聚氯乙烯设计PPT课件

电石乙炔法生产PVC工艺,2,1、概述,微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。,1、概述,3,物理和化学性质,稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受 。 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。,4,5,PVC消耗（按产品分）情况,主要消费领域,主要产品,建筑,60%,包装,11%,电气产品,9%,消费品,10%,农业,5%,其它,5%,管子管件,34%,电缆,7%,薄膜板,18%,瓶子,3%,型材,16%,其它,22%,聚氯乙烯市场潜力,PVC作为五大通用树脂（聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS)之一，约占世界合成树脂消费量的29%。,6,国内二种聚氯乙烯生产方法并存,据2014年统计数据:乙烯法生产聚氯乙烯能力占1/3电石法生产聚氯乙烯能力占2/3由于近己年石油价格稳步上升,乙烯法生产聚氯乙烯已没有利润空间,作为标志性企业上海氯碱化工股份有限公司已出现亏损,电石法比重将进一步放大.,7,聚氯乙烯二种主要生产方法,（电石法）石灰石（碳酸钙 CaCO3)高温分解生成石灰（氧化钙CaO），石灰与焦碳高温反应生成电石(碳化钙CaC2)，电石水解生成乙炔乙炔与氯化氢加成反应生成氯乙烯氯乙烯聚合生产聚氯乙烯。（乙烯法）乙烯氯化（氧氯化）生成二氯乙烷二氯乙烷裂解生成氯乙烯氯乙烯聚合生产聚氯乙烯。,8,悬浮法本体法乳液法溶液法,PVC聚合,9,严峻的聚氯乙烯行业,目前全国一哄而上的电石法生产聚氯乙烯会使整个行业趋于激烈竞争,2014年新增产能310万吨,近几年平均每年以150万吨幅度增长。走技术创新之路,挖潜改造.提高自动化程度,降低人员成本.优化生产条件,降低单耗.,10,11,2、PVC的生产工艺 2.1 原料 2.1.1电石 碳和氧化钙（生石灰）在电阻电弧炉内于高温条件下化合而成的，所以它的化学名叫碳化钙，分子式 。 （1）无色透明的结晶体，工业用电石的颜色则随所含的碳化钙纯度不同而不同，有呈灰色，棕黄色或黑色。 （2）不溶于所有有机溶剂中，熔点2300（纯电石），含 80%时熔点为2000。 （3）电石与水作用生成乙炔和氢氧化钙。,12,2、PVC的生产工艺 2.1 原料 2.1.2 乙炔 C2H2 在常温下纯乙炔为无色气体，工业乙炔因含有硫化氢、 磷化氢等杂质，而具有特殊的刺激性的气味。 与空气混合在2.3-81%范围时，特别在含乙炔7-13%时。 与氧混合在2.5-93%范围时，特别在含乙炔30%时。 当乙炔和氯气混合时，在阳光下即能爆炸。,13,2、PVC的生产工艺 2.1 原料 2.1.3氯化氢 HCl ,分子量 36.5kg/mol。（1)氯化氢在常温常压下是无色有刺激性气味的气体。 (2)氯化氢极易溶于水而变成盐酸，病强烈放热。极易与潮湿的空气中的水分结合生成白色烟雾。（3）氯化氢是制造合成材料的重要原料，可用它来制造PVC等合成材料。,14,2、PVC的生产工艺 2.1 原料 2.1.4 氯乙烯 简称：VCM或VC （1）常温常压下为无色气体。带有芳香气味 （2）属易燃易爆物质，遇火焰即可燃烧爆炸，在空气中爆炸范围为3.829.3%，故在有氯乙烯存在的地方都要严禁烟火及撞击火花的产生。 （3）有毒，对人体有麻醉作用，长时间接触VC气体可使人致癌。 （4）在氯乙烯系统若有氧气存在则生成过氧化物，给后处理造成困难。 与氯乙烯开始反应生成单质体，它溶解于氯乙烯单体中，以后分解和重排，生成对碰撞很敏感的过氧化聚合物，并会变成醛和酸。它们对聚合过程有很大的影响，氯乙烯系统中存在微量的水和酸，会加速单体生成过氧化聚合物，造成设备管道的腐蚀。,15,2、PVC的生产工艺 2.1 原料 2.1.5 辅助原料 引发剂 由于氯乙烯悬浮聚合温度为5060上下，应根据反应温度选择合适的引发剂，由于反应后期单体浓度降低，为了使反应后期具有适当的反应，所以反应前期与反应后期应当使用不同半衰期的引发剂。因此聚氯乙烯树脂生产工厂目前多数使用复合引发剂，即两种引发剂的混合物。,16,2、PVC的生产工艺 2.2 基本原理,C2H2+HClC3H2Cl,17,工业制碱NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料。由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2OH2O+Cl2=HCl+HClOH2+Cl2=2HCl2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2ONaOH+CO2=NaHCO3(小苏打),PVC生产工艺,19,2、PVC的生产工艺 2.2 基本原理,合成反应后的粗氯乙烯内含有大量氯化氢、未反应的乙炔、氮气。氢气、二氧化碳等气体，以及转化副反应生成的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯等。,生产乙炔副反应产生的硫化氢,磷化氢,砷化氢对后续氯乙烯生产不利(1) 使催化剂中毒(生成硫化汞、磷化三氯 汞）H2S + HgCl2 HgS + 2HClPH3 + 3HgCl2 (HgCl3)P + 3HCl,20,2、PVC的生产工艺 2.3 反应流程,2.3.1 乙炔车间 （1）电石的破碎通常厂家采购的电石都是大块的电石，而电石料块进入发生器的合理径为2550mm，因此在进发生器前必须破碎，粗破后料块直径为80100mm，通过皮带机输入电石仓库，然后经过二次破碎，径粒达到2550mm，进入破碎机的电石温度应130，否则会烫坏，烧坏皮带；进入发生器的电石温度应该80，否则对发生系统不安全。,21,2、PVC的生产工艺 2.3 反应流程,2.3.1 乙炔车间 （2）电石的除尘 （3）乙炔的发生仓库内经破碎至2550mm的电石，在皮带机的输送下，电石遇到发生器内的水生成粗乙炔气体由发生器顶部逸出，经喷淋预冷器及正水封进入喷淋冷却塔及气柜中。反应所放出的热量是由过量的冷却塔废水而出，水解反应的副产物电石渣浆不断从溢流管流出，而较浓的渣浆由发生器内的搅拌耙齿送至底部间歇排放。,22,2、PVC的生产工艺 2.3 反应流程,2.3.1 乙炔车间 （4）反应产物乙炔的净化乙炔混合物净化采用化学反应方法.用具有氧化性的次氯酸钠作为净化剂,通过气体吸收塔,除去杂质.,用次氯酸钠液体净化后，存在反应产物：磷酸、硫酸，必须对粗乙炔进行中和反应。H3PO4 + 3NaOH