第二章 聚氯乙烯生产

1、聚氯乙烯生产技术聚氯乙烯生产技术2016年8月一、概述 1 1 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC） 聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物 分子式：分子式：CC2 2CHClCHCln n， 其中其中n n表示平均聚合度。目前，商品化的表示平均聚合度。目前，商品化的PVCPVC树脂分子质量范围树脂分子质量范围在在1.91.910105 5 5.05.010105 5之间，通用树脂分子量为之间，通用树脂分子量为32000320009500095000 主要物化数据如下：主要物化数据如下： 外观：白色粉末外观：白色粉末 比重：比重：1.351.35

2、1.45 1.45 表观密度：表观密度：0.400.400.65 g/ml 0.65 g/ml 比热：比热：0.200.200.35 Kcal/g 0.35 Kcal/g 导热系数：导热系数：0.14 Kcal/h m 0.14 Kcal/h m 唯卡软化点：唯卡软化点：757585 85 颗粒直径：颗粒直径：6060150 150 微米微米 （悬浮法）（悬浮法） 热分解点：热分解点：100100降解释放出氯化氢降解释放出氯化氢 燃烧性：在火焰上能燃烧并释放氯化氢、一氧化碳和苯等，离燃烧性：在火焰上能燃烧并释放氯化氢、一氧化碳和苯等，离开火焰自熄开火焰自熄。 聚氯乙烯是性能价格比优越的大宗塑料

3、品种，聚氯乙烯是性能价格比优越的大宗塑料品种，是五大通用树脂中产量是五大通用树脂中产量最大最大的品种。的品种。 聚氯乙烯树脂广泛用于建筑、电线电缆、家聚氯乙烯树脂广泛用于建筑、电线电缆、家用器具等行业，如用于制造电缆绝缘层、保用器具等行业，如用于制造电缆绝缘层、保护层；蓄电池隔板；农膜；薄膜；软管；人护层；蓄电池隔板；农膜；薄膜；软管；人造革等板材；型材；管材；塑钢门窗；上下造革等板材；型材；管材；塑钢门窗；上下水管；穿线管；透明瓶；透明片材；彩色板水管；穿线管；透明瓶；透明片材；彩色板管；玩具等。另外，还用于掺混其它塑料进管；玩具等。另外，还用于掺混其它塑料进行塑料合金的加工制作。行塑料合金

4、的加工制作。 在在PVCPVC用途消费中软制品约占总消费量的用途消费中软制品约占总消费量的30-35%30-35%，用，用量最大的是膜和片；硬制品约占总消费量的量最大的是膜和片；硬制品约占总消费量的60-65%60-65%，用量最大的是管材和管件。大的消费市场是建筑行业，用量最大的是管材和管件。大的消费市场是建筑行业，约占约占PVCPVC总消费量的总消费量的55%55%，主要用于管材、管件、板材、，主要用于管材、管件、板材、型材等；装修行业约占总消费量的型材等；装修行业约占总消费量的8%8%；电气电缆约占；电气电缆约占7%7%；家具装璜约占；家具装璜约占5%5%；其他为；其他为25%25%。

5、PVCPVC硬制品的比例目前正在逐步扩大，今后硬制品的比例目前正在逐步扩大，今后PVCPVC硬制品硬制品的发展将以复合材料、掺混材料及其它适应建材市场的发展将以复合材料、掺混材料及其它适应建材市场要求的制品为主。软制品则仍以电线电缆、包装材料要求的制品为主。软制品则仍以电线电缆、包装材料和壁纸为主，向无毒、低增塑剂方向发展。共混改性和壁纸为主，向无毒、低增塑剂方向发展。共混改性技术近年来在发达国家已经取得了长足的进步，以聚技术近年来在发达国家已经取得了长足的进步，以聚氯乙烯为主的塑料合金制品在一些地方开始取代工程氯乙烯为主的塑料合金制品在一些地方开始取代工程塑料和橡胶。塑料和橡胶。2 电石（C

6、aC2） 工业工业碳化钙碳化钙（即电石）是灰色、棕黄色或黑（即电石）是灰色、棕黄色或黑色，结晶断面是灰色。当碳化钙含量高时呈色，结晶断面是灰色。当碳化钙含量高时呈紫色，断面在空气中暴露一定时间将逐渐变紫色，断面在空气中暴露一定时间将逐渐变为灰白色。电石比重为为灰白色。电石比重为2.02.02.82.8，随，随CaCCaC2 2含含量减小而增高。一般含量减小而增高。一般含CaCCaC2 2为为8080。碳化钙。碳化钙与水作用放出乙炔。与水作用放出乙炔。3 3 乙炔乙炔（CHCHCHCH）乙炔是炔烃中最简单的一种化合物，其性质非常活泼，易进行加成、乙炔是炔烃中最简单的一种化合物，其性质非常活泼，易

7、进行加成、聚合以及其它化学反应，因此乙炔在有机合成中得到广泛应用，是化聚合以及其它化学反应，因此乙炔在有机合成中得到广泛应用，是化学工业中的主要原料之一，乙炔在常温常压下乙炔为无色、无嗅、无学工业中的主要原料之一，乙炔在常温常压下乙炔为无色、无嗅、无味的气体，工业乙炔因含有杂质而具有特殊的刺激性嗅味。味的气体，工业乙炔因含有杂质而具有特殊的刺激性嗅味。化学分子式：化学分子式： C C2 2H H2 2（结构式（结构式CHCHCHCH） 分子量：分子量：26.03826.038乙炔极易燃烧爆炸，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热乙炔极易燃烧爆炸，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热

8、能引起燃烧爆炸。遇氧化剂接触会猛烈反应。与氟、氯等接触会发生能引起燃烧爆炸。遇氧化剂接触会猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈化学反应。与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。剧烈化学反应。与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。在空气中的爆炸极限为：在空气中的爆炸极限为：2.32.38181，（其中，（其中7 71313最易爆炸）。乙最易爆炸）。乙炔用炔用N N2 2、COCO2 2、COCO、H H2 2O O等气体稀释后，爆炸能力会降低。如等气体稀释后，爆炸能力会降低。如N N2 2：C C2 2H H2 2=1=1：1 1时，通常不会发生爆炸。作为乙炔的稀释剂，效果最好的时，通常不会发生爆炸

