1、湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计( 论 文 )题 目年产6万吨PVC合成工段工艺设计作 者陈韬学 院化学化工专 业化学工程和工艺学 号指导老师 仇明华二一三 年 六 月 七 日湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书 化学化工 院 化工 系(教研室)系(教研室)主任: (署名) 年 月 日学生姓名: 陈韬 学号: 专业: 化学工程和工艺 1 设计(论文)题目及专题: 年产6万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计(论文)时间:自 年 3 月 19 日开始至 年 6 月 5 日止3 设计(论文)所用资源和参考资料: 化工设计 相关PVC合成相关资料化工工艺设计手册 化工设备设计4 设计(
2、论文)应完成关键内容: 总论; 工艺步骤确实定; 工艺步骤简述及各工序工艺控制指标; 工艺计算; 关键设备工艺尺寸计算和设备选型; 装置技术经济估算; 环境保护和安全方法 设计体会 按毕业设计纲领要求提供必需设计图纸 5 提交设计(论文)形式(设计说明和图纸或论文等)及要求: 设计说明书规范、整齐,文字努力争取简练; 设计图纸规范、整齐; 按毕业设计纲领要求完成要求数量图纸; 设计图纸必需全部采取计算机绘图。 6 发题时间: 年 3 月 1 日指导老师: (署名)学 生: (署名)湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)指导人评语关键对学生毕业设计(论文)工作态度,研究内容和方法,工作量,文件应
3、用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在不足等进行综合评价指导人: (署名)年 月 日 指导人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)评阅人评语关键对学生毕业设计(论文)文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容和方法,实用性和科学性,结论和存在不足等进行综合评价评阅人: (署名)年 月 日 评阅人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)答辩统计日期: 学生: 学号: 班级: 题目: 提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:关键对学生毕业设计(论文)研究
4、思绪,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)介绍,回复问题情况等进行综合评价答辩委员会主任: (署名)委员: (署名)(署名)(署名)(署名) 答辩成绩: 总评成绩: 摘要氯乙烯制备在PVC生产过程中是一个很关键步骤,它把从氯化氢装置送来干燥氯化氢气体和从乙炔装置送来精制乙炔气体在这里合成反应生成粗氯乙烯,并经过脱水、净化、精馏等工序后,制成精制氯乙烯,即单体,用来满足聚合需要。本设计是年产6万吨聚氯乙烯氯乙烯合成工段初步工艺设计,本设计依据株洲化工集团现场实习相关资料及相关文件,完成物料衡算、热量衡算。此设计配有说明书一份、图纸三份。设计关键内容有聚氯乙烯概况及关键合成方法;聚氯
5、乙烯工艺过程;物料衡算、热量衡算;关键设备设计和选型;关键管道设计及选型;三废处理安全和防火技术;.经济分析并附有三副图纸包含带控制点物料步骤图;车间平面部署图;关键设备装配图。关键词:合成、PVC、VC、工艺、设计。ABSTRACTThis graducation design is a primary designed about synthesis construction section of vinylchloride of PVC 60000 tons every year.According to the Zhuzhou chemical industry group scene
