聚氯乙烯分厂工艺规程李伟

1、1目 录1 目的与范围1 2 产品介绍13 原材料及相关材料的质量要求和公用工程规格64 生产基本原理和反应方程式85 生产工艺流程简述156 生产过程的工艺控制条件及检验条件211目的与范围1.1目的为使操作工能够严格控制生产过程，从而生产合格的产品，以保证工序的有效运行，特制定本工艺规程。1.2范围本规程适用于聚氯乙烯生产过程中的工艺控制。2 产品介绍2.1 乙炔气2.1.1 乙炔的物理性质分子式：C2H2，结构式：H-CC-H,分子量：26.04密度：1.17kg/m3熔点：81（101.325KPa）沸点：83.6（101.325KPa时升华温度）自燃点：406440纯乙炔是无色、无嗅

2、的气体。用工业电石制得的乙炔中由于含有少量硫化氢、磷化氢等杂质气体，而具有难闻的气味。乙炔难溶于水而易溶于丙酮中（见表1-1），根据这一特性，工业上用丙酮吸收法来分析乙炔纯度。乙炔在高压下很容易爆炸，液态乙炔稍受震动就会爆炸，常压下，乙炔与空气混合物的爆炸范围为2.381，其中含乙炔在713时爆炸力最强。乙炔和氧气混合物的爆炸范围为2.193，其中含乙炔30时爆炸力最强。表1-1 乙炔溶解度表溶 剂溶解度温度010305060708090水1.731.310.840.500.370.250.150.05丙酮332616-2.1.2乙炔的化学性质乙炔由于含有不饱和键和活泼氢，具有典型的炔烃性质。

3、2.1.2.1加成反应与氢、卤素、卤化氢、水发生反应：CHCH + H2CH2CH2CHCH + X2CHXCHX（其中氯乙炔极易爆炸）CHCH HXCH2CHXCHCH + H2O CH2CHOH2.1.2.2氧化反应氧化时三键破裂生成二氧化碳。3CHCH + 10KMnO4 + 2H2O6CO2+10KOH+10MnO22.1.2.3金属炔化物的生成乙炔分子中的氢原子能被银、铜、汞等置换，生成易爆的金属炔化物，如乙炔银、乙炔铜、乙炔汞等。CHCH 2Cu CuCCCu （乙炔铜）CHCH 2Ag+ AgCCAg （乙炔银）乙炔铜和乙炔银在干燥时很容易爆炸。乙炔是非常重要的化工原料，在工业上

4、得到广泛的应用，根据乙炔性质非常活泼这一特征，通过加成聚合等各种反应，由它可以制成各种塑料、橡胶、纤维以及有机合成的重要原料和溶剂；在钢铁工业中，可以用来切割钢铁。2.2氯乙烯单体2.2.1氯乙烯的物理性质分子式：CH2 · CHCL 分子量：62.5密度：0.91kg/m3熔点：159.69（101.325KPa）沸点：13.9（101.325KPa）自然点：472常温常压下是无色、易燃具有乙醚香味的气体，比空气大约重1倍，是有毒气体。液态的氯乙烯高绝缘性物质，无论从设备或管道外泄漏都极其危险。常压下，氯乙烯与空气混合物的爆炸范围为422，与氧气混合物的爆炸范围为3.672，当N2

5、48.8%或O236.4%时无爆炸危险。2.2.2氯乙烯的化学性质氯乙烯是一种不饱和的卤代烃，具有分子中含双键和卤素化合物的重要特征，但一般来讲连接在双键的氯原子不活泼，所以有关双键的加成反应比氯原子取代反应更容易，最重要的化学性质是进行聚合和共聚反应。2.2.2.1聚合反应氯乙烯分子中CC双键极易发生聚合反应，是氯乙烯极其重要的化学性质，聚合可在光、热、偶氮化合物、过氧化物、氧化还原系统化合物的引发下以游离基方式进行，反应如下： n · CH2CHCL(CH2-CHCL)n工业上常用的聚合方法有悬浮法、乳液聚合、本体聚合和微悬浮聚合。其中以悬浮聚合为主，占生产总量的80左右。常用的

6、聚合引发剂为过氧化二碳酸二乙基己酯（EHP）、偶氮二异丁蜻（AIBN）、偶氮二异庚氰（ADVN）、过氧化十二烷酰（LPO）、过氧化叔丁基特戊酸酯（BPP）、过氧化二碳酸二异丙酯（IPP）、过氧化二碳酸二（4叔丁基）环己酯（TBCP）、乙酰基过氧化环己烷磺酰（ACSP）等。2.2.2.2共聚反应氯乙烯还可以和相当多的其它单体组成双组分、三组分、四组分共聚物。分类号n12345678粘数ml/g15614414313613512712611911810710696958786732.2.2.3加成反应氯乙烯在2025和氯加成反应生成三氯乙烷 CH2CHCL + CL2CH2CL-CHCL2氯乙烯与