9、。作为乙炔的稀释剂，效果最好的是氮气。是氮气。4 4 氯乙烯（氯乙烯（VCMVCM） 在常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体在常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体 分子式：分子式：CH2=CH2=CHClCHCl分子量为分子量为62.5162.51 溶解性：微溶水，溶于酒精、乙醚、四氯化溶解性：微溶水，溶于酒精、乙醚、四氯化碳、苯。碳、苯。 纯的氯乙烯气体加压到纯的氯乙烯气体加压到0.5MPa0.5MPa以上时，可以以上时，可以用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。氯乙烯与空气形成爆炸混合物的范围为氯乙烯与空气形成爆炸混合物的范围为4 422%22%，氯乙

10、烯与氧气形成爆炸混合物范围是，氯乙烯与氧气形成爆炸混合物范围是3.63.672%72%。在氯乙烯与空气混合物中充入氮。在氯乙烯与空气混合物中充入氮或二氧化碳可缩小其爆炸范围。或二氧化碳可缩小其爆炸范围。5 5 氯化氢（氯化氢（HCLHCL） 在常温常压下是一种比空气重的无色、有刺激臭味的在常温常压下是一种比空气重的无色、有刺激臭味的气体气体 分子量：分子量：36.536.5， 无水氯化氢经过压缩到约无水氯化氢经过压缩到约6.0MPa6.0MPa后，可以用水冷却为后，可以用水冷却为纯度纯度99.99%99.99%的液态氯化氢。的液态氯化氢。氯化氢极易溶于水成为盐氯化氢极易溶于水成为盐酸酸，并强烈

11、放热。在标准状况下，每升水可溶解，并强烈放热。在标准状况下，每升水可溶解525.2525.2升体积的氯化氢变成升体积的氯化氢变成46.15%46.15%的盐酸，并放出约的盐酸，并放出约390390400 Kcal400 Kcal的热量。氯化氢还极易与空气中的水的热量。氯化氢还极易与空气中的水分结合生成白色的烟雾（酸雾）。氯化氢在干燥状态分结合生成白色的烟雾（酸雾）。氯化氢在干燥状态下几乎不与金属作用，但在含水或溶于水时，表现出下几乎不与金属作用，但在含水或溶于水时，表现出盐酸的性质，具有强腐蚀性，能与大多数金属反应生盐酸的性质，具有强腐蚀性，能与大多数金属反应生成相应的盐类物质；与金属氧化物、

12、碱生成盐和水。成相应的盐类物质；与金属氧化物、碱生成盐和水。二二 聚氯乙烯生产技术聚氯乙烯生产技术 1 1 电石法电石法PVCPVC的生产前景的生产前景 聚氯乙烯的生产方法从原料路线划分主要为电石乙炔法、聚氯乙烯的生产方法从原料路线划分主要为电石乙炔法、石油乙烯法和天然气乙炔法。在上世纪石油乙烯法和天然气乙炔法。在上世纪6060年代以前，世界年代以前，世界上采用的基本是电石乙炔法，随生产技术水平的提高，进上采用的基本是电石乙炔法，随生产技术水平的提高，进入入6060年代后，石油乙烯法技术逐渐成熟，由于当时电石乙年代后，石油乙烯法技术逐渐成熟，由于当时电石乙炔法技术落后，能耗高，污染问题解决难度

13、大，产品质量炔法技术落后，能耗高，污染问题解决难度大，产品质量差，难以形成规模，因此逐步为石油乙烯法所取代。到差，难以形成规模，因此逐步为石油乙烯法所取代。到8080年代，除日本仅存一套装置外，发达国家的电石法年代，除日本仅存一套装置外，发达国家的电石法PVCPVC已已全部被淘汰。全部被淘汰。 在国内，在国内，19761976年以前均采用电石乙炔法，之后北化二从德年以前均采用电石乙炔法，之后北化二从德国引进第一套氧氯化装置，开始了国内的石油乙烯法国引进第一套氧氯化装置，开始了国内的石油乙烯法PVCPVC生产，生产，8787年石油乙烯法占年石油乙烯法占PVCPVC全部产能的全部产能的13%13%

14、，到，到8989年占到年占到30%30%，20002000年占到年占到49%49%，当前电石法得到大力发展，该比例，当前电石法得到大力发展，该比例又降低到为又降低到为39%39%，因此现在国内是电石乙炔法与石油乙烯，因此现在国内是电石乙炔法与石油乙烯法并存，且电石法一直占优势。但根据当前世界能源结构法并存，且电石法一直占优势。但根据当前世界能源结构的变化，通过国内外技术革新和发展，电石乙炔法的变化，通过国内外技术革新和发展，电石乙炔法PVCPVC在在国内体现出较强的生命力。国内体现出较强的生命力。2、电石法聚氯乙烯发展的挑战和趋势电石法聚氯乙烯发展的挑战和趋势 经过多年来国内外科学技术人员的努

15、力，经过多年来国内外科学技术人员的努力，电石乙炔法的生产技术产生了极大的变电石乙炔法的生产技术产生了极大的变化，技术水平不可同日而语。过去存在化，技术水平不可同日而语。过去存在的技术问题得到了逐一解决，技术水平的技术问题得到了逐一解决，技术水平的提高为电石乙炔法的提高为电石乙炔法PVCPVC新的发展提供新的发展提供了基础和保障。清洁生产技术的创新和了基础和保障。清洁生产技术的创新和运用，使生产过程产生的废水、废气和运用，使生产过程产生的废水、废气和废渣得到了很好的综合治理和循环利用，废渣得到了很好的综合治理和循环利用，奠定了电石法聚氯乙烯清洁生产的基础。奠定了电石法聚氯乙烯清洁生产的基础。 清

