XX 学
毕 业 文（设计）
题 目： 聚氯乙烯毕业文
学 号：
姓 名：
年 级：
院 部： 化工环境工程学院
专 业： 材料工程技术专业
指导教师：
完成日期： 20XX 年 X 月 X 日
容摘
文讲述国聚氯乙烯工业生产技术发展进程目前状况包括原料路线工艺设备聚合方法等设计采悬浮法生产聚氯乙烯介绍采悬浮法生产PVC树脂工聚合机理工艺程中需注意问题包括质量影响素工艺条件合成工艺中种助剂选择聚合工艺程进行详细叙述物料衡算热量衡算设备计算选型三方面进行准确工艺计算厂址进行选择采取防火防爆防雷等重措施三废处理回收等进行叙述画出整工艺流程图
关键词 ：聚氯乙烯 生产技术 悬浮法 乙炔法 乙烯法
Abstract
This article narrated industry of our country PVC production technology the development and current status Including raw materials process equipment polymerization method This design uses the method of suspension PVC production Introduces the production of PVC resin by suspension method and polymerization mechanism Technology problems in the process including quality influence factors process conditions and the synthesis of various additives on the polymerization process was described in detail And from the material balance heat balance calculation and the equipment selection and calculation three aspects to carry on accurate calculation of technology on the site were selected took fire and explosion mine and other important measures for waste recycling are recited draw the process flow diagram
Key words PVC production technology suspension acetylene vinyl method
目 录
1 聚氯乙烯概述 4
11 聚氯乙烯 4
111 聚氯乙烯性质 4
112 聚氯乙烯优点 4
113 聚氯乙烯途 4
114 聚氯乙烯工业重性 5
115 中国聚氯乙烯发展 6
12 聚氯乙烯生产工艺 7
121 原料乙炔制备 7
122 氯乙烯合成 8
1221 氯乙烯概述………………………………………………………………8
1222 生产原理…………………………………………………………………8
1223 工艺条件…………………………………………………………………9
1224 工艺流程图………………………………………………………………9
123 氯乙烯聚合 10
124 影响聚合产品质量素………………………………………………11
2尾气处理三废排放…………………………………………………………………………………12
3 总结………………………………………………………………………14
参考文献 15
致 谢 16
1 聚氯乙烯概述
11 聚氯乙烯
111 聚氯乙烯性质
PVC属定形聚物密度热容热导率折射率呈玻璃态呈粘弹态时呈熔融态时呈粘流态玻璃化转化温度时开始分解时快速分解剧烈分解变黑PVC火焰燃烧降解释放出苯等低分子化合物离火熄耐电击穿1万伏低压电缆较耐老化光氧作会缓慢分解释放盐酸形成羰基轭键变色化学稳定性酸碱盐溶液中较稳定室温条件耐磨性超硫化橡胶
112 聚氯乙烯优点
聚氯乙烯突出优点易燃性耐磨性抗化学腐蚀性水汽低渗透性外综合机械性制品透明性电绝缘性隔热消声消震性性价优越通型材料缺陷热稳定性抗击性较差降低温度时迅速变硬变脆受击时极易脆裂PVC极易改性通化学物理方法改善性通分子链交联引入功基团等手段赋予新功[1]
113 聚氯乙烯途
PVC般软制品：利挤出机挤成软电缆电线等利注射成型机配合种模具制成塑料凉鞋鞋底拖鞋玩具汽车配件等
PVC薄膜：PVC添加剂混合塑化利三辊四辊压延机制成规定厚度透明着色薄膜种方法加工薄膜成压延薄膜通剪裁热合加工包装袋雨衣桌布窗帘充气玩具等宽幅透明薄膜供温室塑料棚膜双拉伸薄膜受热收缩特性收缩包装
PVC涂层制品：衬底造革PVC糊涂敷布纸然塑化成先PVC助剂压延成薄膜衬底压合成衬底造革直接压延机压延成定厚度软制薄片压花纹造革制作皮箱皮包沙发汽车坐垫等板革作建筑物铺材料
PVC泡沫制品：软质PVC混炼时加入适量发泡剂做成片材发泡成型泡沫塑料作泡沫拖鞋凉鞋鞋垫防震缓包装材料挤出机基础成低发泡硬PVC板材异型材代木材试种新型建筑材料
