電石法生產(chǎn)PVC工藝流程PPT課件

1、四種工藝比較一四種工藝比較一懸浮法聚合生產(chǎn)工藝成熟、操作簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品品種多、應(yīng)用范圍廣，一直是生產(chǎn)PVC樹脂的主要方法，目前世界上90的PVC樹脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自懸浮法生產(chǎn)裝置。乳液聚合與懸浮聚合基本類似，只是要采用更為大量的乳化劑，并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，從而得到粒徑很小的聚合物樹脂，一般乳液法生產(chǎn)的PVC樹脂的粒徑為0.10.2m，懸浮法為20200 m。第1頁/共39頁四種工藝比較二四種工藝比較二本體法生產(chǎn)工藝在無水、無分散劑，只加入引發(fā)劑的條件下進(jìn)行聚合，不需要后處理設(shè)備，投資小、節(jié)能、成本低。用本體法PVC

2、樹脂生產(chǎn)的制品透明度高、電絕緣性好、易加工，用來加工懸浮法樹脂的設(shè)備均可用于加工本體法樹脂。 溶液聚合單體溶解在一種有機(jī)溶劑（如n丁烷或環(huán)己烷）中引發(fā)聚合，隨著反應(yīng)的進(jìn)行聚合物沉淀下來。溶液聚合反應(yīng)專門用于生產(chǎn)特種氯乙烯與醋酸乙烯共聚物。溶液聚合反應(yīng)生產(chǎn)的共聚物純凈、均勻，具有獨特的溶解性和成膜性。 第2頁/共39頁所需的物料品種較多去離子水VCM單體引發(fā)劑分散劑調(diào)節(jié)劑終止劑等等加料的精度要求高儀表精度不低于0.5級；測量上經(jīng)常采用雙流量計，計量槽流量計，電子稱部分物料甚至采用稀釋方式來提高加料的精度批量加料品種多，要求批量加料品種多，要求高高第3頁/共39頁電石法生產(chǎn)PVC工藝流程示意圖 第

3、4頁/共39頁電石法乙炔工藝乙炔發(fā)生電石輸送發(fā)生器壓縮、貯存乙炔清凈清凈塔 中和塔清凈液的配置和循環(huán)使用第5頁/共39頁乙炔發(fā)生操作畫面第6頁/共39頁清凈操作畫面第7頁/共39頁氯化氫合成工藝焚燒爐氯氫配比升負(fù)荷先加氫；減負(fù)荷先減氯；確保氯氣不過量。 第8頁/共39頁VCM合成工藝混合、冷卻、脫酸轉(zhuǎn)化器 二組 由多個轉(zhuǎn)化器并聯(lián)組成一組凈化和壓縮公用工程 熱水系統(tǒng)冷凍鹽水第9頁/共39頁單體生成操作畫面一第10頁/共39頁單體生成操作畫面二第11頁/共39頁冷卻、壓縮操作畫面第12頁/共39頁VCM精餾工藝低沸塔除去低沸物高沸塔除去高沸物氣相VCM經(jīng)冷凝后得到合格的氯乙烯單體。第13頁/共39

4、頁VCM精餾操作流程圖第14頁/共39頁釜體積70m3傳熱能力大，生產(chǎn)強度高，內(nèi)冷擋板；設(shè)計壓力高 設(shè)計壓力2.1MPa，可生產(chǎn)低聚合度樹脂；防粘釜技術(shù)特殊的防粘釜液釜壁沖洗和防粘釜液噴涂技術(shù)高壓水清釜先進(jìn)的生產(chǎn)工藝有效的防止粘釜熱水加料工藝聚合注水工藝第15頁/共39頁 生產(chǎn)工藝密閉化 前提條件先進(jìn)的防粘釜技術(shù)達(dá)到幾百釜不開蓋清釜。 先進(jìn)的加料工藝所有物料均以液態(tài)形式輸送，實現(xiàn)了聚合過程的密閉化和自動化操作第16頁/共39頁 單體回收技術(shù)傳統(tǒng)回收方式來說每一個聚合反應(yīng)周期均有約10一15的未反應(yīng)VCM進(jìn)入精餾系統(tǒng)循環(huán)精制,加大了精餾系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷。既浪費了能源又降低了設(shè)備能力。 自壓回收 壓縮

5、冷凝回收第17頁/共39頁轉(zhuǎn)化率計算 粗料預(yù)估 加料完 反應(yīng)過程中 動力學(xué)模型第18頁/共39頁主要控制過程主要控制過程去離子水、 VCM、分散劑、各種助劑加料；等溫入料入料完釜溫異常調(diào)整引發(fā)劑恒溫聚合注水反應(yīng)結(jié)束、加入終止劑等漿料輸送（聚合釜出料）汽提離心干燥公用工程第19頁/共39頁等溫入料控制策略等溫入料控制策略控制要求：單體、去離子水等同時加入聚合釜，加料完畢釜溫大約比反應(yīng)溫度高2左右；控制方法利用熱平衡方程式，以設(shè)定釜溫為目標(biāo)，通過各種物料的進(jìn)料溫度、流量動態(tài)調(diào)整控制加料；引發(fā)劑加入前溫度超差控制第20頁/共39頁等溫入料控制流程圖等溫入料控制流程圖第21頁/共39頁反應(yīng)溫度控制反應(yīng)