7、氯化氢作用生成1，2二氯乙烷 CH2CHCL + HCL CH2CL-CH2CL在紫外线照射下氯乙烯与硫化氢作用生成2氯乙硫醇 CH2CHCL + H2S HS CH2 -CH2CL在氧化铝作用下，氯乙烯与1.1-二氯乙烷加成生成1.1.3-三氯丁烷。氯乙烯和其它烯烃一样能和原子硒加成。2.2.2.4缩合反应：2摩尔氯乙烯可缩合生成氯丁二烯，释放出氯化氢 2CH2CHCL CH2CCL -CHCH2 + HCL2.3聚氯乙烯树脂2.3.1物理性质分子式：（C2H3CL）n。n表示平均聚合度，国内树脂通常控制在5901500范围内。2.3.1.1产品分类悬浮法通用型聚氯乙烯树脂的产品型号由GB3

8、402中规定的产品名称、聚合方法和聚合用途的表示符号及粘数分类（见表1-1）等四项组成：PVCSGnPVC：是指产品的名称；S：是指悬浮聚合；G：是指通用树脂；n：是指粘数分类。表1-1 不同型号聚氯乙烯树脂粘数表分类号n12345678粘数ml/g15614414313613512712611911810710696958786732.3.1.2物理性质分子量：30000100000 折光率：n0201.544外 观：白色不定型粉末 毒 性：无毒无嗅比 重：1.351.46（20时） 视比重：一般在0.40.65之间表观密度：0.42g/ml 颗粒直径：60150m燃烧性能：在火焰上能燃烧并

9、分解放出氯化氢，但离开火焰即自熄。溶解性能：不溶于汽油、酒精等溶剂。分子量低的树脂可溶于酮类、氯代烃和酯类，分子量较高的树脂具有有限的溶解度，通常只能制得110%聚合体的酮类溶液。机械性能：聚氯乙烯抗冲击强度很高，常温下可达10MPa。聚氯乙烯具有塑化加工时流动性好的特点。常温下可耐任何浓度的盐酸、90以下的硫酸、5060的硝酸及20以下的烧碱溶液，此外对于盐类亦相当稳定，聚氯乙烯树脂溶解于芳烃、氯烃、铜类及酯类。2.3.2化学性质聚氯乙烯的化学性质很高，没有明显的熔点，7580时开始软化，大于100时开始降解出氯化氢，在120165时放出氯化氢与各种有机氯化物，对人的生理有刺激性和麻醉性作用

10、。特别是在锌盐、铁盐和其它金属盐类存在时，能加速它的分解，但短时间内能耐150200的高温。2.3.3产品用途聚氯乙烯树脂系物理机械性能、电性能及化学腐蚀性能较好的工程塑料之一，在各类工业部门都有着广泛的用途，随着其性能的不断提高和完善，应用领域在不断扩大。不同规格的PVC，采用不同的塑化配方和加工方法，可以制造各种硬如金属的结构材料和软如橡胶的软管，也可制成电缆或半导体塑料；制成透明薄膜，用于食品包装，并可通过二次加工制造各种化工耐腐蚀容器、设备管件等，同时也是制造各种门、窗、家具的良好材料（表1-2）。表1-2 PVC树脂用途一览表型号主 要 用 途SG1高级电绝缘材料SG2电结缘材料、软

11、制品、薄膜、人造革表面膜、全塑凉鞋SG3工业及农业薄膜、软管、人造革、高强度管材SG4硬管、唱片、单丝、套管、型材SG5硬板、唱片、透明片、焊条、纤维SG6瓶子、透明板、透明片、过氯乙烯树脂、硬制注塑管件SG7瓶材、透明片、硬注塑管件、过氯乙烯树脂的原料SG8唱片、型材、食品、包装以及代替有机玻璃制品2.3.4产品质量工业级通用聚氯乙烯树脂执行国家标准GB/T5761-2006。2.3.5产品的贮存产品应放在干燥通风的仓库内，以批为单位分开存放，不得露天堆放，防止日晒和受潮。2.3.6产品的运输运输时必须用洁净有蓬的运输工具，防止雨淋和日晒。3原材料及相关材料的质量要求和公用工程规格3.1 原

12、材料及相关材料的质量要求3.1.1乙炔工序生产乙炔的主要原材料为电石，辅助材料有自来水、工业用氢氧化钠、固碱等，其主要原材料质量要求如下表。序号原材料名称指标名称指标引用标准1电石发气量l/kg乙炔中含磷化氢%乙炔中含硫化氢%2600.080.1GB10665-20042工业用氢氧化钠（30%）氢氧化钠%碳酸钠%氯化钠%三氧化二铁%300.550.008GB206-20063固碱氢氧化钠%碳酸钠%氯化钠%三氧化二铁%990.60.040.005Q/02QHC019-19983.1.2合成工序生产氯乙烯单体的主要原材料有：电石、氯化氢，辅助材料有活性碳、氯化汞。冷冻盐水、氮气等，其主要原材料质量

13、要求如表4-1。表4-1 主要原材料质量要求序号原材料名称指标名称指标引用标准1乙炔纯度%含氧量%98.50.42工业用氢氧化钠30%氢氧化钠%碳酸钠%氯化钠%三氧化二铁%300.550.008GB209-20063氯化氢纯度%含游离氯%含水量%含氧量%940.040.030.44活性炭含碳量%机械强度%吸苯量%颗粒度mm90>9030F3（36）5氯化高汞外观含汞量含水量假比重表面黑色或灰白色1012%0.3%0.653.1.3聚合工序序号名称检测项目质量要求备注1氯乙烯纯度%乙炔含量%99.990.002原料2羟丙基甲基纤维素外观甲氧基含量%羟丙基含量%粘度（2%，20）厘泊凝胶温度

