2.3 料浆汽提工艺流程:
来自出料槽的料浆,经树脂过滤器有料浆泵送经热交换器,与汽体塔排出的高温料浆进行热交换并被升温后,进入汽提塔顶部,料浆经塔内筛板小孔流下,与塔底的直接蒸汽逆流接触,进行传热传质过程,树脂及水相中残留的单体即被上升的蒸汽汽提带逸,其中的水分在塔顶冷凝器冷凝,借管间通入冷却水冷凝后回流至塔内。塔顶排出不冷凝的氯乙烯气体借塔顶真空泵抽送至气柜回收。汽提后VCM的含量为≤13.6ppm,塔底经汽提脱除大部分残留单体后的料浆,由料浆泵抽出经热交换器降温后,送入混料槽,待离心干燥处理。
表2.3料浆汽提岗位工艺指标如下表:
序号 控制项目
1 汽提顶温 2 汽提底温 3 压力 4 差压 5 料浆含固量 6 液位 7 流量 8 蒸汽压力
控制指标 80-85℃ 93-97℃
-0.035--0.040mPa 0.015-0.035mPa 25-30% 30-50% 7-14m/h 0.04MPa
3
控制点 指示 指示 指示 指示 指示 指示 指示
控制者 主操 主操 主操 主操 分析工 主操 主操 主操
纪录 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表
2.4 离心干燥工艺流程:
干燥工艺过程包括两个阶段:气流干燥和沸腾干燥。本工艺采用气流和沸腾两段干燥装置来完成树脂的干燥过程。
气提后的料液有进料泵加入离心机进行分离,得到含水量为20%左右的PVC滤饼,并有螺旋输送器送入干燥器对树脂进行干燥,经筛分后得到含挥发物为0.3%~0.4%的PVC树脂
旋风干燥器是有一个带夹套的圆柱行桶体组成,内有一定角度的多层环形挡板。将干燥器分成若干室,挡板中间是导流板。高速的气流带着湿的PVC颗粒,从干燥器的切线方向进入最下一个干燥室,热气流和树脂颗粒在床中高速回旋,离心力将固体颗粒与气体
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分开,经过在床内进行传质、传热,树脂颗粒再次作旋转运动,离心力和重力作用在不同粒径的颗粒上,造成气体和颗粒之间的速度出现差异,小离子滞留时间短,大颗粒滞留时间长,这样不同粒径的都能得到很良好的干燥。
沸腾干燥器是有多孔花板把干燥器分隔成上下两个部分。热气流通过多孔花板把物料吹沸腾,不断向前移动,然后吹冷风,离心后的滤饼经机械分散器均匀进入干燥器,物料中的水分不断蒸发,被热风连续的带入大气中,从而达到干燥的目的,最后进行冷却以便过筛包装。
表2.4离心干燥岗位工艺指标控制如下表:
序号 控制项目
1 风机进口风压 2 风机出口风压 3 蒸汽压力 4 压缩空气压力 5 出口风温 6 底部风温 7 物料入口温度 8 物料出口温度 9 离心机电流 10 离心机油泵压力
控制指标 4-8kPa 0--3.5kPa 0.4-0.8mPa 0.5mPa 100-155℃ 70-100℃ 60-80℃ 50-65℃ 100-289A 0.06-0.08mPa
控制者 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工
纪录 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表 纪录表
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第三章 物料衡算
3.1物料衡算依据
(1)画出示意流程图3.1,略去与计算无关的设备。 物料平衡关系示意图如下: M水 MHCl M电石 发生器 M乙炔 混合器 M氯乙烯 精馏塔 M3 M4 M5 M10 M12 M13 M1 聚合釜 M9 M11 汽提塔 M14 出料槽 M2 M6 M7 M8 M15 M17 M19 离心机 M16 气流干燥 M18 沸腾干燥 M20
包装 M21
图3.1 物料平衡关系图
M1—氯乙烯单体 M2—去离子水 M3—引发剂(偶氮二异庚腈)M4—终止剂 M5—调节剂 M6—防粘釜剂 M7—悬浮剂 M8—二次用水 M9—聚合物混合溶液1 M10—回收VC单体1 M11—聚合物混合溶液2 M12—回收VC单体2 M13—蒸汽 M14—聚合物混合溶液3 M15—母液 M16—湿物料1 M17—脱去水1 M18—湿物料2 M19—脱去水分2 M20—成品1 M21—成品2
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3.2物料衡算条件
(1)明确物料发生是化学变化,写出主要反应方程式。
①对于单纯物料配置,无相变化和化学变化,因此不做物料衡算。
②在聚合釜内发生反应,由引发剂引发单体进行自由基聚合,其反应式如下: nCH2?CHCl??(CH2?CHC)nl? (2)搜集基本数据 ①生产规模
设计任务规定的年生产量为15万吨/年。 ②生产时间
年工作日300天/年(24小时/天)。
聚合部分属于间歇操作,采用五釜并联,每天生产三批。汽提,离心及干燥部分属于连续操作。 ③消耗定额
1.05吨VC/吨PVC。 ④消耗分配
聚合总收率94%,总损失6%。根据生产统计数字,各步骤损失分配如下(以聚合釜内反应生成的聚合物为准):
聚合:粘壁﹑泄露﹑泡沫夹带等占1%; 沉析:粘壁﹑气化等占1%; 汽提:破坏低聚物等占1%; 离心脱水:母液夹带占1%;
干燥:飞扬(扫地料)﹑旋风分离占1%(其中气流干燥及沸腾干燥各占0.5%); 包装:筛分﹑包装﹑不合格品占1%。
(3)聚合分配(以SG-5型为准,按48m3计量) 各组分百分比如下:
去离子水与VC单体体积比:1.4:1; 引发剂(偶氮二异庚腈)为VC量:0.1%; 分散剂(KH-21﹑HPMC)为VC量:0.2%; 调节剂(β-巯基乙醇)为VC量:0.01%;
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终止剂(丙酮缩氨基巯脲)为VC量:0.01%; 防粘釜剂(H-9)为VC量:0.1%。
(4)表3.2操作周期-时间平衡
操作 时间/min
进水 15
进VC 15
搅拌 20
升温 30
反应 270
出料 20
清釜置换
20
共计 390
操作周期取6.5h。
(5)操作条件和控制指标。 ①聚合阶段
聚合温度:56?0.2℃; 加料压力:0.8mPa; 出料压力:0.45mPa; 反应转化率:88%; 二次用水量:700m3。 ②出料阶段
出料中VCM的含量为≤456.3ppm。 ③汽提阶段
汽提顶温:95~105℃; 汽提底温:110~120℃; 压力:-0.035~-0.040mPa; 汽提后VCM的含量为≤13.6ppm。 ④离心阶段
离心后湿物料的含水量约为20%。 ⑤干燥阶段
气流干燥后出口含水量为5%,沸腾干燥器出口物料含水0.3%。 (6)确定计算基准
间歇操作过程以㎏/釜为基准,连续过程以㎏/h为基准。
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