16、洁生产技术清洁生产技术： 干法乙炔、电石渣水泥、变压干法乙炔、电石渣水泥、变压吸附、聚合母液水处理、乙炔吸附、聚合母液水处理、乙炔上清液封闭循环、低汞触媒、上清液封闭循环、低汞触媒、含汞废盐酸深度解析含汞废盐酸深度解析。 “十一五十一五”期间，我国电石法聚氯乙烯期间，我国电石法聚氯乙烯产业发展迅速，产业发展迅速，20112011年，中国年，中国PVCPVC产能已产能已达达22272227万吨万吨/ /年，年，PVCPVC产量为产量为1295.21295.2万吨，万吨，其中电石法聚氯乙烯产量超过其中电石法聚氯乙烯产量超过10001000万吨，万吨，为聚氯乙烯总产量的为聚氯乙烯总产量的75%75%

17、以上。为缓解我以上。为缓解我国石油资源短缺、保障能源安全作出了国石油资源短缺、保障能源安全作出了突出贡献。突出贡献。电石法聚氯乙烯发展面临的挑战 1 1）汞污染防治的挑战汞污染防治的挑战 联合国关于汞问题文书预计联合国关于汞问题文书预计20122012年底将签署；年底将签署； 国务院发布国务院发布重金属污染综合防治重金属污染综合防治“十二五十二五”发展规划发展规划中汞污染防治是其中的重点内容。中汞污染防治是其中的重点内容。 我国汞资源相对匮乏，电石法聚氯乙烯是耗汞我国汞资源相对匮乏，电石法聚氯乙烯是耗汞量最大的行业。国家发改委已将高汞触媒列入量最大的行业。国家发改委已将高汞触媒列入淘汰类产品。

18、淘汰类产品。 2 2）节能减排的挑战节能减排的挑战 电石法聚氯乙烯是典型的高耗能产业，电力价电石法聚氯乙烯是典型的高耗能产业，电力价格影响是石油乙烯法路线的格影响是石油乙烯法路线的3 3倍左右。电石法倍左右。电石法聚氯乙烯生产过程中二氧化碳排放量明显高于聚氯乙烯生产过程中二氧化碳排放量明显高于石油乙烯法聚氯乙烯。石油乙烯法聚氯乙烯。 3 3）物流成本和人力成本的挑战物流成本和人力成本的挑战 电石法聚氯乙烯主要分布在煤炭资源丰富的西电石法聚氯乙烯主要分布在煤炭资源丰富的西部地区，运输成本较高。电石生产属劳动密集部地区，运输成本较高。电石生产属劳动密集型产业，用工量大，人员产值低。而中国的人型产业

19、，用工量大，人员产值低。而中国的人力资源成本在迅速上涨。物流成本和人力资源力资源成本在迅速上涨。物流成本和人力资源成本在电石法聚氯乙烯中占有相当比例。成本在电石法聚氯乙烯中占有相当比例。电石法聚氯乙烯的发展趋势“十二五十二五”期间，我国电石法聚氯乙烯将进入调期间，我国电石法聚氯乙烯将进入调整发展阶段。整发展阶段。 1 1、产能的迅速扩展基本结束，调整是主基调。、产能的迅速扩展基本结束，调整是主基调。 2 2、汞污染防治工作取得重大进展。、汞污染防治工作取得重大进展。 3 3、无汞触媒是行业重大课题。、无汞触媒是行业重大课题。 4 4、深入推进节能减排。、深入推进节能减排。 5 5、产品差异化、

20、高质化发展态势明显。、产品差异化、高质化发展态势明显。3 聚氯乙烯质量标准聚氯乙烯质量标准GB/T5761-2006 我国的国家标准中，对我国的国家标准中，对PVCPVC产品提出了产品提出了1010项质量指标，这项质量指标，这些指标主要针对通用型些指标主要针对通用型PVCPVC树脂加工的普通要求和环保要树脂加工的普通要求和环保要求建立的，这些只是一些求建立的，这些只是一些PVCPVC质量的基础指标，只能从宏质量的基础指标，只能从宏观、片面的角度评价观、片面的角度评价PVCPVC产品质量。产品质量。PVCPVC产品质量具有一个产品质量具有一个综合而复杂的内涵，除上述指标外，还有聚合度分布、粒综合

21、而复杂的内涵，除上述指标外，还有聚合度分布、粒度分布、颗粒规整性、初期着色、老化变色率、干流动性、度分布、颗粒规整性、初期着色、老化变色率、干流动性、塑化流变性能等等，具不完全统计，考证塑化流变性能等等，具不完全统计，考证PVCPVC产品质量的产品质量的指标可多达指标可多达138138项。项。 所有所有PVCPVC产品质量性能之间有着密切联系，相互促进同时产品质量性能之间有着密切联系，相互促进同时又相互制约，原料、工艺、操作、控制等方面的影响因素又相互制约，原料、工艺、操作、控制等方面的影响因素非常复杂。非常复杂。通用通用PVC树脂树脂10项指标项指标 粘数（聚合度）粘数（聚合度） 表观密度（

22、假比重）表观密度（假比重） 100g100g树脂的增塑剂（树脂的增塑剂（TOPTOP）吸收量（吸油率）吸收量（吸油率） 挥发物含量（含水）挥发物含量（含水） 过筛率过筛率 杂质粒子数（黑黄点）杂质粒子数（黑黄点） 热老化白度热老化白度 “鱼眼鱼眼”数数 导电率导电率 残余残余VCVC含量含量二、生产基本原理二、生产基本原理 以电石为原料，通过电石水解反应、以电石为原料，通过电石水解反应、乙炔与氯化氢加成反应、氯乙烯聚合乙炔与氯化氢加成反应、氯乙烯聚合反应三个主化学反应，完成反应三个主化学反应，完成PVCPVC树脂的树脂的制造，生产装置中包括：反应器、分制造，生产装置中包括：反应器、分馏过程、分

23、离过程等。涉及的设备种馏过程、分离过程等。涉及的设备种类较多，工艺控制路线较长、控制参类较多，工艺控制路线较长、控制参数较复杂，实际生产中，大部分通过数较复杂，实际生产中，大部分通过DCSDCS自动控制完成。自动控制完成。1 三个主要化学反应式三个主要化学反应式CaC2+ 2H2O C2H2 Ca（OH）2 + 31kcal/mol CHCH+HCl CH2=CHCl + 29.8kcal/molHgCl2触媒nCH2=CHCl （ CH2CHCl ）n + 23kcal/mol水、助剂2 生产单元生产单元电石机运电石破碎电石除尘氯乙烯合成乙炔生产乙炔发生乙炔清净渣浆处理单体生产转化精馏聚氯乙