14、（0.2%溶液）水分%白色纤维状疏松物28307.012406058645分散剂3聚乙烯醇外观醇解度mol%灰分%挥发份%粘度，厘泊白色粒状801.50.554452分散剂4过氧化二碳酸二（2-乙基）己酯（EHP）外观活性氧含量%残余氯代酯含量%浓度%无色、透明3.423.51375±1一级品5其他助剂根据产品说明具体分析3.2公用工程规格3.2.1水工 艺 水：压力：0.4MPa（表压）冷冻盐水：温度：0； 压力：0.25MPa（表压） 温度：-20； 压力：0.25MPa（表压）循 环 水：压力：0.30MPa（表压）温度：303.2.2生产用气压缩空气：压力：0.5MPa（表压

15、）3.2.3 氮气氮 气：压力：0.3MPa（表压）3.2.4蒸汽中压蒸汽（饱和）：压力：0.4MPa(表压) 温度：1454生产基本原理和反应方程式4.1乙炔工序4.1.1电石处理电石的主要成分是碳化钙，它与水反应生成乙炔是一个强烈的放热反应。1kg（千克）纯碳化钙与水反应约放出1984.5KJ（千焦）热量。电石的分解速度与固液两相的接触面积有关，电石颗粒太小，反应速度快，易产生过热现象，有造成爆炸的危险；电石处理的主要任务就是把大块电石破碎为一定大小的电石颗粒后送乙炔发生工序。我公司目前电石颗粒大小规定为50mm以下。4.1.2 乙炔发生电石的主要成分为碳化钙，与水反应生成乙炔。工业电石含

16、有很多杂质，如氧化钙、磷化物、硫化物等，这些杂质与水反应生成各种副产物。主反应： CaC2 + 2H2O C2H2 +Ca(OH)2 + 130KJ/mol副反应： CaO + H2O Ca(OH)2 + 62.6KJ/mol CaS + 2H2O H2S + Ca（OH）2 Ca3P2 + 6H2O 2PH3 + 3Ca（OH）24.1.3 乙炔清净粗乙炔中的有害杂质硫化氢、磷化氢、砷化氢等，如不除去，在氯乙烯合成反应中易引起有机催化剂中毒，并且磷化氢与空气接触会出现自燃现象，有引起爆炸的危险，因此必须通过清净处理予以脱除。按规定，清净后的乙炔气中磷化氢应小于0.06（体积含量，下同），硫化

17、氢应小于0.1。常用的清净剂是次氯酸钠，其原理是利用次氯酸钠的氧化作用，将上述副产物氧化为相应的酸性物质，再用碱液中和除去，次氯酸钠溶液是用氢氧化钠、水和氯气三种原料分别借流量计计量连续送入文丘里反应器配制而成。主要反应方程式如下：次氯酸钠生成反应：NaOH + CL2 NaCLO + NaCL +H2O乙炔清净反应：4NaCLO + H2S H2SO4 + 4NaCL 4NaCLO + PH3 H3PO4 + 4NaCL中和反应：2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O3NaOH + H2PO4 Na3PO4 + 3H2ONaOH + CO2 NaHCO3清净效果与次氯酸钠的浓

18、度、PH值及清净时间有关，有效氯含量越多，清净效率越高，但发生爆炸的危险也越大，一般有效氯含量在0.070.1，PH值为810，清净时间为6070秒。4.2合成工序4.2.1合成岗位4.2.1.1原料气混合脱水原料气乙炔和氯化氢的水分必须除去，因为原料气中存在水分，容易溶解氯化氢形成盐酸，严重腐蚀转化器。特别严重时可以使列管发生穿漏，被迫停产；同时水分的存在使催化剂结块，从而降低其活性，导致整个转化器的阻力增加，气流分布不均，局部地方由于剧烈反应发生过热，使HgCL2升华加剧，温度波动也加大，不易控制。另外，水分存在时还容易发生副反应生成乙醛等，在后续处理过程中不易除去。混合脱水的目的就是通过

19、冷冻、旋分、酸雾捕集器等步骤，除去混合气体中的水分和酸雾，使原料中水分的含量控制在0.03以下。4.2.1.2氯乙烯合成反应机理乙炔和氯化氢在氯化高汞（或称升汞）为活性组分、以活性炭为载体的催化剂上发生气相反应生成氯乙烯。主反应： CHCH + HCL CH2CHCL + 124.77KJ/mol(29.8kcal/mol)副反应：CHCH + H2O CH3CHOCHCH +2 HgCL2CLCHCHCL + Hg2CL2CH2 CHCL + HCLCH3CHCL2反应机理：乙炔先与氯化高汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞： CHCH + HgCL2 CLCHCH- Hg CL氯乙烯氯汞中间产物