PVC透明片材：PVC中加击改性剂机锡稳定剂混合塑化压延成透明片材利热成型做成薄壁透明容器真空吸塑包装优良包装材料装饰材料
PVC硬板板材：PVC中加入稳定剂润滑剂填料混炼挤出机挤出种口径硬异型波纹作水饮水电线套楼梯扶手压延薄片重叠热压制成种厚度硬质板材板材切割成需形状然利PVC焊条热空气焊接成种耐化学腐蚀贮槽风道容器等
PVC途：门窗硬质异型材料组装成国家已木门窗铝窗等占门窗市场仿木材料代钢建材中空容器等[2]
114 聚氯乙烯工业重性
聚氯乙烯PVC世界实现工业化时间早应范围广范通型热塑性塑料三四十年代开始实际应产量直稳居塑料工业首聚氯乙烯发展速度更快1996年退居第二位美国1990年底密度聚氯乙烯产量超PVC1992年高密度聚氯乙烯产量销售量已PVC致相交位第二第三间日PVC产量消费量居第二位中国PVC塑料制品产量直位居第PVC树脂产量1988年开始退居第二消费量低聚乙烯聚丙烯名列第三位聚氯乙烯综合性品种样性途广泛性性价格资源利生态环境影方面优种塑料60年PVC工业直保持着富活力技术革新持续稳定发展状态[3]
PVC相重宗塑料综合性改性品种途广泛原料源丰富消耗石油少价格低廉济效益耗低作钢铁色金属木材玻璃纸张等传统材料代产品利资源优化配置节省社会源[4]容易改性提高性PVC已通性材料入工程材料功材料强性材料PVC工业注入新活力PVC途广泛性碱氯产品关联性生产技术密集性PVC工业建筑汽车电子机械石油化工等国名济支柱产业氯碱工业等基础原料工业高新产业紧密相连美国70年代初做统计指出PVC关原材料机械终产品综合产值约占时美国国民生产总值10中国80年代末华东区做调查万吨氯碱创造57亿元工业产值亿元产值直接影响游产业1520亿元产值PVC加工业中国塑料工业中企业数行业生产程度高应覆盖面广技术推动性非常明显PVC工业发展带动促进国民济许行业技术进步发展改善衣食住行条件提高民生活水
115 中国聚氯乙烯发展
聚氯乙烯（ PVC）五热塑性合成树脂塑料制品早实现工业化品种通模压层合注塑挤塑压延吹塑中空等方式进行加工具较机械性耐化学腐蚀性难燃性等特点低廉价格非常突出性广泛生产板材门窗道阀门等硬制品生产造革薄膜电线电缆等软制品年发达国家受环保等方面压力世界总需求量出现稳定增长态势
1998年国PVC产量表观需求量分160万吨317万吨世界产量仅次美国（639万吨）日（263万吨）居第三位2000年前计划新建扩建PVC力少88万吨年估计期间量没竞争力电石法厂闲置总产达220万吨年水中乙烯法达1346万吨年目前占31升61项目万县市6万吨年体法PVC装置天津渤海公司韩国乐喜公司美国西方化学公司合资10万吨年 PVC装置(中引进8万吨年乙烯法VCM装置1997年建成投产)海天原化工厂伊滕忠商事旭硝子公司合资24万吨年VCM20万吨年 PVC装置泰国正集团宁波12万吨年 PVC装置辽河集团乐喜金星公司合资8万吨年 PVC装置海氯碱化学公司已VCM产增30万吨年计划40万吨年意味PVC产目前22万吨年增加36万吨年北京化工二厂增加PVC力76万吨年齐鲁公司增加PVC力10万吨年广州化工厂8万吨年乙烯法VCMPVC项目已通评审
国聚氯乙烯(PVC)工业起步50年代仅次酚醛树脂早工业化生产热塑性树脂第PVC装置1958年锦西化工厂建成投产生产力3000吨／年[1]全国PVC装置相继建成投产目前止国PVC树脂生产企业80余家遍布全国29省市治区总生产力达220万吨／年
PVC氯乙烯(VCM)聚合成工业生产般采4种聚合方式：悬浮聚合体聚合乳液聚合(禽微悬浮聚合)溶液聚合中悬浮法PVC(SPVC)树脂产量高占80％次乳液法PVC(EPVC)体法PVC(MPVC)VCM悬浮聚合水介质加入VCM分散剂引发剂pH值调节剂等搅拌定温度条件进行聚合反应VCM体聚合仅VCM引发剂存进行分散剂表面活性剂等助剂VCM乳液聚合VCM引发剂乳化剂H2O助剂存进行{VCM溶液聚合VCM引发刘溶剂存进行种方法溶剂回收残留污染问题生产成高该方法已逐渐悬浮法聚合乳液法聚合代目前生产PVC树脂采悬浮法少量采乳液法体法
现国引进PVC生产技术设备项目二十项左右中生产力两套设备海氯碱股份限公司齐鲁石化总公司年产20万吨悬浮法PVC树脂装置采日信越公司技术北京化工二厂锦西化工厂福州化工二厂引进美国B．F古德里奇公司悬浮法PVC树脂生产技术生产高型号树脂引进美国西方化学公司高型号树脂釜式汽提技术设备法国阿托公司前德国布纳公司日吉昂公司日钟渊公司日三菱公司糊树脂生产装置技术法国体聚合技术设备等技术设备引进国PVC树脂生产技术水提高产品品种增加带动国PVC工业发展
国PVC树脂消费分两类软制品约占总消费量37o％包括电线电缆种途膜(根厚度分压延膜防水卷材折叠门等)铺材料织物涂层造革类软手套玩具塑料鞋专涂料密封件等二硬制品约占总消费量 530％包括种型材材板材硬片瓶等预计年国PVC树脂需求量年均约64％速度增长2011年总消费量达约1250万吨中硬制品年均增长速度达约70％硬制品中异型材材发展速度增长快年均增长率达约101％未国PVC树脂消费继续硬制品方发展
中国聚氯乙烯工业着广阔发展前景中国物博口众聚氯乙烯产品提供广市场进入21世纪学鉴国外先进技术发展模式结合国具体情况发展国聚氯乙烯工业发挥全行业力量克服前进程中种困难定够较短时间赶世界聚氯乙烯工业先进水
12 聚氯乙烯生产工艺
121 原料乙炔制备