24、烯聚合尾气吸附聚合干燥助剂配制聚合浆料汽提离心干燥聚合回收粉体输送包装污水处理含汞废水处理离心母液处理3生产工艺流程生产工艺流程1 电石机运电石机运散装电石电石来自袋装库电石来自散装库粗破碎细破碎筛 分 粉料仓A/B/D/E袋装电石加 料 输 送发生器2 氯乙烯合成氯乙烯合成净化气VC+C2H2HCLC2H2VCM99.95%含C2H20.001%含高沸物0.01%电石发 生 器粗C2H2粗C2H2电石渣生 产 水废液冷却洗涤乙炔清净乙炔压缩乙炔气柜NaOH次氯酸钠C2H298.5%不含S.P混合脱水氯化氢冷却HCL90-94%不含游离氯HCL冷凝酸转 化粗VCVC净化VCM压缩VCM精馏生产

25、水NaOH盐酸脱析浓酸回收酸HCL尾气回收氯乙烯气柜尾气VCM储槽精VCM防空外运3 氯乙烯聚合氯乙烯聚合聚 合 釜出 料浆料汽提精VCM助剂配制分散剂 引发剂 助剂纯水未聚合VC回收VCVC回收VCMVC气柜VCVCPVC浆料PVC浆料废水汽提含VC废水含VC废水VCVC气柜废水外排离 心母液回收干 燥PVC含水20-25%热空气空气、蒸汽防空尾气PVC粉体输送包 装PVCPVC成品压缩空气四、聚氯乙烯生产技术简介四、聚氯乙烯生产技术简介 1 国内氯乙烯悬浮聚合技术国内氯乙烯悬浮聚合技术1.1 30M1.1 30M3 3釜聚合工艺技术釜聚合工艺技术30M30M3 3聚合釜自聚合釜自19741

26、974年由锦西化工机械厂研制成功，目前已发展为第四代的年由锦西化工机械厂研制成功，目前已发展为第四代的型聚型聚合釜。已经形成了整套的工艺技术。其聚合周期包括：入料前的确认，加入水、合釜。已经形成了整套的工艺技术。其聚合周期包括：入料前的确认，加入水、助剂、单体、升温，设定聚合温度下的反应（反应中连续注水），后期降压，后助剂、单体、升温，设定聚合温度下的反应（反应中连续注水），后期降压，后期升温，反应结束加入终止剂，聚合出料（包括冲洗釜），防粘釜喷涂。全过程期升温，反应结束加入终止剂，聚合出料（包括冲洗釜），防粘釜喷涂。全过程为密闭化操作，由为密闭化操作，由DCSDCS系统判断、联锁、控制。具有

27、以下工艺技术特点：系统判断、联锁、控制。具有以下工艺技术特点：助剂溶液化。助剂溶液化。采用复合引发体系采用复合引发体系聚合中连续注水聚合中连续注水粗料监测粗料监测缩短聚合反应后期降压时间缩短聚合反应后期降压时间缩短出料时间缩短出料时间聚合生产过程密闭化聚合生产过程密闭化全过程全过程DCSDCS自动控制自动控制平均聚合周期可达平均聚合周期可达7.4h7.4h，入料水油比可达，入料水油比可达1.251.25， ，生产能力可达到，生产能力可达到1000010000吨吨/ /年。年。 1.2 45 M3釜聚合工艺技术 工艺流程：通过釜顶旋转喷淋阀向釜内喷涂防粘釜剂后，工艺流程：通过釜顶旋转喷淋阀向釜内

28、喷涂防粘釜剂后，按设定程序先将无离子水、引发剂、分散剂、缓冲剂和按设定程序先将无离子水、引发剂、分散剂、缓冲剂和VCMVCM加入釜内，经搅拌、升温后进行悬浮聚合反应，反应加入釜内，经搅拌、升温后进行悬浮聚合反应，反应结束后将聚合浆料用泵送到接料槽，回收大部分未聚合单结束后将聚合浆料用泵送到接料槽，回收大部分未聚合单体。体。 可生产可生产SG-3SG-3SG-8SG-8型树脂，聚合釜长径比适中型树脂，聚合釜长径比适中（3000300055005500），单位体积产能大，可达），单位体积产能大，可达300t/(m300t/(m3 3.a).a)，运行较经济。具有以下特点：运行较经济。具有以下特点：

29、 采用采用“低温差、大流量低温差、大流量”工艺，釜温控制平稳。工艺，釜温控制平稳。 采用密闭加料新工艺。采用密闭加料新工艺。 单体采用双流量计，计量准确。单体采用双流量计，计量准确。 未聚合单体回收采用三段级回收方式，单体回收率可达未聚合单体回收采用三段级回收方式，单体回收率可达95%95%。 聚合全过程采用聚合全过程采用DCSDCS自动控制。自动控制。 可靠的防粘釜技术。可靠的防粘釜技术。1.3 70 M3釜聚合工艺技术2020世纪世纪8080年代中期，北京化二股份等三厂家分别引进美国古德里奇公司的年代中期，北京化二股份等三厂家分别引进美国古德里奇公司的PVCPVC生产单元技术，经消化、吸收

30、、改进，实现了国产化。该成套工艺技术具生产单元技术，经消化、吸收、改进，实现了国产化。该成套工艺技术具有可靠性高、稳定性好、产品物耗及能耗低、产品质量好、可同时生产有可靠性高、稳定性好、产品物耗及能耗低、产品质量好、可同时生产SG1-SG1-SG8SG8八个型号的聚氯乙烯树脂等显著特点。其专有工艺技术主要包括：聚合生八个型号的聚氯乙烯树脂等显著特点。其专有工艺技术主要包括：聚合生产配方、密闭入料、等温水入料、高效防粘釜、中途注水、高压回收产配方、密闭入料、等温水入料、高效防粘釜、中途注水、高压回收VCMVCM、新、新型浆料汽提、旋风干燥、型浆料汽提、旋风干燥、DCSDCS自动控制等。工艺技术特

