年产3万吨pvc聚合工段初步设计说明.doc

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）摘 要聚氯乙烯是由氯乙烯单体均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂。本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为3万吨的PVC悬浮聚合工序的初步设计。收集有关的化工设计资料作参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计。对聚氯乙烯发展状况及其性质，用途，工艺方法选择作了简要介绍，重点介绍了悬浮聚合法生产PVC聚合工段的设计。本设计在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉了工艺流程、生产方案的选择，掌握了工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算和选型的方法。关键词：聚氯乙烯；悬浮聚合；设计ABSTRACTPVC is a summary of synthetic resin copolymer by the polymerization of vinyl chloride monomer, or a variety of other monomers. This design is the initial design of polymerization section with the annual PVC production capacity of 30,000 tons by suspension polymerization process based on vinyl chloride monomer as raw material. The design is finished according to the outline of design specification requirements of graduation design by collecting information on the chemical design. Development, properties, purpose and the selection of technology of PVC are briefly introduced. The suspension polymerization production of PVC is focused on. On the basis of theory study and combining with production practice, the process and selection of the production method are known well and the material balance, energy balance and the selection of equipment in process design are grasped.Keywords: PVC; suspension polymerization; design湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目 录第一章 前 言- 1 -第二章 国内外PVC的发展概述- 2 -2.1 PVC性质- 2 -2.2 近年来国内PVC行业发展- 2 -2.2.1 目前我国行业的特点- 3 -2.2.2 国外行业发展- 4 -2.3 PVC工业生产技术的进步- 5 -2.4 产品的地位与用途- 6 -2. 5聚氯乙烯发展前景- 7 -2. 5.1聚氯乙烯工业发展趋势- 7 -2. 5.2聚氯乙烯工业发展的改进措施和建议- 8 -2. 6聚氯乙烯的包装贮运方法- 8 -第三章 聚氯乙烯的工业生产- 9 -3. 1产品及原料简述- 9 -3.1.1产品性质- 9 -3.1.2产品性能- 9 -3.1.3产品质量标准- 9 -3. 2原料简述- 10 -3. 2.1乙炔- 10 -3. 2.2氯乙烯- 10 -3. 