年产3万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计
循环。加引发剂时，先由贮槽（26）放到引发剂称重槽（28）中，然后用加料泵（29）定量加入聚合釜（42）内。 ⑤ 终止剂系统
终止剂在带搅拌和排空装置的不锈钢容器（11）中配制，先将定量的脱盐水和NaOH加入到终止剂配制槽（11）中，开动搅拌后将定量的终止剂加入到配制槽（11）中，当聚合达到规定转化率时，需加终止剂。加终止剂时，按规定的程序，用终止剂充装泵（12）从终止剂贮槽（11）中抽出，配方量的终止剂经计量后从注入管加入聚合釜，加终止剂时应关闭注入水切断阀，加完终止剂后应关闭聚合釜终止剂阀及终止剂泵出口阀，停泵。
事故终止剂NO，在停车或停电等紧急情况下加入聚合釜、迅速终止聚反应。 ⑥ 涂壁系统
涂壁剂溶液在配制槽（22）中按规定配方进行配度和贮存。聚合出料完毕后，用高压水（14Kg/㎝2 G）冲洗釜90秒钟，废水用浆料泵（43），打至废水贮罐（57）中，洗涤后进行涂壁操作。
1.9.2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，加入VCM、开动搅拌，当脱盐水和VCM加完后，釜内温度应接近聚合温度，继续搅拌一定时间，使VCM液滴在水中形成，然后加入分散剂，继续搅拌一定时间，以保证分散体系形成，最后加入引发剂，使聚合反应开始。
聚合反应开始后，向挡板通入冷却水并达到最大流量，然后向夹套中通入冷却水，并保持反应温度，冷却水流量由计算机根据聚合釜上、中、下温度控制，同时计算机计算出反应放出的热量，并与聚氯乙烯聚合动力浮模型的理论计算值比较，计算出VCM到PVC的转化率。
聚合反应开始后，两股注入水应加入聚合釜，以保证釡内容积恒定，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。
18
安徽建筑工业学院本科生毕业设计
聚合反应终点，可依据反应时温度或测定单体转化率及根据压力降来确定，通常按压力降来确定，当聚合反应到达终点时，定量的终止剂将自动加入到聚合釜内以终止聚合反应。
出料结束后，用1.4Mpa的水冲洗后即可即可进行涂壁操作准备。
1.9.3回收系统
（1）浆料汽提系统
由汽提塔浆料槽（47）底部来的浆料，经块料破碎机（48）破碎后，用汽提塔供给泵（49）经板式换热器（50）与汽提完毕的浆料换热，一部分从塔顶加入汽提塔，另一部分回流到浆料槽（47），同时蒸汽由汽提塔底部进入； VCM由蒸汽汽提带走。塔釜浆料由塔底浆料泵(46)送出，并与浆料槽（47）来的浆料换热后，一部分送到浆料混料槽（84），另一部分返回塔釜液位同时防止浆料中PVC沉降，汽提完毕的浆料中，VCM残留量在30PPm左右，塔顶出来的含VCM的蒸汽，用冷凝器（53）冷凝，由分离器（54）分离，冷凝液用分离器底泵（56）送至废水贮槽（57），未凝的汽提经过滤器（55）过滤，送至VCM回收工序，浆料送至干燥工序。 （2）废水汽提系统
这些废水贮存在废水贮槽（57）中，由塔底泵（58）打出与废水汽提塔（61）底出来的热水换热器（59）后，一部分由塔顶加入废水汽提塔（61）中，另一部分循环，同时蒸汽由塔底加入与废水进行传质交换后，废水中VCM提出并由塔顶带走，随后进入塔顶冷凝器（62）冷凝，不凝液去压缩机（63）压缩回收，冷凝液回收到废水贮槽（57），废水汽提塔塔釜的废水用泵（60）打出，经换热器（59）换热后进入废水池，并与离心机母液，一起排除界区。 （3）VCM回收系统
聚合反应结束后，未反应的VCM，一部分随浆料进入汽提塔加料槽（47），这部分VCM从槽顶出来，经汽液分离器（54）除去水分，并经过滤器（65）过滤后用压缩机（66）升压至0.35Mpa以上，送至回收冷凝器（67）中；另一部分是残留在聚合釜中的单体，这部分未反应的单体是在聚合釜出料达50m3时回收，在塔顶压力大于0.35mPa时，单体进入回收冷凝器（67），当釡顶压力小于0.35mPa时，启动
19
年产3万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计
间断回收压缩机（66），把单体压缩送到冷凝器（67），经浆料汽提，废水汽提等来回收VCM。
1.9.4干燥系统
混料槽（84）的PVC浆料，用浆料泵（85）送至沉降式离心机（86 a-d），超过离心机能力的部分浆料返回混料槽（84），这两个槽有保温系统同时槽底部还有氮气和蒸汽管路，通过槽中以便搅拌或清洗换型时用。
浆料经离心机分离，母液进入母液池沉降后排放，滤饼用螺旋输送器（87）、破碎机（93）,破碎输送沸腾干燥床内，用热风热水来脱除树脂内部水分。干燥所用的热风使用主风机（90）加入，主风机皆有过滤器（88、94），洁净的空气用加热器（91）加热后，从沸腾床底部进入干燥器。
干燥所需冷风，由冷风机（99）经空气过滤器（100）过滤后进入沸腾床六室。
干燥好的树脂由星型加料器（96）和排风机（102）抽至旋风分离器，使气固相分离，气相在用2#双筒旋风分离器（110）分离，气体排空，（107）（110）两个分离器分离出的树脂经双重阐（112）和星型加料器（109）进入圆型振动筛（111）进行筛分，合格的成品进入中间料仓（113）然后由工人包装送至仓库。
20
安徽建筑工业学院本科生毕业设计
第二章 工艺计算
2.1物料衡算 2.1.1聚合釜
（1）物料平衡图
图1聚合釜物料平衡图
（2）已知数据
装料系数η=0.874 转化率x%=85% 水油比1.3﹕1 收率=99%
热负荷分布指数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℃
21
年产3万吨聚氯乙烯聚合车间工艺设计
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℃ 假定聚合釡回收的VCM占未反应单体的85% （3）计算
①单体及水加入量计算 单体密度ρ60℃=0.8363g/cm3
ρ50℃=0.8564g/cm3
根据内差法求出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
设单体加入量为x m3/釡 水加入量为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加入量（质量kg）
ρ1、ρ2：分别是单体和PVC树脂密度 Δv=85%×28.14×842.3×（84203-1400）÷（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 聚合反应时间 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℃ ∴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℃）
22