石油化工毕业论文.doc

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1、 陕西国防工业职业技术学院毕业设计电石法PVC生产工艺研究进展专 业： 石油化工生产技术 班 级： 石化3083班 姓 名： 许 永 学 号： 53308345 指导教师： 马少华 设计成绩： 陕西国防工业职业技术学院二O一一届毕业设计任务书专业：石油化工生产技术 班级：石化3083班 姓名：许永 学号：53308345完成期限：从第 14 周到第 21 周一、设计题目：电石法PVC生产工艺研究进展二、设计内容：1、PVC的性质、PVC的用途、 PVC的生产方法、国内外PVC生产工艺研究现状2、电石法PVC生产工艺流程及工艺指标3、主要设备和生产操作要点4、电石法PVC生产工艺中影响PVC质量

2、的因素5、电石法PVC生产工艺过程中的安全及环保技术6、电石法PVC生产工艺的前景展望三、设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周 次设计（论文）任务及要求14讲解论文要求，熟悉工作任务15-17查资料，阅读、理解文献资料，组织论文内容18-19完成论文20完成论文，指导修正，准备答辩21答辩四、上交资料（全部为电子文稿）：1、设计（论文）一份；（按统一格式撰写）2、3min答辩PPT（答辩时用）五、指导教师： 马少华七、审核批准： 教研室主任： 系主任：年 月 日 年 月 日八、设计评语：九、设计成绩： 年 月 日陕西国防学院化学工程学院毕业论文电石法PVC生产工艺研究进展摘要：目

3、前国内各PVC生产厂家采用不同的技术使电石渣变废为宝。例如，完全替代石灰用于水泥的工业化生产，开发新型墙体材料的制砖技术，利用电石渣生产纯碱，在钢铁和铝业的生产中，用部分电石泥代替石灰石和生石灰用作熔剂。我国电石法氯乙烯生产采用的催化剂都是以活性炭为载体的HgCl2催化剂。氯化汞（高汞）催化剂易升华流失，毒性大，对人体与环境都会产生不利影响。从目前国内电石法合成氯乙烯的HgCl2催化剂使用情况来看，其消耗一般在13kg/t PVC，以一套10万t/a电石法PVC生产装置为例，其每年将产生100300t废含汞触媒。此外，世界汞资源量也越来越捉襟见肘，必须使有限的汞资源得到最充分的利用。氯乙烯合成

4、反应是放热反应，这就需要大量循环热水，如反应热不能及时移出，会造成温度过高，使触媒失效或在转化器上部产生大量水汽，影响安全生产。济宁中银电化有限公司原采取强制循环，并不定期地补充软化水进行降温。在随后的技术改造中，该公司引进了转化器热水包循环工艺，通过转化器回水管路的汽水分离器，将热蒸汽减压释放，热水降温后靠重力自压循环。此工艺投入运行后，转化器反应热能及时移出，并可减少热水泵台数，减少动力消耗，同时解决了热水气阻现象和转化器反应温度偏离问题，延长了触媒的使用寿命，投资少，见效快。关键词：聚氯乙烯、工艺流程、生产操作要点、质量因素、前景展望目录第一章 概述11.1 PVC的性质11.2 PVC

5、的用途31.2.1 PVC一般软制品31.2.2 PVC薄膜31.2.3 PVC涂层制品31.2.4 PVC泡沫制品31.2.5 PVC透明片材41.2.6 PVC硬板与板材41.2.7 PVC其他41.3 PVC工业生产的一般方法41.3.1本体聚合41.3.2悬浮聚合41.3.3乳液聚合51.4国内外PVC生产工艺研究现状5第二章 电石法PVC生产工艺流程及工艺指标92.1 乙炔发生工艺流程及工艺指标92.2 合成工艺流程及工艺指标102.3 转化工艺流程及工艺112.4 VCM工艺流程112.5 聚合工艺及指标12第三章 主要设备和生产操作要点143.1 乙炔主要设备及操作要点143.1

6、.1皮带机143.1.2水环泵143.1.3压滤泵143.1.4压滤机143.2 合成主要设备及操作要点143.2.1 主要设备143.2.2 操作要点143.3 转化主要设备及操作要点143.3.1 VC压缩机153.3.2 转化器、除汞器、泡沫塔、酸雾捕集器、碱洗塔、再沸器153.4 聚合主要设备及操作要点153.4.1聚合釜153.4.2单体泵153.4.3 振动筛出粗料16第四章 电石法PVC生产工艺中影响PVC质量的因素174.1 乙炔对聚合反应的影响174.2氯化氢对聚合反应的影响174.3水质对聚合反应的影响174.4 乙醛对聚合的影响174.5二氯乙烷对聚合的影响174.6氧对