31、点为：自动控制等。工艺技术特点为：等温水入料工艺。等温水入料工艺。密闭入料技术。密闭入料技术。复合引发剂体系。复合引发剂体系。反应中途注水。反应中途注水。变温操作。变温操作。冷却系统采用夹套和内冷却挡板非循环系统流程。冷却系统采用夹套和内冷却挡板非循环系统流程。防粘釜技术。防粘釜技术。2 聚合釜顶回流冷凝器工艺聚合釜顶回流冷凝器工艺 国内国内PVCPVC装置中聚合先进技术，公司装置中聚合先进技术，公司20082008年年技术改造项目，在聚合釜顶部增加回流冷技术改造项目，在聚合釜顶部增加回流冷凝器，通过凝器，通过DCSDCS程序控制，增大聚合釜的传程序控制，增大聚合釜的传热能力，提高聚合釜的产能

32、。热能力，提高聚合釜的产能。 此技术的关键点是聚合过程传热控制方案、此技术的关键点是聚合过程传热控制方案、氮气控制方案、回流冷凝器的涂壁方案。氮气控制方案、回流冷凝器的涂壁方案。3、 PVC成品密相输送技术成品密相输送技术此系统为此系统为PVCPVC粉料输送的先进技术，可使装置连续稳定粉料输送的先进技术，可使装置连续稳定的安全运行，同时按设计能力得到性能指标合格的最终的安全运行，同时按设计能力得到性能指标合格的最终产品。产品。产品输送系统采用双发送罐脉冲密相输送方式，动力采产品输送系统采用双发送罐脉冲密相输送方式，动力采用装置原有压缩空气，提高系统的依托率，减少风机和用装置原有压缩空气，提高系

33、统的依托率，减少风机和旋转阀，输送管线口径小旋转阀，输送管线口径小DN100DN100，降低建设投资及系统，降低建设投资及系统运行费用。运行费用。输送系统由输送系统由DCSDCS进行自动控制，自动化程度高。进行自动控制，自动化程度高。实现远程输送，管道布置简单。实现远程输送，管道布置简单。使用了特有的袋滤器，使放空尾气达到国家环保要求，使用了特有的袋滤器，使放空尾气达到国家环保要求，气体粉尘含量气体粉尘含量50mg/m50mg/m3 3。 4 4 合成气新型脱酸塔技术合成气新型脱酸塔技术 脱酸塔采用筛板和填料组合，用于吸收转脱酸塔采用筛板和填料组合，用于吸收转化合成气中过量的化合成气中过量的H

34、CLHCL，循环酸浓度可达到，循环酸浓度可达到35%35%，脱酸效率极高，操作控制稳定。，脱酸效率极高，操作控制稳定。5 5 精馏技术精馏技术 采用垂直筛板塔，采用垂直筛板塔，DCSDCS前馈控制技术，精馏前馈控制技术，精馏后的后的VCMVCM成品纯度成品纯度99.95%99.95%，含高沸物，含高沸物100PPM100PPM，含乙炔，含乙炔10PPM10PPM，质量稳定，操作，质量稳定，操作弹性大。弹性大。6 乙炔清净废次氯酸钠复配乙炔清净废次氯酸钠复配 利用清净废液经吹脱处理后，代替生产水，利用清净废液经吹脱处理后，代替生产水，与浓次氯酸钠（与浓次氯酸钠（10%10%12%12%）配制次氯

35、酸钠）配制次氯酸钠溶液溶液 ，供乙炔清净使用。少部分多余废，供乙炔清净使用。少部分多余废液可并入液可并入PVCPVC综合污水一并处理。综合污水一并处理。 7 聚合离心母液的回收再利用：部分母液水（约聚合离心母液的回收再利用：部分母液水（约20%20%）回用于聚合浆料系统冲洗。其余大部分利用）回用于聚合浆料系统冲洗。其余大部分利用生化处理，达到生化处理，达到GB18918-2002GB18918-2002一级一级A A标准，回用于标准，回用于循环水、乙炔发生等。也可再利用膜技术，将离循环水、乙炔发生等。也可再利用膜技术，将离心母液深度处理为纯水，供聚合使用心母液深度处理为纯水，供聚合使用。 8

36、VCMVCM干燥脱水：在精馏装置引进氯乙烯高效脱干燥脱水：在精馏装置引进氯乙烯高效脱水聚结器水聚结器 ，经聚结器中三级分离即：液液聚结，经聚结器中三级分离即：液液聚结器，除沫消能器，斥水分离器，除去氯乙烯中夹器，除沫消能器，斥水分离器，除去氯乙烯中夹带的水分，使游离水含量：带的水分，使游离水含量：80 80 ppmppm 期望值：期望值：40ppm40ppm。9 干法乙炔技术干法乙炔技术 干法制乙炔发生装置由北京瑞思达化工设备有限公司设计干法制乙炔发生装置由北京瑞思达化工设备有限公司设计并制造并制造, ,生产能力生产能力2500m2500m3 3/h/h，第一套于在，第一套于在20062006

37、年年1010月月2424日日山寿光新龙有限公司正式投入生产使用山寿光新龙有限公司正式投入生产使用。 工作原理：工作原理：干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上使之水解，产生的电石渣为含水量在电石粉上使之水解，产生的电石渣为含水量4%-10%4%-10%干粉干粉末，粗乙炔含水量为末，粗乙炔含水量为75%75%，反应温度气相为，反应温度气相为8585100100，固，固相温度为相温度为100100110110，水与电石的比例约为，水与电石的比例约为1 11.81.8，反应，反应热由水汽化带走，经由非接触式换热器传给循环水（没有热由水汽化带走，经由