6、 practice pertinent dates and related dates,the design was completed with the calculation of the balance of material and heat quantity.During the sign,the instruction booklet and three diagrams have been worked outThe main contention of the instruction booklet can be briefly illustrated as follows:
7、profile of polyvinyl chloride (PVC) and main synthesis method;The processes of polyvinyl chloride (PVC);The calculation of the balance of material and calculation of heat quantity;The design and choice about the main equipments;The design and choice about the main pipelines;The disposal of three was
8、tes processing security and fire protection technology;Economic analysis.There are three diagrams as follows:The technique flow chart with controlled point;The factory floor-plan diagram;The main equipment installing picture.Key words:synthesis、PVC、VC、technological、design.序言氯乙烯(简称VCM)是一个很关键化工原料,关键用来
9、制备聚氯乙烯(简称PVC)树脂,也用于制备偏二氯乙烯冷冻剂等。全世界99%VCM全部用于生产PVC。中国现在没有专门VCM生产企业。全部VCM装置均和PVC装置配套建设,完全一体化。现在关键有4种关键生产工艺:电石乙炔法,二氯乙烷法,乙烯氯氧化法,平衡氧氯化法。本设计是以乙炔和氯化氢为原料,对年产能力为60000吨PVC单体合成工序初步设计,以株化集团PVC厂为理论资料,并搜集相关化工设计资料作参考,按毕业设计纲领和设计任务书要求进行设计。聚氯乙烯合成工序目标是将由乙炔工序送来粗制乙炔经砂封和来自HCL工序干燥HCL经缓冲罐经过孔板流量调整配比在混合器充足混合后进入石墨冷却器,用+5水和-35
10、盐水(尾气冷凝器下水),间接冷却混合器中水分,以40%左右酸雾部分流出,部分则夹带于气相中进入多筒过滤器中,由氟硅油玻璃棉捕集分离,然后,气体经石墨预热器钢制预热器预热后气体送转化器,合成氯乙烯。本设计内容是在简明介绍氯乙烯性质,用途,工艺方法选择基础上,关键介绍了采取电石乙炔法生产PVC单体氯乙烯工艺过程,产量为年产PVC60000吨。设计关键内容包含聚氯乙烯概况及关键合成方法;聚氯乙烯工艺过程;物料衡算、热量衡算;关键设备设计和选型;关键管道设计及选型;三废处理安全和防火技术;经济分析等。并附有三副图纸:带控制点物料步骤图;车间平面部署图;关键设备装配图。此次设计努力争取以理论为基础,贴近
11、实际为目标,争取让设计更合理。但因为本人水平有限,经验不足,时间有限,资料搜集不全方面等原因,此次设计难免有疏漏甚至错误,敬请老师批评指正。在此次设计中,自始至终全部得到了仇明华等老师悉心指导和同学们热心帮助,在此表示衷心感谢。 学生:陈韬 5月24日 目录第一章 聚氯乙烯概况及关键合成方法- 1 -1.1聚氯乙烯概况- 1 -1.1.1 英文名- 1 -1.1.2 分子式- 1 -1.1.3 聚氯乙烯特征- 1 -1.1.4聚氯乙烯工业发展概况- 1 -1.1.5聚氯乙烯制品开发和应用技术- 3 -1.1.6聚氯乙烯合成方法- 4 -第二章 聚氯乙烯工艺过程- 7 -2.1关键原料和产物物化