2.3分散剂- 10 -3. 2.4引发剂- 11 -3. 2.5其它助剂- 11 -3. 2.6去离子水- 12 -3.3 PVC的生产方法- 13 -3. 3.1 生产路线的选择- 13 -3.3.2 PVC生产的聚合工艺- 15 -3.3.3聚合反应机理- 15 -3. 3.4悬浮聚合工艺- 16 -第四章 工艺计算- 19 -4.1计算依据- 19 -4.2物料衡算- 20 -4.3热量衡算- 21 -4.4聚合釜的设计- 24 -4.4.1体积计算- 24 -4.4.2聚合釜的设计- 24 -4.4.3夹套的设计- 25 -4.4.4搅拌装置的设计- 26 -4.4.5传热装置的校核- 27 -4.4.6传热系数的计算- 28 -4.4.7底座的选择- 30 -4.4.8人孔的设计- 30 -4.4.9计量槽的设计- 31 -4.4.10主要管道管径计算和选型- 32 -第五章 厂址的选择与车间布置- 35 -5.1厂址的选择和要求- 35 -5.1.1厂址的选择的依据- 35 -5.1.2厂址的选择的原则- 35 -5.2车间布置- 36 -第六章 非工艺设计项目- 38 -6. 1安全技术与劳动保护- 38 -6.2防护- 38 -6.2.1防火防爆- 38 -6.2.2 防腐- 39 -6. 3卫生等设计- 39 -6.3.1供排水- 39 -6.3.2取暖与降温- 40 -6.3.3 通风- 41 -6.4 自控设计条件- 42 -6.5 经济核算- 42 -第七章 结论- 45 -参考文献- 46 -致 谢- 47 -iii-第一章 前 言聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，上世纪90年代中期以来，我国聚氯乙烯产能快速增长。2006年底，我国聚氯乙烯树脂产能为1052万吨/年，居世界第一。2009年7月底的统计表明，我国聚氯乙烯树脂产能已达到1800万吨/年。聚氯乙烯行业不断引进先进技术，国内自主创新技术也层出不穷，装置生产实现规模化集约化，产品质量稳步提高，消耗不断降低。2012年中国PVC行业扩能统计数量在498万吨，而且上半年全部为电石法PVC的扩能投产，预计能力284万吨。2012年国内PVC新增项目的投产依然集中在新疆、陕西等资源禀赋较强的省份。本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为3万吨的PVC聚合干燥工序的初步设计，以株化集团PVC厂为理论资料，并收集有关的化工设计资料作参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计。本设计（论文）对聚氯乙烯发展状况及其性质，用途，工艺方法选择作了简要介绍，重点介绍了悬浮聚合法生产PVC的聚合工段，产量为年产3万吨。设计的主要内容有：1.产品及原材料说明；2.生产方案的比较与选择；3.物料衡算与热量衡算；4.主要设备的计算与选型；5.厂址选择及厂房布置；6.安全防火设计； 7.经济效益分析。设计图纸包括1张带控制点的物料流程图；1张聚合釜设备图；1张厂房平面布置图。 本设计旨在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉工艺流程、生产方案的选择、设备的选型等，掌握工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算、选型，对参考文献的查阅与学习等的方法。设计者的理论知识有限，并缺乏相关的设计经验与实践，在设计的过程中或多或少存在些不足和错误，敬请各位老师指评。 第二章 国内外PVC的发展概述2.1 PVC性质聚氯乙烯（PVC）树脂为白色无定型粉末，比重1.35-1.46（20），不溶于水、酒精、汽油，在醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃中能溶胀或溶解。在常温下可耐任何浓度的盐酸，90%以下的硫酸，50-60%的硝酸及20%以下的烧碱溶液，对盐类相当稳定。聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体，例如二恶英。