PVC树脂合成工序设计(氯乙烯脱水).doc

年产80000吨PVC树脂氯乙烯脱水工序设计安徽建筑工业学院材料与化学工程学院毕业设计题 目： 年产8万吨PVC树脂合成工序设计（氯乙烯脱水） 专 业： 高分子材料与工程 学生姓名： 赵 海 洋 学 号： 05206020240 指导教师： 江兵 高绍国 徐文总 2009 年 3月摘要本文系统的阐述了PVC在当今社会上各个方面的广泛应用，对其生产工艺作了简单的介绍，并分析了其在我国以及世界范围内的行业现状和发展趋势，在最后总结了PVC生产工艺在将来的发展方向。 PVC生产中包括了多段的生产流程，本文就VC气象脱水（硅胶吸附）工段作了大量的计算与分析，其中包括物料衡算，热量衡算以及设备选型3个主要部分。通过计算得出年产8万吨的PVC树脂的VC气象脱水（硅胶吸附）工段中需要换热面积为73 m3型号为8003000的空气加热器一台，型号17002700的硅胶干燥器4台和8002000的VC回收器（带加热套），扬程为80m3/h的罗茨风机以及其他一些相关设备。 关键词 ：PVC ；硅胶吸附；硅胶干燥器；传热面积；设备选型。 AbstractThis article formulated extensive use of PVC in all aspects in todays society, and made a brief instroduction of its production process, and analyzed in our country, as well as worldwide its status and development trend of the industry. In the final summing up of the PVC production process in the future direction of development.Production of PVC includ multi-stage process of production .In this paper, made a lot of calculation and analysis about meteorological of VC dehydration (silica gel adsorption) Section. It includs three main parts which are material balance, heat balance, as well as equipment selection. Derived by calculating the annual output of 80,000 tons of PVC resins dehydration of meteorological of VC dehydration (silica gel adsorption) Section must have one heater of the air whose heat transfer area is 73 m3 and model is 800 3000 , four silica gel dryer whose model is 1700 2700, and one Roots blower which its head is 80m3/h and some other related equipment.Key words : PVC ; silica gel adsorption ; silica gel dryer; heat transfer area ; equipment selection年产8万吨PVC树脂合成工序设计（氯乙烯脱水）目录1文献综述41.1引言41.2 PVC生产工艺41.2.1 聚氯乙烯单体的制备41.2.2氯乙烯单体聚合方法51.3 聚合过程中的技术工艺61.3.1大釜技术和先进的散热手段61.3.2防粘釜技术61.3.3闪蒸一M旋风干燥新技术71.4 PVC聚合釜温度控制方法81.4.1 生产工艺流程81.4.2温度控制方案91.5 我国聚氯乙烯行业现状与发展趋势1491.5.1中国PVC行业生产及消费概况91.5.2我国PVC生产企业状况111.5.3我国PVC树脂进出口概况121.5.4PVC在通用树脂中的地位131.6我国PVC工艺发展方向162物料衡算172.1 物料衡算已知条件172.1.1VC气象脱水（硅胶吸附）工序的生产工艺流程图172.1.2流程中物料工艺参数182.2 硅胶干燥器的物料衡算19221 硅胶干燥器条件19222 上图第点中水份含量的确定192. 