6、溫度控制 硬件設(shè)備 夾套設(shè)備：釜體采用半圓管夾套，避免了普通夾套的缺點，增加了導(dǎo)熱能力。 內(nèi)冷擋板：內(nèi)冷管間采用獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)，更有利于傳熱。并且內(nèi)冷管兼具擋板作用可以增加釜內(nèi)流體湍流，增加傳熱。 合理溫控方案的應(yīng)用 根據(jù)釜溫、夾套溫度采用串級溫度控制方案，控制冷卻水 根據(jù)釜溫直接控制內(nèi)冷擋板冷卻水第22頁/共39頁聚合模擬控制聚合模擬控制第23頁/共39頁注水控制注水控制主要方法聚合開始后定期注入補充水直到預(yù)定的水比錦西化工研究院經(jīng)過大量試驗得到如下結(jié)論：在聚合前采用低水比(1.21.4)當(dāng)聚合反應(yīng)開始后1小時左右，在易發(fā)生暴聚的轉(zhuǎn)化率10到達(dá)之前開始注入水。此后每15分鐘加入一次使最終水比

7、達(dá)2:1。缺點：該法使物料體積在一定范圍內(nèi)波動，忽高忽低，在氣液界面仍有少量粘結(jié)物生成。 第24頁/共39頁注水控制注水控制根據(jù)反應(yīng)速率注水根據(jù)式（1）的注水速率可以保持反應(yīng)釜的液位恒定在初始液位。而上式的注水速率只取決于反應(yīng)速率。反應(yīng)速率可以通過聚合熱的計算得到，聚合熱表達(dá)如下：該法緊密跟蹤轉(zhuǎn)化速率?？杉皶r、準(zhǔn)確地注入補充水。因此可很好地維持反應(yīng)物料體積和控制粘度。但它需要同時監(jiān)測多個過程變量，并經(jīng)過復(fù)雜計算，對我國目前大部分PVC生產(chǎn)廠來說，還有一定的因難。) 1.(.)(21210dtdCWdtdVmjmjjjnioutinpiTKFTTCWQ1)(第25頁/共39頁注水控制注水控制聚合

8、開始后恒速注入補充水直到反應(yīng)結(jié)束依據(jù)VCM聚合在相當(dāng)長一段時間內(nèi)基本維持不變，而初始反應(yīng)速率較低部分大致為聚合后期高反應(yīng)速率部分所補充。具體方法首先要計算出總體積收縮量，根據(jù)聚合時間就得到注入水的流量。但實際上平均聚合速率都取小一些，防止因偶然因素造成滿釜。該法基本使注入水的速率與體積收縮維持平衡。液位比反應(yīng)開始時略高，到反應(yīng)結(jié)束時恢復(fù)到初始位置。第26頁/共39頁 一個聚合釜要生產(chǎn)多種型號的產(chǎn)品，過程復(fù)雜爆聚轉(zhuǎn)型粘釜粗料 釜溫釜壓控制精度要求高過渡釜溫超調(diào)不超過0.5；保溫階段釜溫偏差0.2。過程復(fù)雜、控制精度高過程復(fù)雜、控制精度高第27頁/共39頁恒流注水缺陷及其解決辦恒流注水缺陷及其解決

9、辦法法反應(yīng)速率過快如果在反應(yīng)開始后的各不同時刻放熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常值時，說明反應(yīng)速度過快，達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率的時間就要縮短，注入水的速率相應(yīng)調(diào)高一些。 反應(yīng)速率過慢在反應(yīng)開始后的各不同時刻，放出的熱量小于正常反應(yīng)的放熱量。這時注入水量若保持原值就相對過高，注滿全釜。因此要在整個注水過程密切監(jiān)視釜內(nèi)壓力，發(fā)現(xiàn)釜內(nèi)溫度處于正常而壓力升高，且長時期維持不降的情況下，就要立即停止注入補充水，直到釜內(nèi)壓力降到該反應(yīng)溫度下所對應(yīng)的正常壓力后一段時間(約0.5小時)，繼續(xù)通入注入水。第28頁/共39頁注水控制流程圖注水控制流程圖第29頁/共39頁無離子水、分散劑加料畫無離子水、分散劑加料畫面面第30頁/共39頁操作面板操作面板第31頁/共39頁聚合控制流程圖聚合控制流程圖第32頁/共39頁終止