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。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域(约5%)，所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在80左右开始软化，热扭变温度( 1.82MPa负荷下)为70-71 ，在加压下150开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色(由黄变红、棕、甚至于黑色)。工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万，数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。2.2 近年来国内PVC行业发展PVC是一种热塑性树脂，是世界五大通用合成树脂之一，其生产能力和产量在通用合成树脂中仅次于聚乙烯。PVC具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性和阻燃性，质量轻，机械强度高，易加工，可用于生产建筑材料、包装材料、电子材料、日用消费品等，广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等各领域。1998年我国PVC产量和表观需求量分别为160万吨和317万吨。截止到2011年12月份中国PVC现有产能达到了2162.2万吨（其中包括糊树脂74.2万吨）。在中国经济快速发展的过程中，2003-2007年的PVC行业发展达到了高峰期，其中2005年中国PVC产能增长率达到了历史性的46.4%新高。2007年之后，尤其是2008年的全球经济危机爆发后，国内PVC行业的扩能步伐明显放缓，而且伴随着中国PVC产能基数的不断扩大，行业盈利能力也出现下降。2011年底，中国PVC行业的产能年增长率为近十年内的又一个低谷，回落至5.8%，仅比2008年经济危机时的4%增速高出1.8个百分点。 2012年中国PVC行业扩能统计数量在498万吨，而且上半年全部为电石法PVC的扩能投产，预计能力在284万吨。2012年国内PVC新增项目的投产依然集中在新疆、陕西等资源禀赋较强的省份。统计中发现，江西、江苏地区的PVC产能退出多为5-10万吨/年的小型电石法设备，因不具备采购电石上的地域优势又缺乏氯碱行业注重的规模优势，故被逐渐淘汰出市场。我国聚氯乙烯的发展应以引进国外先进技术、选择我国市场前景广阔的硬制品和特殊牌号为主，这样既能满足化工建材的市场需求，又可替代进口，使我国聚氯乙烯工业得到健康发展。2.2.1 目前我国PVC行业的特点（1）产能过剩愈演愈烈，市场陷入恶性循环 其实我们一直在说，近期年国内PVC转入产能过剩的状态，那我们又如何证明呢。下面的图是2001-2008年中国国内PVC产能和表观需求量的变化对比图。从这里，我们可以明显地看出，早些年国内PVC是供不应求的，到2004年，国内PVC供需基本平衡；然而转入2005年国内PVC就已经进入产能过剩状态，且在接下来的几年间，产能过剩愈演愈烈。 目前国内PVC货源质量依然不能完全和进口料货源相抗衡外，再有就是引出了当前国内PVC行业最大的一个弊端之一 一行业竞争激烈导致企业盈利水平下降，盈利水平下降引发装置负荷过低。2008年国内PVC现有的装置产能在1560万吨，而国内PVC的实际产量仅为881.7万吨，行业平均开工率仅为55%左右。随着市场竞争激烈的加剧，PVC生产企业的生存环境会愈加艰难。（2）进口量逐步低减，出口量稳步上升 近几年随国内PVC产能的不断增加，在满足国内需求的同时，有着成本优势的国内PVC在近几年的出口数量上呈上升趋势。事实上，自2005年开始，我国PVC已经转入过剩状态，中国PVC也势必要积极寻求海外市场，以此来缓解国内的销售压力。我国PVC主要出口到俄罗斯、印度等周边国家。这几年中国PVC出口量稳步上涨。尽管自2008年底开始，进口料货源有卷土重来之势，但这主要是因金融危机导致原油价格低位盘整，乙烯法PVC成本优势得以体现所致。随着世界经济形势的逐步恢复，中国的电石法PVC在世界上依然占有一席之地。