聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件

聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)1一、概述1聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物分子式：〔—CＨ2—CHCl—〕n，其中n表示平均聚合度。目前，商品化的PVC樹脂分子質(zhì)量范圍在1.9×105～5.0×105之間，通用樹脂分子量為32000～95000主要物化數(shù)據(jù)如下：外觀：白色粉末比重：1.35～1.45表觀密度：0.40～0.65g/ml比熱：0.20～0.35Kcal/g℃導(dǎo)熱系數(shù)：0.14Kcal/hm℃唯卡軟化點(diǎn)：75～85℃顆粒直徑：60～150微米（懸浮法）熱分解點(diǎn)：＞100℃降解釋放出氯化氫燃燒性：在火焰上能燃燒并釋放氯化氫、一氧化碳和苯等，離開火焰自熄。一、概述1聚氯乙烯（PVC）2聚氯乙烯是性能價(jià)格比優(yōu)越的大宗塑料品種，是五大通用樹脂中產(chǎn)量最大的品種。聚氯乙烯樹脂廣泛用于建筑、電線電纜、家用器具等行業(yè)，如用于制造電纜絕緣層、保護(hù)層；蓄電池隔板；農(nóng)膜；薄膜；軟管；人造革等板材；型材；管材；塑鋼門窗；上下水管；穿線管；透明瓶；透明片材；彩色板管；玩具等。另外，還用于摻混其它塑料進(jìn)行塑料合金的加工制作。聚氯乙烯是性能價(jià)格比優(yōu)越的大宗塑料品種，是五大通用樹脂中產(chǎn)量3在PVC用途消費(fèi)中軟制品約占總消費(fèi)量的30-35%，用量最大的是膜和片；硬制品約占總消費(fèi)量的60-65%，用量最大的是管材和管件。大的消費(fèi)市場是建筑行業(yè)，約占PVC總消費(fèi)量的55%，主要用于管材、管件、板材、型材等；裝修行業(yè)約占總消費(fèi)量的8%；電氣電纜約占7%；家具裝璜約占5%；其他為25%。PVC硬制品的比例目前正在逐步擴(kuò)大，今后PVC硬制品的發(fā)展將以復(fù)合材料、摻混材料及其它適應(yīng)建材市場要求的制品為主。軟制品則仍以電線電纜、包裝材料和壁紙為主，向無毒、低增塑劑方向發(fā)展。共混改性技術(shù)近年來在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，以聚氯乙烯為主的塑料合金制品在一些地方開始取代工程塑料和橡膠。在PVC用途消費(fèi)中軟制品約占總消費(fèi)量的30-35%，用量最大42電石（CaC2）工業(yè)碳化鈣（即電石）是灰色、棕黃色或黑色，結(jié)晶斷面是灰色。當(dāng)碳化鈣含量高時(shí)呈紫色，斷面在空氣中暴露一定時(shí)間將逐漸變?yōu)榛野咨?。電石比重?.0～2.8，隨CaC2含量減小而增高。一般含CaC2為80％。碳化鈣與水作用放出乙炔。2電石（CaC2）53乙炔（CH≡CH）乙炔是炔烴中最簡單的一種化合物，其性質(zhì)非?；顫姡走M(jìn)行加成、聚合以及其它化學(xué)反應(yīng)，因此乙炔在有機(jī)合成中得到廣泛應(yīng)用，是化學(xué)工業(yè)中的主要原料之一，乙炔在常溫常壓下乙炔為無色、無嗅、無味的氣體，工業(yè)乙炔因含有雜質(zhì)而具有特殊的刺激性嗅味。化學(xué)分子式：C2H2（結(jié)構(gòu)式CH≡CH）分子量：26.038乙炔極易燃燒爆炸，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。遇氧化劑接觸會(huì)猛烈反應(yīng)。與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)。與銅、銀、汞等的化合物生成爆炸性物質(zhì)。在空氣中的爆炸極限為：2.3－81％，（其中7－13％最易爆炸）。乙炔用N2、CO2、CO、H2O等氣體稀釋后，爆炸能力會(huì)降低。如N2：C2H2=1：1時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生爆炸。作為乙炔的稀釋劑，效果最好的是氮?dú)狻?乙炔（CH≡CH）乙炔是炔烴中最簡單的一種化合物，其性64氯乙烯（VCM）在常溫常壓下是一種無色有乙醚香味的氣體分子式：CH2=CHCl分子量為62.51溶解性：微溶水，溶于酒精、乙醚、四氯化碳、苯。純的氯乙烯氣體加壓到0.5MPa以上時(shí)，可以用工業(yè)水冷卻得到比水略輕的液體氯乙烯。氯乙烯與空氣形成爆炸混合物的范圍為4～22%，氯乙烯與氧氣形成爆炸混合物范圍是3.6～72%。在氯乙烯與空氣混合物中充入氮或二氧化碳可縮小其爆炸范圍。4氯乙烯（VCM）在常溫常壓下是一種無色有乙醚香味的氣體75氯化氫（HCL）在常溫常壓下是一種比空氣重的無色、有刺激臭味的氣體分子量：36.5，無水氯化氫經(jīng)過壓縮到約6.0MPa后，可以用水冷卻為純度99.99%的液態(tài)氯化氫。氯化氫極易溶于水成為鹽酸～400Kcal的熱量。氯化氫還極易與空氣中的水分結(jié)合生成白色的煙霧（酸霧）。氯化氫在干燥狀態(tài)下幾乎不與金屬作用，但在含水或溶于水時(shí)，表現(xiàn)出鹽酸的性質(zhì)，具有強(qiáng)腐蝕性，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽類物質(zhì)；與金屬氧化物、堿生成鹽和水。