2. 3 上图第点中水份含量的确定19224 硅胶干燥器吸附水量192.3 本设计系统物料衡20231 硅胶再生过程分析20232 再生过程结束检测21233 流程中第点空气流量的确定21234 流程中第点放空尾气流量计算213 热量衡算223.1 热量衡算已知数据223.2 硅胶干燥器热量衡算22321 硅胶吸附热22322 硅胶干燥器传热问题的解决方法22323 冷媒水流量22324 传热面积计算233.3空气加热器热量衡算24331 空气加热器所需蒸汽量W24332 空气加热器换热面积244 设备的工艺计算和选型254.1硅胶干燥器工艺计算和设计25411 工艺计算基础数据25412 有效吸附容量（）26413 吸附带的计算27414 吸附剂量的计算（W）284. 1. 5硅胶干燥其脱水性能预测28416 极限降落速度（Wk0）29417 压力降30418 硅胶干燥器设计示意图324.1.9硅胶干燥器工艺计算汇总表324.2 真空泵选型计算33421 硅胶干燥器再生前残余氯乙烯的估算33422 真空泵选型3343 空气加热器选型计算34431 空气加热器基本参数选定344. 3. 2 空气加热器工艺接管尺寸34433 空气加热器空气入口、出口流速：35434 空气在管程入口、出口流速35435 空气加热器管程压力降(P)35436 核算总传热系数（k）37437 计算传热面积404.4再生风机选型计算40441 风机所需克服的阻力（hf）40442 风机的选定435 设备一览表44参考文献45附录致谢46 1文献综述1.1引言 PVC英文全名为Polyvinylchlorid，其单体的结构简式为CH2=CHCl，主要成份为氯乙烯，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。其全球使用量在各种合成材料中高居第二，仅次于聚乙烯（PE）。 聚氯乙烯是乙烯基聚合物中的最主要的品种，氯乙烯在室温和常压下为无色气体，具有微甜味。易然，与空气混合后可形成爆炸混合物。在工业化生产初期，来源于电石路线，由电石水解产生的乙炔与HCL经催化加成而得。PVC具有较好的机械性能、耐化学药品性能、耐腐蚀性和难燃性，可广泛应用于塑料管材、塑料门窗、仿木塑料、板材、薄膜、人造革、电线电缆及包装材料等，是一种低能耗、低成本、用途广泛的塑料，因此，它在各国仍以较快速度发展。1 PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。下文均简称PVC。软质PVC多用来做成真空吸塑薄膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。1.2 PVC生产工艺1.2.1 聚氯乙烯单体的制备按照原料路线的不同，氯乙烯生产工艺有：电石法、平衡氧氯化法、二氯乙烷法和天然气乙炔法等路线。实际从最初始原料出发，主要就是乙炔法和乙烯法两类。电石乙炔法是最早使用的生产方法，工艺流程简单，产品纯度高，但由于电石生产能耗高，环境污染严重，因此在乙烯法出现后，国外发达国家就基本不采用电石法PVC路线。我国由于乙烯资源匮乏，且具有高度的垄断性，乙烯氧氯化装置投资昂贵和价格波动性较大等原因，中小企业发展乙烯法受到较大制约，而西部地区具有丰富的煤炭资源优势和能源优势，电石原料易得，为发展电石法PVC创造了空间。其原理如下：首先由电石和水反应产生乙炔气，然后用次氯酸钠溶液清洗乙炔气中得杂质气体，经清净后的乙炔气再跟氯化氢反应生成氯乙烯，氯乙烯单体经过精制后送去聚合。乙烯法最具有代表性的平衡氧氯化法工艺，是以乙烯和氯气反应生成二氯乙烷，再进一步裂解生成氯乙烯和氯化氢，氯化氢又和乙烯进行氧氯化反应生成二氯乙烷。简单地说，盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后，就会产生二氯乙烯；二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本组成部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用的，但是可以与其它成分混合生成许多产品。氯化乙烯基最初是在1835年在JustusvonLiebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。