（3）PVC进出口贸易形势悄然变化 近几年我国PVC的主要出口国家集中在俄罗斯、印度和埃及等地，排名上并没有发生较大的调整。然而从进口来源排名来看，日本和台湾等地货源因为要缴纳反倾销税，进口数量比例大幅缩减；泰国、印尼和美国、德国等东南亚和欧洲等地货源所占比例正在逐步增加。依据目前金融危机的影响来看，如果原油价格仍徘徊的目前的相对低位，今年成本优势比较明显的东南亚和欧洲等国家货源所占的比例仍有增加的趋势。（4）产品价格分析 近几年我国PVC进口量很大，国内市场的PVC价格和国际市场的变化日趋同步。2000年国内各地PVC市场价格稳定在7000-7500元/吨。2001年，在国际市场价的影响下一路下跌，上半年约降至6450元/吨，下半年继续下降到5000元/吨左右。2002年年初由2001年年底的低价位逐步回升，到4月份上升至6000元/吨左右，以后一直在此价位横盘整理。2003年在反倾销的影响下，进口货源减少，而国产树脂增加有限，市场始终处于货源偏紧状态。原料价格不断上涨，生产成本提高，也支撑市场价格的走高。在2004年依然继续发展，其价格仍然是向上的走势，全年在8300元/吨上下波动。（5）乙烯法PVC重新占据市场主导，电石法PVC企业生存艰难 受金融危机的影响，自2008年下半年开始，原油价格长期在40-50美元/桶低位徘徊，乙烯法PVC的成本自然随之降低；而受制于国家产业政策的影响，电石法PVC成本一直居高不下。以VCM单体法PVC生产企业为例，目前VCM单体价格在600美元/吨，是近半年以来的最高位，但折合到PVC的生产成本，也仅在6000元/吨上下。相反，国内电石法PVC生产厂家面临生死抉择，下半年电石法PVC基本均处于亏损状态。2008年11月初，国内PVC市场跌至5000元/吨的年最低点，而此时山东地区的电石到家价格仍在3200元/吨，以1.5吨电石的单耗计算，仅电石成本就接近5000元/吨，加之其余的原料、加工等费用，多数电石法厂家亏损千元以上。PVC产能严重过剩，行业盈利水平下降随之而来，行业景气程度下降，PVC行业已经进入整合期。2008年，在面对需求持续低迷，PVC产品价格连续下滑甚至一再探及成本线以下的低价时，国内一些产能规模小，资源优势不明显的PVC生产企业相继被迫停车，就已经很好的说明了这一问题。随着行业整合的逐步深入，竞争力较弱的PVC生产企业将惨遭淘汰，这对后期的行业竞争来讲，目前混乱的行业局面将会变得更加有序，逐步实现供需平衡是国内PVC行业的主要方向。2.2.2 国外行业发展国外PVC发展概况产量近年来，全球PVC市场需求有一定增长，而发展中国家的市场需求增速更快。据美国化学品市场协会(CMAI)称，全球PVC市场已经历了产能快速扩张期，从20042007年，全球新增PVC产能550吨年。CMAI认为新增产能约90来白中国。在这种情况下，先前以中国为主要出口市场AJPVCI牛产国包括日本和韩国只能去寻找新的市场或精减产能。由于住宅产业正在走下坡路，因此北美地区的PVC需求比较疲软。CMAI分析，20082009年：全球PVC新增产能的陆续投产将对全球PVC装置开工率产生进一步的压力。技术PVC技术发展的主要方向是探索采用价格便宜的乙烷作原料，用直接氧氯化法生产出低成本的氯乙烯单体；改造平衡氧氯化工艺，进一步降低生产成本；进一步解决聚合体系的稳定性及防粘釜问题；改进悬浮聚氯乙烯树脂的粒径分布以及开发使用性能更好的专用树脂；在聚氯乙烯树脂加工应用方丽，通过共聚和共混改性生产具有特殊性能和用途的聚氯乙烯产品，增加产品附加值。 世界PVC的生产以乙烯为原料的占90%以上，其余为以乙炔为原料。以乙炔为原料的PVC生产国主要有俄罗斯、波兰、南非和中国。今后，以乙炔为原料生产PVC所占比例还将继续减少。从聚合方法上看，悬浮法占90%，乳液法占5%，本体法占3%，溶液法占2%。发达国家PVC树脂品种牌号很多，西欧有800多个，日本有600多个，美国有300多个。2.3 PVC工业生产技术的进步20世纪50年代以前，聚氯乙烯的原料主要是电石乙炔，战后20年，电石产量有很大的产量，到1965年全世界产量达到了760万吨，以后由于PVC原料的转换，产量降到400余万吨。用电石生产聚氯乙烯，由于电力和焦碳提价，电石价格也大幅度提高，这严重影响了PVC的增产。原料变换的初期，曾出现了联合法和烯炔法。联合法以1，2-二氯乙烷EDC裂解制取聚氯乙烯，并副产氯化氢，然后以氯化氢与电石乙炔再合成氯乙烯。