5氯化氫（HCL）在常溫常壓下是一種比空氣重的無色、有刺8二聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)1電石法PVC的生產(chǎn)前景聚氯乙烯的生產(chǎn)方法從原料路線劃分主要為電石乙炔法、石油乙烯法和天然氣乙炔法。在上世紀(jì)60年代以前，世界上采用的基本是電石乙炔法，隨生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，進(jìn)入60年代后，石油乙烯法技術(shù)逐漸成熟，由于當(dāng)時(shí)電石乙炔法技術(shù)落后，能耗高，污染問題解決難度大，產(chǎn)品質(zhì)量差，難以形成規(guī)模，因此逐步為石油乙烯法所取代。到80年代，除日本僅存一套裝置外，發(fā)達(dá)國家的電石法PVC已全部被淘汰。在國內(nèi)，1976年以前均采用電石乙炔法，之后北化二從德國引進(jìn)第一套氧氯化裝置，開始了國內(nèi)的石油乙烯法PVC生產(chǎn)，87年石油乙烯法占PVC全部產(chǎn)能的13%，到89年占到30%，2000年占到49%，當(dāng)前電石法得到大力發(fā)展，該比例又降低到為39%，因此現(xiàn)在國內(nèi)是電石乙炔法與石油乙烯法并存，且電石法一直占優(yōu)勢。但根據(jù)當(dāng)前世界能源結(jié)構(gòu)的變化，通過國內(nèi)外技術(shù)革新和發(fā)展，電石乙炔法PVC在國內(nèi)體現(xiàn)出較強(qiáng)的生命力。二聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)1電石法PVC的生產(chǎn)前景92、電石法聚氯乙烯發(fā)展的挑戰(zhàn)和趨勢經(jīng)過多年來國內(nèi)外科學(xué)技術(shù)人員的努力，電石乙炔法的生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生了極大的變化，技術(shù)水平不可同日而語。過去存在的技術(shù)問題得到了逐一解決，技術(shù)水平的提高為電石乙炔法PVC新的發(fā)展提供了基礎(chǔ)和保障。清潔生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新和運(yùn)用，使生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢渣得到了很好的綜合治理和循環(huán)利用，奠定了電石法聚氯乙烯清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)。2、電石法聚氯乙烯發(fā)展的挑戰(zhàn)和趨勢經(jīng)過多年來國內(nèi)外科學(xué)技術(shù)人10清潔生產(chǎn)技術(shù)：干法乙炔、電石渣水泥、變壓吸附、聚合母液水處理、乙炔上清液封閉循環(huán)、低汞觸媒、含汞廢鹽酸深度解析。清潔生產(chǎn)技術(shù)：11“十一五”期間，我國電石法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2011年，中國PVC產(chǎn)能已達(dá)2227萬噸/年，PVC產(chǎn)量為1295.2萬噸，其中電石法聚氯乙烯產(chǎn)量超過1000萬噸，為聚氯乙烯總產(chǎn)量的75%以上。為緩解我國石油資源短缺、保障能源安全作出了突出貢獻(xiàn)?！笆晃濉逼陂g，我國電石法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2011年，12電石法聚氯乙烯發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)1）汞污染防治的挑戰(zhàn)聯(lián)合國關(guān)于汞問題文書預(yù)計(jì)2012年底將簽署；國務(wù)院發(fā)布《重金屬污染綜合防治“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中汞污染防治是其中的重點(diǎn)內(nèi)容。我國汞資源相對匱乏，電石法聚氯乙烯是耗汞量最大的行業(yè)。國家發(fā)改委已將高汞觸媒列入淘汰類產(chǎn)品。電石法聚氯乙烯發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)132）節(jié)能減排的挑戰(zhàn)電石法聚氯乙烯是典型的高耗能產(chǎn)業(yè)，電力價(jià)格影響是石油乙烯法路線的3倍左右。電石法聚氯乙烯生產(chǎn)過程中二氧化碳排放量明顯高于石油乙烯法聚氯乙烯。3）物流成本和人力成本的挑戰(zhàn)電石法聚氯乙烯主要分布在煤炭資源豐富的西部地區(qū)，運(yùn)輸成本較高。電石生產(chǎn)屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，用工量大，人員產(chǎn)值低。而中國的人力資源成本在迅速上漲。物流成本和人力資源成本在電石法聚氯乙烯中占有相當(dāng)比例。2）節(jié)能減排的挑戰(zhàn)14電石法聚氯乙烯的發(fā)展趨勢