2在整个反应过程中，氯化氢始终保持平衡，不需补充也不需处理，因此没有废酸产生。与电石乙烯法相比，该工艺具有能耗低、污染小、生产能力大、产品质量高等特点，因此自从20世纪60年代发明以来得到迅速推广，目前在国外约有93的氯乙烯生产企业采用该生产工艺路线。然而近几年来，国际原油价格动荡不定，乙烯法制备聚氯乙烯不能使成本得到稳定得保障，而且我国又是产煤大国，反而使得电石乙炔法在国内应用比较广泛。1.2.2氯乙烯单体聚合方法目前，世界上PVC的主要生产方法有4种：悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。其中以悬浮法生产的PVC占PVC总产量的近90，在PVC生产中占重要地位，近年来，该技术已取得突破性进展。悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂的一般工艺过程是在清理后的聚合釜中加人水和悬浮剂、抗氧剂，然后加入氯乙烯单体，在去离子水中搅拌，将单体分散成小液滴，这些小液滴由保护胶加以稳定，并加人可溶于单体的引发剂或引发剂乳液，保持反应过程中的反应速度平稳，然后升温聚合，一般聚合温度在457O之间。使用低温聚合时(如42-45)，可生产高分子质量的聚氯乙烯树脂；使用高温聚合时(一般在6271)可生产出低分子质量(或超低分子质量)的聚氯乙烯树脂。近年来，为了提高聚合速度和生产效率，国外还研究成功两步悬浮聚合工艺，一般是第一步聚合度控制在600左右，在第二步聚合前加人部分新单体继续聚合。采用两步法聚合的优点是显著缩短了聚合周期，生产出的树脂具有良好的凝胶性能、模塑性能和机械强度。本体法是法国阿托公司的专利技术，其特点是聚合过程中不需要加入水分、分散剂及各种化学助剂，只有单体和引发剂作为基本原料，因此工艺过程得到简化，产品纯度得到提高，能耗低、投资省，三废排放较少。但是，尽管从理论上说悬浮和本体聚合反应工艺生产的树脂可以用于相同的领域，实际上加工厂一般只使用其中之一，因为悬浮和本体树脂不能混合，即使少量混合也会因静电效应导致聚合物粉末的流动性降低，而悬浮聚合树脂更易得到，因此大多数加工厂放弃了本体树脂，近年来本体工艺出现了止步不前或衰退的状态。乳液聚合法创建较早，产品的聚合及后处理过程较为复杂，生产成本较高，所以发展不快。近年来，由于在壁纸、地板革、化学防水布，汽车内体等对糊树脂的需求量增加，乳液聚合法也有相应的增长，其产量约占总产量的10左右。31.3 聚合过程中的技术工艺1.3.1大釜技术和先进的散热手段世界PVC聚合釜发展趋向是大型化，使用大型聚合釜，采用微机控制，批次之间树脂质量稳定，且消耗定额低。聚合釜大型化还具有降低人工劳动强度，方便控制，提高生产强度，降低投资、生产成本，改善劳动环境等优点。随着聚合釜的大型化，为使物料良好地分散，大釜多采用底伸式搅拌和水冷挡板系统，这样既保证了物料的均匀分散，又节省了能源，且弧形挡板也增大了传热面积。采用大釜技术以后，为获得最佳热平衡，国外采用在聚合釜外增加回流冷凝器的方法，从而显著提高了聚合釜的散热能力。体系中采用多元高效引发剂，复合引发聚合反应，并优化引发剂配比，使反应平稳，反应热均匀，提高了聚合反应速度和聚合釜散热能力，从而提高了聚合釜的生产能力，缩短了聚合时间。另外，还可通过在釜内增设内冷管，改进釜外壁的设计，采用大循环冷却水流量等方法提高釜的散热能力。1.3.2防粘釜技术氯乙烯单体在聚合过程初期形成粘稠的小粒子悬浮在水中，由于受搅拌离心作用，很可能粘到釜壁上，或因单体中含铁量高而吸附到釜壁上形成粘壁物。解决粘壁物的方法大致可分为3种：第一种是使用溶剂清除粘壁物，然后用高压水冲洗，使粘壁物减少，但在溶剂和水喷不到的死角仍有粘壁物；第二种是采用将防粘溶液喷涂或刷到釜壁上的方法，可大大减少粘壁物，意大利塞斯公司采用天然芳基酸(如水果汁)和壳素经处理后缩聚而成的防粘剂，该防粘剂呈碱性水溶液状，对人体无害，使用这种防粘涂布液对聚合体系及树脂质量没有影响，生产的树脂完全符合医药和食品卫生级聚氯乙烯树脂的生产要求，可以连续350500釜次不开盖清釜；第三种是在聚合体系中加入结垢抑制剂，防粘效果较好。台湾塑料工业股份有限公司对这三种方法作了分析，一是聚合体系添加结垢抑制剂，但结垢抑制剂易于带人树脂中影响其质量；二是防粘剂在使用几次后还需再涂，且很容易混入生产的树脂中，使树脂的杂质增多；另外，防粘剂很难均匀涂布于釜壁。根据这样的分析，台塑公司成功地研究出了双搅拌聚合釜，在釜顶和釜底对角线各安1个搅拌器，这种双搅拌消除了釜内的搅拌死角，减少了反应物与釜壁的冲撞力，节省了折流板，减少了粘壁物。