两种粗氯乙烯经精制得单体。此法优点是能利用已有的电石资源和乙炔以及合成装置，缺点是需要大量高价电石，因此不能持久。烯炔法投资较大，工艺复杂，成本也较高，存在也不久。此后出现了以纯氧为原料的氧氯化法，继尔得到快速发展。几种不同方法的原料及成本比较如图1所示表2.1 生产VC所用原料及成本（原料单位：磅/磅-VC，价格单位：美分/磅-VC）主要原料消耗生产方法乙炔法聚合法乙烯氧氯化法乙烷氧氯化法乙炔0.440.21乙烯0.230.49乙烷0.60氯化氢0.59氯气0.590.670.58原料成本4.74.13.32.3氯乙烯聚合方法，仍然氯乙烯聚合方法仍然为传统的溶液聚合，本体聚合，乳液聚合和悬浮聚合。每种聚合方法由于其本身技术改进和客观需要的变动，应用范围常有不同。本体聚合不用水和分散剂，聚合后处理简单，产品纯度较好，应当有个美好的前景，由于聚合过程中搅拌和传热的难题，一直到70年代才有法国ATO公司的成就得到解决，本体聚合的装置才在欧美建立，其生产能力约占总产量的10%以下。乳液聚合创建较早，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，由于人们生活急需的某些领域，如壁纸，地板革，化学防水布，以及汽车内体等需求量迅速增加，对于糊树脂的需求量也有所增加，其产量约占总产量的10%。溶液聚合，其产品用于金属涂料及非多孔性涂料，用量不大。悬浮聚合以其生产过程简易，便于控制，便于大规模生产、产品的适应性较强，因此还是聚氯乙烯的主要的生产方式，生产约占总量的80%。综合分析，悬浮聚合应用较广，本设计选用悬浮聚合。2.4 产品的地位与用途聚氯乙烯是一种重要的热塑性树脂，经成型加工、改性后可以制造硬质、软质、泡沫等塑料制品。经特殊加工后，可制成卫生级食品包装材料。、世界PVC树脂消费以硬制品为主，占总消费量的64%，软制品占36%。在PVC消费中软制品中用量最大的是膜和片；硬制品中用量最大的是管材和管件。PVC最大的终端消费市场是建筑行业，约占PVC总消费量的55%，主要用于生产管材、管件、板材、型材等。包装行业约占总消费量的8%，电气电缆约占7%，家具装潢约占5%，其他为25%。PVC是由液态的氯乙烯单体（VCM）经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占90%的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约90%的比例。聚氯乙烯塑料一般可分为硬质和软质两大类。硬制品加工中不添加增塑剂，而软制品则在加工时加入大量增塑剂。聚氯乙烯本来是一种硬性塑料，它的玻璃化温度为8085。加入增塑剂以后，可使玻璃化温度降低，便于在较低的温度下加工，使分子链的柔性和可塑性增大，并可做成在常温下有弹性的软制品。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二辛酯、邻酯。一般软质聚氯乙烯塑料所加增塑剂的量为聚氯乙烯的30%70%。聚氯乙烯在加工时添加了增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、填料之后，可加工成各种型材和制品。PVC的主要用途具体如下：（1）PVC一般软制品。 利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料(7740,-270.00,-3.37%)凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。（2）PVC薄膜。PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。（3）PVC涂层制品。有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100摄氏度以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。、（4）PVC泡沫制品。软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。（5)PVC透明片材。PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。（6)PVC硬板和板材。PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。（7）PVC其它。门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材(北方、海边)；中空容器。 （8）PVC(Permanent Virtual Circuit) 永久虚电路： 两台计算机通过面向连接网络的连接。PVC能经受计算机的重新自举或电源的波动，从这个意义上说它是永久的；PVC是虚拟的，因为它是将路径放在路由表中，而不是建立物理连接。PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度很大的硬质制品如管材和管件、门窗和包装片材，也可以加入增塑剂制造非常柔软的制品如薄膜、片材、电线电缆、地板、合成革、涂层和其它消费性产品。硬质制品目前占PVC总消费量的6570%，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。2.5 聚氯乙烯发展前景近十年以来，我国聚氯乙烯生产通过技术改造、技术攻关和消化吸收引进技术，使行业技术水平有了很大的提高。不仅开发和推广应用脱出氯乙烯单体技术、防粘釜技术和干燥技术，而且聚合釜大型化和生产控制自动化程度均有了极大提高。但是与国外先进水平相比还存在很大差距，主要表现在生产技术落后，规模小，产品质量不高，品种少，树脂加工应用不协调等方面。因此，我国聚氯乙烯的发展应以引进外国先进技术、选择我国市场前景广阔的硬制品和特殊牌号为主，这样既能满足化工建材的市场需求，又可替代进口，使我国聚氯乙烯工业得到健康发展。 随着“新农村建设”的开展，国内市场PVC产品需求，尤其是建筑使用PVC管材、农业灌溉管、农用膜等的需求量将大增。同时，PVC深加工技术在快速发展，特种PVC、糊树脂等新产品市场处于快速增长的临界点，总之，未来国内PVC市场潜力无限。 2.5.1 聚氯乙烯工业发展趋势（1）消费结构发生变化的趋势 1软制品和硬制品消费需求增长速度不同。硬制品的消费增长速度较快，软制品的消费增长缓慢，硬制品的消费增长将超过软制品的消费增长，硬制品的消费总量所占的比例将越来越高。尤其是表现在建材需求上，PVC管材、塑钢门窗等需求量越来越大。2消费行为呈现多样化和层次化。社会的发展是飞速的，人们的消费观念和消费结构也在悄然发生着变化。尤其在欧洲，对于环保的重视，使得PVC常常面对不够环保的争论仍旧没有结束。人们在选用PVC制品消费的时候可能会考虑使用其替代品。3某些产品将被同类的替代品淘汰。科技的发展就是越来越方便人们的生活，替代品的出现正是其有不可替代的优越性，就如计算机的换代升级一样，替代品的出现以其更优异的性能和相对较低的价格取得竞争优势，往往被人们优先选用。替代品的出现也促进了PVC行业寻求技术上的进一步的突破，促进行业的发展。譬如PVC农膜的发展将受到PE膜阻碍，市场将进一步的萎缩。PVC瓶受到PET的挑战。PVC管材受到PE、PP-R等管材的挑战等。2.5.2 聚氯乙烯工业发展的改进措施和建议（1）把原料路线作为今后发展的重点，在新建的大型PVC项目中，应尽量多提供单体的商品量，甚至仅建设单体生产装置。（2）国内乙烯法生产厂家应把开发、引进高聚合度、新型PVC树脂作为今后发展的重点，大力开发新产品，以占领高端市场。（3）促进氯碱工业与石油化工相结合。氯碱企业与石油化工企业联合，可以更好地利用资源优势、发挥产业链优势、增强风险能力，走氯碱和石油化工相结合的模式，将促进我国PVC生产大型化、经营国际化，以最少的资金取得最大的效益。（4）由电石法生产路线向乙烯法生产路线转变。从节能降耗、合理利用资源、发展循环经济、保护环境、实现可持续性发展的角度讲，乙烯法PVC仍然是国际上最先进和最具有竞争力的PVC生产工艺。加强乙烯法生产，对于降低成本，增强国际竞争力十分有利。（5）消化引进技术，用其中先进部分改造国产技术，提高产品质量。尽量采用计算控制代替计算机控制。（6）提高硬制品在总PVC制品中的比重，大力发展硬制品使用领域。2.6 聚氯乙烯的包装贮运方法（1）PVC树脂可采用内衬塑料薄膜的纸袋、布袋、人造革袋或聚丙烯编织袋包装。