12、性质- 7 -2.1.1电石- 7 -2.1.2氯化氢:- 7 -2.1.3乙炔:- 7 -2.1.4氯乙烯:- 8 -2.2其它辅助原料- 9 -2.2.1活性炭- 9 -2.2.2氢氧化钠- 9 -2.2.3氯化汞触媒- 9 -2.2.4氯气- 10 -2.2.5去离子水- 10 -2.2.6 分散剂- 11 -2.3其它助剂- 11 -2.3.1链终止剂- 11 -2.3.2链转移剂- 11 -2.3.3抗鱼眼剂- 11 -2.3.4防粘釜剂- 11 -2.4工艺步骤介绍- 12 -2.4.1乙炔工段- 12 -2.4.2氯化氢工段- 12 -2.4.3氯乙烯工序- 12 -2.4.4聚
13、合岗位- 14 -2.4.5气体岗位- 14 -2.4.6压缩冷凝回收- 14 -2.4.7离心干燥及包装- 14 -第三章 工艺计算- 15 -3.1 物料衡算- 15 -3.1.1 计算依据:- 15 -3.1.2 计算:- 16 -3.2 热量衡算- 24 -3.2.1 衡算方法- 24 -3.2.2 标况下相关物化数据表- 24 -3.2.3 计算:- 25 -第四章 关键设备设计和选型- 32 -4.1 石墨冷却器选型- 32 -4.1.1 已知条件- 32 -4.1.2 计算两流体平均温度差- 32 -4.2 石墨预热器选型:- 33 -4.2.1 已知条件:- 33 -4.2.2
14、 计算两流体平均温度差- 33 -4.3 石墨冷却器选型- 34 -4.3.1 已知条件:- 34 -4.3.2 计算两流体平均温度差- 34 -4.4 转化器设计- 35 -4.4.1 转化器关键工艺参数- 35 -4.4.2 计算:- 35 -4.4.3 手孔- 36 -4.5 泡沫水洗塔设计- 37 -4.5.1 由泡沫水洗塔物料衡算得已知条件- 37 -4.6 关键设备一览表- 41 -第五章 关键管道管径计算和选型- 42 -5.1 HCl进料管- 42 -5.2 乙炔气进料管- 43 -5.3 石墨冷却器I进料管- 43 -5.4 多筒过滤器进料管- 43 -5.5 转化器进料管-
15、 44 -5.6 转化器出料管- 44 -5.7 石墨冷却器II进口管- 45 -5.8 40%盐水进料管- 45 -5.9 循环水管- 45 -5.9.1 石墨预热器- 45 -5.9.2 转化器- 45 -5.9.3 石墨冷却器- 46 -5.10 总进水管- 46 -5.11 部分管道一览表- 47 -第六章 合成工段中三废产生及处理- 48 -6.1 氯化汞触媒产生中毒机理及处理- 48 -6.1.1 氯化汞触媒产生1- 48 -6.1.2 氯化汞中毒机理- 48 -6.1.3 废HgCl2触媒处理- 48 -6.2 尾排氯乙烯外逸产生中毒机理及处理:- 48 -6.2.1 尾排氯乙烯
16、外逸产生- 48 -6.2.2 中毒机理:- 49 -6.2.3 对VC泄露综合治理:- 49 -6.3 废水处理:- 49 -6.3.1 废水排放标准- 49 -6.3.2 废水处理方法:- 50 -6.4其它三废处理- 51 -第七章 安全生产防火技术- 52 -7.1 厂区安全生产特点:- 52 -7.2 乙烯合成安全技术- 52 -7.2.1 原料及中间提闪点、自燃点、爆炸范围- 52 -7.3乙炔爆炸:- 53 -7.3.1 氧化爆炸- 53 -7.3.2 分解爆炸:- 53 -7.3.3 乙炔化合爆炸- 53 -7.4 氯乙烯燃烧性能:- 53 -7.5 安全方法:- 54 -第八
17、章 经济分析- 55 -8.1基础介绍- 55 -8.1.1估计产品成本- 55 -8.1.2经济分析- 55 -8.2生产PVC所需原材料- 55 -8.3原材料及动力消耗- 56 -8.4投资估算- 56 -8.5 产品成本及部分厂家成品价格- 57 -结 论- 59 -致 谢- 60 -参考文件- 61 -附录:- 62 -第一章 聚氯乙烯概况及关键合成方法1.1聚氯乙烯概况1.1.1 英文名:Polyvinyl Chloride Resin 简称PVC 1.1.2 分子式: 结构式 1.1.3 聚氯乙烯特征(1) 物理性质 外观:白色粉末 比重:1.3921.400 比热:Cp=0.9