7、聚合的影响174.7铁对聚合的影响184.8分散剂用量对聚合的影响184.9引发剂用量对聚合的影响184.10缓冲剂对聚合反应的影响184.11聚合温度对聚合的影响18第五章 电石法PVC生产工艺过程中的安全及环保技术195.1运行安全规定195.2开车195.3停车195.4紧急处理205.5生产装置205.6动火、用火215.7化学危险品储存215.8 电气安全225.8.1电气运行225.8.2电气检修225.9消防组织与设施225.10电石法生产PVC的环保技术245.10.1乙炔站废水利用245.10.2乙炔站电石渣的综合利用245.10.3尾气回收245.10.4节能减排技术24第

8、六章 电石法PVC生产工艺的前景展望26第七章 毕业设计总结与体会27参考文献28第一章 概述1.1 PVC的性质PVC是聚氯乙稀（polyvinyl chloride）塑料的英文缩写。这种让人欢喜让人忧的塑料制品其实是一种乙烯基的聚合物质。聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末。它的化学稳定性很高，具有良好的可塑性。除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、5060%的硝酸及20%以下的烧碱，对于盐类亦相当稳定；PVC的热稳定性和耐光性较差，在140以上即可开始分解并放出氯化氢(HCl)气体，致使PVC变色。PVC的电绝缘性优良，一般不会燃烧，在火焰上能燃烧并放出HCl，但离

9、开火焰即自熄，是一种“自熄性”、“难燃性”物质1。基于上述特点，PVC主要用于生产型材、异型材、管材管件、板材、片材、电缆护套、硬质或软质管、输血器材和薄膜等领域。聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90的硫酸、浓度为60的硝酸和浓度20的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为80，于130开始分解变色，并析出HCI。聚氯乙烯 炭原子为锯齿形排列，所有原子均以键相连。所有碳原子均为sp3杂化。密度 1380 kg/m3、熔点 212、导热率 () 0.16 W/m.K、热膨胀系数 () 8 10-5 /K、热容 (c) 0.9 kJ

10、/(kgK)、吸水率 (ASTM) 0.04-0.4等等。聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体。聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、96%的浓硫酸、浓度为60的硝酸和浓度20的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。其耐热性较差，软化点为80，于130开始分解变色，并析出HCI。具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、5060%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定。但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和

11、芳香烃等有机溶剂。此外，POVC的光、热稳定性较差，在100以上或经长时间阳光暴晒，就会分解产生氯化氢，并进一步自动催化分解、变色，物理机械性能迅速下降，因此在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC的特征，它是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。纯的聚氯乙烯的密度为1.4g/cm3,加入了 增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般为1.15-2.00g/cm3。硬聚氯乙烯有较好的抗拉、抗弯、

12、抗压和抗冲击能力，可单独用做结构材料。软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强度会降低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可作低频绝缘材料，其化学稳定性也好。由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙烯变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-1555之间。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约5%），所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在80左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa负荷下）为70-71，在加压下150开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色）。工业聚氯乙烯重均相对分子质量在

13、4.8-4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万，数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。聚氯乙烯的危害，聚氯乙烯也是经常使用的一种塑料，它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂，本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性，日用聚氯乙烯材料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性，聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯(PV

14、C)制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇，就会使铅分子扩散到油脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛装含油类的食品。另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50左右就会慢慢地分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。电木酚醛塑料)含有游离苯酚和甲醛，对人体有一定毒性，不适合存放食品和作食品包装。电玉(尿醛塑料)虽然无嗅无味，但在100沸水中或用作盛放醋类食品时，会有游离甲醛析出，对人体有害，所以也不适于作为食具或食品包装。 废旧塑料(有的可能添加少许新料)的更新品，

