洛阳理工学院课程设计
表3.2-1
原料
VCM
水 42423.8
引发剂
分散剂
其他助剂
重量，kg 25319.7
9.41 18.84
适量
反应釜体积为80 m3
（1） 投料
投料温度为20℃，单体23544.8÷911=25.85m3，
水42380.6÷997.7= 42.48m，
投料体积28.85+42.48=68.33m3 ； 空余（气相）体积=80-68.33=11.67m3
（2） 升温
升温到期57℃，单体重度d依温度t变化 d=0.9471-0.001746t-0.00000324t2
得： 20℃时 d=0.910 ； 57℃ 时 d=0.83 在57℃时体积：
单体23544.8÷837=28.12m3， 水42380.6÷986.6=42.96m3， 物料总体积：28.12+42.96 =71.08m3
空余（气相）体积：80-71.08 =8.92m3
（3） 反应结束：
转化率为90%，树脂真实密度为1.4 t/m3
则此时树脂体积：23544.8×90%×（1-0.51%-0.25%-0.03%）=21022.92kg 21022.92/1.4=15.02m3
未聚合单体体积：28.12×0.1=2.81m3 物料总体积：42.96+15.02+2.81=60.79m3 空余（气相）体积：80-60.79=19.21m3
3
17
洛阳理工学院课程设计
第4章 热量衡算
4.1 热量衡算
设夹套热水温度为62℃将聚合釜加热至57℃；其热损失为5%。 进入聚合釜的VCM量W
W=每个釡所需的VCM的体积×57℃下的VCM的密度（837kg/m3） =28.13×837=23544.8 kg
VCM比热容 Cp
Cp
20℃57℃
=1.352J/(g.K) Cp=1.57J/(g.K) Cp
20℃
50℃70℃
=1.53J/(g.K) =1.63J/(g.K) ）/2=997.7kg/m3
水的参数 C水 ρ聚合搅拌功率163KW
=（C水
10℃
+C水
10℃
30℃
）/2=4.182 J/(g.K)
水
30℃
20℃
水= （ρ水+ρ
VCM聚合热 1540 KJ/kg 单体转化率90% 设VCM进料温度 20℃
聚合温度 57℃ 基准温度 0℃
1、进入聚合釜的热量Q入
A、单体带入热量 Q1=WCp
20℃
.t1=23544.8×1.352×20=6.37×10 KJ
5
B、聚合反应热
Q2=W.90%.1540=23544.8×0.9×1540=3.26×107KJ C、搅拌热
H=163KW×7=163×3600×7 =4107600KJ D、单体升温吸热
Q3=W. Cp Δt=23544.8×(1.352+1.57)/2×(57-20) =1.27×106 KJ E、去离子水带入热量 Q4=W水C水
18
20℃
.t1 =42380.6×4.182×20=3.54×10KJ
6
洛阳理工学院课程设计
F、去离子水升温吸热
Q5=W水C水Δt=42380.6×(4.182+4.175)/2×(57-20) =6.55×106 KJ
2、从釜带走的热量Q出
A、有机物带出热量
Q6=WCpt=23544.8×1.57×57=2.11×106KJ
B、釜表面散热 Q7=5%Q入=5%（Q1+Q2+H+Q3+Q4+Q5）=2.44×106KJ C、去离子水带出热量
Q8=W水C水t=42380.6×4.175×57 =1.01×107 KJ D、冷却水带走热量 由Q入=Q出得
Q9=Q1+Q2+H+Q3+Q4+Q5-Q6-Q7-Q8 =3.42×107 KJ
4.2循环冷却水用量
设循环冷却水从10℃升到40℃ 10℃时Cp水 =4.194KJ/(kg.℃) 40℃时 Cp水=4.174KJ/(kg.℃) Cpm=4.183KJ/(kg.℃)
W水=Q9/(CpΔt)= 3.42×107/(4.183×30)=2.73×105kg V水= W水/ρ=2.73×105/996=273.63m3
因恒温时间为300min，假设冷却水主要在此期间通入， 则冷却水的流量：
273.63/(300×60)=0.015m3/s
表4.2-1 热量衡算汇总表 物料带入热量 Q1/（KJ） 聚合热 Q2水/（KJ） 搅拌热△ H/（KJ） 单体升温吸热 Q3/（KJ） 去离子水带入热量Q4/（KJ） 去离子水升温吸热Q5/（KJ） 有机物料带出热Q6/（KJ） 19
6.37×105 3.26×107 4.11×106 1.27×106 3.54×10 6.55×106 2.11×106 6洛阳理工学院课程设计
第5章 设备工艺设计
5.1 机器设备选型的原则
设备的选择和计算必须充分考虑工艺上的要求，力求做到技术上先进，经济上合理，亦即选用的设备能与生产规模相适应，并应获得最大的单位产量；能适应产品品种变化的要求，并确保产品的质量；能降低劳动强度，提高劳动生产率；能降低原材料及相应的公用工程（水，电，气）的单耗；能改善环境保护，设备制造较易，材料易得，操作及维修保养方便。
设备选择时，要能完全满足上述方面的条件是相当困难的，但一定要参照上述几个方面对拟采用个设备进行详尽地比较，并拿出最佳的方案来。
作为工业生产，不允许把不成熟或未经生产考验的设备用于设计。设计中所选用的设备不但技术性能要可靠，设备材质也要可靠。对从国外引进的设备，同样必须强调设备及其所采用材质的可靠性，特别对生产中的关键设备，一定要在充分调查研究和对比的基础上，作出科学的选定。
5.2 反应釜
聚合釜是PVC生产中的关键设备，聚合釜技术水平的提高保证了先进的生产工艺得以实现。在小型釜时期，其容量为十几立方，釜体的材质是搪瓷釜和不锈钢釜并存的，以釜壁光洁、粘釜较轻、造价低廉而优于不锈钢釜。其后不锈钢釜的抛光技术有所改进，粘釜问题在应用了涂布、高压水清釜技术后有所缓解，由于复合钢板造价低，易于加工，可向大型化发展，并具绝对优势。
80 m3的聚合釡主要工艺参数如下：
体积： 80 m3 直筒长：5000mm 内径：4000mm 长径比：1.25:1
电机功率：22~28 kW 搅拌转速：197~250r/min 加VCM：1014.44kg/min 加水：1127.16kg/min 聚合釜的结构特点如下：
20