38、非接触式换热器传给循环水（没有溶解损失），电石的粒度小于溶解损失），电石的粒度小于5mm5mm，水解率大于，水解率大于99.5%99.5%，乙，乙炔收率大于炔收率大于98.5%98.5%。安全性安全性加料单元的安全性加料单元的安全性- -生产过程是连续的，无须置换；生产过程是连续的，无须置换；反应过程的安全性反应过程的安全性- -含氧低于含氧低于3%3%不会发生爆炸；不会发生爆炸；事故状态的安全性事故状态的安全性- -发生停电或设备故障时，反应很快停止，无需特发生停电或设备故障时，反应很快停止，无需特别处理；别处理；排料单元的安全性排料单元的安全性- -底部排渣螺旋输送器的密封可靠。底部排渣螺

39、旋输送器的密封可靠。经济性经济性设备投资少设备投资少- -无沉降及压滤处理，节省设备投资，减少占地面积；无沉降及压滤处理，节省设备投资，减少占地面积；运行费用底运行费用底- -无需渣浆处理，节约人工费及设备运行费用；无需渣浆处理，节约人工费及设备运行费用；乙炔收率高乙炔收率高- -电石水解率高达电石水解率高达99.82%99.82%，没有生电石排出，乙炔收率大，没有生电石排出，乙炔收率大于于98.5%98.5%；节约水资源节约水资源- -整个工艺是循环水系统，水为零排放；整个工艺是循环水系统，水为零排放；电石渣处理费用低电石渣处理费用低- -电石渣用于生产水泥无需干燥，即节约设备投资电石渣用于

40、生产水泥无需干燥，即节约设备投资又减少生产成本。又减少生产成本。五、聚氯乙烯安全生产特点五、聚氯乙烯安全生产特点 由于聚氯乙烯生产过程中存在许多易燃、易由于聚氯乙烯生产过程中存在许多易燃、易爆、有毒、有害物质，因此具有了有毒、有爆、有毒、有害物质，因此具有了有毒、有害、易燃、易爆、生产连续性强的特征。生害、易燃、易爆、生产连续性强的特征。生产装置设计、建设、运行维护过程中，相关产装置设计、建设、运行维护过程中，相关安全、环境、职业健康等都要求严格按照国安全、环境、职业健康等都要求严格按照国家相关规范执行家相关规范执行。1 聚氯乙烯树脂生产过程中可能产聚氯乙烯树脂生产过程中可能产生易燃、易爆、有

41、毒、有害物质简生易燃、易爆、有毒、有害物质简介介 电石及粉末、乙炔、氯乙烯、氯化氢、电石及粉末、乙炔、氯乙烯、氯化氢、盐酸、二氯乙烷、化学助剂盐酸、二氯乙烷、化学助剂( (引发剂、引发剂、分散剂、终止剂等分散剂、终止剂等) )、氢氧化钠、氨、氢氧化钠、氨水、次氯酸钠等水、次氯酸钠等。2 生产过程中的职业危害因素生产过程中的职业危害因素简介简介 主要危害因素：火灾、爆炸、中毒、窒息、化学主要危害因素：火灾、爆炸、中毒、窒息、化学灼伤灼伤； 次要危害因素：触电、机械伤害、噪声及烫伤、次要危害因素：触电、机械伤害、噪声及烫伤、粉尘粉尘； 2.1 2.1 火灾爆炸危险火灾爆炸危险 生产中的物料如乙炔、

42、氯乙烯等均属易燃易爆物质，当这些物质与空气生产中的物料如乙炔、氯乙烯等均属易燃易爆物质，当这些物质与空气的混合物达到一定浓度并遇到火源后，就有燃烧爆炸危险。的混合物达到一定浓度并遇到火源后，就有燃烧爆炸危险。 2.2 2.2 中毒、腐蚀等危险中毒、腐蚀等危险 生产过程中的物料多数具有毒性，如氯气、氯乙烯等，有的物质还有致生产过程中的物料多数具有毒性，如氯气、氯乙烯等，有的物质还有致癌性，如氯乙烯。另外，一些物料具有强烈的腐蚀性，如硫酸、氢氧化癌性，如氯乙烯。另外，一些物料具有强烈的腐蚀性，如硫酸、氢氧化钠溶液等。当这些物料泄漏时，人体接触或吸入，都将对人体产生危害。钠溶液等。当这些物料泄漏时，

43、人体接触或吸入，都将对人体产生危害。 2.3 2.3 触电、机械伤害、噪声等危险触电、机械伤害、噪声等危险 生产过程中使用了大量的转动设备和电气设备，存在触电、机械伤害、生产过程中使用了大量的转动设备和电气设备，存在触电、机械伤害、噪声等危害。噪声等危害。 2.4 2.4 粉尘危害粉尘危害 聚氯乙烯装置的电石破碎原料工序及成品聚氯乙烯，在输送转运及储存聚氯乙烯装置的电石破碎原料工序及成品聚氯乙烯，在输送转运及储存过程中，会产生粉尘危害。过程中，会产生粉尘危害。 六六 聚氯乙烯生产关键过程工艺原聚氯乙烯生产关键过程工艺原理简介理简介 1 1 发生器水解反应影响因素发生器水解反应影响因素 温度：温

44、度对电石水解反应速度的影响很温度：温度对电石水解反应速度的影响很显著，温度越高，水解反应速度越快，在显著，温度越高，水解反应速度越快，在5050以下，每升高以下，每升高11的温度，水解反应的温度，水解反应速度就增加约速度就增加约1%1%。 压力：乙炔压力超过压力：乙炔压力超过0.15MPa0.15MPa（表压）时，（表压）时，容易产生自聚引起爆炸，因此，在整个乙容易产生自聚引起爆炸，因此，在整个乙炔生产、净化、输送中，均要求乙炔压力炔生产、净化、输送中，均要求乙炔压力在低于在低于0.15MPa0.15MPa（表压）的条件下操作（表压）的条件下操作 。发生器的操作压力只要能满足输送要求，发生器的