20、不稳定，和氯化氢反应生成氯乙烯： CLCHCH- Hg CL HCL CH2 CHCL + HgCL2生产条件的确定合成反应温度：反应温度对转化反应影响很大，温度太低，则乙炔反应不完全，转化率低；温度高，乙炔转化率高，但副产物也多，从而使氯乙烯产率下降。一般合成反应温度控制在90180之间。原料气a分子比：乙炔过量容易使触媒中氯化高汞还原成氯化亚汞或汞；氯化氢过量太多，则容易进一步与氯乙烯加成反应生成1，1二氯乙烷的副产物。因此，在氯化氢纯度稳定的情况下，氯化氢与乙炔分子比为HCL：C2H2=(1.051.1)：1。b水分：原料气中含水一是与氯化氢生成盐酸，腐蚀转化器，生成三氯化铁堵塞设备管道

21、；二是使触媒结块，转化器阻力急剧增加，翻换触媒困难，生产不能正常进行；三是容易与乙炔反应生成乙醛： CHCH + H2OCH3CHO 因此一般原料气中水分控制在0.03以下。c游离氯：原料气氯化氢中含有的游离氯与乙炔反应生成氯乙炔，氯乙炔极不稳定，常在混合器、石墨冷却器等设备管道中爆炸，因此必须控制在0.04以下。d氧气：原料气乙炔中含氧较高时，影响生产安全，特别在精馏尾气放空中，乙炔含量较高时，氧浓度高威胁更大。因此，乙炔气中氧含量一般控制在0.4以下。e杂质：原料气乙炔中的杂质如磷化氢、硫化氢、砷化氢等均能与触媒发生不可逆的吸附作用，使触媒中毒，降低触媒寿命，并且还能与氯化高汞分子反应生成

22、无活性的汞盐。 HgCL2 + H2SHgS + 2HCL3HgCL2 + PH3(HgCL)3P + 3HCL4.2.1.3粗氯乙烯的净化合成反应中的气体中，除氯乙烯外，尚有过量氯化氢、未反应的乙炔、氮气、氢气、二氧化碳等气体，以及副反应生成的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙炔等杂气。为了生产适于聚合的高纯度单体，应彻底将这些杂质除掉。水洗是粗氯乙烯净化的第一步，即用水洗去在水中溶解度较大的杂气，如氯化氢、乙醛等。此外，水洗还具有冷却合成气的作用。经水洗后合成气中的氯化氢虽大部分除去，但仍有部分残留在合成气中，如果夹带到后续系统，会腐蚀设备，而且氯化氢的存在会促使氯乙烯聚合，堵塞

23、管道和设备，所以需要用碱洗的方法将其彻底除去。此外，碱洗也可将合成气中的二氧化碳等酸性气体一并除去。水洗属于一种气体的吸收操作，是以合成气中各种气体在水中具有不同溶解度为基础的。一般说来，气体的溶解度随温度的降低和压力的升高而增加。我公司水洗流程实现了密闭循环，用一定浓度的酸性废水作吸收液，但随着酸水浓度的增加，氯化氢溶解度降低，势必会影响对氯化氢的吸收。通过降低吸收液温度的方法可弥补上述不足。碱洗和水洗的原理略有不同。水洗一般可以当作单纯的溶解过程，通称为简单吸收或物理吸收，而碱液吸收氯化氢和二氧化碳的过程中，则起了化学反应，情况较为复杂，这一类吸收通常称为化学吸收。所用碱液为1015的氢氧

24、化钠溶液。4.2.2粗氯乙烯的压缩转化后的合成气如采用加压精馏，则合成气的压缩是一道不可缺少的工序。通过气体的压缩提高了气体的压力，亦即提高了物料的沸点，才有可能在常温下进行精馏操作。例如：常压下氯乙烯的沸点是-13.9，压缩到0.5MPa时，沸点提高到40左右，这样精馏过程中的冷量消耗就大为减少，操作也大为方便，生产能力大大提高。压缩工序就是通过一定型号的压缩机，把粗氯乙烯气体压缩，达到规定要求压力后送下一工序的过程。4.2.3精馏工序精馏属于蒸馏的范畴，所谓蒸馏就是利用液体混合物的各种组分挥发的难易程度的不同，通过加热使之汽化，使沸点较低的组分（低沸点物）变为蒸汽，进入冷凝器冷凝为液体（馏

25、出液）；而沸点较高的组分（高沸点物）则留在液体中（称为釜液）。精馏过程必须依靠以下两个条件： 由塔底加热釜（或称再沸器）使物料产生上升的蒸汽； 由塔顶冷凝使部分蒸汽冷凝为向下流的液体（即回流）。精馏是使蒸馏时所产生的蒸汽与蒸汽冷凝时得到的液体相互作用，气相中高沸点组分和液相中的低沸点组分，以相反方向进行多次的冷凝和汽化，实现完全分离液体混合物的过程。氯乙烯精馏过程就是将经净化处理、压缩后的粗氯乙烯气体进行精馏：首先通过低沸塔，利用低温精馏的方法使粗氯乙烯中的不凝气体挥发出来加以去除；然后通过高沸塔对低沸塔的釜液进行精馏处理，得到纯度较高的氯乙烯单体。尾气吸附是利用吸附剂吸附氯乙烯精馏尾气中的氯

