年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计.docx

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1、豪XXXX届学生聚/毕业设计（论文）材料凝:亲亲，嵬，粢:学生毕业设计论文课题名称年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计姓名XXX学号1008103-14学院化学与环境工程学院专业化学工程指导教师XXX讲师2014年06月02日XXXX大学本科毕业设出成信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当。本科毕业设计作者签名：二零一四年六月二日

2、目录摘要1关键词1Abstract.1Keywords11 .概述11.1 产品概述11.1.1 聚醋酸乙烯酯的概述1醋酸乙烯的概述21.2 国内外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析21.2.1 国外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析2国内聚醋酸乙烯酯生产现状分析31.3 国内外醋酸乙烯酯的生产技术及研究情况41.3.1 醋酸乙烯的生产工艺概述41.3.2 聚醋酸乙烯的生产工艺概述71.4 本人见解71.4.1 乙块气相法和乙烯气相法的比拟81.4.2 乙块气相法Wacker流程和Borden流程的比拟81.4.3 乳液聚合法和其他聚合法的比拟91.5 生产所需原料92 .聚醋酸乙烯酯生产工艺92.1 聚醋酸

3、乙烯酯生产的反响原理92.1.1 醋酸乙烯合成反响原理92.1.2 醋酸乙烯聚合反响原理102.2 聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简述112.2.1 醋酸乙烯酯生产工艺流程简述112.2.2 醋酸乙烯酯生产工艺流程简图112.2.3 聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简述11聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简图123 .聚醋酸乙烯酯工艺计算123.1 物料衡算123.1.1 根本数据123.1.2 乙块工序物料衡算133.1.3 反响工序物料衡算143.1.4 别离工序物料衡算163.1.5 精福工序物料衡算173.1.6 聚合工序物料衡算183.2 热量衡算203.2.1 根底数据203.2.2 反响系统的热量衡算

4、213.2.3 醋酸蒸发器和预热器热量衡算243.2.4 冷凝器的热量衡算243.2.5 精微系统的热量衡算263.2.6 聚合工序热量衡算264 .主要设备的工艺设计和选型274.1 固定床反响器274.1.1 体积的计算274.1.2 尺寸的设计274.1.3 传热面积的计算284.1.4 反响器的技术参数284.2 醋酸乙烯精储塔304.2.1 根本数据304.2.2 塔体工艺设计324.3 板式别离塔334.3.1 设计参数的选择344.3.2 溢流堰的型式和高度的选择344.3.3 降液管和受液盘的结构和有关尺寸的选择354.3.4 孔径和开孔率的选择354.4 乙快发生器354.4

5、.1 乙焕发生器的参数354.4.2 乙焕发生器的结构354.5 醋酸蒸发器364.6 别离塔冷凝器364.6.1 换热面积的计算364.6.2 换热器根本尺寸确定374.6.3 壳体壁厚374.6.4 封头壁厚374.7 泵的选型374.8 聚合釜及各设备选型384.9 主要设备一览表385 .工厂厂区设计405.1 平面设计概述405.1.1 平面布局方案405.1.2 生产辅助区405.1.3 布局要求405.1.4 供水、供电、供气405.2 工厂车间设计415.2.1 概述415.2.2 满足工艺流程及要求415.2.3 满足环境保护和平安生产的要求415.3 工厂组织与劳动定员41

6、5.3.1 职务概述415.3.2 生产班次425.3.3 劳动定员425.4 经济评价426 .环境保护436.1 执行的环境质量标准及排放标准436.2 废气处理方案436.3 废水处理方案446.4 废渣处理方案446.5 噪声处理方案446.6 绿化447 .消防457.1 消防设施457.2 消防措施45参考文献46致谢47年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计XXX(XXXX大学化学工程专业XXXX届学生)摘要：本文针对年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产任务，进行整个生产流程的设计。本设计采用乙块气相法和乳液聚合法合成工艺。设计的主要内容有工艺设计和非工艺设计两局部。工艺局部主要包括生产方法选

7、择、工艺条件确实定、物料衡算、热量衡算、设备尺寸的计算和选择。非工艺局部主要介绍了三废处理、岗位定员、投资本钱的估算等。关键词：聚醋酸乙烯酯；乳液聚合；工艺设计TheProductionProcessDesignof50000TonsPolyvinylAcetateperYearXxx(xxxxyearStudentofChemicalEngineeringMajor,XXXXUniversity)Abstract:Inthispaper,accordingtoannualoutputof50000tonsofpolyvinylacetateproductiontaskcarriedoutth

8、edesignoftheentireproductionprocess.Thisdesignusessynthesisprocessofthemethodofacetylenegasphaseandemulsionpolymerization.Themaincontentofthedesignincludetwopartsthatisthetechnologicaldesignandthenon-technologicaldesign.Thetechnologicaldesignarepartialmainlyincludetheproductionmethodchoice,thecraftc

9、onditiondetermination,Materialbalance,Heatbalance,calculationandselectionofequipment.Thenon-technologicaldesignpartialmainlyintroducedthethreewastestreatment,manningandinvestmentcostestimation.Keywords:Polyvinylacetate;EmUISionpolymerization;Processdesign1 .概述1.1 产品概述.聚醋酸乙烯酯的概述聚乙酸乙烯酯树脂是固体，无色透明；易溶于甲醇