“十二五”期間，我國電石法聚氯乙烯將進(jìn)入調(diào)整發(fā)展階段。1、產(chǎn)能的迅速擴(kuò)展基本結(jié)束，調(diào)整是主基調(diào)。2、汞污染防治工作取得重大進(jìn)展。3、無汞觸媒是行業(yè)重大課題。4、深入推進(jìn)節(jié)能減排。5、產(chǎn)品差異化、高質(zhì)化發(fā)展態(tài)勢明顯。電石法聚氯乙烯的發(fā)展趨勢

“十二五”期間，我國電石法聚氯乙烯153聚氯乙烯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB/T5761-2006我國的國家標(biāo)準(zhǔn)中，對PVC產(chǎn)品提出了10項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，這些指標(biāo)主要針對通用型PVC樹脂加工的普通要求和環(huán)保要求建立的，這些只是一些PVC質(zhì)量的基礎(chǔ)指標(biāo)，只能從宏觀、片面的角度評價(jià)PVC產(chǎn)品質(zhì)量。PVC產(chǎn)品質(zhì)量具有一個(gè)綜合而復(fù)雜的內(nèi)涵，除上述指標(biāo)外，還有聚合度分布、粒度分布、顆粒規(guī)整性、初期著色、老化變色率、干流動(dòng)性、塑化流變性能等等，具不完全統(tǒng)計(jì)，考證PVC產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)可多達(dá)138項(xiàng)。所有PVC產(chǎn)品質(zhì)量性能之間有著密切聯(lián)系，相互促進(jìn)同時(shí)又相互制約，原料、工藝、操作、控制等方面的影響因素非常復(fù)雜。3聚氯乙烯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