HC≡CH 纯品色略带芳香气味气体工业品（俗称电石气）具轻微蒜臭常压液化升华点易燃易爆机合成工业重原料特定途优质高热值燃料
生产方法工业许种生产乙炔方法原料源分两类：碳化钙法烃类热裂解法碳化钙法名电石法古老迄工业普遍应乙炔生产方法电石水乙炔发生器中作制乙炔：
电石（含碳化钙80％）乙炔约 3101（常温常压）
电石固体物料运输方便制乙炔浓度高需简单精制碳化钙法应较普遍规模生产少量发生焊接切割生产电石耗太高发展受限制
碳化钙法乙炔浓度含硫化物磷化氢砷化氢氨乙炔衍生物等杂质等物质催化剂中毒腐蚀金属作化工原料前常稀硫酸次氯酸钠溶液（氯通入稀氢氧化钠溶液）分洗涤净化少量乙炔干法净化采重铬酸盐净化剂三氯化铁净化剂均达净化求
烃类热裂解法天然气轻油原油等烃类高温裂解乙炔乙炔低碳烷烃生成焓温度关系曲线见高温（）始烃类制乙炔次反应CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2+ C2H2－377kJ见生成乙炔需量热外热力学观点饱烃中乙炔高温容易分解成碳氢求工业必须迅速物料供热达高温(>930℃)原料反应产物高温反应区停留时间非常短乙炔分压低裂解气需急冷工业已开发种生产方法区高温热产生传导方式致分直接传热外热法部分原料燃烧供热法通热载体间接传热外热法目前工业生产方法电弧法部分氧化法
122 氯乙烯合成
1221 氯乙烯概述
外观性状色醚样气味气体熔点（）1598沸点（）：134相密度：091相蒸汽密度：215饱蒸汽压34653（）界温度（）：142界压力560系数数值：138引燃温度：415溶解性：微溶水溶乙醇乙醚丙酮等数机溶剂途：作塑料原料机合成作冷冻剂等目前世界制造聚氯乙烯树脂乙烯单体量约占氯乙烯总产量96氯乙烯聚合物广泛工业农业建筑日常生活
1222 生产原理
生产方法：乙炔氯化氢氯化汞催化作合成氯乙烯
反应原理：
反应：
副反应：
1223 工艺条件
（1） 反应温度：反应温度氯乙烯合成影响温度升高反应速度加快乙炔转化率提高
反应温度高副反应增加时温度高会破坏催化剂活性结晶表面氯化汞升华加剧高温会乙炔聚合成树枝状聚合物沉积催化剂表面遮盖催化剂活性中心催化剂活性降工业生产中反应温度般采催化剂活性温度范围403K453K
（2） 反应压力
根反应原理知该反应系统气体分子数减少反应系统加压操作会提高转化率加压设备材料求相应提高系统出现负压反应物料易燃易爆旦漏入空气引起爆炸常压转化率已相高工业采常压操作绝压力012015MPa流程阻力
（3） 空间速度
氯乙烯合成中反应气体体积惯指乙炔气体体积单位m3乙炔( m3催化剂h)空间速度越通入反应气量越生产力越深度加工副产物越少高沸点物越少空间速度增反应气体催化剂接触时间缩短乙炔转化率减空间速度气体通入量反应激烈气体分布均匀局部容易热催化剂升华加剧活性降寿命缩短根实践空速般取3060h1
（4） 反应物配
反应机理出乙炔量时催化剂中氯化汞会乙炔原成氯化亚汞金属汞催化剂失活时副产物二氯乙烯等造成产品分离困难外乙炔容易微量乙炔会影响氯乙烯聚合生产中常采氯化氢量保证乙炔完全反应避免乙炔量造成催化剂中毒方面氯化氢较乙炔价格低廉量部分容易水洗碱洗掉时氯化氢量太会造成吸收率降低二氯乙烷产量增加增加碱消耗量增加产品成
（5） 催化剂
目前工业生产催化剂活性炭载体吸附812左右氯化汞制备成里含汞量指氯化汞812份活性炭100份言作活性组分氯化汞含量越高乙炔转化率越高氯化汞含量高时反应温度极易升华降低活性冷凝会堵塞道影响正常生产外氯化汞含量高反应激烈温度容易控制易发生局部热抑制氯化汞升华加入适量氯化钡研究表明纯氯化汞合成反应催化作纯活性炭较低催化活性
1224 工艺流程图
图11 氯乙烯合成工艺流程
1— 混合器 2—转化器3—水洗塔4—碱洗塔5—碱液槽6—气柜
7—预冷器8—冷凝器9—尾气冷凝器10—粗馏塔11—精馏塔
12—成品冷凝器13—氯乙烯贮槽14—受槽15—蒸出釜
工艺流程概述：
① 原料气混合干燥乙炔乙炔工段通砂封氯化氢工段干燥氯化氢混合器中混合
② 氯乙烯合成混合器中出混合气体进入氯化汞作触媒转化器中进行反应成氯乙烯反应气体中含未反应氯化氢乙炔生成乙醛11二氯乙烷(反)二氯乙烯等化合物
③ 氯乙烯精制反应气体进入水洗塔水洗法氯化氢入碱洗塔10氢氧化钠洗残余氯化氢二氧化碳碱洗反应气聚合回收未反应气体起进入气柜然进入预冷器中含部分水冷凝分离气体进入压缩机加压（表压）05Mpa进入预冷器部分水冷凝全凝器部分氯乙烯11二氯乙烷等冷凝成液体进入精馏塔塔顶分出乙炔氯乙烯气体全凝器中未冷凝气体起进入尾气冷凝器凝气体排空凝液回入粗馏塔部粗馏塔底氯乙烯11二氯乙烷等混合物进入高沸点蒸馏塔塔顶成品氯乙烯成品冷凝器冷凝进入贮槽塔底11二氯乙烷等高沸点物残液槽入蒸出釜间歇处理回收溶解氯乙烯送气柜高沸物送回收装置
123 氯乙烯聚合
聚氯乙烯聚合方法分四类：悬浮法聚氯乙烯乳液法聚氯乙烯体法聚氯乙烯溶液法聚氯乙烯[5]设计悬浮法聚氯乙烯聚合方法
悬浮法聚氯乙烯目前产量品种树脂结构分疏松型紧密型两种紧密型聚氯乙烯树脂粒子表面光滑孔实心球状结构疏松型聚氯乙烯树脂粒子表面粗糙疏松孔规结构紧密型相具流动性吸油性易塑化等优点采悬浮法PVC生产技术易调节品种生产程易控制设备运行费低易规模组织生产广泛应成诸生产工艺中生产方法