袋的封口应保证产品在运输贮存时不被污染。包装袋要能防尘、防潮。每袋净重25Kg。（2）包装袋上应注明商标、产品名称、净重、型号、批号、产品等级和生产厂名。产品型号标志要醒目。（3）树脂应放存放在干燥、通风良好的仓库内，应以批为单位分开存放。防止批条混杂。不得露天堆放、防止阳光照射。（4）运输时必须使用洁净、有蓬的运输工具，防止雨淋。第三章 聚氯乙烯的工业生产3.1 产品及原料简述3.1.1 产品性质(1)名称 悬浮法聚氯乙烯树脂 简称PVC （Polyiny Chloride）(2)分子量 300001000003.1.2 产品性能(1) 典型的物理性质 外观白色粉末；密度1.351.45g/cm3；表观密度0.40.65 g/cm3；比热容1.0451.463J/（g.）；热导率2.1kW/（m.K）；颗粒大小悬浮聚合 60-150m，本体聚合 3080m，糊树脂 0.1-2m，掺混20-80m。(2) 热性能 无明显熔点，85以下呈玻璃态，85-175呈弹态，175-190为熔融状态，190-200属粘流态，软化点75-85，加热到130以上时变成皮革状，同时分解变色，长期加热后分解脱出氯化氢。(3)燃烧性能 PVC在火焰上能燃烧，并降解释放出HCl，CO和苯等低分子量化合物，离火自熄。(4)电性能 PVC耐电击穿，它对于交流电和直流电的绝缘能力可与硬橡胶媲美，其介电性能与温度，增塑性，稳定性等因素有关。(5)老化性能 较耐老化，但在光照（尤其光波长为270-310nm时）和氧化作用下会缓慢分解，释放出HCl，形成羰基，共轭双键而变色。(6)化学稳定性 在酸，碱和盐类溶液中较稳定。(7)耐溶剂性 除了芳烃（苯，二甲苯），苯胺，二甲基酰胺，四氢呋喃，含氯烃（二氯甲烷，四氯化碳，氯化烯）酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定。(8)机械性能 聚氯乙烯抗冲击强度较高，常温常压下可达10MPa。13.1.3 产品质量标准PVC生产中所需主要原料的规格如表3.1所示:表3.1 PVC产品质量标准项目名称及单位A-2型A-3型A-4型A-5型挥发分（1%） 0.2 0.20.20.242目筛余e 0.50.50.50.5200目过筛e 10101010自度（%） 95959595堆积密度（g/ml）0.440.480.480.520.500.600.500.60VCM含量ppm 5555鱼眼数（LMS） 100100100100比粘度 0.44 0.480.300.330.270.31续表3.1项目名称及单位A-2型A-3型A-4型A-5型K值72666259 平均聚合度14501050840740黑树脂（PCS）10101010黑树脂与黄树脂303030303.2 原料简述3.2.1 乙炔（1）别名、英文名 电石气、亚次乙基、乙叉撑；Acetylene、Ethyne。（2）用途 金属的焊接和切割、有机合成、原子吸收光谱、标准气、校正气、合成成橡胶、照明。（3）制法 a.甲烷的部分氧化法。b.电石的水解。c.以天然气、液化石油气为原料，用蓄热式热分解法生产。以天然气或甲烷气为原产用部分燃烧法生产。以天然气或丙烷为原料，用完全燃烧法生产。以碳氢化合物为原料用电弧法生产。 3.2.2 氯乙烯英文名：polyvinyl chloride 燃爆危险：本品可燃。氯乙烯分子式为C2H3Cl，分子量62.51，常温常压下为无色，带有甜香味气体，易燃易爆，遇到空气可形成燃烧爆炸，在空气中爆炸范围为422%，有毒，性质活泼，能起加成反应和易起聚合反应。沸点（0.1MPa）为-139，熔点为-159.7。聚合放热量1554KJ/kg.m，聚合时的体积收缩率为35%，导热系数0.17956J/（.S.K ）液体导热系数（20）0.142J/（.S.K危险特性：粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸。受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氢。禁配物：强氧化剂。3.2.3 分散剂分散剂：聚乙烯醇英文名称缩写： PVA 分子量为2600挥发份 5% 灰分1%溶解性PVA对水的溶解度随聚合度和醇解度不同而变化。