26、乙烯和乙炔，达到回收氯乙烯的目的。具体原理是首先用吸附器进行吸附处理，当运行一段时间吸附达到饱和后，切换吸附器，然后对饱和的吸附器进行降压解吸，吸附、解吸交替进行实现连续处理。解吸出的氯乙烯单体送回转化器二段进口或气柜。4.3聚合工序4.3.1聚合反应机理氯乙烯单体（简称VCM）的悬浮聚合是以过氧化二碳酸二（2乙基）己酯（简称EHP）为引发剂，羟丙基甲基纤维素（简称HPMC）、聚乙烯醇（简称PVA）等为分散剂，无离子水为分散和导热介质，在一定温度下借助搅拌作用进行的聚合反应。氯乙烯的悬浮聚合属于非均相的游离基型加聚链锁反应，反应的活性中心为游离基，其反应机理分为链引发、链增长、链终止三步（也有

27、的文献将机理分为链引发、链增长、链转移、链终止四步）。氯乙烯聚合反应总方程式如下：n · CH2=CHCL（ CH2CHCL ）n+96.3108.9kJ/mol式中：n为聚合度，一般为5001500范围内4.3.1.1链引发链引发包括两个步骤，即引发剂分解为初期自由基（简称R）和初期自由基与VCM反应生成单体自由基，或称初期活性链。引发剂的分解及初期自由基形成是吸热反应。因此，在聚合反应的引发阶段需要外界提供热量。4.3.1.2链增长具有活性的初级自由基很快与氯乙烯分子结合形成长链，这一过程称之为链的增长。其反应为：RCH2CHCL· +CH2=CHCL RCH2CHCL

28、CH2CHCL·RCH2CHCLCH2CHCL· +CH2=CHCL RCH2CHCLCH2CHCLCH2CHCL·RCH2CHCLn-1 CH2CHCL· +CH2=CHCL RCH2CHCLnCH2CHCL·其总反应式为： RCH2CHCL·+nCH2=CHCLRCH2CHCLn + CH2CHCL· +(62.883.7)KJ/mol链的增长，是聚合反应的主要过程，该过程是放热反应，需要外界冷却将反应热移走。链增长的速度很快，几秒钟内即可达数千甚至上万聚合度。4.3.1.3链终止由于PVC大分子自由基与单体、引发剂或单

29、体中的杂质等发生链转移反应，两个大分子自由基发生偶合或歧化反应，使链的增长停止。大分子自由基与单体之间的链转移反应RCH2CHCLnCH2CHCL· +CH2=CHCL RCH2CHCLnCH2=CHCL+CH2CHCL·两个大分子自由基发生偶合反应 RCH2CHCLn-1CH2CHCL·+RCH2CHCLn-1CH2CHCL·RCH2CHCLnCH2CHCLn-R两个大分子自由基发生歧化反应RCH2CHCLn-1CH2CHCL· +RCH2CHCLn-1CH2CHCL·RCH2CHCLn + RCH2CHCLn-1CH=CHCL大分

30、子自由基与初期自由基反应RCH2CHCLn-1CH2CHCL· +RCH2CHCL·RCH2CHCLnCH2CHCLR4.3.2聚氯乙烯成粒过程4.3.2.1PVC多层次结构根据肉眼、显微镜、电镜所能辨认的程度，PVC颗粒结构大致可以分成三个层次。宏观级：肉眼可见，10m以上，包括颗粒和亚颗粒。微观级：显微镜可见，0.110m，包括聚结体和初级粒子。亚微观级：0.1m以下，包括初级粒子核和原始微粒。4.3.2.2悬浮PVC成粒过程PVC不溶于VCM单体中，VCM聚合具有沉淀聚合的特征，在单体液滴内形成亚微观和微观层次的各种粒子，在单体液滴或颗粒间聚并，形成宏观层次的颗粒。单

31、个液滴内亚微观和微观层次的成粒过程：在VCM聚合过程中，当PVC 链自由基增长到一定程度，链自由基线团缠绕聚结在一起，沉淀出来，形成原始颗粒，大小为0.010.02m；接着许多原始颗粒作第二次聚凝，聚结成0.10.2m的初级粒子核。上述亚微观层次结构形成后，就进入微观层次成粒阶段，初核或初级粒子核稳定地分布在液滴中，慢慢长大到一定程度（0.60.8m），又变得不稳定，进一步凝聚成12m的聚结体。当转化率达到8590%时，初级粒子可以长大到0.51.5m，而初级粒子聚结体长大到210m，此时聚合结束。液滴间宏观层次成粒过程：VCM液滴在搅拌和分散剂的作用下相互聚并的成粒过程。若单体液滴保护能力良

32、好，一旦形成就较稳定而难以聚并，在整个聚合过程中，多以独立液滴存在进行聚合，最后形成小孔致密的球形亚颗粒，即所谓紧密型树脂；当单体液滴保护能力中等时，液滴在聚合过程中有适当的聚并，由亚颗粒聚并成颗粒度中等、空隙度高的疏松型树脂。当单体液滴保护能力差时在低转化阶段就聚合在一起，不成颗粒，最后满釜结块。影响PVC 颗粒形态的主要因素有搅拌、分散剂、最终转化率、聚合温度、水油比等。5生产工艺流程5.1乙炔工序5.1.1电石入库由汽车运来的电石，安全入库，质检科取样检验合格后待用。5.1.2电石破碎在做好一切准备工作（包括特大电石的人工破碎处理）后，启动破碎机（M1102），把电石从投料口投入到破碎机