18、321.003KJ/kg. 导热系数:0.16W/m. 毒性:无毒、无臭 溶解性:不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯。溶于酮类、酯类和氯烃类溶剂(2) 热性能:没有显著熔点,在8083开始软化,加热高于180时,开始流动。约在200以上时完全分解。130以上时变成皮革状,长久加热后分解脱出氯化氢而变色。PVC树脂只能在火焰上燃烧产生绿色火焰,并分解放出HCL。离开火焰后立即熄灭。(3) 光性能:纯PVC在日光或紫外线单色光照射下,发生老化,色泽变暗。(4) 电性能:含有良好介电性能。(5) 化学稳定:含有很高化学稳定性,常温下,能耐任何浓度盐酸,能耐90%硫酸,能耐5060%硝酸。能耐25%以下烧碱
19、,对盐类也相当稳定。在盐酸中可发生氯化反应氯化聚氯乙烯。(6) 机械性能:PVC抗冲击强度较高,常温常压下可达成10MPa。 1.1.4聚氯乙烯工业发展概况聚氯乙烯可经过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方法进行加工,而且含有很好机械性能、耐化学腐蚀性和难燃性等特点,以其低廉价格和很突出性能而广泛地用于生产板材、门窗、管道和阀门等硬制品,也用于生产人造革、薄膜、电线电缆等软制品。关键用于制造塑料、涂料和合成纤维等。依据所加增塑剂多少,可分为软质和硬质PVC。软质PVC可用于加工透明或不透明薄膜(如雨衣、台布、包装材料、农用薄膜等),人造革和电线套层等;硬质PVC可用于制造板材、管道、阀、
20、门窗等。现在,在发达国家PVC硬制品产量已超出PVC软制品,被广泛应用于国民经济和日常生活各个领域,未来中国 PVC 树脂消费将继续以硬制品为主方向发展。聚氯乙烯 (PVC)是世界上实现工业化时间最早、应用范围最广通用型热塑性塑料。从三、四十年代开始实际应用以来,其产量一直稳居塑料工业之首。以后,因为聚烯烃发展速度愈加快 ,1996年才退居聚乙烯以后,名列第二位。尽管如此,聚氯乙烯在其综合住能、品种多样化、用途广泛性、性能价格比和资源利用和对生态环境影响方面,仍然优于其它任何一个塑料。60多年来,PVC工业一直保持着最富有活力技术革新和连续稳定发展状态。聚氯乙烯自工业化问世至今,六十多年来仍处
21、不衰之势。尽管现在世界对 PVC 生产和使用存在很多争议,尤其在欧洲,对 PVC生产和制品环境保护制约政策越来越严厉,但因为性能优良,生产成本低廉,仍含有较强活力,尤其是在塑料门窗、塑料管道等建材领域。聚氯乙烯占现在塑料消费总量29%以上。到上世纪末,聚氯乙烯树脂大约以3%速度增加。这首先是因为新技术不停采取,产品性能亦不停地得到改善,品种及牌号增加,促进用途及市场拓宽。其次是制造原料起源广、制造工艺简单。产品质量好。在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。又它是氯碱行业耗“氯”大户,对氯碱平衡起着举足轻重作用。从现在世界关键聚氯乙烯生产国来说:通常耗用量占其总量2030%。尤其
22、是60年代以来,因为石油化工发展,为聚氯乙烯工业提供廉价乙烯资源,引发了大家极大注意,所以促进氯乙烯合成原料路线转换和新制法和聚合技术不停地更新,使聚氯乙烯工业取得迅猛发展。,全球五大通用合成树脂聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、和丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS),仍处于供大于求态势。中国合成树脂行业整体形势看好,资产总计同比增加12.25%,销售收入同比增加了33.73%,利润总额同比增加了121.6,达成117.1亿元,出口总额达122.7亿元,占销售收入8.89%。从上述期间可看出聚氯乙烯树脂在关键生产国产量和消费量全部有近2%增加率,而在其它国家和
23、地域均略高于3%。中国聚氯乙烯(PVC)工业起步于 50 年代,仅次于酚醛树脂是最早工业化生产 热塑性树脂,第一个PVC 装置于1958年在锦西化工厂建成投产,生产能力为 3000 吨年。以后全国各地 PVC 装置相继建成投产,到现在为止,中国有 PVC 树脂 生产企业 80 余家,遍布全国 29 个省、市、自治区,总生产能力达220万吨/年。1.1.5聚氯乙烯制品开发和应用技术聚氯乙烯作为世界五大通用塑料之一,今年发展很快速,因为它综合性能优异,广泛应用于农业、工业、国防、人类日常生活等很多领域。目前高速发展建筑行业旺盛需求,也推进着中国聚氯乙烯产业蓬勃发展。中国聚氯乙烯继续展现较快发展。聚
