年产1000吨硬质聚氯乙烯管材车间工艺设计

设计任务书

一， 项目

年产1000吨硬质聚氯乙烯管材车间工艺设计

二， 产品名称

聚氯乙烯管材

三， 使用原料

PVC树脂及助剂

四， 产品规格

1）20035.9 2）1632

五， 产品性质

200×5.9 用于排污管道体系 16×2 用于套管

1 绪论

1.1 聚氯乙烯(PVC)发展概况

聚氯乙烯(PVC)是最早被工业化的塑料品种之一，在国外目前产量仅次于聚乙烯(PE)。PVC在工业(包括建筑业)、农业和日常生活中应用范围很广。

PVC的单体氯乙烯的合成，在50年代以前基本上都采用电石乙炔法。由于这种方法耗电量大，成本高，因而限制了PVC生产的发展和应用。50年代以后，国外逐步由电石乙炔法转向原料充足、成本低廉的乙烯氧氯化法，于是PVC的应用便获得了长足的发展。我国自1988年后，才开始有以石油为原料来源的乙烯氧氯化法生产PVC的装置投产。总的说来，先进的乙烯氧氯化法必将逐步取代落后的电石乙炔法，生产规模也将趋向大型化。

1.2 PVC树脂在建筑业中的应用概况

国外PVC树脂在建筑业中用量很大。1991年美国PVC总用量为409万吨，其中用于建筑行业276万吨，占PVC总用量的67.5%，西欧各国50%以上的PVC用于建筑行业；建筑业中应用的PVC制品以硬制品为主，软硬制品的比例约为40∶60。我国建筑业PVC树脂的消耗水平较低，据全国化学建材协调小组初步测算，1995年和2000年建筑塑料制品需要量分别为30万吨和83万吨，需PVC树脂分别为24万吨和66万吨，消耗量相当于美国1991年水平的8.7%和24%；PVC软硬制品的比例目前为80∶20，计划到世纪末达到50∶50，这项比例仍低于国外90年代初期40∶60的水平。PVC软硬比的数值，从宏观上反映出我国硬质聚氯乙烯制品逐步推广应用变化的水平。目前硬质聚氯乙烯制品主要有塑料门窗和塑料管两大类。

1.3 硬质聚氯乙烯(PVC-U)塑料管发展的回顾和展望

目前国外PVC-U管的应用已相当普及，例如美国开发使用PVC-U管材已有多年的历史，1990年建筑用塑料管的耗量为68.2万吨，其中PVC-U管约占72%，并逐年以约5%的速度增长。德国是开发使用塑料管最早的国家，始于1936年，50年代后，获得了迅速发展，1989年仅西德塑料管的消费量就达39.3万吨。

日本开发使用塑料管稍晚，始于1951年，但发展较快，日本1990年塑料管的产量已达52.0万吨，管材5.79万吨，且每年约以3.2%的速度递增。塑料管在日本主要用于下水道、农业灌溉、排水和城市给水系统等。

关于塑料管的使用寿命，各国均认为可用50年以上。1939年英国铺设的第一条塑料

管输水管线，至今已58年，经检查尚未发现蠕变或腐蚀现象，说明合格的塑料管用于输水，其使用寿命50年是没有问题的，现在各国几乎都规定了PVC-U输水管的设计寿命为50年，德国还明文规定使用寿命必须保证50年。

关于PVC-U管的适用管径，从国外工业发达国家的发展经验，从管道材质本身的性能特点及经济性等综合因素来考虑，一般按如下不同管径选用不同材质的管材：

(1)管径在400mm以下，多选用PVC-U、PE等塑料管； (2)管径在400～1400mm，多选用普通铸铁管、球墨铸铁管； (3)管径在800mm左右的，也可选用GRP(玻璃纤维增强塑料)管。 这说明PVC-U管在管径为400mm以下时非常适用。

1.4 PVC-U管材的性质和用途

硬质聚氯乙烯管材的性质：[1]

（1）具有良好的耐酸耐碱性：PVC-U管使用于各种流体的输送，在埋地使用时也不

受土质和水质的影响。

（2）拉伸和压缩性能强：具有一定的柔韧性，PVC-U管在20℃时拉伸强度可达

48MPa，压缩强度可达65MPa以上，在压扁管径达1/2时不会出现破裂。 （3）使用寿命长：PVC-U管铺设在地下时，寿命可达50年以上，而铸铁管和混凝

土管只有15~25年

（4）安装方便，施工价格低：PVC-U管质轻，其密度为1.38~1.46g/cm3，是钢管的

1/5，是混凝土的1/3。一般每吨PVC-U管可代替10~13吨铸铁管。由于质轻，运输费用降低，减轻劳动强度，安装方便，节省安装费用，降低施工价格。

表1-1 每10m排水管安装人工费/元

管径/mm PVC-U管 铸铁管

50 6.45 9.8

75 7.70 11.27

100 9.03 14.27

150 11.65 15.43

表1-2 每10m排水管安装工时/h

管径/mm PVC-U管 铸铁管

50 1.55 2.23

75 1.85 2.71

100 2.17 3.43

150 2.8 3.71

由表1-1和1-2可以看出，PVC-U排水管比铸铁管的安装费用少30%，安装速度提高30%以上。

（5）流动阻力小：由于PVC-U管内壁光滑，流动阻力小，长期使用不结垢。输水时

PVC-U管的摩擦系数是铸铁管的60%，是混凝土管的50%，输水能力较铸铁管提高25%~30%，较混凝土管提高50%左右。

（6）制造耗能低：制造PVC-U排水管要比制造铸铁管节能55%~68%。

（7）维护保养费用低：由于PVC-U管不会生锈，不用上漆，其维护保养费用仅为铸

铁管的30%。

硬质聚氯乙烯管材的用途：[1]

近期，PVC-U管材主要用于个国民经济支柱产业的建筑业，包括居民住宅建筑、市政工程及工业部门的建筑工程。基础产业的农业主要用于农田水利灌溉和农村水利工程。

（1）用于居民住宅建筑业 （2）用于中小城镇的供水工程 （3）用于市政排水改造工程 （4）用于农村饮水建设工程 （5）用于农村灌溉工程

1.5 物理性能

表1-3 聚氯乙烯的物理性能

性能 密度/(g2cm-3) 吸水性/% 拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa 弯曲模量/MPa 压缩强度/MPa 悬臂梁冲击强度 （缺口，23℃）/(kg2m)

断裂伸长率/% 热胀系数/10-5k-1 最高工作温度/℃ 体积电阻率/(Ω2cm)

-1

PVC-U 1.4~1.6 0.1~0.4 45.7 100 3000 70.5 2.2~10.6 25 5 70

1012~1016

表1-4 硬质聚氯乙烯管材的物理性能

性能 拉伸强度/MPa 缺口冲击强度/(KJ2m-2)

马丁耐热/℃ 软化点/℃ 热胀系数/k-1 耐磨性 耐燃性 耐候性 连续使用温度/℃ 无内压力使用温度/℃ 最低使用温度/℃

PVC-U 50~55 5~8 70~75 76 (5~6)310-5

好 自熄 良好 50~60 60~70 -20

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