33、（M1102）的机腔内，破碎为50mm以下的电石颗粒。5.1.3电石运送经破碎后的电石，用大倾角皮带送至电石料仓（V1101），然后用电石料斗盛装，送往乙炔工序。5.1.4乙炔发生和乙炔清净将粉碎后的电石装入电石料斗（V1102）内，经电动小车送至乙炔工序，用电动单轨吊车（M1201A/B）提升至四楼，放入发生器电石加料小缸子（V1201AE）内，经加料贮斗（V1202AE）、电石加料中间贮斗（V1203AE）、电磁振动给料机（M1202AE）加入已装水的乙炔发生器（R1201AE）中。电石与水反应生成的粗乙炔气体自发生器上部逸出，经乙炔预冷器（E1201AE）和正水封（V1204AE）进入三

34、台并联的冷凝器（E1203AC）然后进入乙炔冷却塔（T1201A/B)，粗乙炔气体在塔内上升与塔顶喷下来的自来水逆流接触,被冷却后的气体，一路进入乙炔气柜（V1209）,另一路进入乙炔压缩机（C1201AE），粗乙炔气体经加压后进入水分离器（V1208），分离掉夹带的水分，并将此部分水冷却后在乙炔压缩机循环使用。乙炔气体从水分离器引出后进入两组分别两台串联的乙炔清净塔（T1202A/B/C/D），在塔内与塔顶喷淋下来的次氯酸钠溶液逆流接触，将乙炔中含有的磷、硫等气体氧化成对应的酸，从清净塔顶部引出的乙炔等气体进入中和塔（T1203A/B）,在塔内与塔顶喷淋下来的氢氧化钠溶液逆流接触，中和气体中

35、的酸性物质，制得的精制乙炔气体进入乙炔脱水器（E1202A/B）,通过与盐水换热分离乙炔气体夹带的水分，然后将乙炔气送合成工序使用。电石与水反应放出的热量由乙炔预冷器下水、冷却塔和清净塔的废水或补充的自来水加入发生器而移走。当乙炔生成量与需要量不平衡时，可用乙炔气柜（V1209）进行调节。即乙炔生成量多时，多余乙炔进入气柜，气柜升高；反之，乙炔返回系统补充，气柜降低。当发生器乙炔压力低于其后系统压力时，气柜内的乙炔返回，经逆水封（V1206AE）进入发生器。在烧碱贮槽（V1210）中将30氢氧化钠溶液配制成1015的稀溶液，用氮气压至碱液高位槽（V1211）。用稀碱液、水和氯气按一定配比通过文

36、氏管混合配制成符合要求的次氯酸钠溶液，放入次氯酸钠配制槽（V1212）备用。新鲜次氯酸钠溶液自次氯酸钠配制槽经次氯酸钠输送泵（P1204A/B）打至次氯酸钠高位槽（V1213）备用。次氯酸钠溶液自次氯酸钠高位槽底部经计量后用次氯酸钠循环泵（P1202）送至清净塔（T1202B/D）上部喷淋而下，自塔底流出溶液大部分仍用泵（P1202）打入清净塔（T1202B/D）循环使用，剩余部分通过液位控制后用次氯酸钠循环泵（P1202）打至清净塔（T1202A/C）上部，从塔底引出的溶液用废次氯酸钠循环泵（P1201A/B/C）打至乙炔预冷器（E1201AE）,或送至废次氯酸钠贮槽（V1207）。在乙炔发

37、生过程中产生大量石灰乳，并且电石中含有大量矽铁等水不溶性杂质，也会逐渐积累，为确保乙炔生产的正常进行，应将它们及时排出系统。石灰乳由发生器底部引出的溢流管排至渣浆池进行电石泥沉降处理以及压滤处理，矽铁等杂质经发生器底部排渣阀门定时放入排渣地沟，用水冲洗排掉。5.2合成工序5.2.1合成岗位5.2.1. 混合脱水与预热由乙炔工段送来的精制乙炔气用乙炔冷却器（E1302）冷却后，通过乙炔阻火器（V1303）进入混合器（V1304）。由氯化氢工段送来的氯化氢气体经过氯化氢冷却器（E1301AC）冷却后进入氯化氢缓冲罐（V1301）,然后进入混合器与乙炔气进行混合。乙炔与氯化氢通过流量调节后进入混合器

38、内（分子比为氯化氢：乙炔1.051.1：1），混合后进入混合气体冷却器（E1303A/B），经过旋风分离器（V1305A）脱除部分水分后进入深冷器（E1304A/B），继续冷却脱水，再进入旋风分离器（V1305B），然后经酸雾捕集器（V1306AC），分离酸雾后进入混合气体预热器（E1305A/B），与热水（由热水槽V1309A/B供给）换热后进入转化器（R1301A1S2）。5.2.1.2转化、净化、压缩经预热的混合气体由转化器上部进入，通过列管中填装的吸附于活性碳上的氯化高汞触媒，在一定温度下合成为粗氯乙烯气体（简称合成气）。合成气自除汞器（V1307A/B）下部进入上部引出除去汞及其化合

