物料衡算--年产60000吨悬浮法生产聚氯乙烯生产车间设计

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：

60000吨181818.2㎏/天

330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 配料比 重量/㎏ 单体 5000 40298 水 6000 48358 醇 6.0 48 明胶 6.0 48 NaHCO3 0.00005 0.8 Na2S 0.00025 10 在全部步骤中，损失分配如下：

表1-2 损失分配表

聚合部分 1% 沉析部分 0．5% 汽提部分 0．5% 离心脱水 0．5% 干燥 每段损失1% 筛分包装 1% A、聚合釜部分： 进料按配方加入

.28Kg 生成PVC量 4029890%3626.21%362.68Kg 损失PVC量 36268.2362.735905.5Kg 向沉析槽出料 36286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 VCM PVC 明胶 AIBN Na2S 小苏打 水 二次用水 损失的PVC 共计 进料kg/釜 40298 / 48 48 10 0.8 48358 470 / 88762.8 出料kg/釜 4029．8 35905.5 48 48 10 0.8 48828 / 362.7 88762.8

B、沉析槽部分

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/℃ 32902 20 75 55 设备 水 PVC VCM 48887 35905.5 4209.8 50 50 50 75 75 75 25 25 25 热熔（千卡/公斤℃） 热量/千卡 0.12 1 0.42 63千卡/公斤（汽化潜热） 217154 1222175 377008 265218 合计热量 2081555千卡 热量损失为8%

20815551.13903Kg

加入蒸汽量为：W576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35905.550010617.96Kg 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 VCM PVC 明胶等 碱液（纯碱） 碱溶液中的水份 蒸气冷凝水 水 损失的PVC 共计 进料kg 4029.8 35905.5 48 42.63 58.87 3903 48828 / 92874.6 出料kg 17.96（进入汽提塔） 4011.8脱单 35726 48 42.63 52790 179.5 92874.6

C、汽提塔部分

从该步进入连续生产过程，每小时生产树脂量为

60000顿7575.8Kg/小时

7920小时Kg/小时 其中含水为0.3%，绝干树脂为7575.8Kg/小时0.9977553汽提塔进料含绝干树脂为

75530.9857914.6Kg/小时 0.94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 11695

NaOH 9．44 AIBN 10． 明胶 10． Na2S 2．22 NaHCO3 0．18 VCM 3．99 蒸汽用量为：7914.60.32374.4Kg/小时 汽提损失为：7914.60.5%39.58Kg/小时

假设汽提后VCM含量100ppm，残余单体为7914.61001060.79Kg/小时 汽提塔脱单量为：3.990.793.2Kg/小时

表1-7 汽提塔中的物料平衡表

物料名称 VCM PVC NaOH AIBN Na2S NaHCO3 明胶 直接蒸气 水 损失的PVC 回收的VCM 共计 进料kg/小时 3．99 7914．6 9.44 10. 2.22 0.18 10. 2374.4 11695 22021 出料kg/小时 0．97 7875 9.44 10. 2.22 0.18 10. 14069.4 39.68 3.2 22021

D、离心脱水

在此部分，PVC损失为0.5%，损失量为

78750.5%=39.4Kg/小时

出料为7835.6 Kg/小时 脱水后含水量为20%

7835.60.21959.5Kg/小时 0.8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 VCM PVC NaOH AIBN Na2S NaHCO3 明胶 含水量 洗涤用水 损失的PVC 共计 进料kg/小时 0.97 7875 9.44 10. 2.22 0.18 10. 7875 18000 29978.3 出料kg/小时 0.97 7835.6 9.44 10. 2.22 0.18 10. 20110 51 29978

E、气流干燥

PVC损失1%：7835.60.01=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：

0.057757.24408.3Kg/小时

0.95脱水量为1551.2 Kg/小时

干燥后VCM含量为60ppm：7757.246010-60.435Kg/小时

表1-9气流干燥物料平衡表

物料名称 PVC VCM 水份 PVC损失 脱走水份 共计 进料kg/小时 7835.6 0.79 1959.5 97956 出料kg/小时 7757 0.325 408.3 78.36 1551.2 97956 F、旋风干燥

PVC损失量1%：77570.01=77.57Kg/小时 则出料的PVC为：7679 Kg/小时 含水量为2%：

0.027679156.7Kg/小时

0.98VCM含量10 ppm：

76791050.0768Kg/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 PVC 水份 PVC损失 脱走水份 共计 进料kg/小时 7757 408．3 8165 出料kg/小时 7679 156．7 77．57 251．6 8165