45、操作压力只要能满足输送要求，越低越好。发生器压力一般控制在越低越好。发生器压力一般控制在6006001000mmH1000mmH2 2O O ；压缩机出口压力控制于氯化氢；压缩机出口压力控制于氯化氢及转化系统阻力有关，一般为及转化系统阻力有关，一般为505080KPa.80KPa.2 乙炔清净原理乙炔清净原理 发生的粗乙炔气由于电石中的杂质因素，发生的粗乙炔气由于电石中的杂质因素，通常含有硫化氢、磷化氢、氨、砷化氢等通常含有硫化氢、磷化氢、氨、砷化氢等杂质气体。这些气体的存在会对杂质气体。这些气体的存在会对VCMVCM合成的合成的氯化汞进行不可逆吸附，破坏其活性中心，氯化汞进行不可逆吸附，破坏

46、其活性中心，导致氯化汞触媒导致氯化汞触媒“中毒中毒”失活，因此必须失活，因此必须彻底清除。装置采用的清净（除去杂质气彻底清除。装置采用的清净（除去杂质气体的乙炔净化）方式为次氯酸钠氧化法，体的乙炔净化）方式为次氯酸钠氧化法，在在1 1、2#2#清净塔中次氯酸钠与杂质气体的主清净塔中次氯酸钠与杂质气体的主要反应式为：要反应式为： PH3 4NaClO H3PO4 4NaCl H2S 4NaClO H2SO4 4NaCl SiH4 4NaClO SiO2 2H2O 4NaCl AsH3 4NaClO H3AsO4 4NaCl 清净塔中产生的酸性气体物质，在中和塔清净塔中产生的酸性气体物质，在中和塔

47、中除去，同时中和塔中还除去过程中的中除去，同时中和塔中还除去过程中的COCO2 2气体，主要反应式为：气体，主要反应式为： H3PO4 3NaOH Na3PO4 3H2O H2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O乙炔清净的影响因素乙炔清净的影响因素 次氯酸钠溶液的有效氯浓度和PH值 次氯酸钠溶液的有效氯浓度和PH值对清净效果具有直接关系。根据实验结果和反应动力学，当次氯酸钠溶液有效氯浓度低于0.05%和PH值大于8时，清净效果很差；而当有效氯在0.15%以上，（特别PH值低于5以下）容易生成氯乙炔发生爆炸；当有效氯达到0.25%以上，氯与乙炔更加

48、会发生激烈反应发生爆炸。这些爆炸过程在阳光的条件下更为突出，如中和塔换碱时、次氯酸钠放净时非常容易发生。对于有效氯0.060.15%范围内且PH值略偏碱性（PH=78）时，清净效果显著同时比较安全。另外，在有效氯0.060.15%范围内，当补充的次氯酸钠溶液有效氯浓度较高（超过1%）时，也较容易发生爆炸。 从生产安全考虑，为屏蔽分析误差，同从生产安全考虑，为屏蔽分析误差，同时保障清净效果，指标要求如下：时保障清净效果，指标要求如下： 次氯酸钠溶液配制的有效氯浓度：次氯酸钠溶液配制的有效氯浓度：0.100.100.12%0.12%，PHPH值值7 78 8； 2#2#清净塔循环喷淋的次氯酸钠溶液

49、有效清净塔循环喷淋的次氯酸钠溶液有效氯浓度：氯浓度：0.070.070.10%0.10%，PHPH值值7 78 8； 1#1#清净塔循环喷淋的次氯酸钠溶液有效清净塔循环喷淋的次氯酸钠溶液有效氯浓度：氯浓度：0.040.040.07%0.07%。 碱洗塔碱液的影响： 对于中和塔，为满足碱洗涤要求，碱浓度应控制对于中和塔，为满足碱洗涤要求，碱浓度应控制在在3 315%15%。浓度过低，反应动力不足，碱洗涤不。浓度过低，反应动力不足，碱洗涤不彻底；而浓度过高，溶液粘度大，流动不畅而分彻底；而浓度过高，溶液粘度大，流动不畅而分布不好，影响传质效率，也会造成碱洗涤不彻底。布不好，影响传质效率，也会造成碱

50、洗涤不彻底。实践操作中，当碱浓度低于实践操作中，当碱浓度低于3%3%，即应该更换碱溶，即应该更换碱溶液。另外，当碱液中的碳酸钠浓度达到液。另外，当碱液中的碳酸钠浓度达到10%10%时，为时，为保证反应动力充足和避免碳酸钠结晶堵塞生产系保证反应动力充足和避免碳酸钠结晶堵塞生产系统，无论碱浓度为多少，同样应该更换碱溶液。统，无论碱浓度为多少，同样应该更换碱溶液。 实际生产控制指标要求：实际生产控制指标要求： NaOHNaOH浓度浓度8 818% NaCO38%3 氯乙烯合成生产工艺原理氯乙烯合成生产工艺原理混合脱水原理混合脱水原理混合脱水采用冷冻脱水方式，利用液体物质的饱和蒸汽压规律混合脱水采用冷

51、冻脱水方式，利用液体物质的饱和蒸汽压规律及气体分压定律，再根据水蒸汽与盐酸蒸气的分压差别原理来及气体分压定律，再根据水蒸汽与盐酸蒸气的分压差别原理来完成原料气脱水干燥过程。完成原料气脱水干燥过程。原料气的含水要求原料气的含水要求 ：0.06%0.06%原料气中含水会带来很多不利影响：水分过高易与混合气中的原料气中含水会带来很多不利影响：水分过高易与混合气中的氯化氢形成盐酸，使转化器及其管线受严重腐蚀，腐蚀产物二氯化氢形成盐酸，使转化器及其管线受严重腐蚀，腐蚀产物二氯化铁、三氯化铁结晶体还会堵塞管道、威胁正常生产。水分氯化铁、三氯化铁结晶体还会堵塞管道、威胁正常生产。水分还易造成催化剂结块，同时

52、促进乙炔与升汞生成有机络合物，还易造成催化剂结块，同时促进乙炔与升汞生成有机络合物，降低催化剂活性，导致转化器阻力上升，影响生产效率的提高。降低催化剂活性，导致转化器阻力上升，影响生产效率的提高。此外水分进入转化器后，会产生副反应生成乙醛。此外水分进入转化器后，会产生副反应生成乙醛。 冷冻脱水温度的控制 ：-12-15 由于原料气中水分被氯化氢吸收后呈40%的盐酸酸雾析出，混合气的含水量即取决于该温度下40%盐酸溶液上的蒸汽分压 。控制混合气温度为15，含水量理论上为0.0165%，实际生产中，冷凝出来的酸以雾的形式存在，一方面酸雾形成气溶胶，分离难度相对较大；另一方面酸雾随原料气在流动，受分