工艺特点：悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂般工艺程清理聚合釜中加入水悬浮剂抗氧剂然加入氯乙烯单体离子水中搅拌单体分散成液滴液滴保护胶加稳定加入溶单体引发剂引发剂乳液保持反应程中反应速度稳然升温聚合般聚合温度间低温聚合时()生产高分子质量聚氯乙烯树脂高温聚合时(般)生产出低分子质量(超低分子质量)聚氯乙烯树脂年提高聚合速度生产效率国外成功研究两步悬浮聚合工艺般第步聚合度控制600℃左右第二步聚合前加入部分新单体继续聚合采两步法聚合优点显著缩短聚合周期生产出树脂具良凝胶性模塑性机械强度现悬浮法聚氯乙烯品种日益广泛应领域越越广通型树脂外特殊途专树脂开发越越引起PVC厂家关注球形树脂高表观密度建材专树脂消光树脂超高(超低)分子质量树脂等已成开发热点
124 影响聚合产品质量素
① 搅拌：悬浮聚合程中搅拌聚氯乙烯树脂颗粒形态影响表现影响PVC树脂粒径分布孔隙率等搅拌作分散剂性质互相影响互相补充增加搅拌度悬浮分散体系液滴变细PVC树脂均粒子变搅拌强度促体系液滴碰撞聚PVC树脂均粒径变PVC树脂均粒径搅拌转速关系曲线呈马鞍形着搅拌转速增加聚氯乙烯树脂初级直径变孔隙率增加吸油率增
② 分散剂：搅拌特性固定条件分散剂种类性质量成控制树脂颗粒性关键素聚合程中分散剂影树脂颗粒宏观微观两层次成粒宏观言求分散剂应具降低单体界面张力利VCM分散保护滴颗粒减少聚单分散剂较难时满足两方面求制颗粒规整粒度分布中疏松表观密度适合聚氯乙烯脂两种两种分散剂复合中分散剂降低界面张力提高散力保证足够保力时满足特殊性求础添加油溶性辅助分散剂表面活剂调节分散剂VCM中分配系数散剂作深入颗粒微观层次
③ 聚合温度：VC悬浮聚合中存链转移剂时聚氯乙烯分子量取决聚合温度生产树脂牌号求聚合温度般45～65℃范围选择较高温度聚合树脂粒径增长减慢终均粒径减聚合温度聚氯乙烯树脂颗粒形态影响表现温度PVC树脂孔隙率影响聚合温度低形成树脂结构较疏松高温聚合初级粒子熔合成团初级粒子聚集体紧密堆砌排列制PVC树脂孔隙率较低着聚合温度升高初级粒子变少熔结程度加深粒子呈球形聚合温较低时容易形成规聚结体孔隙率增加通理解更加深聚合反应理解
2尾气处理三废排放
通试验原工艺进行深入研究基础胆原工艺进行简化新工艺流程：尾气－常压吸附－正压蒸汽脱吸－循环降温－备该工艺流程（见图1）五部分组成：⑴吸附器：采环式吸附器组合结构吸附剂采活性炭纤维⑵脱吸回收系统：包括冷凝器吸附槽等⑶循环吸附降温系统⑷微压回送系统⑸动控制系统
图1出新工艺流程运行程序：3吸附器1套路系统运行时相互切换3吸附器次进入吸附状态吸附器1吸附饱切换吸附器2吸附然吸附器3吸附脱吸工序次进行运行时含氯乙烯废气吸附器部进入穿活性炭纤维中氯乙烯活性炭吸附第次吸附气体通循环系统进行次吸附进步净化时床层降温净化气体吸附器顶部排出脱吸水蒸气吸附器顶部进入穿活性炭纤维吸附浓缩氯乙烯脱吸出带出吸附器进入冷凝器冷凝水蒸气冷凝气流入分离槽氯乙烯溶水冷凝水直接排放脱吸氯乙烯气体通微压回送装置直接送生产系统吸附器完成脱吸降温切换继续进行吸附循环连续运行
图1
三废览表
名称
源
成分
处理方法
废水
离心母液
釜水
汽提冷凝液
水
微量－CN水
微量PVC水
排 放
回收利
排 放
废气
汽提尾气
送料尾气
VC微量水空气微量ＰＶＣ
回收利
排 放
废渣
塑化片
扫料
PVC
PVC
PVC
回收利
回收利
回收利
3 总结
毕业设计PVC生产氯乙烯工艺进步解聚氯乙烯生活息息相关现代生活处处填满聚氯乙烯影子包装袋雨衣桌布窗帘充气玩具等处见聚氯乙烯已成生活部分
PVC生产氯乙烯工艺分三工段：原料乙炔制备氯乙烯单体合成氯乙烯聚合成聚氯乙烯第步原料乙炔制备采电石法名碳化钙法古老迄工业普遍应乙炔生产方法电石水乙炔发生器中作制乙炔：第二步氯乙烯单体合成：乙炔氯化氢氯化汞催化作合成氯乙烯单体反应原理：
反应：
副反应：
第三步氯乙烯聚合成聚氯乙烯设计悬浮法聚氯乙烯聚合方法悬浮法聚氯乙烯目前产量品种采悬浮法PVC生产技术易调节品种生产程易控制设备运行费低易规模组织生产广泛应成诸生产工艺中生产方法
电石法生成乙炔气乙炔氯化氢反应生成氯乙烯单体悬浮法聚合成聚氯乙烯方案优方案时原料利率高耗少转化率高
参考文献
[1] 薛化国聚氯乙烯生产技术进展[J]北京：化学工业出版社2005（5）1–9
[2] 薛化发展PVC工业行性研究 [J]北京：化学工业出版社2005（2）12
[3] 李雅丽氯乙烯生产技术进展概述[J]北京：中国化工信息2006（91523）
[4] LI纳斯聚氯乙烯全[M]北京：化学工业出版社19831228
[5] 谭恺刘岭梅悬浮法VCM聚合生产新验[J]北京：化学工业出版社200634 4 14 15
[6] 时钧汪甲鼎余国琼等化学工程手册(第二版)[M]北京化学工业出版社1996
致 谢
三年学生活快走入尾声校园生活划句号心中难舍眷恋里走出生说踏新征程学知识应实际工作中
回首三年取许成绩生活中快乐艰辛感谢老师三年孜孜倦教诲成长关心爱护学友情深情兄妹三年风风雨雨走充满着关爱留值珍藏美记忆
十年求学历程里离开父母鼓励支持辛勤劳作私付出创造良学条件利完成学业感激直抚养培育
毕业设计毕业前重意义件事三年学次总结升华意识知识限需学方太太需虚心请教学长期积累程通次做毕业设计明白道理：事急功利眼高手低真正静心做毕业设计时候觉踏实实实做件事