15、因其成分复杂，很难保证不带有毒性，故一般也不可用来作为食品盛具和包装物。常见PVC的污染，常规的PVC等材料的电线电缆是相当严重的污染源。在制造、使用及废弃处理时，都会产生大量的二恶英、卤氢酸、铅等有害物质，PVC材料燃烧时会发生很大的浓烟，并产生有害的HCL气体；而且大部分PVC材料中含有Pb（铅）、Cd（镉）等（用作电缆稳定剂）多种有害重金属，会对人体健康造成一定的危害；焚烧或掩埋后，会造成对土壤和水源的污染。由于一次性医疗器械产品大多采用医用级聚氯乙烯（PVC）或聚碳酸酯PC），而PVC加工过程中的热分解物对钢材有较强的腐蚀性，PC则硬度高高，粘性大，因而对塑化部分的零部件材质要求必须是

16、能抗腐蚀、抗磨损而且有较高的抛光性能。目前大多数医用注塑机采用机筒螺杆镀硬铬的办法或者采用不锈钢为材料制作机简螺杆以达到上述特殊要求。另外，为了防止 PVC加工过程中热分解产生气体，要求对动定模板表面进行镀铝处理，而且对外围板金也进行镀铝处理或者采用不锈钢板制作板金，板金拼缝采用无毒硅胶进行密封，以防塑料加工过程中产生的气体跑到外面（塑料加工过程中产生的气体可通过专用设备进行集中收集再经过净化处理方可排入大气中）。1.2 PVC的用途聚氯乙稀具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树

17、脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品4。1.2.1 PVC一般软制品利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。1.2.2 PVC薄膜PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所

18、受热收缩的特性，可用于收缩包装。1.2.3 PVC涂层制品有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。1.2.4 PVC泡沫制品软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材试用，是一种新型的建筑才材料。1.2.5 PVC透明片材PV

19、C中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。1.2.6 PVC硬板与板材PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。1.2.7 PVC其他门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材（北方、海边）；中空容器。PVC（Pe

20、rmanent Virtual Circuit） 永久虚电路： 两台计算机通过面向连接网络的连接。PVC能经受计算机的重新自举或电源的波动，从这个意义上说它是永久的；PVC是虚拟的，因为它是将路径放在路由表中，而不是建立物理连接。虚电路是分组交换网络提供的服务之一(另一种是数据报服务)，简单地说，就是通过网络内部的控制机制，在用户主机之间建立虚拟的逻辑连接，并且保证在其上传送信包的正确性和顺序性，通信前后要进行虚电路的建立和拆除。永久虚电路是一种在网络初始化时建立的虚电路，并且该虚电路一直保持。X.25网络和B-ISDN都提供PVC服务。1.3 PVC工业生产的一般方法1.3.1本体聚合本体聚

21、合法，聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成2。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达810，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达8590，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。1.3.2悬浮聚合悬浮聚合法，使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，聚合是在带有搅拌器

22、的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。作食品包装用的 PVC，游离单体含量应控制在1ppm以下。树脂的粒度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。聚合反，应釜是主要设备，由钢制釜体内衬不锈钢或搪瓷制成，装有搅拌器和控制温度的传热夹套，或内冷排管、回流冷凝器等。为了降低生产成本，反应釜的容积已由几立方米、十几立方米逐渐向大型化发展,最大已达到200m。聚

23、合釜经多次使用后要除垢。以聚乙烯醇和纤维素醚类等为悬浮稳定剂制得的 PVC一般较疏松，孔隙多，表面积大，容易吸收增塑剂和塑化。1.3.3乳液聚合乳液聚合法，最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.052m,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较

24、易控制,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。乳液法聚合的配方复杂，产品杂质含量较高。1.4国内外PVC生产工艺研究现状氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到19世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。1912年，德国人Fritz Klatte合成了PVC，并在德国申请了专利，但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。1926年，美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国

25、申请了专利。氯乙烯早在 1835年就为德国V.勒尼奥发现，用日光照射氯乙烯时生成一种白色固体，即聚氯乙烯。1914年发现用有机过氧化物可加速氯乙烯的聚合，1931年德国法本公司采用乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。1933年W.L.西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合,可加工成软聚氯乙烯制品,这才使PVC的实用化有真正的突破。英国卜内门化学工业公司、美国联合碳化合物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及 PVC的加工应用。为了简化生产工艺，降低能耗，1956年法国圣戈邦公司开发了本苯聚合法。1983年，世界总消费量约11.1Mt，总生产能力约17.6