GB/T5761-2006我國的國家16通用PVC樹脂10項(xiàng)指標(biāo)粘數(shù)（聚合度）表觀密度（假比重）100g樹脂的增塑劑（TOP）吸收量（吸油率）揮發(fā)物含量（含水）過篩率雜質(zhì)粒子數(shù)（黑黃點(diǎn)）熱老化白度“魚眼”數(shù)導(dǎo)電率殘余VC含量通用PVC樹脂10項(xiàng)指標(biāo)粘數(shù)（聚合度）17二、生產(chǎn)基本原理以電石為原料，通過電石水解反應(yīng)、乙炔與氯化氫加成反應(yīng)、氯乙烯聚合反應(yīng)三個(gè)主化學(xué)反應(yīng)，完成PVC樹脂的制造，生產(chǎn)裝置中包括：反應(yīng)器、分餾過程、分離過程等。涉及的設(shè)備種類較多，工藝控制路線較長、控制參數(shù)較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，大部分通過DCS自動(dòng)控制完成。二、生產(chǎn)基本原理以電石為原料，通過電石水解反應(yīng)、乙炔與氯化氫18CH≡CH＋HCl→CH2＝CHCl＋29.另外，還用于摻混其它塑料進(jìn)行塑料合金的加工制作。CO2＋2NaOH→Na2CO3＋H2O乙炔與氯化氫的摩爾配比（分子比）為1：1.單體采用雙流量計(jì)，計(jì)量準(zhǔn)確。1電石法PVC的生產(chǎn)前景聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物氯乙烯與空氣形成爆炸混合物的范圍為4～22%，氯乙烯與氧氣形成爆炸混合物范圍是3.乙炔極易燃燒爆炸，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。其余大部分利用生化處理，達(dá)到GB18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)，回用于循環(huán)水、乙炔發(fā)生等。這些爆炸過程在陽光的條件下更為突出，如中和塔換堿時(shí)、次氯酸鈉放凈時(shí)非常容易發(fā)生。表面反應(yīng)：乙炔、氯化氫在升汞催化劑活化中心發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯；發(fā)生器壓力一般控制在600～1000mmH2O；控制混合氣溫度為－15℃，含水量理論上為0.所有PVC產(chǎn)品質(zhì)量性能之間有著密切聯(lián)系，相互促進(jìn)同時(shí)又相互制約，原料、工藝、操作、控制等方面的影響因素非常復(fù)雜。2、汞污染防治工作取得重大進(jìn)展。當(dāng)轉(zhuǎn)化率超過70%時(shí)候，聚合體系僅存在PVC富相，此時(shí)VCM是以氣相的形式參與聚合反應(yīng)，隨轉(zhuǎn)化率的升高，氣相VCM的量在不斷減少，聚合反應(yīng)速度也在不斷降低，當(dāng)轉(zhuǎn)化率過高時(shí)，反應(yīng)速度會(huì)降低得很緩慢，如果繼續(xù)維持反應(yīng)進(jìn)行，對聚合釜的生產(chǎn)效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。氯化氫還極易與空氣中的水分結(jié)合生成白色的煙霧（酸霧）。1三個(gè)主要化學(xué)反應(yīng)式CaC2+2H2OC2H2＋Ca（OH）2+31kcal/molCH≡CH+HClCH2=CHCl+29.8kcal/molHgCl2觸媒nCH2=CHCl（CH2CHCl）n+23kcal/mol水、助劑CH≡CH＋HCl→CH2＝CHCl＋29.1192生產(chǎn)單元電石機(jī)運(yùn)電石破碎電石除塵氯乙烯合成乙炔生產(chǎn)乙炔發(fā)生乙炔清凈渣漿處理單體生產(chǎn)轉(zhuǎn)化精餾聚氯乙烯聚合尾氣吸附聚合干燥助劑配制聚合漿料汽提離心干燥聚合回收粉體輸送包裝污水處理含汞廢水處理離心母液處理2生產(chǎn)單元電石機(jī)運(yùn)電電氯乙烯合成乙乙乙渣單轉(zhuǎn)精聚氯乙烯聚20生產(chǎn)工藝流程

1電石機(jī)運(yùn)散裝電石電石來自袋裝庫電石來自散裝庫粗破碎細(xì)破碎篩分粉料倉A/B/D/E袋裝電石加料輸送發(fā)生器生產(chǎn)工藝流程

1電石機(jī)運(yùn)散裝電石電石來自袋裝庫電石來自散212氯乙烯合成凈化氣VC+C2H2HCLC2H2VCM≥99.95%含C2H2＜0.001%含高沸物＜0.01%電石發(fā)生器粗C2H2粗C2H2電石渣生產(chǎn)水廢液冷卻洗滌乙炔清凈乙炔壓縮乙炔氣柜NaOH次氯酸鈉C2H2≥98.5%不含S.P混合脫水氯化氫冷卻HCL90-94%不含游離氯HCL冷凝酸轉(zhuǎn)化粗VCVC凈化VCM壓縮VCM精餾生產(chǎn)水NaOH鹽酸脫析濃酸回收酸HCL尾氣回收氯乙烯氣柜尾氣VCM儲(chǔ)槽精VCM防空外運(yùn)2氯乙烯合成凈化氣VC+C2H2HCLVCM≥99.223氯乙烯聚合聚合釜出料漿料汽提精VCM助劑配制分散劑引發(fā)劑助劑純水未聚合VC回收VCVC回收VCMVC氣柜VCVCPVC漿料PVC漿料廢水汽提含VC廢水含VC廢水VCVC氣柜廢水外排離心母液回收干燥PVC含水20-25%熱空氣空氣、蒸汽防空尾氣PVC粉體輸送包裝PVCPVC成品壓縮空氣3氯乙烯聚合聚合釜出料漿料汽提精VCM23四、聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)簡介