特感谢XX老师毕业关头巨帮助鼓励够利完成毕业设计表示衷心感激XX老师认真负责工作态度严谨治学精神深厚理水收益匪浅理实践中帮助少提高工作学种巨帮助感谢耐心辅导感谢学校
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题 目： 聚氯乙烯毕业文
学 号：
姓 名：
年 级：
院 部： 化工环境工程学院
专 业： 材料工程技术专业
指导教师：
完成日期： 20XX 年 X 月 X 日
容摘
文讲述国聚氯乙烯工业生产技术发展进程目前状况包括原料路线工艺设备聚合方法等设计采悬浮法生产聚氯乙烯介绍采悬浮法生产PVC树脂工聚合机理工艺程中需注意问题包括质量影响素工艺条件合成工艺中种助剂选择聚合工艺程进行详细叙述物料衡算热量衡算设备计算选型三方面进行准确工艺计算厂址进行选择采取防火防爆防雷等重措施三废处理回收等进行叙述画出整工艺流程图
关键词 ：聚氯乙烯 生产技术 悬浮法 乙炔法 乙烯法
Abstract
This article narrated industry of our country PVC production technology the development and current status Including raw materials process equipment polymerization method This design uses the method of suspension PVC production Introduces the production of PVC resin by suspension method and polymerization mechanism Technology problems in the process including quality influence factors process conditions and the synthesis of various additives on the polymerization process was described in detail And from the material balance heat balance calculation and the equipment selection and calculation three aspects to carry on accurate calculation of technology on the site were selected took fire and explosion mine and other important measures for waste recycling are recited draw the process flow diagram
Key words PVC production technology suspension acetylene vinyl method
目 录
1 聚氯乙烯概述 4
11 聚氯乙烯 4
111 聚氯乙烯性质 4
112 聚氯乙烯优点 4
113 聚氯乙烯途 4
114 聚氯乙烯工业重性 5
115 中国聚氯乙烯发展 6
12 聚氯乙烯生产工艺 7
121 原料乙炔制备 7
122 氯乙烯合成 8
1221 氯乙烯概述………………………………………………………………8
1222 生产原理…………………………………………………………………8
1223 工艺条件…………………………………………………………………9
1224 工艺流程图………………………………………………………………9
123 氯乙烯聚合 10
124 影响聚合产品质量素………………………………………………11
2尾气处理三废排放…………………………………………………………………………………12
3 总结………………………………………………………………………14
参考文献 15
致 谢 16
1 聚氯乙烯概述
11 聚氯乙烯
111 聚氯乙烯性质
PVC属定形聚物密度热容热导率折射率呈玻璃态呈粘弹态时呈熔融态时呈粘流态玻璃化转化温度时开始分解时快速分解剧烈分解变黑PVC火焰燃烧降解释放出苯等低分子化合物离火熄耐电击穿1万伏低压电缆较耐老化光氧作会缓慢分解释放盐酸形成羰基轭键变色化学稳定性酸碱盐溶液中较稳定室温条件耐磨性超硫化橡胶
112 聚氯乙烯优点
聚氯乙烯突出优点易燃性耐磨性抗化学腐蚀性水汽低渗透性外综合机械性制品透明性电绝缘性隔热消声消震性性价优越通型材料缺陷热稳定性抗击性较差降低温度时迅速变硬变脆受击时极易脆裂PVC极易改性通化学物理方法改善性通分子链交联引入功基团等手段赋予新功[1]
113 聚氯乙烯途
PVC般软制品：利挤出机挤成软电缆电线等利注射成型机配合种模具制成塑料凉鞋鞋底拖鞋玩具汽车配件等
PVC薄膜：PVC添加剂混合塑化利三辊四辊压延机制成规定厚度透明着色薄膜种方法加工薄膜成压延薄膜通剪裁热合加工包装袋雨衣桌布窗帘充气玩具等宽幅透明薄膜供温室塑料棚膜双拉伸薄膜受热收缩特性收缩包装
PVC涂层制品：衬底造革PVC糊涂敷布纸然塑化成先PVC助剂压延成薄膜衬底压合成衬底造革直接压延机压延成定厚度软制薄片压花纹造革制作皮箱皮包沙发汽车坐垫等板革作建筑物铺材料
