年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
3.1 物料衡算 3.1.1 聚合釜
聚合釜由锅体、锅盖、搅拌器、支承及传动装置、轴封装置等组成，夹套外壁焊接支座，聚合反应釜下部开有放料口。 1.物料平衡图
图2-1 合釜物料平衡图
2.已知数据
在本次设计中为年产2万吨的PVC聚合。年生产时间为300天,。悬浮法聚氯乙烯聚合反应是一个间歇反应，每循环% 个周期反应称之为% 个批次过程。
聚合过程中的配方设计：
名称 用量（份） 3.计算
按已知配方可得出以下：
单体 100
去离子水 130
引发剂 0.05
其它助剂 0.2
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
（1）VC用量M1
设单体的转化率为85%，则每批投入的VCM量为： 20000×103/（300×2×0.85）=39215.7kg/B
聚合后处理过程中，会损失部分PVC。故设VCM的量： M1=40000 kg/B
（2）水的用量M2 设水油比为1.3:1，则M2= M1×1.3=52000kg/B （3）各助剂用量M3 ①引发剂用量m1
m1= M1×0.05%=26kg/B ②助剂的量m2
m2= M1×0.2%= 104kg/B 出料（以釜为标准）
设损失的PVC量为420 kg 则，出料中PVC的量：40000×0.85+26－420=33606 kg/B
未反应VCM：40000×0.15=6000 kg/B
设85%未反应的单体回收，则
回收VCM：6000×0.85=5100 kg/B 剩余VCM：6000－5100=900 kg/B 4．物料平衡表
表2-1 聚合釜物料衡算表
序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 VCM 40000 900
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
回收5100 2 引发剂 26 0 3 助剂 104 104 4 水 52000 52000 5 PVC 33606 损失420
合计 92130 92130
3.1.2 出料槽
1.物料平衡图
图2-2 料槽的物料平衡图
2.计算
设出料槽中PVC损失为1%。
则出出料槽的PVC为：33606－336.06=33269.94 kg 3.物料平衡表
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
表2-2 出料槽物料平衡表
序号 品名 进料量（kg） 出料量（kg） 1 VCM 900 900 2 助剂 104 104 3 水 52000 52000
4 PVC 33606 33269.94 (损失336.06)
合计 43290 43290
3.1.3 汽提塔
汽提塔，就是依据气液相的挥发度的不同或溶解度随温度的变化有明显变化而进行分离的设备。本设计用水蒸气进行气提。 1.物料平衡图
图2-3. 汽提塔的物料平衡图
2. 已知数据
年产2万吨聚氯乙烯聚合反应釜设计
浆料进口温度t=80℃；
蒸汽进口温度 ：t底=110℃，压强为3atm
出汽提塔的VCM为50ppm，蒸汽出口温度110℃，压强为1atm 收率：99.5%； PVC产品含水量：0.3% 3.计算
从这一步开始到筛分包装为连续过程，因此，计算标准相应的转换为千克/小时。则每小时生产的PVC量为：
2×107/(300×24)=2777.8kg/h
由PVC产品含水量为0.3%，得绝干树脂含量为：2777.8×99.7%=2769.5kg/h
考虑各步收率，汽提塔：99.5%；离心机：99%；干燥：99%；包装：98.5%
故汽提塔进料中PVC量为
2769.5/（0.995×0.99×0.99×0.985）=2883.2kg/h （1） 各物质进入汽提塔的量
水量为：52000×(2883.2/33269.94)=4506.4kg/h 助剂量为：104×(2883.2/33269.94)=6.9 kg/h VC的量为：900×(2883.2/33269.94)=78 kg/h （2） 各物质出汽提塔的量
出口PVC量为： 2883.2×0.995=2868.8kg/h；损失的PVC量为：14.4kg/h