26、Mt；是仅次于聚乙烯产量的第二大塑料品种，约占塑料总产量的15。中国自行设计的 PVC生产装置于1956年在辽宁锦西化工厂进行试生产,1958年3kt装置正式工业化生产，1984年产量530.9kt。PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收缩率相当低，一般为0.20.6%。注塑模工艺条件为：干燥处理：通常不需要干燥处理。熔化温度：185205 模具温度：2050 。注射压力：可大到

27、1500bar 保压压力：可大到1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。 流道和浇口：所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。PVC可分为硬PVC和软PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存

28、时间长，因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称PVC。软质PVC多用来做成真空吸塑薄膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。 聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，简称PVC)，是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE）

29、、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂。根据应用范围不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。通用型聚氯乙烯由于制备方法简单、用途广泛，在现货市场上流通的绝大部分都是通用型的聚氯乙烯树脂，而高聚合度的和交联的PVC树脂一般在特殊领域应用较多。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙

30、烯法和进口单体法统称为乙烯法)。目前，世界上多为乙烯法PVC，而我国则主要以电石法PVC为主。根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法之分。悬浮法以其生产过程简单，便于控制及大规模生产，产品适宜性强，是PVC的主要生产方式，从世界范围内讲，悬浮法PVC的生产量约占总量的80%。本体法不用水和分散剂，聚合后处理简单，产品纯度高，但是存在聚合过程搅拌和传热的难题，生产成本较高，属于淘汰类工艺，其生产能力不到总量的10%，我国目前只有四川宜宾天原采用本体法生产PVC。乳液法聚合时以水为分散介质，制得的颗粒较细，热稳定性和电绝缘性不佳，适宜糊树脂的生产，主要用于制造人

31、造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池隔板和玩具等，我国PVC糊树脂的产量不到PVC总产量的4。溶液聚合只用来生产涂料或特种产品。在美国，使用各种聚合方法生产的树脂比例是：悬浮法87.8%、乳液和微悬浮法6.4%、本体聚合法4.4%、溶液法1.4%。在我国，90以上的PVC都是采用悬浮法制备生产的。 （1）生产工艺PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70

32、以上。值得注意的是，在电石法制备PVC中，原盐电解后氯化氢用于生产PVC，剩余的钠部分用于生产烧碱，所以，氯、碱实际上存在共生关系，氯碱平衡也是整个行业发展过程中不得不考虑的重要因素。 （2）成本分析从生产成本角度分析，两种工艺在不同经济发展周期，成本差别较大。通常情况下，在国际宏观经济高速发展阶段，由于油价较高，乙烯法生产成本较高，电石法成本优势明显；而一旦国际经济进入衰退，油价将在低位运行，电石法由于能耗较高，煤电油运等价格有支撑，成本优势消失。自2003年以来，国际油价大幅攀升，使乙烯法PVC成本增加，而电石法生产则受此影响较小，从而导致国内电石法PVC生产装置建设的新一轮热潮，使电石法

33、PVC产能急剧扩大，对乙烯法PVC生产形成了极大挑战，许多乙烯法企业处于亏损边缘。但随着2008年5月之后原油价格的持续下调，乙烯法的成本优势明显，电石法生产厂家微利运行，甚或难以为继。电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。国家标准规定：生产1吨PVC消耗电石1.451.5吨，（一般以1.45计算，但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例，只有少数能达到标准），消耗氯化氢气体0.750.85吨（一般以0.76计），每吨耗电量约450500kwh，另有其它项目开支，如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同。总体来讲，电石法的成本构成分配比例

34、约为：电石占6570%，氯化氢占15%，电力占6%，其他制造费用占6%。电石法的一个显著特点为耗电较高，不但在生产PVC时要耗费电力，由焦炭制备电石也要消耗大量的电，如生产1吨电石约需消耗3450 kwh的电、0.6吨的焦炭和0.9吨的石灰石。乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯气消耗、耗电量、加工助剂、管理人工费用等。乙烯法每生产1吨PVC要消耗乙烯0.5吨，消耗氯气0.65吨，两者约占成本的60%左右。在原料成本中乙烯成本占了主要部分，乙烯价格对聚氯乙烯的成本有较大影响。虽然乙烯法耗能量较电石法低，但其设备投资却十分巨大，因此设备折旧在成本中所占比重较大。而设备投资是固定的，因此乙烯、氯乙