39、物后，进入泡沫塔（T1303A/B），与塔顶流下的酸水逆流接触，除去大部分氯化氢后进入水洗塔（T1301）。泡沫塔来的合成气从底部进入水洗塔与塔顶流下来的自来水或酸水逆流接触后，吸收除去部分氯化氢气体后，从底部进入碱洗塔（T1302），中和合成气中剩余的氯化氢气体，从而达到了除去合成气中过剩氯化氢气体的目的。由碱洗塔顶部出来的合成气一部分进入氯乙烯气柜（V1320）；另一部分经过机前冷却器（E1308A/B）冷却后经水雾捕集器（V1331）后进入氯乙烯压缩机（C1301AG）加压，再经冷却、除油后送往精馏工序。自水洗塔顶部流下的酸水，在一定浓度范围内，经酸循环泵（P1304A/B）打入循环酸冷

40、却器E1306降温后，一部分经流量计进入水洗塔完成自身循环；另一部分进入泡沫塔顶部，吸收合成气中的氯化氢气体后制得废酸（稀盐酸）外销；当酸水量不足时，通过DCS控制自动补充自来水。5.2.2精馏岗位由压缩机送来的粗氯乙烯气体，首先经机后冷却器（E1310）冷却通过油水分离器（V1321）脱水后，进入氯乙烯全凝器（E1311A/B）与管间冷冻盐水进行换热，使大部分氯乙烯气体凝成液体，再经水分离器（V1325）除水后进入低沸塔（T1304A/B），塔底再沸器（E1312A/B）管间用热水槽来的热水加热，将向下流的液体中低沸物蒸出，经塔顶冷凝器（E1313A/B）冷却，不凝的气体和由水分离器出来的气

41、体进入尾气冷凝器（E1317AD）。经尾气冷凝器冷凝下来的液体送入水分离器重新进入精馏工序精馏，不凝气体则送至吸附系统，回收氯乙烯和乙炔。低沸塔塔底液体氯乙烯借调节阀门加入高沸塔（T1305A/B），液体经高沸塔再沸器（E1315A/B）将氯乙烯蒸出。高沸塔塔底的以1，1二氯乙烷为主的高沸物间歇排入高沸物蒸槽（V1324），通入蒸汽蒸出氯乙烯回收至气柜，二氯乙烷放入储罐内外销。由高沸塔塔顶排出的精制氯乙烯气体，进入成品冷凝器（E1316A/B），使氯乙烯气体冷凝成液体，进入单体储槽（V1326AC）。5.2.3压料岗位单体储槽内的氯乙烯单体经单体过滤器（X1302AD）过滤后，用单体输送泵（P

42、1301AC）输送到单体计量槽（V1327A/B），经计量后输送到聚合釜，用两个质量流量计控制单体进釜流量。5.3聚合工序5.3.1聚合岗位无离子水槽（V1401）内的无离子水用无离子水泵（P1403A/B）加入聚合釜（R1401AH）；引发剂、缓冲液等助剂通过人孔加入聚合釜；分散剂通过分散剂计量槽（V1405A/B）加入聚合釜。氯乙烯单体通过单体输送泵（P1301AC）加压后通过单体分配台加入聚合釜内。通过终止剂小罐向釜内加入一定量缓冲液（氨水），并开启搅拌，然后通循环水同时向汽水混合器（X1401AH）通入蒸汽，给物料升温至规定温度时，聚合反应开始进行并释放出热量，此时停止通蒸汽，改为只通

43、入循环水，以便移走反应热，直至反应结束。当单体转化率达到85以上时，通过终止剂加入罐向釜内加入一定量终止剂，然后借釜内余压将生成的浆料和未反应的单体压入接料槽（V1409CD）。分散剂从分散剂配置槽（V1402AB）通过分散剂管道泵（P1402）送至分散剂高位槽（V1406A/B）内贮存。使用时通过位差进入分散剂计量罐内，然后通过助剂分配台加入聚合釜。消泡剂通过终止剂小罐加入聚合釜。5.3.2 单体回收在出料过程中，接料槽压力控制在0.25MPa以内进行回收，罐区岗位开启水环压缩机，接料槽（V1409CD）内未反应的单体通过顶部的单体回收管，经过高效泡沫捕集器（V1410CD）后，进入单体回收

44、缓冲罐（V1411）。借助水环压缩机（C1401A/B）加压后进入水分离器（V1412），除掉水份后进入单体冷凝器（E1401A/B），通过单体冷凝器（E1401A/B）进行冷凝，冷凝下来的液态单体经过单体回收液封（V1415）去单体回收罐，未被冷凝的气态单体去气柜（V1320）。分离器分离下来的水进入水缓冲罐（V1413），通过压缩机循环水泵（P1409A/B）与循环水冷却器（E1402）换热后进入水环压缩机。5.3.3浆料汽提处理 接料槽（V1409CD）的浆料经浆料泵(P1407AB)打入接料槽（V1409AB），再由浆料泵(P8301CD)打入螺旋板换后进入汽提塔，与蒸汽混合在温度过高