24、氯乙烯树脂广泛地用于塑料加工行业,建材,轻工等行业。可用来加工成金属线包皮,薄片,板材,软管,管道配件,皮革,软质制品和玩具,也可用来加工成食品包装膜,包装盒,食品机药品装瓶,和硬管,透明片,型木等。(1)、PVC 技术应用a. PVC通常软制品利用挤出机能够将PVC挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合多种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。b. PVC涂层制品有衬底人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上,然后在100摄氏度以上塑化而成。也能够先将PVC和助剂压延成薄膜,再和衬底压合而成。无衬底人造革则是直接由压延机压延成一定厚度软制薄片,再压上花纹即可。人造革能够用来制作皮
25、箱、皮包、书封面、沙发及汽车坐垫等,还有地板革,用作建筑物铺地材料。c. PVC泡沫制品软质PVC混炼时,加入适量发泡剂做成片材,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。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材,可替换木材试用,是一个新型建筑才材料。d. PVC薄膜PVC和添加剂混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机制成要求厚度透明或着色薄膜,用这种方法加工薄膜,成为压延薄膜。也能够经过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅透明薄膜能够供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸薄膜,所受热收缩特征,可用于收缩包装。e. PVC透明片材PVC中加冲击改性
26、剂和有机锡稳定剂,经混合、塑化、压延而成为透明片材。利用热成型能够做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装,是优良包装材料和装饰材料。f. PVC硬板和板材PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出多种口径硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好薄片重合热压,可制成多种厚度硬质板材。板材能够切割成所需形状,然后利用PVC焊条用热空气焊接成多种耐化学腐蚀贮槽、风道及容器等。g. PVC其它应用门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已和木门窗铝窗等共同占据门窗市场;仿木材料、代钢建材(北方、海边);中空容器。(2)、PVC 改性技术在改性方面,有PVC 接枝
27、共聚物、PMMA 改性及丙烯酸酯改性,这些PVC 改性材料在市场上平均分布。德国PVC 接枝共聚物消费量逾20万t/ a,占欧洲首位,采取一个工艺可生产高散重物料,这种物料含有极好均匀分布,而且可达成大家期望聚合釜高产量、高效率和型材高品质。冲击性能差是PVC关键缺点。所以,必需选择多种冲击改性剂对PVC树脂进行增韧改性。1.1.6聚氯乙烯合成方法(1)、聚氯乙烯(PVC)工艺介绍聚氯乙烯(PVC)由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成热塑性树脂,也是世界上最早实现工业化塑料品种之一。在世界众多塑料品种中,PVC 以其优良综合性能,廉价价格和和氯碱工业关系亲密,自30 年代工业化以来,一直受到各工业国
28、普遍重视,保持着长盛不衰发展势头,是现在世界上仅次于聚乙烯第二大宗塑料品种。到现在为止,世界上PVC 生产聚合工艺关键有5 种,即悬浮、本体、乳液、微悬浮及溶液聚合工艺。世界范围统计PVC树脂产量75%左右是用聚正当生产,产品为100150 mm直径多孔性颗粒称为S-PVC。其中悬浮聚合工艺一直是工业生产关键工艺,绝大部分均聚及共聚产品全部是采取悬浮聚合工艺。就拿美国为例,聚氯乙烯生产工艺中,悬浮聚合占87.8 % 。(2)、经典聚合工艺概述悬浮聚合是一个成熟工艺,关键是采取自由基悬浮聚合制得产品(S-PVC),约占80% ,其次为自由基乳液聚合和微悬浮聚正当产品(E-PVC)。悬浮聚合多采取