为使粘壁物减少到最低限度，可在釜壁和辅助设备上涂上含有交联剂的多元酚涂层，防粘效果很好。1.3.3闪蒸一M旋风干燥新技术进入20世纪80年代以来，国外在PVC树脂的干燥方面开展了大量的研究工作，先后研究成功有不同特点的两段气流干燥器。PVC产品的干燥以前一般使用沸腾床干燥器，其能耗高，操作麻烦，且易产生黑黄点。德国赫斯特公司开发的气流旋风干燥器，不仅降低了能耗和投资，而且操作方便，产品质量易于控制。赫斯特公司的闪蒸一MST旋风干燥器系统是20世纪80年代中期工业化的一种新型两段气流干燥器，这种气流干燥器保留了第一段干燥器，重点对第二段干燥器进行改进，效果良好，1983年通过中试后迅速投入使用。闪蒸一MST旋风干燥技术在悬浮法PVC生产中与旧式两段气流干燥器的区别是：旧的干燥技术的第一段干燥使用的是闪蒸式干燥器(干燥时间短)；第二段使用1台沸腾床干燥器或旋风鼓式干燥器(干燥滞流时间长)。新的闪蒸一MST旋风干燥器经过工业应用显示出极大的优越性，设备生产效率高，干燥后的树脂水含量低，干燥器内无粘壁物；维护费用低并且无静电，与旧的闪蒸沸腾床干燥系统相比，第二段干燥投资费用减少50，树脂干燥能耗降低40。在干燥器中，对热敏感的PVC树脂能够在较低的温度下干燥，树脂没有降解的现象。由于出口温度低，一般在40，所以树脂不需要冷却。在干燥过程中，由于树脂粒子经切向进口与旋风干燥器金属壁接触，所以树脂没有静电问题。干燥树脂的生产效益比闪蒸一沸腾床两段干燥器提高15。由此可见，采用旋风干燥器的新两段气流干燥系统的优越性是很大的。据有关资料报道，目前，清华大学开发的旋流干燥器比德国赫斯特公司开发的气流旋风干燥器的技术又有新的进展，干燥能耗更低。41.4 PVC聚合釜温度控制方法1.4.1 生产工艺流程将去离子水、氯乙烯单体和其他辅助原料以一定比例按顺序加入到聚合釜中进行搅拌,将釜温升至规定温度,使物料在釜内进行聚合反应。反应期间将釜温控制在设定温度,偏差要求在0.2。反应完毕后加入终止剂,通过单体回收系统将未反应的氯乙烯单体回收再利用,回收完成后将釜内的聚氯乙烯料浆经离心、干燥后进行成品包装。聚合釜温度控制是聚合工序控制的主要内容,其工艺控制流程如图1所示。图1中,夹套温度为夹套进口与出口温度平均值,聚合釜温度为聚合釜上部与下部温度平均值。1.4.2温度控制方案我们将聚合釜温度控制分为四个阶段:第一阶段是升温阶段。这一阶段的主要作用是将聚合釜内的物料升至一定温度,以便引发聚合反应,这一温度为拐点温度(GSET)。第二阶段为阶段。这一阶段的主要作用是将夹套内的热水快速置换为循环水,为吸收聚合反应放热做准备第三阶段为初期反应阶段。等待聚合反应进入平稳放热阶段。第四阶段为正常聚合反应阶段用夹套循环水带走反应放热,维持聚合反应温度在设定温度。对聚合釜的温度制总体上采用顺序控制方式,即按程序设定的步骤(四个阶段)进行控制,程序流程框图如图2。51.5 我国聚氯乙烯行业现状与发展趋势141.5.1中国PVC行业生产及消费概况表1所示为近年中国PVC生产能力、产量和消费量变化。由表1可知,2000年后,PVC生产能力和产量大幅增长,20002007年8年间的生产能力平均增长率高达21.62%,产量的平均增长率更高达22.32%。20032006年,世界PVC树脂生产能力平均增长为5.8%;2006年比2003年约增长6000kt6。同期,中国PVC树脂生产能力平均增长为26.34%,高出世界平均增长率20多个百分点;而从2003年到2006年,我国PVC生产能力增长了5388kt/a,占世界总能力增长的90%。表2所示为2006年世界主要地区PVC生产能力分布。2005年我国PVC生产能力已经居世界第1位,而据表1和表2,2006年我国PVC生产能力已经占全球总能力的26.80%,高出2位北美地区6个百分点;2007年我国PVC生产能力更高达12720kt,占世界比例进一步提高。由表1,2000年至2007年8年间我国PVC树脂产量的平均增长率虽高于能力的平均增长0.70个百分点。而实际产量和能力比,开工率呈下降趋势,2000年至2007年分别为85.61%、84.62%、81.33%、81.64%77.54%、76.17%、77.83%和76.39%。 