在常温下，完全不溶于有机溶剂。其溶解方法将PVA掺入到30以下的冷水中在搅拌下分散、溶胀、加热到70-80就完全溶解。分子式： C8H4On燃爆危险： 本品可燃，具刺激性。危险特性：粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸。加热分解产生易燃气体。 有害燃烧产物： 一氧化碳、二氧化碳。最高容许浓度MAC： 10 mg/m3具有低水解度和低聚合度性质。在油内溶解性较高，分解度均匀，可大大提高聚氯乙烯隙率和孔隙的均匀性，有利于氯乙烯单体的脱除，加快增速剂的吸收速度。外观淡黄色透明液体固含量：311wt%PH值：6-7醇解度：5056 mol/mol用途：用于氯乙烯悬浮聚合助分散剂3.2.4 引发剂名称过氧化二碳酸二（2-乙基）己酯化学结构式：分子量为346.45外观性状常为无色或淡黄色液体3.2.5 其它助剂（1）反应调节剂名称巯基乙酸2-乙基己脂化学结构式外观性状常为无色或淡黄色液体，特有的巯醇臭味。分子量204.3（2）反应终止剂名称RS-1 （一种苛性钠水溶液）配方无离子水84.6%氢氧化钠4.4% 双酚-A 11.0%结构式 分子量223.3（3）防粘釜剂的性质性质是一种石油树脂环戊二烯基树脂与酚类化合物的混合物。配方聚醅酚 100kg 石油树脂 700kg 对甲基磺酸 0.15 kg反应温度 160-1703.2.6 去离子水去离子水，又称纯水，或深度脱盐水。一般系指将水中易去除的强导电质去除又将水中难以去除的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。以反渗透，电渗析脱盐，EDI，离子交换法制取得纯水，广泛应用于电子，电力，电镀，照明电器，实验室，食品，造纸，日化，建材，造漆，蓄电池，服装等领域。是各企业必不可少的生产用水。1.空气对水的影响：纯水的纯度很高，与空气接触后极易被空气中的二氧化碳及灰尘所污染，从而影响水的质量。2.水温对水的影响：这个关系是水温越低，水的质量越高，反之，水的的温度越高，水的质量越低。3.金属材料对水的影响：因纯水是一种很强的、能溶解多种物质的溶剂，故金属在水中一般均具有一定的可溶性，除了金以外，所有的金属与水接触，通过反应形成氧化物和氢氧化物和其他化合物，对水产生的污染。3.3 PVC的生产方法在工业生产中，PVC是由VCM经聚合反应制得，聚合方法包括本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合四种，其中常用的是悬浮聚合。VCM的生产路线主要有两种：电石法和乙烯法，目前国内常用的是电石法。3.3.1 生产路线的选择VCM的生产路线主要有两种：电石法和乙烯法，目前常用的是电石法。我国PVC产量自20世纪90年代以来有了快速发展，但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求，自给率只能保持在70%左右。需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高，也使得电石法成为许多企业的首选工艺。随着近五年国际原油价格的居高不下，以石油天然气路线制聚氯乙烯的工艺路线将会受到乙烯供应的限制及成本的影响，近一段时期内，在市场竞争上不如电石法PVC价格低。目前我国PVC生产以电石法为主。（1）电石法生产路线 电石法生产路线是先将电石与水反应，制得乙炔。然后，乙炔再在触媒存在情况下与氯化氢气体反应，合成VCM单体。主反应是： C2H2 + HCl C2H3Cl H=-124.8kj/mol在气相中，C2H2和HCl加成生成C2H3Cl，这个反应在热力学上是有利的。但在通常条件下，反应速度较慢。可以选用HgCl2作催化剂，以活性炭作为载体。实验表明，当反应温度低于140时，催化剂活性稳定，但由于温度低，反应速度慢，乙炔转化率低；当反应温度高于140时，催化剂明显失活，当反应温度高于200时，会出现大量氯化汞升华，而使催化剂活性迅速下降。工业生产上反应温度控制在160180。使用氯化汞催化剂时，氯化氢对乙炔的加成反应机理通常认为是乙炔首先和氯化汞加成生成中间物氯乙烯氯汞：C2H2 + HgCl2ClCH=CH(HgCl)中间物碰到氯化氢后，即发生分解形成氯乙烯