1國內(nèi)氯乙烯懸浮聚合技術(shù)1.130M3釜聚合工藝技術(shù)30M3聚合釜自1974年由錦西化工機(jī)械廠研制成功，目前已發(fā)展為第四代的Ⅳ型聚合釜。已經(jīng)形成了整套的工藝技術(shù)。其聚合周期包括：入料前的確認(rèn)，加入水、助劑、單體、升溫，設(shè)定聚合溫度下的反應(yīng)（反應(yīng)中連續(xù)注水），后期降壓，后期升溫，反應(yīng)結(jié)束加入終止劑，聚合出料（包括沖洗釜），防粘釜噴涂。全過程為密閉化操作，由DCS系統(tǒng)判斷、聯(lián)鎖、控制。具有以下工藝技術(shù)特點(diǎn)：助劑溶液化。采用復(fù)合引發(fā)體系聚合中連續(xù)注水粗料監(jiān)測縮短聚合反應(yīng)后期降壓時(shí)間縮短出料時(shí)間聚合生產(chǎn)過程密閉化全過程DCS自動(dòng)控制平均聚合周期可達(dá)7.4h，入料水油比可達(dá)1.25，，生產(chǎn)能力可達(dá)到10000噸/年。四、聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)簡介

1國內(nèi)氯乙烯懸浮聚合技術(shù)241.245M3釜聚合工藝技術(shù)工藝流程：通過釜頂旋轉(zhuǎn)噴淋閥向釜內(nèi)噴涂防粘釜?jiǎng)┖?，按設(shè)定程序先將無離子水、引發(fā)劑、分散劑、緩沖劑和VCM加入釜內(nèi)，經(jīng)攪拌、升溫后進(jìn)行懸浮聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將聚合漿料用泵送到接料槽，回收大部分未聚合單體?？缮a(chǎn)SG-3～SG-8型樹脂，聚合釜長徑比適中（Φ3000×5500），單位體積產(chǎn)能大，可達(dá)300t/(m3.a)，運(yùn)行較經(jīng)濟(jì)。具有以下特點(diǎn)：采用“低溫差、大流量”工藝，釜溫控制平穩(wěn)。采用密閉加料新工藝。單體采用雙流量計(jì)，計(jì)量準(zhǔn)確。未聚合單體回收采用三段級回收方式，單體回收率可達(dá)95%。聚合全過程采用DCS自動(dòng)控制。可靠的防粘釜技術(shù)。1.245M3釜聚合工藝技術(shù)251.370M3釜聚合工藝技術(shù)20世紀(jì)80年代中期，北京化二股份等三廠家分別引進(jìn)美國古德里奇公司的PVC生產(chǎn)單元技術(shù)，經(jīng)消化、吸收、改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。該成套工藝技術(shù)具有可靠性高、穩(wěn)定性好、產(chǎn)品物耗及能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好、可同時(shí)生產(chǎn)SG1-SG8八個(gè)型號(hào)的聚氯乙烯樹脂等顯著特點(diǎn)。其專有工藝技術(shù)主要包括：聚合生產(chǎn)配方、密閉入料、等溫水入料、高效防粘釜、中途注水、高壓回收VCM、新型漿料汽提、旋風(fēng)干燥、DCS自動(dòng)控制等。工藝技術(shù)特點(diǎn)為：等溫水入料工藝。密閉入料技術(shù)。復(fù)合引發(fā)劑體系。反應(yīng)中途注水。變溫操作。冷卻系統(tǒng)采用夾套和內(nèi)冷卻擋板非循環(huán)系統(tǒng)流程。防粘釜技術(shù)。1.370M3釜聚合工藝技術(shù)262聚合釜頂回流冷凝器工藝

國內(nèi)PVC裝置中聚合先進(jìn)技術(shù)，公司2008年技術(shù)改造項(xiàng)目，在聚合釜頂部增加回流冷凝器，通過DCS程序控制，增大聚合釜的傳熱能力，提高聚合釜的產(chǎn)能。此技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是聚合過程傳熱控制方案、氮?dú)饪刂品桨?、回流冷凝器的涂壁方案?聚合釜頂回流冷凝器工藝

國內(nèi)PVC裝置中聚合先進(jìn)技術(shù)，公273、PVC成品密相輸送技術(shù)此系統(tǒng)為PVC粉料輸送的先進(jìn)技術(shù)，可使裝置連續(xù)穩(wěn)定的安全運(yùn)行，同時(shí)按設(shè)計(jì)能力得到性能指標(biāo)合格的最終產(chǎn)品。產(chǎn)品輸送系統(tǒng)采用雙發(fā)送罐脈沖密相輸送方式，動(dòng)力采用裝置原有壓縮空氣，提高系統(tǒng)的依托率，減少風(fēng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)閥，輸送管線口徑小DN100，降低建設(shè)投資及系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。輸送系統(tǒng)由DCS進(jìn)行自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度高。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸送，管道布置簡單。使用了特有的袋濾器，使放空尾氣達(dá)到國家環(huán)保要求，氣體粉塵含量≤50mg/m3。