53、离效率的影响，酸雾很难全部分离下来，因此实际含水高于理论值。酸雾的分离或脱除酸雾的分离或脱除混合气（在石墨冷却器）冷冻过程中，冷凝出混合气（在石墨冷却器）冷冻过程中，冷凝出来的来的40%40%盐酸少量会以液膜状沿管壁流出，大部盐酸少量会以液膜状沿管壁流出，大部分则呈粒径几微米的细分则呈粒径几微米的细“酸雾酸雾”存在混合气中，存在混合气中，形成气溶胶，通常的气液分离手段很难捕集到。形成气溶胶，通常的气液分离手段很难捕集到。经理论研究和实践，采用浸渍经理论研究和实践，采用浸渍35%35%憎水性有机憎水性有机（氟）硅树脂的（氟）硅树脂的510510微米的玻璃棉，可以将大微米的玻璃棉，可以将大多数多数

54、“酸雾气溶胶酸雾气溶胶”分离下来形成大液滴，大分离下来形成大液滴，大液滴则经收集后排出装置系统（设备）。液滴则经收集后排出装置系统（设备）。由于玻璃棉浸渍而形成的表面憎水性有机（氟）由于玻璃棉浸渍而形成的表面憎水性有机（氟）硅树脂对盐酸的耐受性有一定的限度，在使用硅树脂对盐酸的耐受性有一定的限度，在使用一段时间后，有机（氟）硅树脂会脱落，此时一段时间后，有机（氟）硅树脂会脱落，此时玻璃棉的脱水（雾）性降低甚至失效，因此，玻璃棉的脱水（雾）性降低甚至失效，因此，在操作指标均合格的时候，如果含水量仍达不在操作指标均合格的时候，如果含水量仍达不到要求，即应更换玻璃棉以保证脱水效果到要求，即应更换玻璃

55、棉以保证脱水效果 混合器报警原理氯化氢生产过程中，由于前系统氯、氢压力的波动，流量计及仪表故障或操作因素，偶尔会出现含游离氯的情况发生，当氯化氢中含游离氯，在混合过程中，游离氯会与乙炔反应生成氯乙炔发生爆炸，对生产和安全均构成威胁。要解决好该问题，除对氯化氢生产过程严格控制和管理外，设置混合器报警是必要的手段。混合器报警采用温度报警，利用游离氯与乙炔反应生成氯乙炔是放热过程，当氯化氢中含游离氯，最明显的特征时混合气温度升高，游离氯含量越高，温度上升就越快。VCM合成反应合成反应VCM的合成反应，需要在氯化汞触媒存在的条件下才能完成，加成反应式：CHCH HCl CH2CHCl 29.8 Kca

56、l/mol（124.8KJ/mol）反应是非均相的，分五个阶段来完成：外扩散：乙炔、氯化氢向活性碳外表面扩散；内扩散：乙炔、氯化氢经活性碳微通孔通道向内表面扩散；表面反应：乙炔、氯化氢在升汞催化剂活化中心发生加成反应生成氯乙烯；内扩散：氯乙烯经活性碳微通孔通道向外表面扩散；外扩散：氯乙烯自活性碳外表面扩散向气流中扩散；氯化汞触媒氯化汞触媒 目前广泛采用的催化剂是升汞（又称氯化高汞），分子式HgCl2，常温下是白色的结晶粉末，在302 温度下可以直接升华成蒸汽态，而且蒸汽压随温度升高会急剧上升。纯的升汞粉末对VCM合成没有作用，当吸附于活性碳表面，由于两者的相互作用使得对该反应有优越的活性和选择

57、性，是迄今为止该化学反应最理想的催化剂。 在合成反应过程中，催化剂并不参加化学反应，但会因还原升华等因素造成损耗，通常每Kg触媒可合成10001500Kg的VCM。随使用时间推移，升汞含量降低到一定值时，需要倒换用作一次转化。 触媒的使用分为：触媒幼年期、触媒青壮年期 、触媒老年期。二次转化器更换下来的触媒用于一次转化器。原料气质量指标原料气质量指标乙炔纯度乙炔纯度98.598.5% %；氯化氢纯度；氯化氢纯度9494% %；乙炔中的硫、磷杂质：硫化氢、磷化氢存在会与升乙炔中的硫、磷杂质：硫化氢、磷化氢存在会与升汞发生不可逆化学反应，生成无活性的汞盐：汞发生不可逆化学反应，生成无活性的汞盐：H

58、gSHgS、(HgCl)(HgCl)3 3P P等，从而使触媒失效，该过程称等，从而使触媒失效，该过程称“触媒中触媒中毒毒”，因此要求乙炔中不能含硫、磷等杂质，通常，因此要求乙炔中不能含硫、磷等杂质，通常工业生产中采用浸硝酸银试纸在乙炔气中不变色作工业生产中采用浸硝酸银试纸在乙炔气中不变色作为检测标准。为检测标准。 混合气含水混合气含水0.06%0.06%。 氯化氢中的游离氯：为避免造成氯乙炔爆炸，要求氯化氢中的游离氯：为避免造成氯乙炔爆炸，要求HClHCl中含游离氯为检不出中含游离氯为检不出原料气的分子比原料气的分子比 乙炔与氯化氢的摩尔配比（分子比）为1：1.051.10，最佳配比为1.07。操作过程中，借自动控制的流量计调节来控制，而借合成气中未反应的氯化氢和乙炔量来验证、检测控制的合理性，指导流量调节来控制。 转化空间流速转化空间流速 空间流速是指单位时间内通过单位体积触媒的气体量，其单位M3（C2H2）/M3（触媒）小时。空间流速增加时，气体与触媒的接触时间减少，乙炔转化率会随之降低。反之当空间流速增加时，转化率会