29、复合引发剂以确保反应匀速进行,经过控制反应温度控制相对分子质量(0.2)。为预防粘釜需加入防粘釜剂。因为氯乙烯有毒,反应结束后要将未反应单体尽可能除去。a. 悬浮聚合 悬浮聚合是一个成熟工艺,它反应机理是:单体以小液滴状悬浮在水中聚合方法。单体中溶有引发剂,一个小液滴就相当于一个小本体聚合单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子,中间经过聚合物一单体粘性粒子阶段,为了预防粒子粘并,需加入分散剂,在粒子表面形成保护层。生产工艺步骤(见图1.1)。经典悬浮聚合过程是向聚合釜中加入无离子水和分散剂,加入引发剂后密闭聚合釜,真空脱除釜内空气和溶于物料中氧,然后加入单体氯乙烯以后开始升温,搅拌,反应开始后维
30、持温度在50左右,压力0.881.22 MPa ,当转化率达成70 %左右开始降压,在压力降至0.130.48 MPa 时即可停止反应,最终转化率在85%90%之间。聚合完成抽出未反应单体,料浆进行汽提,回收氯乙烯单体。汽提后料浆进行离心分离,使聚氯乙烯含水25 %,再进入干燥器干燥至含水0.3 %0.4 % ,过筛后即得产品。生产工艺步骤简述4干燥混合气精乙炔粗乙炔电石 湿式发生 清静 混合脱水 +H2O +NaClOHCl电石渣精VC粗VC合成气合成(转化) 水洗、碱洗 加压精馏 悬浮聚合HgCl2 + H2O 加悬浮剂废酸液 +NaOH 加引发剂PVC悬浮液成品PVC干燥PVC湿PVC
31、后处理、离心 干燥 过筛包装 +NaOH 加热风 图1.1 悬浮聚合生产PVC工艺步骤图b. 乳液聚合乳液聚合是生产糊树脂方法,是最早工业生产 PVC一个方法。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂,还能够采取“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不一样。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调整剂,碳酸氢钠作缓冲剂。把氯乙烯单体、水溶性引发剂、水、乳化剂及非离子型表面活性剂加入聚合釜中,在4055下聚合达成预定转化率(85%90%) 时停止聚合反
32、应,即得聚合产物,回收未聚合单体。聚合产物为乳胶状,乳液粒径0.052m,能够直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。乳液聚正当聚合周期短,较易控制,得到树脂聚合度较均匀,分子量高,适适用于作聚氯乙烯糊,制浸渍制品或人造革。c. 本体聚合本体聚合聚合装置比较特殊,关键由立式预聚合釜和带框式搅拌器卧式聚合釜组成。它不以水为介质,也不加入分散剂等多种助剂,而只加入氯乙烯和引发剂,所以可大大简化生产工艺,聚合就被分为“预聚合”和“后聚合”两个过程,预聚合是在一个有猛烈搅拌立式反应釜中进行,反应热靠反应釜冷却水套及回流冷凝器传出。氯乙烯转化率达成7%12%时立即物料送入
33、后聚合釜继续反应,后聚合釜是本体聚合关键设备,在此物料会经历从液相低粘度到糊状再到粉末相转化。离开聚合釜物料是干粉,经过气流送到聚氯乙烯贮斗中,经多层振动筛分后产品送至称量包装机中包装。树脂粒径和粒形由搅拌速度控制,反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单,产品质量好,生产成本也较低。d. 溶液聚合溶液聚合是在聚合釜中氯乙烯单体在醋酸丁酯、丙酮等多种溶剂中进行聚合。这种方法有溶剂回收和使用时氯乙烯单体污染问题,而且生产成本高,所以较少使用,仅用于一些特殊用途。e. 微悬浮聚合微悬浮聚合工艺,首先将氯乙烯单体、无离子水、乳化剂、油溶性引发剂和其它助剂按百分比预混合均化,使含引发剂氯乙烯均化成小
