电石法生产PVC工艺流程.ppt

悬浮法本体法乳液法溶液法 PVC聚合的四种生产工艺 四种工艺比较一 悬浮法聚合生产工艺成熟 操作简单 生产成本低 产品品种多 应用范围广 一直是生产PVC树脂的主要方法 目前世界上90 的PVC树脂 包括均聚物和共聚物 都是出自悬浮法生产装置 乳液聚合与悬浮聚合基本类似 只是要采用更为大量的乳化剂 并且不是溶于水中而是溶于单体中 这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚 从而得到粒径很小的聚合物树脂 一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0 1 0 2 m 悬浮法为20 200 m 四种工艺比较二 本体法生产工艺在无水 无分散剂 只加入引发剂的条件下进行聚合 不需要后处理设备 投资小 节能 成本低 用本体法PVC树脂生产的制品透明度高 电绝缘性好 易加工 用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加工本体法树脂 溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂 如n 丁烷或环己烷 中引发聚合 随着反应的进行聚合物沉淀下来 溶液聚合反应专门用于生产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物 溶液聚合反应生产的共聚物纯净 均匀 具有独特的溶解性和成膜性 所需的物料品种较多去离子水VCM单体引发剂分散剂调节剂终止剂等等加料的精度要求高仪表精度不低于0 5级 测量上经常采用双流量计 计量槽 流量计 电子称部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度 批量加料品种多 要求高 电石法生产PVC工艺流程示意图 电石法乙炔工艺 乙炔发生电石输送发生器压缩 贮存乙炔清净清净塔中和塔清净液的配置和循环使用 乙炔发生操作画面 清净操作画面 氯化氢合成工艺 焚烧炉氯氢配比升负荷先加氢 减负荷先减氯 确保氯气不过量 VCM合成工艺 混合 冷却 脱酸转化器二组由多个转化器并联组成一组净化和压缩公用工程热水系统冷冻盐水 单体生成操作画面一 单体生成操作画面二 冷却 压缩操作画面 VCM精馏工艺 低沸塔除去低沸物高沸塔除去高沸物气相VCM经冷凝后得到合格的氯乙烯单体 VCM精馏操作流程图 釜体积70m3传热能力大 生产强度高 内冷挡板 设计压力高设计压力2 1MPa 可生产低聚合度树脂 防粘釜技术特殊的防粘釜液釜壁冲洗和防粘釜液喷涂技术高压水清釜先进的生产工艺有效的防止粘釜热水加料工艺聚合注水工艺 生产工艺密闭化前提条件先进的防粘釜技术达到几百釜不开盖清釜 先进的加料工艺所有物料均以液态形式输送 实现了聚合过程的密闭化和自动化操作 单体回收技术传统回收方式来说 每一个聚合反应周期均有约10一15 的未反应VCM进入精馏系统循环精制 加大了精馏系统生产负荷 既浪费了能源又降低了设备能力 自压回收压缩冷凝回收 转化率计算粗料预估加料完反应过程中动力学模型 主要控制过程 去离子水 VCM 分散剂 各种助剂加料 等温入料入料完釜温异常调整引发剂恒温聚合注水反应结束 加入终止剂等浆料输送 聚合釜出料 汽提离心干燥公用工程 等温入料控制策略 控制要求 单体 去离子水等同时加入聚合釜 加料完毕釜温大约比反应温度高2 左右 控制方法利用热平衡方程式 以设定釜温为目标 通过各种物料的进料温度 流量动态调整控制加料 引发剂加入前温度超差控制 等温入料控制流程图 反应温度控制 硬件设备夹套设备 釜体采用半圆管夹套 避免了普通夹套的缺点 增加了导热能力 内冷挡板 内冷管间采用独特的设计结构 更有利于传热 并且内冷管兼具挡板作用可以增加釜内流体湍流 增加传热 合理温控方案的应用根据釜温 夹套温度采用串级温度控制方案 控制冷却水根据釜温直接控制内冷挡板冷却水 聚合模拟控制 注水控制 主要方法聚合开始后定期注入补充水直到预定的水比锦西化工研究院经过大量试验得到如下结论 在聚合前采用低水比 1 2 1 4 当聚合反应开始后1小时左右 在易发生暴聚的转化率10 到达之前开始注入水 此后每15分钟加入一次使最终水比达2 1 缺点 该法使物料体积在一定范围内波动 忽高忽低 在气液界面仍有少量粘结物生成 注水控制 根据反应速率注水根据式 1 的注水速率可以保持反应釜的液位恒定在初始液位 而上式的注水速率只取决于反应速率 反应速率可以通过聚合热的计算得到 聚合热表达如下 该法紧密跟踪转化速率 可及时 准确地注入补充水 因此可很好地维持反应物料体积和控制粘度 但它需要同时监测多个过程变量 并经过复杂计算 对我国目前大部分PVC生产厂来说 还有一定的因难 注水控制 聚合开始后恒速注入补充水直到反应结束依据VCM聚合在相当长一段时间内基本维持不变 而初始反应速率较低部分大致为聚合后期高反应速率部分所补充 具体方法首先要计算出总体积收缩量 根据聚合时间就得到注入水的流量 但实际上平均聚合速率都取小一些 防止因偶然因素造成满釜 该法基本使注入水的速率与体积收缩维持平衡 液位比反应开始时略高 到反应结束时恢复到初始位置 一个聚合釜要生产多种型号的产品 过程复杂爆聚转型粘釜粗料釜温釜压控制精度要求高过渡釜温超调不超过0 5 保温阶段釜温偏差 0 2 过程复杂 控制精度高 恒流注水缺陷及其解决办法 反应速率过快如果在反应开始后的各不同时刻放热量远远高于正常值时 说明反应速度过快 达到相同转化率的时间就要缩短 注入水的速率相应调高一些 反应速率过慢在反应开始后的各不同时刻 放出的热量小于正常反应的放热量 这时注入水量若保持原值就相对过高 注满全釜 因此要在整个注水过程密切监视釜内压力 发现釜内温度处于正常而压力升高 且长时期维持不降的情况下 就要立即停止注入补充水 直