10、、酮类、酯类、芳煌、氯代煌,不溶于无水乙醇、高级醇、烷燃、环己烷、水等。在阳光下稳定，在125以下稳定，150C颜色变深,225C分解，放出乙酸，生成棕色树脂状不溶物。在工业上聚乙酸乙烯酯树脂主要以乳液形式使用,为白色乳状液,略有剩余的乙酸乙烯酯气味，其固体含量为30%60%,多数为50%,直径为0.210微米，粘度范围很广，PH为46。它的优点有：粘合力强，稳定性好，抗老化性好，不污染，使用方便，价格低廉等。主要用作木材、纸、纤维、皮革等方面的胶粘剂（俗称乳胶、白胶），其中以木材方面用得最多、最普遍；由于其稳定性好、容易施工和没有臭味，大量用作内外墙涂料。作为水泥添加剂，可用于室内地板、战舰

11、甲板等；也用于抹墙壁、防水、修补公路路面等方面。在织物加工方面主要用于硬挺加工、印染、植绒粘合等。不宜用于聚乙烯、聚丙烯等制品的粘合。由于聚乙酸乙烯酯的耐水、耐热、耐碱性等稍差,可用共聚法改性。其中,以与丙烯酸酯类共聚物产量最大，用途最广。乙酸乙烯酯乙烯共聚物乳液适用范围广泛，性能优良,价格低廉，许多工业国都已大量生产，增长很快。聚乙酸乙烯酯溶液或固体树脂,工业上也有使用,用溶液聚合、悬浮聚合或本体聚合制得，主要用作胶粘剂，聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛的原料、口香糖基料等。1.1.2醋酸乙烯的概述乙酸乙烯酯为无色液体，具有甜的酸味；微溶于水，溶于醇、丙酮、苯、氯仿。乙酸乙烯酯易燃，其蒸汽与空气可形成

12、爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反响。极易受热、光或微量的过氧化物作用而聚合，含有抑制剂的商品与过氧化物接触也能猛烈聚合。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。醋酸乙烯是一种重要的有机化工中间体，主要原料为工业冰醋酸和电石，是世界产量最大的50种化工原料之一。广泛应用于纤维、粘接剂、涂料、乳化剂、纺织品上浆及整理剂、制鞋、薄膜、平安玻璃、水溶性膜、土壤改进剂等方面；还用于建筑、机械、汽车、造纸、包装、纺织、印染、卷烟、家具、印刷等行业。主要用于生产聚乙烯醇树脂和合成纤维。其单体能共聚可生产多种用途粘合剂；还能与氯乙烯、丙烯懵、丁烯酸、丙烯酸

13、、乙烯单体能共聚接枝、嵌段等制成不同性能的高分子合成材料。随着科学技术的进步，新的应用领域还在不断拓展。1.2 国内外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析1.2.1 国外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析在20世纪30年代，国外就开始聚醋酸乙烯酯的工业化生产，但产量一直较小。20世纪70年代以后，由于聚醋酸乙烯酯下游产品的大量开发与应用，聚醋酸乙烯酯生产能力与产量快速增加。20世纪80年代，国外年产量约为5万吨/年，生产厂主要集中在欧美及日本等工业兴旺的国家和地区，主要生产厂有：美国虎克电化学公司、Heyden化学公司、孟山都化学公司；德国赫司特公司、拜耳公司；日本的庵原化学工业公司、扶桑化学公司、保士谷化学公

14、司等。20世纪90年代以后，由于环保压力的不断增加，西方兴旺国家和地区对有机氯产品的开展持谨慎态度，转而向开展中国家寻求许多下游产品，因此聚醋酸乙烯酯的生产能力没有继续扩大，反而有所降低，导致全球聚醋酸乙烯酯供求日趋紧张。特别是中国近年来聚醋酸乙烯酯需求呈快速增加之势。122国内聚醋酸乙烯酯生产现状分析聚醋酸乙烯酯（PVAC）乳液是目前使用量最大，使用历史最悠久的合成乳液。早在1909年和1927年，HOfman和DiSmore先后发表了有关PVAC乳液聚合的专利。1930年由IG公司实现工业化。在此之后，Stark.Frendeberg提出采用聚乙烯醇（PVA）作保护胶体进行PVAC乳液聚合

15、的方法，从而大大拓宽了PVAC乳液的应用领域，并迅速开展。将PVAC乳液作为胶粘剂使用是美国在1945年为弥补动物胶的缺乏而开展起来的，主要应用于木制品加工方面。在我国，PVAC乳液也是先作为动物胶的代用品用于木器家具制造。1995年全球胶粘剂总消费量为728万吨，其中水基胶消费量为327.6万吨，PVAC乳液约为250万吨，占水基胶的76.3%左右。目前，国际上出现了一批年产数万吨的PVAC乳液生产商，如美国的联合碳化物、空气物产、国民淀粉、古德里奇等公司，西德的赫斯特公司，英国的乙烯基产品公司，法国的罗纳普朗克公司，意大利的埃尼和蒙埃公司，日本的大日本油墨和中央理化公司等。我国自20世纪50年代末期开始PVAC乳液聚合的研究工作。在1961年，天津市化工研究所实验厂现有机化工实验厂前身）建成PVAC乳液的生产装置。到了20世纪70年代，随着我国十几个大维纶厂的相继建成投产，合成PVAC乳液的原料有了保证，市场迅速拓宽，至1980年PVAC乳液生产厂家开展到20个以上，总产量近1万吨。到了1986年，我国PVAC乳液的总产量大约为4万吨。进入20世纪90年代，我国PVAC乳液的生产有了突