PVC泡沫制品：软质PVC混炼时加入适量发泡剂做成片材发泡成型泡沫塑料作泡沫拖鞋凉鞋鞋垫防震缓包装材料挤出机基础成低发泡硬PVC板材异型材代木材试种新型建筑材料
PVC透明片材：PVC中加击改性剂机锡稳定剂混合塑化压延成透明片材利热成型做成薄壁透明容器真空吸塑包装优良包装材料装饰材料
PVC硬板板材：PVC中加入稳定剂润滑剂填料混炼挤出机挤出种口径硬异型波纹作水饮水电线套楼梯扶手压延薄片重叠热压制成种厚度硬质板材板材切割成需形状然利PVC焊条热空气焊接成种耐化学腐蚀贮槽风道容器等
PVC途：门窗硬质异型材料组装成国家已木门窗铝窗等占门窗市场仿木材料代钢建材中空容器等[2]
114 聚氯乙烯工业重性
聚氯乙烯PVC世界实现工业化时间早应范围广范通型热塑性塑料三四十年代开始实际应产量直稳居塑料工业首聚氯乙烯发展速度更快1996年退居第二位美国1990年底密度聚氯乙烯产量超PVC1992年高密度聚氯乙烯产量销售量已PVC致相交位第二第三间日PVC产量消费量居第二位中国PVC塑料制品产量直位居第PVC树脂产量1988年开始退居第二消费量低聚乙烯聚丙烯名列第三位聚氯乙烯综合性品种样性途广泛性性价格资源利生态环境影方面优种塑料60年PVC工业直保持着富活力技术革新持续稳定发展状态[3]
PVC相重宗塑料综合性改性品种途广泛原料源丰富消耗石油少价格低廉济效益耗低作钢铁色金属木材玻璃纸张等传统材料代产品利资源优化配置节省社会源[4]容易改性提高性PVC已通性材料入工程材料功材料强性材料PVC工业注入新活力PVC途广泛性碱氯产品关联性生产技术密集性PVC工业建筑汽车电子机械石油化工等国名济支柱产业氯碱工业等基础原料工业高新产业紧密相连美国70年代初做统计指出PVC关原材料机械终产品综合产值约占时美国国民生产总值10中国80年代末华东区做调查万吨氯碱创造57亿元工业产值亿元产值直接影响游产业1520亿元产值PVC加工业中国塑料工业中企业数行业生产程度高应覆盖面广技术推动性非常明显PVC工业发展带动促进国民济许行业技术进步发展改善衣食住行条件提高民生活水
115 中国聚氯乙烯发展
聚氯乙烯（ PVC）五热塑性合成树脂塑料制品早实现工业化品种通模压层合注塑挤塑压延吹塑中空等方式进行加工具较机械性耐化学腐蚀性难燃性等特点低廉价格非常突出性广泛生产板材门窗道阀门等硬制品生产造革薄膜电线电缆等软制品年发达国家受环保等方面压力世界总需求量出现稳定增长态势
1998年国PVC产量表观需求量分160万吨317万吨世界产量仅次美国（639万吨）日（263万吨）居第三位2000年前计划新建扩建PVC力少88万吨年估计期间量没竞争力电石法厂闲置总产达220万吨年水中乙烯法达1346万吨年目前占31升61项目万县市6万吨年体法PVC装置天津渤海公司韩国乐喜公司美国西方化学公司合资10万吨年 PVC装置(中引进8万吨年乙烯法VCM装置1997年建成投产)海天原化工厂伊滕忠商事旭硝子公司合资24万吨年VCM20万吨年 PVC装置泰国正集团宁波12万吨年 PVC装置辽河集团乐喜金星公司合资8万吨年 PVC装置海氯碱化学公司已VCM产增30万吨年计划40万吨年意味PVC产目前22万吨年增加36万吨年北京化工二厂增加PVC力76万吨年齐鲁公司增加PVC力10万吨年广州化工厂8万吨年乙烯法VCMPVC项目已通评审
国聚氯乙烯(PVC)工业起步50年代仅次酚醛树脂早工业化生产热塑性树脂第PVC装置1958年锦西化工厂建成投产生产力3000吨／年[1]全国PVC装置相继建成投产目前止国PVC树脂生产企业80余家遍布全国29省市治区总生产力达220万吨／年
PVC氯乙烯(VCM)聚合成工业生产般采4种聚合方式：悬浮聚合体聚合乳液聚合(禽微悬浮聚合)溶液聚合中悬浮法PVC(SPVC)树脂产量高占80％次乳液法PVC(EPVC)体法PVC(MPVC)VCM悬浮聚合水介质加入VCM分散剂引发剂pH值调节剂等搅拌定温度条件进行聚合反应VCM体聚合仅VCM引发剂存进行分散剂表面活性剂等助剂VCM乳液聚合VCM引发剂乳化剂H2O助剂存进行{VCM溶液聚合VCM引发刘溶剂存进行种方法溶剂回收残留污染问题生产成高该方法已逐渐悬浮法聚合乳液法聚合代目前生产PVC树脂采悬浮法少量采乳液法体法
现国引进PVC生产技术设备项目二十项左右中生产力两套设备海氯碱股份限公司齐鲁石化总公司年产20万吨悬浮法PVC树脂装置采日信越公司技术北京化工二厂锦西化工厂福州化工二厂引进美国B．F古德里奇公司悬浮法PVC树脂生产技术生产高型号树脂引进美国西方化学公司高型号树脂釜式汽提技术设备法国阿托公司前德国布纳公司日吉昂公司日钟渊公司日三菱公司糊树脂生产装置技术法国体聚合技术设备等技术设备引进国PVC树脂生产技术水提高产品品种增加带动国PVC工业发展
国PVC树脂消费分两类软制品约占总消费量37o％包括电线电缆种途膜(根厚度分压延膜防水卷材折叠门等)铺材料织物涂层造革类软手套玩具塑料鞋专涂料密封件等二硬制品约占总消费量 530％包括种型材材板材硬片瓶等预计年国PVC树脂需求量年均约64％速度增长2011年总消费量达约1250万吨中硬制品年均增长速度达约70％硬制品中异型材材发展速度增长快年均增长率达约101％未国PVC树脂消费继续硬制品方发展