3、PVC成品密相輸送技術(shù)28電石法聚氯乙烯發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)nCH2=CHCl（CH2CHCl）n+23kcal/mol燃燒性：在火焰上能燃燒并釋放氯化氫、一氧化碳和苯等，離開火焰自熄。2生產(chǎn)過程中的職業(yè)危害因素簡介當(dāng)轉(zhuǎn)化率超過70%時(shí)候，聚合體系僅存在PVC富相，此時(shí)VCM是以氣相的形式參與聚合反應(yīng)，隨轉(zhuǎn)化率的升高，氣相VCM的量在不斷減少，聚合反應(yīng)速度也在不斷降低，當(dāng)轉(zhuǎn)化率過高時(shí)，反應(yīng)速度會(huì)降低得很緩慢，如果繼續(xù)維持反應(yīng)進(jìn)行，對聚合釜的生產(chǎn)效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。溶解性：微溶水，溶于酒精、乙醚、四氯化碳、苯。內(nèi)擴(kuò)散：乙炔、氯化氫經(jīng)活性碳微通孔通道向內(nèi)表面擴(kuò)散；乙炔與氯化氫的摩爾配比（分子比）為1：1.縮短聚合反應(yīng)后期降壓時(shí)間3觸電、機(jī)械傷害、噪聲等危險(xiǎn)4合成氣新型脫酸塔技術(shù)脫酸塔采用篩板和填料組合，用于吸收轉(zhuǎn)化合成氣中過量的HCL，循環(huán)酸濃度可達(dá)到35%，脫酸效率極高，操作控制穩(wěn)定。5精餾技術(shù)采用垂直篩板塔，DCS前饋控制技術(shù)，精餾后的VCM成品純度＞99.95%，含高沸物＜100PPM，含乙炔＜10PPM，質(zhì)量穩(wěn)定，操作彈性大。電石法聚氯乙烯發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)4合成氣新型脫酸塔技術(shù)296乙炔清凈廢次氯酸鈉復(fù)配

利用清凈廢液經(jīng)吹脫處理后，代替生產(chǎn)水，與濃次氯酸鈉（10%～12%）配制次氯酸鈉溶液，供乙炔清凈使用。少部分多余廢液可并入PVC綜合污水一并處理。6乙炔清凈廢次氯酸鈉復(fù)配

利用清凈廢液經(jīng)吹脫處理后，代替生307聚合離心母液的回收再利用：部分母液水（約20%）回用于聚合漿料系統(tǒng)沖洗。其余大部分利用生化處理，達(dá)到GB18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)，回用于循環(huán)水、乙炔發(fā)生等。也可再利用膜技術(shù)，將離心母液深度處理為純水，供聚合使用。8VCM干燥脫水：在精餾裝置引進(jìn)氯乙烯高效脫水聚結(jié)器，經(jīng)聚結(jié)器中三級分離即：液－液聚結(jié)器，除沫消能器，斥水分離器，除去氯乙烯中夾帶的水分，使游離水含量：≤80ppm期望值：≤40ppm。聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件319干法乙炔技術(shù)干法制乙炔發(fā)生裝置由北京瑞思達(dá)化工設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)并制造,生產(chǎn)能力2500m3/h，第一套于在2006年10月24日山壽光新龍有限公司正式投入生產(chǎn)使用。工作原理：干法乙炔發(fā)生是用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解，產(chǎn)生的電石渣為含水量4%-10%干粉末，粗乙炔含水量為75%，反應(yīng)溫度氣相為85～100℃，固相溫度為100～110℃，水與電石的比例約為1～1.8，反應(yīng)熱由水汽化帶走，經(jīng)由非接觸式換熱器傳給循環(huán)水（沒有溶解損失），電石的粒度小于5mm，水解率大于99.5%，乙炔收率大于98.5%。9干法乙炔技術(shù)干法制乙炔發(fā)生裝置由北京瑞思達(dá)化工設(shè)備有限32安全性加料單元的安全性-生產(chǎn)過程是連續(xù)的，無須置換；反應(yīng)過程的安全性-含氧低于3%不會(huì)發(fā)生爆炸；事故狀態(tài)的安全性-發(fā)生停電或設(shè)備故障時(shí)，反應(yīng)很快停止，無需特別處理；排料單元的安全性-底部排渣螺旋輸送器的密封可靠。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備投資少-無沉降及壓濾處理，節(jié)省設(shè)備投資，減少占地面積；運(yùn)行費(fèi)用底-無需渣漿處理，節(jié)約人工費(fèi)及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用；乙炔收率高-電石水解率高達(dá)99.82%，沒有生電石排出，乙炔收率大于98.5%；節(jié)約水資源-整個(gè)工藝是循環(huán)水系統(tǒng)，水為零排放；電石渣處理費(fèi)用低-電石渣用于生產(chǎn)水泥無需干燥，即節(jié)約設(shè)備投資又減少生產(chǎn)成本。安全性33聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件34聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件35聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件36聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件37聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件38聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件39聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件40聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件41五、聚氯乙烯安全生產(chǎn)特點(diǎn)由于聚氯乙烯生產(chǎn)過程中存在許多易燃、易爆、有毒、有害物質(zhì)，因此具有了有毒、有害、易燃、易爆、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)的特征。生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)過程中，相關(guān)安全、環(huán)境、職業(yè)健康等都要求嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。五、聚氯乙烯安全生產(chǎn)特點(diǎn)由于聚氯乙烯生產(chǎn)過程中存在許多易燃、421聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生易燃、易爆、有毒、有害物質(zhì)簡介電石及粉末、乙炔、氯乙烯、氯化氫、鹽酸、二氯乙烷、化學(xué)助劑(引發(fā)劑、分散劑、終止劑等)、氫氧化鈉、氨水、次氯酸鈉等。1聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生易燃、易爆、有毒、有害物432生產(chǎn)過程中的職業(yè)危害因素簡介主要危害因素：火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息、化學(xué)灼傷；次要危害因素：觸電、機(jī)械傷害、噪聲及燙傷、粉塵；2生產(chǎn)過程中的職業(yè)危害因素簡介442.1火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)生產(chǎn)中的物料如乙炔、氯乙烯等均屬易燃易爆物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)與空氣的混合物達(dá)到一定濃度并遇到火源后，就有燃燒爆炸危險(xiǎn)。2.2中毒、腐蝕等危險(xiǎn)生產(chǎn)過程中的物料多數(shù)具有毒性，如氯氣、氯乙烯等，有的物質(zhì)還有致癌性，如氯乙烯。另外，一些物料具有強(qiáng)烈的腐蝕性，如硫酸、氫氧化鈉溶液等。當(dāng)這些物料泄漏時(shí)，人體接觸或吸入，都將對人體產(chǎn)生危害。2.3觸電、機(jī)械傷害、噪聲等危險(xiǎn)生產(chǎn)過程中使用了大量的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備和電氣設(shè)備，存在觸電、機(jī)械傷害、噪聲等危害。2.4粉塵危害聚氯乙烯裝置的電石破碎原料工序及成品聚氯乙烯，在輸送轉(zhuǎn)運(yùn)及儲(chǔ)存過程中，會(huì)產(chǎn)生粉塵危害。2.1火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)45六聚氯乙烯生產(chǎn)關(guān)鍵過程工藝原理簡介1發(fā)生器水解反應(yīng)影響因素溫度：溫度對電石水解反應(yīng)速度的影響很顯著，溫度越高，水解反應(yīng)速度越快，在50℃以下，每升高1℃的溫度，水解反應(yīng)速度就增加約1%。六聚氯乙烯生產(chǎn)關(guān)鍵過程工藝原理簡介1發(fā)生器水解反應(yīng)影響因46壓力：乙炔壓力超過0.15MPa（表壓）時(shí)，容易產(chǎn)生自聚引起爆炸，因此，在整個(gè)乙炔生產(chǎn)、凈化、輸送中，均要求乙炔壓力在低于0.15MPa（表壓）的條件下操作。發(fā)生器的操作壓力只要能滿足輸送要求，越低越好。發(fā)生器壓力一般控制在600～1000mmH2O；壓縮機(jī)出口壓力控制于氯化氫及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)阻力有關(guān)，一般為50～80KPa.壓力：乙炔壓力超過0.15MPa（表壓）時(shí)，容易產(chǎn)生自聚引起472乙炔清凈原理發(fā)生的粗乙炔氣由于電石中的雜質(zhì)因素，通常含有硫化氫、磷化氫、氨、砷化氫等雜質(zhì)氣體。這些氣體的存在會(huì)對VCM合成的氯化汞進(jìn)行不可逆吸附，破壞其活性中心，導(dǎo)致氯化汞觸媒“中毒”失活，因此必須徹底清除。裝置采用的清凈（除去雜質(zhì)氣體的乙炔凈化）方式為次氯酸鈉氧化法，在1、2#清凈塔中次氯酸鈉與雜質(zhì)氣體的主要反應(yīng)式為：2乙炔清凈原理發(fā)生的粗乙炔氣由于電石中的雜質(zhì)因素，通常含有48PH3