表1 近年我国PVC生产能力、产量和消费量 年份 1985 1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 能力/kt 670 1394 1800 2800 3400 4167 5197 6562 8772 10585 12720增长率/% 3.44 21.43 22.56 24.72 26.27 33.68 20.67 20.17产量/kt 508 758 1374 2397 2877 3389 4243 5088 6682 8283 9717增长率/% 25.69 20.03 17.08 25.20 19.92 31.33 23.29 15.32 产量/能力/% 75.82 56.31 76.33 85.61 84.62 81.33 81.64 77.54 76.17 77.83 76.39消费量/kt 1936 4529 5286 5766 6490 7100 7918 9193 10271增长率/% 24.92 32.15 9.08 12.56 9.40 11.52 16.1 11.73 产量/消费量/% 70.82 52.95 54.43 58.78 61.74 70.78 81.99 89.62 94.61 表2 2006年世界PVC生产能力分布地区 全球 北美 西欧 中欧 亚洲（除中国） 中国 其他 能力/kt/a 39500 8200 6800 2000 9000 10585 2900所占比例/% 100.00 20.76 17.22 5.06 22.78 26.80 7.40 2005年,美国PVC总产能为8633kt/a7,总产量为7894kt/a,装置开工率为91.44%,相比之下,国内装置平均利用率偏低,影响企业经济效益。由表1,2000年至2007年8年间的平均表观消费量增长率为15.93%,低于平均产量6.39个百分点。为此,近年自给率增长不断增长,2007年已经达到94.61%;2007年PVC出口量达到752kt(见表6),我国PVC树脂已经基本可以自给。自2005年起,生产能力已经超过了表观消费量,加上消费量增长率低于产量和生产能力平均增幅,表明下游加工行业的增速不及上游树脂产量的增速,存在能力过剩的可能。上下游的平衡应该引起注意。世界PVC需求的45%来自经济增长率达到12%的中国大陆;北美和西欧各为6%;中欧、东欧、中东和非洲各为10%;东北亚地区基本没有增长8。表3为近年我国PVC树脂不同生产路线的产量变化.电石法的比例连年大幅增长,2006年我国PVC总产量达到8238kt,其中,电石法5840kt,乙烯2398kt,分别占72.09%和27.91%,电石法PVC产量是乙烯法的2.58倍。 表3 20032006年我国PVC不同生产路线的产量变化年份 2003 2004 2005 2006 2007产量/kt 4243 5088 6682 8238 9717增长率/% 25.20 19.92 31.33 23.29 15.32其中 电石法/kt 2311 3112 4347 5840 6996 增长率/% 34.66 39.69 34.35 17.79 占比例/% 54.5 61.2 65.1 70.9 72.0 乙烯法/kt 1932 1976 2335 2398 2721 增长率/% 2.27 18.17 2.70 13.47占比例/% 45.5 78.8 34.9 29.1 28.0 电石法路线在国外,特别在欧洲早已经完全被乙烯路线替代,原因在于能耗高和严重的环境负荷,但电石法路线也有优点:投资小。另外,生产成本相对稳定,不受油价影响,当乙烯价格超过800美元/t时,则乙炔法生产成本相对低,这也是我国近年PVC急速发展的原因。1.5.2我国PVC生产企业状况到2007年底,中国大陆至少有PVC生产企业100家,实际生产能力超过100kt/a的PVC树脂生产企业52家;平均每家企业生产规模超过120kt/a;2006年生产量超过100kt/a的前20家PVC企业。2006年,天津大沽化学有限公司生产能力超过中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司,成为我国规模最大的PVC树脂生产企业,能力达到680kt/a。20家PVC树脂生产企业中,生产能力600kt/a以上的2家,计1280kt/a,占总能力的12.09%;300599kt/a的6家,计1910kt/a,占总能力的18.04%;200299kt/a的7家,计1650kt/a,占总能力的15.59%;100199kt/a的5家,计740kt/a,占总能力的6.99%;20家共计能力生产5580kt/a,占我国总能力的52.72%,超过我国总产能的一半。2006年我国PVC产量最大的5家企业生产量合计2115kt/a,占总量的25.67%,超过中国总量的四分之一;20家企业产量共计4963kt/a,占总量的60.24%。