中国聚氯乙烯工业着广阔发展前景中国物博口众聚氯乙烯产品提供广市场进入21世纪学鉴国外先进技术发展模式结合国具体情况发展国聚氯乙烯工业发挥全行业力量克服前进程中种困难定够较短时间赶世界聚氯乙烯工业先进水
12 聚氯乙烯生产工艺
121 原料乙炔制备
HC≡CH 纯品色略带芳香气味气体工业品（俗称电石气）具轻微蒜臭常压液化升华点易燃易爆机合成工业重原料特定途优质高热值燃料
生产方法工业许种生产乙炔方法原料源分两类：碳化钙法烃类热裂解法碳化钙法名电石法古老迄工业普遍应乙炔生产方法电石水乙炔发生器中作制乙炔：
电石（含碳化钙80％）乙炔约 3101（常温常压）
电石固体物料运输方便制乙炔浓度高需简单精制碳化钙法应较普遍规模生产少量发生焊接切割生产电石耗太高发展受限制
碳化钙法乙炔浓度含硫化物磷化氢砷化氢氨乙炔衍生物等杂质等物质催化剂中毒腐蚀金属作化工原料前常稀硫酸次氯酸钠溶液（氯通入稀氢氧化钠溶液）分洗涤净化少量乙炔干法净化采重铬酸盐净化剂三氯化铁净化剂均达净化求
烃类热裂解法天然气轻油原油等烃类高温裂解乙炔乙炔低碳烷烃生成焓温度关系曲线见高温（）始烃类制乙炔次反应CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2+ C2H2－377kJ见生成乙炔需量热外热力学观点饱烃中乙炔高温容易分解成碳氢求工业必须迅速物料供热达高温(>930℃)原料反应产物高温反应区停留时间非常短乙炔分压低裂解气需急冷工业已开发种生产方法区高温热产生传导方式致分直接传热外热法部分原料燃烧供热法通热载体间接传热外热法目前工业生产方法电弧法部分氧化法
122 氯乙烯合成
1221 氯乙烯概述
外观性状色醚样气味气体熔点（）1598沸点（）：134相密度：091相蒸汽密度：215饱蒸汽压34653（）界温度（）：142界压力560系数数值：138引燃温度：415溶解性：微溶水溶乙醇乙醚丙酮等数机溶剂途：作塑料原料机合成作冷冻剂等目前世界制造聚氯乙烯树脂乙烯单体量约占氯乙烯总产量96氯乙烯聚合物广泛工业农业建筑日常生活
1222 生产原理
生产方法：乙炔氯化氢氯化汞催化作合成氯乙烯
反应原理：
反应：
副反应：
1223 工艺条件
（1） 反应温度：反应温度氯乙烯合成影响温度升高反应速度加快乙炔转化率提高
反应温度高副反应增加时温度高会破坏催化剂活性结晶表面氯化汞升华加剧高温会乙炔聚合成树枝状聚合物沉积催化剂表面遮盖催化剂活性中心催化剂活性降工业生产中反应温度般采催化剂活性温度范围403K453K
（2） 反应压力
根反应原理知该反应系统气体分子数减少反应系统加压操作会提高转化率加压设备材料求相应提高系统出现负压反应物料易燃易爆旦漏入空气引起爆炸常压转化率已相高工业采常压操作绝压力012015MPa流程阻力
（3） 空间速度
氯乙烯合成中反应气体体积惯指乙炔气体体积单位m3乙炔( m3催化剂h)空间速度越通入反应气量越生产力越深度加工副产物越少高沸点物越少空间速度增反应气体催化剂接触时间缩短乙炔转化率减空间速度气体通入量反应激烈气体分布均匀局部容易热催化剂升华加剧活性降寿命缩短根实践空速般取3060h1
（4） 反应物配
反应机理出乙炔量时催化剂中氯化汞会乙炔原成氯化亚汞金属汞催化剂失活时副产物二氯乙烯等造成产品分离困难外乙炔容易微量乙炔会影响氯乙烯聚合生产中常采氯化氢量保证乙炔完全反应避免乙炔量造成催化剂中毒方面氯化氢较乙炔价格低廉量部分容易水洗碱洗掉时氯化氢量太会造成吸收率降低二氯乙烷产量增加增加碱消耗量增加产品成
（5） 催化剂
目前工业生产催化剂活性炭载体吸附812左右氯化汞制备成里含汞量指氯化汞812份活性炭100份言作活性组分氯化汞含量越高乙炔转化率越高氯化汞含量高时反应温度极易升华降低活性冷凝会堵塞道影响正常生产外氯化汞含量高反应激烈温度容易控制易发生局部热抑制氯化汞升华加入适量氯化钡研究表明纯氯化汞合成反应催化作纯活性炭较低催化活性
1224 工艺流程图
图11 氯乙烯合成工艺流程
1— 混合器 2—转化器3—水洗塔4—碱洗塔5—碱液槽6—气柜
7—预冷器8—冷凝器9—尾气冷凝器10—粗馏塔11—精馏塔
12—成品冷凝器13—氯乙烯贮槽14—受槽15—蒸出釜
工艺流程概述：
① 原料气混合干燥乙炔乙炔工段通砂封氯化氢工段干燥氯化氢混合器中混合
② 氯乙烯合成混合器中出混合气体进入氯化汞作触媒转化器中进行反应成氯乙烯反应气体中含未反应氯化氢乙炔生成乙醛11二氯乙烷(反)二氯乙烯等化合物
③ 氯乙烯精制反应气体进入水洗塔水洗法氯化氢入碱洗塔10氢氧化钠洗残余氯化氢二氧化碳碱洗反应气聚合回收未反应气体起进入气柜然进入预冷器中含部分水冷凝分离气体进入压缩机加压（表压）05Mpa进入预冷器部分水冷凝全凝器部分氯乙烯11二氯乙烷等冷凝成液体进入精馏塔塔顶分出乙炔氯乙烯气体全凝器中未冷凝气体起进入尾气冷凝器凝气体排空凝液回入粗馏塔部粗馏塔底氯乙烯11二氯乙烷等混合物进入高沸点蒸馏塔塔顶成品氯乙烯成品冷凝器冷凝进入贮槽塔底11二氯乙烷等高沸点物残液槽入蒸出釜间歇处理回收溶解氯乙烯送气柜高沸物送回收装置
123 氯乙烯聚合
聚氯乙烯聚合方法分四类：悬浮法聚氯乙烯乳液法聚氯乙烯体法聚氯乙烯溶液法聚氯乙烯[5]设计悬浮法聚氯乙烯聚合方法
