在本次设计中,目标是年产60000吨,设计中采用的聚合釜为135M3,操作周期为5小时,聚合时间为4小时。生产时间为330天,合计7920小时。
每天处理PVC量为:㎏/天
设总的收率为94%,每天投入VC量为:
181818.2/0.94=193430㎏
每天处理VCM体积为:
VVCM=193430/910=212.6 M3
取水油比为1.2 则每天处理的H2O的体积为:
VH2O=193430*1.2/1000=232.12 M3
每天处理总体积为V总=212.6+232.2=444.8 M3 取整为445 M3
反应系数取0.85
V=135*0.85=114.75 M3
N=445/114.75*4.8=0.81<1 采用一台釜即可完成任务.
配方采用XJ-2型.
则每天进料如表1
表1-1 进料表
各配料名称 | 单体 | 水 | 醇 | 明胶 | NaHCO3 | Na2S |
配料比 | 5000 | 6000 | 6.0 | 6.0 | 0.00005 | 0.00025 |
重量/㎏ | 40298 | 48358 | 48 | 48 | 0.8 | 10 |
表1-2 损失分配表
聚合部分 | 沉析部分 | 汽提部分 | 离心脱水 | 干燥 | 筛分包装 |
1% | 0.5% | 0.5% | 0.5% | 每段损失1% | 1% |
进料按配方加入
生成PVC量
损失PVC量
向沉析槽出料
未反应 4029.8Kg
聚合釜二次进水用量 470 Kg
表1-3 聚合釜进出物料平衡表
物料名称 | 进料kg/釜 | 出料kg/釜 |
VCM | 40298 | 4029.8 |
PVC | / | 35905.5 |
明胶 | 48 | 48 |
AIBN | 48 | 48 |
Na2S | 10 | 10 |
小苏打 | 0.8 | 0.8 |
水 | 48358 | 48828 |
二次用水 | 470 | / |
损失的PVC | / | 362.7 |
共计 | 88762.8 | 88762.8 |
沉析槽体积估计为127M3
加入的NaOH为70L,共计101.5Kg。其中纯的NaOH重42.63Kg,水重58.87Kg。
加热由直接蒸汽加热,根据资料,沉析槽重估计为32902 Kg,则由下表,可算出需要加入的热量。
表1-4 热量一览
名称 | 重量/ Kg | T初/℃ | T终/℃ | △T/℃ | 热熔(千卡/公斤℃) | 热量/千卡 |
设备 | 32902 | 20 | 75 | 55 | 0.12 | 217154 |
水 | 48887 | 50 | 75 | 25 | 1 | 1222175 |
PVC | 35905.5 | 50 | 75 | 25 | 0.42 | 377008 |
VCM | 4209.8 | 50 | 75 | 25 | 63千卡/公斤(汽化潜热) | 265218 |
热量损失为8%
加入蒸汽量为:
假设进入汽提塔前VCM余量为500 ppm
进入汽提塔之前VCM含量为
沉析槽脱单为:4029.8-17.96=4011.84Kg
沉析槽物料平衡表如下:
表1-5沉析槽物料平衡表
物料名称 | 进料kg | 出料kg |
VCM | 4029.8 | 17.96(进入汽提塔) |
4011.8脱单 | ||
PVC | 35905.5 | 35726 |
明胶等 | 48 | 48 |
碱液(纯碱) | 42.63 | 42.63 |
碱溶液中的水份 | 58.87 | |
蒸气冷凝水 | 3903 | |
水 | 48828 | 52790 |
损失的PVC | / | 179.5 |
共计 | 92874.6 | 92874.6 |
从该步进入连续生产过程,每小时生产树脂量为
其中含水为0.3%,绝干树脂为
汽提塔进料含绝干树脂为
汽提塔进料量与沉析槽出料的比例相同,见下表,单位为Kg/小时。
表1-6汽提塔进料表
水 | NaOH | AIBN | 明胶 | Na2S | NaHCO3 | VCM |
11695 | 9.44 | 10. | 10. | 2.22 | 0.18 | 3.99 |
汽提损失为:
假设汽提后VCM含量100ppm,残余单体为
汽提塔脱单量为:
表1-7 汽提塔中的物料平衡表
物料名称 | 进料kg/小时 | 出料kg/小时 |
VCM | 3.99 | 0.97 |
PVC | 7914.6 | 7875 |
NaOH | 9.44 | 9.44 |
AIBN | 10. | 10. |
Na2S | 2.22 | 2.22 |
NaHCO3 | 0.18 | 0.18 |
明胶 | 10. | 10. |
直接蒸气 | 2374.4 | |
水 | 11695 | 14069.4 |
损失的PVC | 39.68 | |
回收的VCM | 3.2 | |
共计 | 22021 | 22021 |
在此部分,PVC损失为0.5%,损失量为
78750.5%=39.4Kg/小时
出料为7835.6 Kg/小时
脱水后含水量为20%
洗涤水量8000 Kg/小时
脱水量为
14069.4+8000-1959.5=20110 Kg/小时
表1-8 离心及物料平衡表
物料名称 | 进料kg/小时 | 出料kg/小时 |
VCM | 0.97 | 0.97 |
PVC | 7875 | 7835.6 |
NaOH | 9.44 | 9.44 |
AIBN | 10. | 10. |
Na2S | 2.22 | 2.22 |
NaHCO3 | 0.18 | 0.18 |
明胶 | 10. | 10. |
含水量 | 7875 | 20110 |
洗涤用水 | 18000 | |
损失的PVC | 51 | |
共计 | 29978.3 | 29978 |
PVC损失1%:7835.60.01=78.35Kg/小时
则出料PVC为:7757.24Kg/小时
气流干燥器出料含水量为5%
则物料含水量:
脱水量为1551.2 Kg/小时
干燥后VCM含量为60ppm:
表1-9气流干燥物料平衡表
物料名称 | 进料kg/小时 | 出料kg/小时 |
PVC | 7835.6 | 7757 |
VCM | 0.79 | 0.325 |
水份 | 1959.5 | 408.3 |
PVC损失 | 78.36 | |
脱走水份 | 1551.2 | |
共计 | 97956 | 97956 |
PVC损失量1%:77570.01=77.57Kg/小时
则出料的PVC为:7679 Kg/小时
含水量为2%:
VCM含量10 ppm:
7679/小时
脱单量为0.39Kg/小时
表1-10旋风干燥物料平衡表
物料名称 | 进料kg/小时 | 出料kg/小时 |
PVC | 7757 | 7679 |
水份 | 408.3 | 156.7 |
PVC损失 | 77.57 | |
脱走水份 | 251.6 | |
共计 | 8165 | 8165 |