但是,低于2005年的61.48%,出现下降。2006年,上述20家企业的PVC产量占我国总产量的比例高于生产能力占总能力(52.72%)的比例,20家企业的平均装置开工率达到88.94%,高于全国平均水平。北美PVC树脂行业是生产集中度最高的地区,5家最大的企业占北美总生产能力的86%,平均规模为630kt/a;西欧5家最大的企业,占据西欧总生产能力的72%,平均规模为610kt/a;中东欧PVC生产企业呈现分散性,中欧的企业平均规模为190kt/a,东欧的企业平均规模仅为90kt/a。中PVC企业平均规模的110kt/a,处于国际上的低水平,仅高于东欧9。1.5.3我国PVC树脂进出口概况表5所示为近年我国PVC进出口量和金额变动。由于我国聚氯乙烯产能和产量大幅增长,我国聚氯乙烯进口量出现下降,尤其是近4年连续为负增长,近3年下降甚至达2位数,2004年至2007年,我国进口PVC树脂分别为2111kt、1662kt、1452kt和1304kt;与此同时,出口量近3年呈现大幅增长,增幅分别达到248.83%、232.67%和50.70%,但是,出口绝对量还不是很大,2005年至2007年出口量分别为150kt、499kt和752kt。综上所述,我国PVC树脂产能和产量还在增加,除少数型号外,很快就会达到完全自给,即产量很快就会超过消费量,从而成为PVC的净出口国。这将影响周边原来以中国大陆作为出口目的地的韩国、日本和中国台湾地区的PVC供应商,它们将转而面向俄罗斯、美国西海岸和印度等地,这也是中国PVC生产企业出口的目的地,竞争将展开。表6所示为近年我国PVC进出口平均价格。由表6可知,2004年以前PVC进口平均价格低于出口价格,而从2005年起,进口平均价格开始高于出口平均价格,2005年至2007年的进口PVC平均价格分别为851.79美元/t、876.21美元/t和979.71美元/t,分别高于出口20.85美元/t、104.21美元/t和85.66美元/t,且差距趋向变大。PVC树脂进口商正通过高附加值产品来对付中国大陆出现的大规模扩能和大量生产。10我国PVC出口目的地包括全世界105个国家和地区,从邻近的韩国、日本、中国台湾、俄罗斯、印度、中亚和东南亚各国,到相距较远的美国、加拿大、澳大利亚、中东和非洲各国和地区,其中最主要的两个出口目的国是土耳其和印度。2006年向土耳其出口113kt,同比增长1215.1%,占出口总量的26.9%(22.64%按本文表5出口量计算),出口平均价格745美元/t;向印度出口73kt,增长635.8%,占出口总量的17.4%(14.63%),出口平均价格737美元/t,出口平均价格均低于表6所示的PVC出口整体平均价格,出口主要货源地为天津、山东和江苏。出口增长造成了贸易摩擦,2006年6月,印度已正式对我国出口的悬浮级聚氯乙烯发起反倾销调查,土耳其也开展所谓“特保”。 表5 近年我国PVC进出口变化 年 份 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 进口量/kt 576 1924 2508 2251 2292 2111 1662 1452 1304增长率/% 17.79 7.13 30.75 -10.25 1.82 -7.90 -21.27 -12.64 -10.19进口金额 473847 1352803 1459832 1335694 1500636 1705350 1415670 1272260 1277539（千美元）变化率/% 28.51 25.61 7.91 -8.50 12.35 13.64 -16.99 -10.13 0.41增长率/% 81 41 36 38 45 43 150 499 752变化率/% -25.69 36.67 -12.20 5.56 18.42 -4.44 248.83 232.67 50.70出口金额 72649 31917 25188 28494 36076 37977 124641 385228 672322 （千美元）增长率/% -14. 02 35.16 -20. 09 13.13 26.61 5.72 228.20 209. 