35、烯价格的变化是聚氯乙烯树脂价格变动的主要因素。30第二章 电石法PVC生产工艺流程及工艺指标2.1 乙炔发生工艺流程及工艺指标桶装或袋装电石经过破碎机破碎后，由皮带机送到电石大贮斗内，再从电石大贮斗放入加料斗，经计量后借电石吊斗、电动葫芦、电磁振动器连续加入乙炔发生器。电石水解产生的粗乙炔气由乙炔发生器顶部逸出，经喷淋预冷器、正水封进入冷却塔和乙炔气柜。来自发生器经冷却后的乙炔气，进入乙炔压缩机加压，然后经清净塔除去粗乙炔气中的磷化氢、硫化氢等杂质，再经中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔气送往氯乙烯合成转化工序5。电石库1#皮带粗破机2#皮带5#皮带细破机3#皮带料仓乙炔发生图2-1

36、 乙炔发生工艺流程图表2.1工艺指标粗破机最大进料粒度：400mm，排料范围：100150mm细破机最大进料粒度：200mm，排料范围：1550mm氮气压力：0.40.9Mpa氮气纯度：99%，含O21%充氮时间5分钟，电石温度： 60发生器温度：8090（正常生产时），发生压力：315kPa，发生器液面：为液面计的1/22/3，气柜高度：3075%，气柜含氧： 01%，气柜溢流水： PH值6，正水封：液封高度20200mm，逆水封：液封高度20150mm，安全水封： 液封高度1500mm 有效氯含量： 0.0650.12%，PH值：78，乙炔纯度：98.5%，不含S、P（硝酸银试纸不变色），

37、中和塔碱液：NaOH:1015% Na2CO3:夏季8%，冬季5%冷却塔出口温度：40，各塔液面：液面计的1/22/3，废次钠贮槽液面： 液面计的1/22/3稀次钠高位槽液面：保持溢流，废次钠有效氯含量： 0.02%，水环泵入口压力： 1.56kPa，水环泵出口压力：4590kPa，水环泵分离器液位（现场液位计）：2050cm，沉降池搅拌电流：5.8A：干渣含水：35%，喷雾塔出口温度：502.2 合成工艺流程及工艺指标 给水槽提氢甲酸钠成品酸槽合成炉氢处理氢气分配台氢气缓冲罐阻火器氯气缓冲罐氯处理尾气吸收塔水流喷射器一级膜回收二级降膜循环水槽成品酸槽图2-2 合成发生工艺流程表 2.2合成工

38、艺指标H2:Cl2（体积比）：（1.051.1）:1点炉负压：-0.20-1.36KPa（纸放在炉门口不落下来）出酸浓度：3133%下酸温度：055炉内含氢：0.067%氢气纯度：98100%氢气含氧：00.4%氯气纯度：90100%氯中含氢：00.4%氯化氢纯度：9095%气包液位：4060%蒸汽压力：0.190.21MPa氯化氢总管温度：40氯化氢总管压力：4070KPa成品酸浓度：31%33%2.3 转化工艺流程及工艺氯化氢乙炔混合器1石墨冷2石墨冷1酸雾捕集器2酸雾捕集器预热器浓酸槽稀酸槽图2.3转化工艺流程表1.3转化工艺指标分子比C2H2:HCl=1:1.051.1 ，1#泡沫塔气

39、相进口温度515，1#石墨冷凝器气相出口 07，2#石墨冷凝器 -12-16，预热器出口温度 7080，转化器前混合器含水00.07%(抽查)，混合器温度042、45报警50紧停，合成反应温度110180，（新触媒温度0150） 合成气总管(后台)HCl 27%、C2H23%，1#泡沫塔气相进口温度515配碱浓度NaOH 515%，换碱浓度NaOH 05% Na2CO3810%，泡沫塔下酸：25%(单通时20%)，2#泡沫塔出口温度: 50，气柜含氧: 1%，机后冷却器出口温度：4575，气柜使用范围： 3080%，压缩机进口压力：1.54kPa，压缩机进口温度：515，一段出口压力： 0.1

40、50.2Mpa，一段出口温度：85，二段入口温度：40，二段出口温度：110，二段出口压力： 0.50.7Mpa，压缩机油压：0.15MPa，水压0.2Mpa，热水槽温度：9599，尾冷器出口温度：-15-18，尾气出口压力：0.500.60，全凝器下液温度：1525，VC99.95% ，乙炔5ppm 1,1-二氯乙烷30ppm 粗VC贮槽液面：4070%，低塔釜温：3842，低塔釜压力：0.450.55MPa 低塔釜液面：4070% ，低塔顶压力：0.430.53Mpa，低塔顶温度：1530 ，高塔釜温：2535 ，高塔釜压力：0.250.35MPa ，高塔顶温度：1525，高塔顶压力：0.