＋4NaClO→H3PO4

＋4NaClH2S＋4NaClO→H2SO4

＋4NaClSiH4＋4NaClO→SiO2

＋2H2O＋4NaClAsH3

＋4NaClO→H3AsO4

＋4NaClPH3＋4NaClO→H3PO4＋4NaCl49清凈塔中產(chǎn)生的酸性氣體物質(zhì)，在中和塔中除去，同時(shí)中和塔中還除去過程中的CO2氣體，主要反應(yīng)式為：H3PO4

＋3NaOH→Na3PO4＋3H2OH2SO4＋2NaOH→Na2SO4＋2H2OCO2

＋2NaOH→Na2CO3

＋H2O清凈塔中產(chǎn)生的酸性氣體物質(zhì)，在中和塔中除去，同時(shí)中和塔中還除50乙炔清凈的影響因素次氯酸鈉溶液的有效氯濃度和PH值次氯酸鈉溶液的有效氯濃度和PH值對清凈效果具有直接關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，當(dāng)次氯酸鈉溶液有效氯濃度低于0.05%和PH值大于8時(shí)，清凈效果很差；而當(dāng)有效氯在0.15%以上，（特別PH值低于5以下）容易生成氯乙炔發(fā)生爆炸；當(dāng)有效氯達(dá)到0.25%以上，氯與乙炔更加會(huì)發(fā)生激烈反應(yīng)發(fā)生爆炸。這些爆炸過程在陽光的條件下更為突出，如中和塔換堿時(shí)、次氯酸鈉放凈時(shí)非常容易發(fā)生。對于有效氯0.06~0.15%范圍內(nèi)且PH值略偏堿性（PH=7~8）時(shí)，清凈效果顯著同時(shí)比較安全。另外，在有效氯0.06~0.15%范圍內(nèi)，當(dāng)補(bǔ)充的次氯酸鈉溶液有效氯濃度較高（超過1%）時(shí)，也較容易發(fā)生爆炸。乙炔清凈的影響因素次氯酸鈉溶液的有效氯濃度和PH值51從生產(chǎn)安全考慮，為屏蔽分析誤差，同時(shí)保障清凈效果，指標(biāo)要求如下：次氯酸鈉溶液配制的有效氯濃度：0.10～0.12%，PH值7～8；2#清凈塔循環(huán)噴淋的次氯酸鈉溶液有效氯濃度：0.07～0.10%，PH值7～8；1#清凈塔循環(huán)噴淋的次氯酸鈉溶液有效氯濃度：0.04～0.07%。從生產(chǎn)安全考慮，為屏蔽分析誤差，同時(shí)保障清凈效果，指標(biāo)要求如52堿洗塔堿液的影響：對于中和塔，為滿足堿洗滌要求，堿濃度應(yīng)控制在3～15%。濃度過低，反應(yīng)動(dòng)力不足，堿洗滌不徹底；而濃度過高，溶液粘度大，流動(dòng)不暢而分布不好，影響傳質(zhì)效率，也會(huì)造成堿洗滌不徹底。實(shí)踐操作中，當(dāng)堿濃度低于3%，即應(yīng)該更換堿溶液。另外，當(dāng)堿液中的碳酸鈉濃度達(dá)到10%時(shí)，為保證反應(yīng)動(dòng)力充足和避免碳酸鈉結(jié)晶堵塞生產(chǎn)系統(tǒng)，無論堿濃度為多少，同樣應(yīng)該更換堿溶液。實(shí)際生產(chǎn)控制指標(biāo)要求：NaOH濃度8～18%NaCO3＜8%聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)最全課件533氯乙烯合成生產(chǎn)工藝原理混合脫水原理混合脫水采用冷凍脫水方式，利用液體物質(zhì)的飽和蒸汽壓規(guī)律及氣體分壓定律，再根據(jù)水蒸汽與鹽酸蒸氣的分壓差別原理來完成原料氣脫水干燥過程。原料氣的含水要求：＜0.06%原料氣中含水會(huì)帶來很多不利影響：水分過高易與混合氣中的氯化氫形成鹽酸，使轉(zhuǎn)化器及其管線受嚴(yán)重腐蝕，腐蝕產(chǎn)物二氯化鐵、三氯化鐵結(jié)晶體還會(huì)堵塞管道、威脅正常生產(chǎn)。水分還易造成催化劑結(jié)塊，同時(shí)促進(jìn)乙炔與升汞生成有機(jī)絡(luò)合物，降低催化劑活性，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化器阻力上升，影響生產(chǎn)效率的提高。此外水分進(jìn)入轉(zhuǎn)化器后，會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)生成乙醛。3氯乙烯合成生產(chǎn)工藝原理54冷凍脫水溫度的控制：-12～-15℃由于原料氣中水分被氯化氫吸收后呈40%的鹽酸酸霧析出，混合氣的含水量即取決于該溫度下40%鹽酸溶液上的蒸汽分壓?？刂苹旌蠚鉁囟葹椋?5℃，含水量理論上為0.0165%，實(shí)際生產(chǎn)中，冷凝出來的酸以霧的形式存在，一方面酸霧形成氣溶膠，分離難度相對較大；另一方面酸霧隨原料氣在流動(dòng)，受分離效率的影響，酸霧很難全部分離下來，因此實(shí)際含水高于理論值。冷凍脫水溫度的控制：-12～-15℃55酸霧的分離或脫除混合氣（在石墨冷卻器）冷凍過程中，冷凝出來的40%鹽酸少量會(huì)以液膜狀沿管壁流出，大部分則呈粒徑幾微米的細(xì)“酸霧”存在混合氣中，形成氣溶膠，通常的氣液分離手段很難捕集到。經(jīng)理論研究和實(shí)踐，采用浸漬3~5%憎水性有機(jī)（氟）硅樹脂的5~10微米的玻璃棉，可以將大多數(shù)“酸霧氣溶膠”分離下來形成大液滴，大液滴則經(jīng)收集后排出裝置系統(tǒng)（設(shè)備）。由于玻璃棉浸漬而形成的表面憎水性有機(jī)（氟）硅樹脂對鹽酸的耐受性有一定的限度，在使用一段時(shí)間后，有機(jī)（氟）硅樹脂會(huì)脫落，此時(shí)玻璃棉的脫水（霧）性降低甚至失效，因此，在操作指標(biāo)均合格的時(shí)候，如果含水量仍達(dá)不到要求，即應(yīng)更換玻璃棉以保證脫水效果酸霧的分離或脫除56混合器報(bào)警原理氯化氫生產(chǎn)過程中，由于前系統(tǒng)氯、氫壓力的波動(dòng)，流量計(jì)及儀表故障或操作因素，偶爾會(huì)出現(xiàn)含游離氯的情況發(fā)生，當(dāng)氯化氫中含游離氯，在混合過程中，游離氯會(huì)與乙炔反應(yīng)生成氯乙炔發(fā)生爆炸，對生產(chǎn)和安全均構(gòu)成威脅。