07 74.53 表6 近年我国PCV进出口平均价格年 份 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007平均进口价格 822.70 703.12 582.07 593.38 654.73 807.84 851.79 876.21 979.71平均出口价格 896.90 778.46 699.61 749.84 801.69 883.19 830.19 772.00 894.051.5.4PVC在通用树脂中的地位表8为近年我国PVC、PP和PE树脂生产量的变化。20002006年7年间国产PVC、PP、PE树脂生产量的平均增长率分别为23.33%、14.62%和12.48%,其中,PVC分别高出PP和PE8.71和11.21个百分点,也高于国产树脂生产总量平均增长率(16.89%)6.44个百分点。近年PVC树脂产量强劲增长由此可见一斑。由表8,20002007年8年间PVC、PP和PE3种树脂的平均增长率分别为22.32%、15.40%和12.95%。PVC平均增长率高出PP6.92个百分点,高出PE9.37个百分点。PVC产量高速增长使PVC产量在通用塑料中的位次发生变化:1997年,产量第1位的树脂品种是PE,其次是PP,PVC居第3位;2002年,PVC居PP之后,超过PE为第2位;至2004年,PVC树脂的产量登上第1位,达5032kt,高出PP283kt、PE619kt。这一差距在2005、2006和2007年进一步扩大。2005年,PVC的生产量高出PP1263kt、PE1201kt;2006年,高出PP2398kt、PE2246kt;2007年高出PP2670kt、PE2872kt。目前,PVC树脂已成为我国最大的树脂品种。20052007年PVC在国产树脂总量中所占的比例分别达到30.20%、32.58%和31.62%,接近总量的三分之一。由表8,2007年PVC产量增速有所下降,低于PE,特别是PP,估计PVC与PP、PE产量差距扩大的趋势有可能放缓。这可能与国家出台的控制PVC扩能政策有关.2007年10月28日,十届全国人大常委会第三十次会议表决通过了节约能源法修订草案,自2008年4月1日起实施;国家标准委也针对烧碱等9大高能耗领域出台9项能耗限额国标,这将直接影响PVC行业的发展。在全球树脂品种中,PVC产量居于第3位。表9所示为近年日本、德国和美国PVC生产概况11。由表8和表9可知12,2006年我国PVC产量8238kt,与居世界第1位的美国的产量接近,2007年我国PVC产量9717kt,估计可能超过美国,居世界第1。从结构比看,即占国内树脂总产量的比率看,我国的PVC在树脂中所占比例远高于日本、德国和美国;以2005年为例,我国PVC树脂生产量占国内树脂总产量的比为31.20%,而日本、德国和美国分别为15.21%.11.00%和15.82%;中国是日本和美国的近1倍,德国的近3倍。表8 近年我国通用树脂生产结构变化年份 1997 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007PP 年增产量/kt 1883 2658 3225 3751 4268 4749 5229 6131 7127 增长率/% 48.97 14.67 21.33 16.31 13.78 11.27 12.34 17.25 16.25占总产量比率/% 30.82 24.61 26.79 26.90 26.78 26.52 24.41 23.10 23.19PE 年增产量/kt 1921 3020 3083 3260 4132 4518 5291 6123 6925增长率/% 16.99 11.27 2.09 5.74 26.75 9.34 17.11 15.72 15.55占总产量比率/% 31.44 27.96 25.61 23.38 25.93 24.64 24.47 23.7 22.53PVC年增产量/kt 1536 2397 2877 3389 4243 5088 6682 8238 9717 增长率/% 6.82 25.69 20.03 17.80 26.62 19.92 31.33 23.29 15.32占总产量比率/% 25.14 22.19 23.90 24.30 25.14 28.41 31.20 32.58 31.61总量 总产量/kt 6110 10800 12040 13944 15938 17910 21419 25287 30736 增长率/% 23.26 28.31 11.48 15.81 14.29 12.38 18.33 17.60 21.55表9 近年日本，德国和美国PVC生产状况年份 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 