45、的情况下，将树脂中的氯乙烯脱除，脱除后的树脂浆料经浆料泵(P8302EF)送往离心干燥工序的浆料槽（V1414AB）。5.3.4 浆料的离心干燥浆料槽（V1414A/B）内的浆料经离心浆料过滤器（X1405A/B）过滤后用离心浆料泵（P1408AD）送离心机（M1404AD），浆料经初步脱水后，通过绞笼（X1406A/B、X1407A/B）输送至气流干燥塔（T1401A/B）；由送风机送来的风经散热器（E1403A/B）换热成热风后从气流干燥塔底部进入，将绞笼送来的湿物料干燥后送入旋风干燥塔（T1402A/B），干燥后的物料通过旋风分离组（V1420AD）分离后，气体经引风机（C1404A/B

46、）排空，粉料经星型加料器（X1410A/C）进入一次旋振筛（X1409A/B）完成粗细物料的分离，细物料（合格物料）进入小料仓（V1417A/B），然后进入旋风除尘器（V1421A/B）除尘后，经星型加料器（X1410B/D）进入大料仓（V1418A/B），分批包装。空气经空气过滤器（X1408A/B）净化后一路通过送风机（C1402A/B）进入散热器（E1403A/B），一路通过罗茨鼓风机（C1403A/B）用于大料仓进料。5.3.5 ESD系统 在聚合过程中因外部因素或内因部因素导致发生超温、超压现象时，ESD系统将自动启动，通过氮气将紧急终止剂加入内，终止氯乙烯继续反映，起到安全保护系统

47、的作用。6 生产过程的工艺控制指标及检验条件6.1工艺技术控制指标 6.1.1乙炔工序6.1.1.1电石破碎岗位 电石粒度50mm。6.1.1.2电石加料岗位序号控制项目控制指标1加料前氮排乙炔5分钟2加料后氮排空气4分钟3排气压力6KPa6.1.1.3发生岗位序号控制项目控制指标1发生器压力39KPa2发生器温度85±53发生器液面4080%4正水封液面1020cm5安全水封液面溢流管有溢流6逆水封液面1/23/5液面计之间7气柜高度正常为300700m3，最高不超过850m3，最低不低于200m38振动筛电流25A，最大不超过10A6.1.1.4清净岗位序号控制项目控制指标1次氯

48、酸钠有效氯浓度0.070.1%2次氯酸钠PH值8103冷却塔乙炔出口温度25304次氯酸钠贮槽液面1/22/3液面计5次氯酸钠高位槽液面2/3液面计以上6废次氯酸钠有效氯浓度0.01%7废次氯酸钠槽液面1/22/3液面计8中和塔碱液浓度1215%9冷却塔、清净塔、中和塔液面4080%10乙炔脱水器温度冬季1015，夏季51011氯氢处理废次氯酸钠碱含量和有效氯含量之和大于116.1.1.5压缩岗位序号控制项目控制指标1乙炔压缩机入口压力2.6KPa2乙炔输出压力根据合成流量而定3水分离器液面4080%4水分离器循环水温度夏季35，冬季306.1.1.6压滤岗位序号控制项目控制指标1压滤机进料压

49、力0.5MPa2压滤机吹气压力0.6MPa3压滤机板框压紧电流30±2A4渣浆泵出口压力0.50.55MPa5空气压缩机出口压力0.6MPa6清水泵出口压力0.1MPa7电石泥滤饼含水量36%6.1.2合成工序6.1.2.1 合成岗位序 号项 目工艺控制条件1转化器反应温度901802混合脱水温度、气体温度-15-183转化器热水进口温度>804预热器气体出口温度>805转化器气体含乙炔<1%，含氯化氢<10%6混合器温度457水洗塔水洗液含酸<5%8泡沫塔水洗液含酸3032%9泡沫塔进水量0.32.0m3/h10粗氯乙烯含氯乙烯>80%，含乙炔&

50、lt;1%6.1.2.2压缩岗位序号控制项目控制指标1机前冷却器气体出口温度2102压缩机 一段气体出口温度90 一段气体进口压力2.6KPa 一段气体出口压力0.10.25MPa 二段气体进口温度50 二段气体出口温度110 二段气体出口压力0.5±0.08MPa 循环油压力0.10.3MPa 注油器液面2/3液面计刻度 电机电流160A 放水油2小时/次（必要时增加次数）3机后冷却器气体出口温度40±24气柜原始开车时，氮气排空气含氧3%再用氯乙烯排氮气含VCM>80%方可开车，正常控制在300700m3，最低200m3，最高850m35气柜管道、机前冷却器系统油分离器放水油2次/班6.1.2.3 精馏岗位序号控制项目控制指标1全凝器 温度 压力22280.50±0.05MPa2低沸塔 塔釜液面 塔釜压力 塔釜温度 塔顶压力 塔顶温度4080%0.50±0.05MPa40+20.5±0.02MPa22333低沸塔 塔釜液面 塔釜压力 塔釜温度 塔顶压力 塔顶温度4080%0.20.4MPa20350.20.3MPa10204氯乙烯单体 纯度 乙炔99.95%0.002%5成品冷凝器 压力 温度0.20.3MPa16266单体贮槽 压力