悬浮法聚氯乙烯目前产量品种树脂结构分疏松型紧密型两种紧密型聚氯乙烯树脂粒子表面光滑孔实心球状结构疏松型聚氯乙烯树脂粒子表面粗糙疏松孔规结构紧密型相具流动性吸油性易塑化等优点采悬浮法PVC生产技术易调节品种生产程易控制设备运行费低易规模组织生产广泛应成诸生产工艺中生产方法
工艺特点：悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂般工艺程清理聚合釜中加入水悬浮剂抗氧剂然加入氯乙烯单体离子水中搅拌单体分散成液滴液滴保护胶加稳定加入溶单体引发剂引发剂乳液保持反应程中反应速度稳然升温聚合般聚合温度间低温聚合时()生产高分子质量聚氯乙烯树脂高温聚合时(般)生产出低分子质量(超低分子质量)聚氯乙烯树脂年提高聚合速度生产效率国外成功研究两步悬浮聚合工艺般第步聚合度控制600℃左右第二步聚合前加入部分新单体继续聚合采两步法聚合优点显著缩短聚合周期生产出树脂具良凝胶性模塑性机械强度现悬浮法聚氯乙烯品种日益广泛应领域越越广通型树脂外特殊途专树脂开发越越引起PVC厂家关注球形树脂高表观密度建材专树脂消光树脂超高(超低)分子质量树脂等已成开发热点
124 影响聚合产品质量素
① 搅拌：悬浮聚合程中搅拌聚氯乙烯树脂颗粒形态影响表现影响PVC树脂粒径分布孔隙率等搅拌作分散剂性质互相影响互相补充增加搅拌度悬浮分散体系液滴变细PVC树脂均粒子变搅拌强度促体系液滴碰撞聚PVC树脂均粒径变PVC树脂均粒径搅拌转速关系曲线呈马鞍形着搅拌转速增加聚氯乙烯树脂初级直径变孔隙率增加吸油率增
② 分散剂：搅拌特性固定条件分散剂种类性质量成控制树脂颗粒性关键素聚合程中分散剂影树脂颗粒宏观微观两层次成粒宏观言求分散剂应具降低单体界面张力利VCM分散保护滴颗粒减少聚单分散剂较难时满足两方面求制颗粒规整粒度分布中疏松表观密度适合聚氯乙烯脂两种两种分散剂复合中分散剂降低界面张力提高散力保证足够保力时满足特殊性求础添加油溶性辅助分散剂表面活剂调节分散剂VCM中分配系数散剂作深入颗粒微观层次
③ 聚合温度：VC悬浮聚合中存链转移剂时聚氯乙烯分子量取决聚合温度生产树脂牌号求聚合温度般45～65℃范围选择较高温度聚合树脂粒径增长减慢终均粒径减聚合温度聚氯乙烯树脂颗粒形态影响表现温度PVC树脂孔隙率影响聚合温度低形成树脂结构较疏松高温聚合初级粒子熔合成团初级粒子聚集体紧密堆砌排列制PVC树脂孔隙率较低着聚合温度升高初级粒子变少熔结程度加深粒子呈球形聚合温较低时容易形成规聚结体孔隙率增加通理解更加深聚合反应理解
2尾气处理三废排放
通试验原工艺进行深入研究基础胆原工艺进行简化新工艺流程：尾气－常压吸附－正压蒸汽脱吸－循环降温－备该工艺流程（见图1）五部分组成：⑴吸附器：采环式吸附器组合结构吸附剂采活性炭纤维⑵脱吸回收系统：包括冷凝器吸附槽等⑶循环吸附降温系统⑷微压回送系统⑸动控制系统
图1出新工艺流程运行程序：3吸附器1套路系统运行时相互切换3吸附器次进入吸附状态吸附器1吸附饱切换吸附器2吸附然吸附器3吸附脱吸工序次进行运行时含氯乙烯废气吸附器部进入穿活性炭纤维中氯乙烯活性炭吸附第次吸附气体通循环系统进行次吸附进步净化时床层降温净化气体吸附器顶部排出脱吸水蒸气吸附器顶部进入穿活性炭纤维吸附浓缩氯乙烯脱吸出带出吸附器进入冷凝器冷凝水蒸气冷凝气流入分离槽氯乙烯溶水冷凝水直接排放脱吸氯乙烯气体通微压回送装置直接送生产系统吸附器完成脱吸降温切换继续进行吸附循环连续运行
图1
三废览表
名称
源
成分
处理方法
废水
离心母液
釜水
汽提冷凝液
水
微量－CN水
微量PVC水
排 放
回收利
排 放
废气
汽提尾气
送料尾气
VC微量水空气微量ＰＶＣ
回收利
排 放
废渣
塑化片
扫料
PVC
PVC
PVC
回收利
回收利
回收利
3 总结
毕业设计PVC生产氯乙烯工艺进步解聚氯乙烯生活息息相关现代生活处处填满聚氯乙烯影子包装袋雨衣桌布窗帘充气玩具等处见聚氯乙烯已成生活部分
PVC生产氯乙烯工艺分三工段：原料乙炔制备氯乙烯单体合成氯乙烯聚合成聚氯乙烯第步原料乙炔制备采电石法名碳化钙法古老迄工业普遍应乙炔生产方法电石水乙炔发生器中作制乙炔：第二步氯乙烯单体合成：乙炔氯化氢氯化汞催化作合成氯乙烯单体反应原理：
反应：
副反应：
第三步氯乙烯聚合成聚氯乙烯设计悬浮法聚氯乙烯聚合方法悬浮法聚氯乙烯目前产量品种采悬浮法PVC生产技术易调节品种生产程易控制设备运行费低易规模组织生产广泛应成诸生产工艺中生产方法
电石法生成乙炔气乙炔氯化氢反应生成氯乙烯单体悬浮法聚合成聚氯乙烯方案优方案时原料利率高耗少转化率高
参考文献
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[3] 李雅丽氯乙烯生产技术进展概述[J]北京：中国化工信息2006（91523）
[4] LI纳斯聚氯乙烯全[M]北京：化学工业出版社19831228
[5] 谭恺刘岭梅悬浮法VCM聚合生产新验[J]北京：化学工业出版社200634 4 14 15
[6] 时钧汪甲鼎余国琼等化学工程手册(第二版)[M]北京化学工业出版社1996
致 谢
三年学生活快走入尾声校园生活划句号心中难舍眷恋里走出生说踏新征程学知识应实际工作中
回首三年取许成绩生活中快乐艰辛感谢老师三年孜孜倦教诲成长关心爱护学友情深情兄妹三年风风雨雨走充满着关爱留值珍藏美记忆
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