年产量/kt 2626 2457 2460 2410 2195 2225 2164 2153 2151 2146日本 增长率/% 4.58 -6.44 0.12 -2.03 -8.92 1.37 -2.74 -0.51 -0.09 -0.23结构比/% 17.06 17.45 16.89 16.38 15.81 16.35 15.88 15.29 15.21 15.27 年产量/kt - 1310 1685 1600 1750 1900 1900 1930 1980 -德国 增长率/% - - 28.63 -5.04 9.38 8.57 0 1.58 2.59 - - 结构比/% - 10.19 11.39 10.32 11.08 11.52 11.31 11.03 11.00 -年产量/kt 5849 6580 6763 6550 6467 6939 6666 7066 7894 8242美国 增长率/% 6.17 12.50 2.87 4.10 1.27 7.30 -3.93 6.00 11.72 4.41 结构比/% 13.89 15.18 14.92 14.95 15.50 14.23 13.74 13.52 15.82 -近年在国际上,尤其是欧洲认为PVC树脂不属于环境友好材料,所以,产量增长缓慢,在日本甚至出现小幅减少的萎缩状态;而我国近年却出现扩张,这是我国塑料行业的一大特点。国际上,影响PVC应用的环境问题包括焚烧处理时产生二噁口英问题,增塑剂DOP来“荷尔蒙”问题,以及铅稳定剂等重金属添加剂问题等。二噁口英问题,通过在焚烧时去除HCl等改进的技术手段已经能够解决;关于DOP的荷尔蒙的问题经过试验论证已经还DOP一个清白,但是影响尚未消除,所以除了我国依仗丰富的煤资源,趁石油涨价之机而大踏步扩张之外,美国和德国大体保持一定的结构比,而日本产量还有所下降,结构比也小幅下降.1.6我国PVC工艺发展方向目前我国有聚氯乙烯生产企业70多家，2000年产量达23972万吨，居世界第三位。我国生产的聚氯乙烯品种中，通用均聚级聚氯乙烯的品种比较齐全，但专用均聚级聚氯乙烯品种较少，产品的质量与国外相比有一定的差距。另外，大部分共聚级聚氯乙烯品种还不能生产。业内人士指出，未来几年，我国聚氯乙烯行业将向以下方向发展1314：1促进生产工艺进步，提高企业经济效益未来我国聚氯乙烯生产工艺要向多样化发展，要采用先进的生产方法，积极引进和采用先进的二氯乙烷法，单纯的电石法工艺将逐步淘汰。要提高聚氯乙烯生产装置的性能，改进聚合釜，以适应先进的生产方法。生产控制也要现代化，要大力推广和普及计算机控制系统，积极开发应用先进的自动化控制系统。这些先进的控制手段不仅能保证产品的质量，而且有U于降低物耗和能耗，提高生产装置的安全运行性能。2产品向专业化、多样化和高附加值方向发展我国加入WTO后，市场竞争将日趋白热化。我国一些生产规模较小、产品质量较差和牌号较少的聚氯乙烯企业必将遭到淘汰，就是那些目前具有一定生产规模、科研开发力量较强、经济效益较好的企业也将面临巨大的压力。面对激烈的市场竞争，现在国内大多数聚氯乙烯企业都在积极利用自身的科技力量并联台相关的科研院所进行合作开发各种专用和高性能树脂，努力提高现有树脂的产品质量，使产品在应用领域、加工性能和使用效能等方面满足用户的要求。生产企业要积极树立企业品牌，增加产品的附加值，提供质优价廉的产品，努力扩大市场份额，提高企业的竞争和生存能力。3企业向规模化、大型化和集约化发展随着世界经济一体化进程加快和我国加入WTO，我国聚氯乙烯企业将面临越来越大的竞争压力，企业规模大小将直接影响竞争能力。近年来，我国聚氯乙烯企业再次掀起高潮。在2005年前。我国将发展几个大规模聚氯乙烯重点生产企业，增强企业在市场中的竞争能力。 2物料衡算气体减湿，即降低气体湿度，是一种属于热质传递过程的单元操作。在化工生产中，干燥操作所用的热气流在加热前常需经过减湿处理，以提高热能利用率；有些经过水冷的气体，也需经减湿处理才能进入下一过程。本设计中VC气象脱水工序即是对VC进行气体减湿的过程。VC气相脱水这一技术过程包括降温减湿、固碱吸湿、硅胶吸附及硅胶再生四个部分。而本设计主要是针对硅胶吸附及硅胶再生部分的计算。2.1 物料衡算已知条件已知生产年产量为8万吨PVC树脂，要对其进行气象脱水工段的计算，则每小时进入该工段的流量为：吨/小时Wvc=9.132103kg/h2.1.1VC气象脱水（硅胶吸附）工序的生产工艺流程图固碱干燥器放空硅胶干燥器去气柜真空泵去压缩空气加热器风机过滤器