要解決好該問題，除對氯化氫生產(chǎn)過程嚴(yán)格控制和管理外，設(shè)置混合器報(bào)警是必要的手段。混合器報(bào)警采用溫度報(bào)警，利用游離氯與乙炔反應(yīng)生成氯乙炔是放熱過程，當(dāng)氯化氫中含游離氯，最明顯的特征時(shí)混合氣溫度升高，游離氯含量越高，溫度上升就越快。混合器報(bào)警原理57VCM合成反應(yīng)VCM的合成反應(yīng)，需要在氯化汞觸媒存在的條件下才能完成，加成反應(yīng)式：CH≡CH＋HCl→CH2＝CHCl＋29.8Kcal/mol（124.8KJ/mol）反應(yīng)是非均相的，分五個(gè)階段來完成：外擴(kuò)散：乙炔、氯化氫向活性碳外表面擴(kuò)散；內(nèi)擴(kuò)散：乙炔、氯化氫經(jīng)活性碳微通孔通道向內(nèi)表面擴(kuò)散；表面反應(yīng)：乙炔、氯化氫在升汞催化劑活化中心發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯；內(nèi)擴(kuò)散：氯乙烯經(jīng)活性碳微通孔通道向外表面擴(kuò)散；外擴(kuò)散：氯乙烯自活性碳外表面擴(kuò)散向氣流中擴(kuò)散；VCM合成反應(yīng)58氯化汞觸媒目前廣泛采用的催化劑是升汞（又稱氯化高汞），分子式HgCl2，常溫下是白色的結(jié)晶粉末，在302℃溫度下可以直接升華成蒸汽態(tài)，而且蒸汽壓隨溫度升高會(huì)急劇上升。純的升汞粉末對VCM合成沒有作用，當(dāng)吸附于活性碳表面，由于兩者的相互作用使得對該反應(yīng)有優(yōu)越的活性和選擇性，是迄今為止該化學(xué)反應(yīng)最理想的催化劑。氯化汞觸媒目前廣泛采用的催化劑是升汞（又稱氯化高汞），分子式59在合成反應(yīng)過程中，催化劑并不參加化學(xué)反應(yīng)，但會(huì)因還原升華等因素造成損耗，通常每Kg觸媒可合成1000~1500Kg的VCM。隨使用時(shí)間推移，升汞含量降低到一定值時(shí)，需要倒換用作一次轉(zhuǎn)化。觸媒的使用分為：觸媒幼年期、觸媒青壯年期、觸媒老年期。二次轉(zhuǎn)化器更換下來的觸媒用于一次轉(zhuǎn)化器。在合成反應(yīng)過程中，催化劑并不參加化學(xué)反應(yīng)，但會(huì)因還原升華等因60原料氣質(zhì)量指標(biāo)乙炔純度≥98.5%；氯化氫純度≥94%；乙炔中的硫、磷雜質(zhì)：硫化氫、磷化氫存在會(huì)與升汞發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，生成無活性的汞鹽：HgS、(HgCl)3P等，從而使觸媒失效，該過程稱“觸媒中毒”，因此要求乙炔中不能含硫、磷等雜質(zhì)，通常工業(yè)生產(chǎn)中采用浸硝酸銀試紙?jiān)谝胰矚庵胁蛔兩鳛闄z測標(biāo)準(zhǔn)。混合氣含水≤0.06%。氯化氫中的游離氯：為避免造成氯乙炔爆炸，要求HCl中含游離氯為檢不出原料氣質(zhì)量指標(biāo)乙炔純度≥98.5%；氯化氫純度≥94%；61原料氣的分子比乙炔與氯化氫的摩爾配比（分子比）為1：1.05～1.10，最佳配比為1.07。操作過程中，借自動(dòng)控制的流量計(jì)調(diào)節(jié)來控制，而借合成氣中未反應(yīng)的氯化氫和乙炔量來驗(yàn)證、檢測控制的合理性，指導(dǎo)流量調(diào)節(jié)來控制。原料氣的分子比乙炔與氯化氫的摩爾配比（分子比）為1：1.062轉(zhuǎn)化空間流速空間流速是指單位時(shí)間內(nèi)通過單位體積觸媒的氣體量，其單位M3（C2H2）/M3（觸媒）·小時(shí)?？臻g流速增加時(shí)，氣體與觸媒的接觸時(shí)間減少，乙炔轉(zhuǎn)化率會(huì)隨之降低。反之當(dāng)空間流速增加時(shí)，轉(zhuǎn)化率會(huì)有所提高，但相應(yīng)副反應(yīng)的選擇幾率也增加，副產(chǎn)物含量會(huì)隨之增加，生產(chǎn)效率受影響。通過理論計(jì)算和實(shí)踐生產(chǎn)，合理的空間流速選擇為25～40M3（C2H2）/M3（觸媒）·小時(shí)。轉(zhuǎn)化空間流速空間流速是指單位時(shí)間內(nèi)通過單位體積觸媒的氣體量63轉(zhuǎn)化溫度控制及傳熱提高反應(yīng)溫度，有利于加快VCM合成反應(yīng)速度，獲得較高轉(zhuǎn)化率。但是，溫度越高，觸媒的選擇性會(huì)有所降低，造成副反應(yīng)比率增加，不利于生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)；同時(shí)，較高的反應(yīng)溫度促進(jìn)觸媒升汞的升華，降低觸媒使用壽命。合理的合成反應(yīng)溫度應(yīng)控制在100～160℃，其中：二次轉(zhuǎn)化最佳控制溫度為130～150℃，一次轉(zhuǎn)化最佳控制溫度為120～140℃。轉(zhuǎn)化溫度控制及傳熱提高反應(yīng)溫度，有利于加快VCM合成反應(yīng)速64VCM合成轉(zhuǎn)化率二次轉(zhuǎn)化的單臺(tái)轉(zhuǎn)化率要求不低于98.5%，而二次轉(zhuǎn)化綜合轉(zhuǎn)化率應(yīng)控制在99%以上才能滿足經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。

VCM合成轉(zhuǎn)化率二次轉(zhuǎn)化的單臺(tái)轉(zhuǎn)化率要求不低于98.5%，65精餾原理粗VCM中含有高沸點(diǎn)物質(zhì)和低沸點(diǎn)物質(zhì)，通過兩個(gè)塔來完成精制——低沸塔除去低沸點(diǎn)物質(zhì)(乙炔）；高沸塔則除去高沸點(diǎn)物質(zhì)（二氯乙烷）。VCM精餾的影響因素：壓力溫度惰性氣體水分精餾原理粗VCM中含有高沸點(diǎn)物質(zhì)和低沸點(diǎn)物質(zhì)，通過兩個(gè)塔來66尾氣變壓吸附（PSA）回收原理吸附劑回收效果自動(dòng)控制及程控閥尾氣變壓吸附（PSA）回收原理吸附