41、200.30MPa ，成品冷凝器压力：0.200.30MPa 精单储槽液位:80%，残塔釜温度:50 ，残塔釜压力:0.010.15MPa残塔顶温:40，残塔顶压:0.0040.10Mpa，尾气排放VC10%（开膜回收时2%），进膜前原料气温度:2530，一级渗透气超压报警：0.2MPa膜前温度超高报警:45，联锁停车:膜温度达到502.4 VCM工艺流程HCLHCL缓冲罐HCL预冷器+乙炔沙封混合器石墨冷却器多孔过滤器预热器转化器除汞器冷却器水洗组合塔碱洗塔汽水分离器机前冷却器单压机机后冷却器全凝器水分离器低塔加料槽低沸塔高沸塔成品冷却器单体贮槽2.5 聚合工艺及指标nCH2=CHCl CH

42、2-CHCln特点：不可逆、放热、体积缩小、各种助剂。步骤：链引发、链增长、链终止。氯乙烷+水+引发剂+其他聚合釜料浆排放槽料浆槽料浆贮槽 料浆进料泵节能器气提塔出料泵节能器干燥器离心料浆槽 进料泵离心机上下搅拢气液干燥铜旋风干燥床一级旋风分离器二级旋风分离器抽风机旋振筛中间料仓大料仓自动包装线外卖表 2.4聚合工艺指标涂壁剂（TK-1D）：30100%，缓冲剂（TK-2C）：30100% ，终止剂（TK-7C）：30100%，引发剂贮（TK-8C）：30100%，88%分散剂贮槽（TK-22C）：40100%，72.5%分散剂贮槽（TK-5C）：40100%，浓度：47%，浓度：33.5%，

43、温度：010 浓度：20%，温度：015 浓度：3.54.5%温度：015 浓度：67%新鲜氯乙烯，纯度:99.9100%，HCL:01ppm，Fe+:01ppm，H2o:02ppmC2H2:05ppm，烯烃:030ppm，二氯乙烷:030ppm回收分离器（SE-1F）液位: 030%，回收单体槽（TK-3B）液位: 070%新鲜单体槽（TK-8B）液位: 065%，聚合釜回收终点压力: 0.25MPa两槽压力根据两槽温度对应饱和蒸汽压力设定放空压力。计算公式:logP=0.842-1150.9/T+1.75logT-0.002415T式中：T绝对温度（t+273）； P绝对压力汽提塔进料槽（

44、TK-1G）液位: 670%，汽提塔中部温度: 100110汽提塔底部温度: 110120，汽提塔顶压力: 0.040.06MPa汽提塔压差: 1025kPa，汽提塔液位: 1090% 蒸汽增湿器压力: 0.35MPa ，蒸汽增湿器温度: 140150压缩机轴封水出口温度: 1045，轴封水分离器（SE-2F/4F） 液位: 1/22/3，塔顶压力: 0.040.06MPa塔中部温度: 100110罗茨风机出口压力：065kPa，抽 风 机 电 流：0240A 气流鼓风机电流：0290A，气流干燥塔进口风压：56kPa气流干燥塔进口风温：100155，旋风干燥床出口风温：5770包装岗位工艺指

45、标:每包25.150.05kg第三章 主要设备和生产操作要点3.1 乙炔主要设备及操作要点3.1.1皮带机检查皮带滚筒是否齐全，接头是否连接牢固，运转时是否有异常；经常对滚筒进行加油润滑；皮带停运时，皮带上不得残留物料。3.1.2水环泵启泵前必须排尽泵体内的水；根据电流增大或减少水环泵得工作水量，不得超电流。3.1.3压滤泵压滤泵进口总管及出口管温度：若温度较低，则管道发生堵塞或压滤机打量不足。停泵前必须清洗泵内渣浆，防止堵塞叶轮及管道。3.1.4压滤机压滤机过滤清液：若清液较浑，则滤布穿孔，应及时更换，否则影响进料时间及进料效果。板框拉开时必须专人控制开关柜，防止开关失灵拉坏油缸。3.2 合成