利用床內(nèi)物料沸騰、加速物料水份的揮發(fā)從而提高了干燥效率，另一方面負(fù)壓操作克服了旋風(fēng)干燥的正壓操作造成的離心機(jī)下料返正壓、母液水帶料等缺點(diǎn)。床體上裝有的多處測溫點(diǎn)可及時(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)床上、床中、床下等不同高度處物料的溫度分布及床內(nèi)物料沸騰情況，裝有的多處測壓點(diǎn)可根據(jù)壓差準(zhǔn)確地監(jiān)控床內(nèi)料位高度。根據(jù)溫度、壓差的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)溫、風(fēng)量，使干燥床能夠達(dá)到最佳的工況。在操作過程中，對干燥床的內(nèi)熱管的傳熱效率實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)傳熱效率下降時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)排氣操作：離心機(jī)停止加料，關(guān)閉內(nèi)熱管蒸汽閥，用熱水反頂內(nèi)熱管將惰性氣體排出來。排氣完成后，待床溫恢復(fù)正常后再進(jìn)行加料操作。以上這些智能化監(jiān)控手段保證了該裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行和樹脂質(zhì)量的穩(wěn)定。八、產(chǎn)物分析改進(jìn)（白度）一、產(chǎn)物白度分析白度分為表觀白度和熱老化白度。表觀白度為常溫下純PVC樹脂的白度,國外PVC的表觀白度一般為95%～96%，國內(nèi)乙烯法PVC的表觀白度一般為90%～93%，電石法PVC的白度指標(biāo)則更低。熱老化白度即國標(biāo)GB5761/T-2022中規(guī)定的白度，是指PVC樹脂在160℃的熱老化箱中加熱10min后的白度,該指標(biāo)反映了PVC樹脂的初期著色性能，國標(biāo)規(guī)定PVC樹脂的合格品老化白度值應(yīng)在70%以上。但在PVC樹脂的實(shí)際加工過程中,熱老化白度為70%時(shí),往往達(dá)不到透明制品加工的要求。一般國外先進(jìn)PVC生產(chǎn)企業(yè)的PVC樹脂熱老化白度多在83%以上，如美國佐治亞太平洋公司是88%～92%。由于PVC樹脂深加工行業(yè)更關(guān)心的是熱老化白度，GB5761/T-1993中的白度為表觀白度，GB5761/T-2022將白度改為熱老化白度。由于氯乙烯的聚合屬于游離基反應(yīng)機(jī)理，在鏈增長及鏈終止階段自然而然地生成頭-頭相聯(lián)、尾-尾相聯(lián)、碳支鏈（叔氯或叔氫結(jié)構(gòu)）、內(nèi)部雙鍵、端基雙鍵、偏二氯乙烯鏈節(jié)等分子鏈缺陷，使得聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)在光和熱的作用下極易產(chǎn)生大量的不飽和雙鍵，一旦分子鏈上存在不飽和雙鍵,就會(huì)形成活性中心,連續(xù)脫去反應(yīng)形成長的共扼雙鍵鏈段，導(dǎo)致PVC樹脂熱老化白度下降。提高PVC樹脂熱老化白度的方法有：提高單體質(zhì)量，改善去離子水品質(zhì)，使用中活性、高活性及其復(fù)配的引發(fā)劑，及時(shí)（如聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)80%)添加終止劑，加工時(shí)必須使用高效熱穩(wěn)定劑。影響PVC樹脂白度的因素分析相對分子質(zhì)量及其分布正聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物，它的結(jié)構(gòu)式為：式中n表示平均聚合度，通?？刂圃?90～1500之間，也是劃分聚氯乙烯型號的依據(jù)。相對分子質(zhì)量及其分布不同，是影響PVC樹脂白度的因素之一。從理論上分析，相對分子質(zhì)量越高，聚氯乙烯的平均聚合度越高，分子鏈結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)也越多，分子間力勢必也會(huì)增加，對提高聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性有利。由GB5761/T-2022可以看出,批次樹脂的相對分子質(zhì)量接近,且其分布也基本一致。其熱穩(wěn)定性不同，白度也不同，但主要原因并非是其相對分子質(zhì)量及其分布的差異造成的。分子鏈結(jié)構(gòu)缺陷正常情況下，聚氯乙烯的分子鏈結(jié)構(gòu)應(yīng)為頭-尾相聯(lián)。頭-尾相聯(lián)示意：除此以外，即聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)缺陷現(xiàn)象。常見：頭-頭相聯(lián)示意：尾-尾相聯(lián)示意：碳支鏈（叔氯或叔氫結(jié)構(gòu)）示意：或內(nèi)部雙鍵示意：端基雙鍵示意：上述分子鏈缺陷，導(dǎo)致聚氯乙烯光、熱穩(wěn)定性差,即見光或受熱后，易發(fā)生脫氫、脫氯及脫氯化氫反應(yīng)，在聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生大量的活潑性不飽和雙鍵，由此造成穩(wěn)定性和老化白度下降。雙鍵含量聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵有孤立雙鍵和共扼雙鍵兩種，雙鍵