34、液珠,然后将其均化料通入聚合反应釜,升温至聚合温度。待达成预定转化率时停止反应,回收未聚合单体,聚合所得胶乳经喷雾干燥即得产品。就以上五种关键聚合工艺来讲,本体法含有工艺步骤简单,装置占地面积小,同时基础上无废液排放,排气能够达成最低程度,所以环境污染少且产品质量好、纯度高,尤其适用透明包装材料和电缆料等特点,不过本体聚合在聚合釜中进行反应过程中,粘度较大,不易散热,且现在用于本体聚合聚合釜技术不是很成熟,处理不妥,轻易发生爆炸。悬浮法是一个相对最成熟工艺,且用于悬浮聚合反应釜种类多,技术相对稳定成熟。在现在世界聚氯乙烯生产中占有绝正确份额,且产品转化率最高,产品品种最多,轻易适应市场。乳液法
35、是生产糊树脂方法,工艺复杂、成本较高且树脂质量较差。而微悬浮法也是生产糊树脂方法,只用于特殊用途。第二章 聚氯乙烯工艺过程2.1关键原料和产物物化性质2.1.1电石 (1)、 分子式CaC2 ,分子量64.10 (2)、性质化学纯碳化钙几乎是无色透明结晶体,工业用电石呈灰色、棕黄色或黑色。18时比重为2.22,电石比重伴随CaC2含量降低而增加。不溶于全部有机溶剂中,熔点2300(纯电石),含CaC280%时熔点为。电石和水作用生成乙炔和氢氧化钙。 (3)、规格:CaC2 含量不少于67.17%,氧化钙含量小于22.08%,C含量小于1.0%,MgO含量小于0.4%。2.1.2氯化氢: (1)
36、、分子式:HCl 分子量:36.5 (2)、性质: a.是一个无色有刺激性气体,碰到湿空气则呈白色烟雾,鼓可做烟雾剂。 b.标准情况下比重为1.639kg/m2,低温低压下能够成为液体,熔点为-114,沸点为-85.03。 c.易溶于水,标准情况下,1升水可溶解525.2升HCl气体。 d.在潮湿状态下,轻易和多个金属作用生成该金属氯化物。 e.属强酸,可使蛋白质凝固造成凝固性坏死,严重时可引发受损器官穿孔,斑痕形成,狭窄及畸形。(3)、规格5: a.纯度93% b.水分0.06%2.1.3乙炔:(1)、分子式:C2H2 分子量:26(2)、性质:a.在常温常压下为无色气体,含有微弱醚味,工业
37、用乙炔因含有氯化氢、磷化氢等杂质而含有特殊刺激性臭气。b.乙炔是一个易燃易爆不稳定化合物。易分解放出大量热而发生爆炸。压力对乙炔有特殊意义。压力增加时,乙炔气体分子间相密聚,所以,一旦某处乙炔分解,就能快速扩展到全部气体中。加工业气体乙炔压力在147kPa(1.47bar)以上温度超出773823K时,使会全部分解,发生爆炸。当温度低于723K(并有接触物质存在时,可能发生爆炸。c.乙炔能够发生加成反应,聚合反应。d.乙炔含有弱酸性,其分子中氢能被一些金属替换而成盐。比如含有水成氨工业乙乙炔和氯化亚铜作用,生成含有爆炸性副乙炔铜。所以,工业上乙炔发生系统不能使用铜制旋塞及管件。 (3)、规格2
38、:a.纯度:98.5%b.不含硫、磷、砷等杂质。2.1.4氯乙烯:(1)、分子式:CH2CHCl 分子量:62.50(2)、性质:a.沸点:-13.9 熔点:-160.0b.蒸汽相对密度:2.15(空气为1) 液体相对密度:0.9121(20)c.爆炸极限:在空气中3.626.4%(体积)d.氯乙烯在常温常压下为易燃、无色气体,含有类似醚通常气味,溶于水,溶于乙醚、乙醇、四氯化碳、丙酮和二氯乙烷。(3)、规格3:【关键质量要求(均为重量百分数)】(见表2.1)表2.1 原料规格原料名称质量要求原料名称质量要求氯乙烯 99.99%乙炔 0.8ppm乙烯 2ppm氯甲烷 50ppm丁二烯 6ppm
39、铁 0.5 ppmHCl 0.5ppm水 80ppm重组分 50ppm 2.2其它辅助原料2.2.1活性炭一、 用作催化剂载体活性炭,通常是由低灰分煤加工制成,并经750950高温水蒸气活化,以氧化(或称“烧掉”)成型后炭粒内部挥发组分,使形成很多微细“孔穴”和“通道”。所以,活性炭含有很惊人表面积,如利用低湿氮气吸附法或苯蒸气动态吸附法,可测得现在常见活性炭其每克重量就有8001000 m2表面积,这一数值又称为活性炭比表面积。活性炭这一特征使它含有优异吸附能力,被广泛地应用于气体或液体中微量杂质吸附分离过程,多种有毒、有害气体防毒面具和催化剂载体活性炭质量指标要求按太原新华活性炭长标准,二、 活性炭规格见表2.2表2.2 活性炭规格物理性质 百分比 物理性质 百分比 吸苯率 30% 比表面积 7001000 m2/g 含炭量 97% 碘吸附值 600 mg/g 机械强度 90% 苯酚吸附量 35% 含水分 1% 四氯化碳吸附率 36% 颗粒直径