以乙炔和氯化氢为原料生产聚氯乙烯

一、工业生产方法、原理和发展历程

聚氯乙烯（PVC）是全球五大热塑性合成树脂之一，产量仅次于聚乙烯，约占世界合成树脂总消费的30%。PVC树脂价格低廉，其制品广泛应用于工农业建设和人民的日常生活。从整个世界PVC市场的地区分布情况来看，当前，北美洲和亚洲是世界最大的PVC消费市场；未来十几年间，拉美和中国将成为PVC消费增长最快的地区、因此，伴随我国经济的长期持续发展，PVC生产企业降存在着较大的利润空间。 1.1 PVC的发展历程

1835年法国人V.勒尼奥用氢氧化钾在乙醇溶液中处理二氯乙烷首先得到氯乙烯。20世纪30年代，德国格里斯海姆电子公司基于氯化氢与乙炔加成，首先实现了氯乙烯的工业生产。初期，氯乙烯采用电石，乙炔与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙炔法。以后，随着石油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。1940年，美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。1960年，美国陶氏化学公司开发了乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，

1

此法得到了迅速发展。乙炔法、混合烯炔法等

聚氯乙烯，简称PVC（Polyvinyl chloride polymer = PVC 分子结构），是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～8 聚氯乙烯 5℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮－苯混合溶剂中，用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维，称氯纶。具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性。 聚氯乙烯生产与应用 聚氯乙烯可由乙烯、氯和

科技情报开发与经济

文章辐号：１００５—６０３３（２００４）０６—０２９１一０２

ＳＣＩ／ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ

２００４年第１４卷第６期

收稿日期：２００４—０３—１９

氯化氢一乙炔混合器装置的改进

王淑媛

摘要：根据对氯化氢一乙煺混合器产生爆炸原因的分析，分剐从工艺和设备装王上对其进行了多方面的改进，在提高该装置的安全性厦使用寿命上取得了较好的效果。关键词：氯化氢一乙炔混合器；化工装王；技术改进中国分类号：ＴＱ０５

文献标识码：Ａ

在电石诸生产聚氯乙烯过程中，氧化氢和乙炔合成氯乙烯之前，首

先要将氯化氢和乙炔按一定比例（１：１．０５一１．１０）充分混合．这个过程要在氯化氢一乙炔混合器中进行。在两种气体的混台过程中，如果氯化氧

古游离氯偏高，乙炔与氰会发生激烈反应生成氯乙炔，反应分子式为：

ＣＨｌＣＨ＋Ｃ１２叶ｃＨ！ＣＣｌ＋ＨＣｌｌ

在反应过程中放出大量热，引起混合气体的瞬间膨胀，严重时会发

生燃烧和爆炸。棍合器为村肢设备，此时极易烧坏村胶，使气体中共带的酸对｛昆合器造成严重腐蚀，导致设备发生泄漏，甚至报废。此类事故在我

国聚氯乙烯生产厂家曾多次发生．同样在太化氯碱分公司的生产当巾也

发生过多次．例如２０００年底该公司年产３万

聚氯乙烯(PvC}是世界1 i.大通用树脂之一，其制品具有软硬度易调控、力学性能高、耐腐蚀、电绝缘性

好、透明性高、价廉等优点，广泛应 用于工业、农业等生产领域。但是 PvC的稳定性差，在外界囚索如热、 光、氧及力的作用下易发生降解和 交联反应，致使加工和使用困难， 制品的颜色加深，力学性能下降。 为丁解决这个问题，在PVC的加工 过程中必须加入一定量的热稳定剂， 与树脂组成有协同作用的热稳定体 系，提高PVC的热分解温度，扩大 其应用范围.

相关法规，限制铅盐类稳定剂的使 用。囚此，随着各国对新烈环保热稳 定剂进一步研究开发，铅盐类热稳定 剂将逐渐减少，并最终被淘汰 1.2金属皂复合稳定剂

金属皂复合稳定剂是指以金属皂 类稳定剂为平要组分，并加入其他稳 定剂例如铅类稳定剂、有机锡类稳定 剂等的复合产品。金属皂类稳定剂- 般是指重金属、碱土金属与硬脂酸等 生成的皂类，品种繁多。按稳定机理 uJ将金属皂类稳定剂分为两类，即 Cd/ Zn类和Ba/ Ca。金属皂的热稳 定性差于铅盐和有机锡类，但有一定 润滑作用，无硫污染。两大类金属皂 的稳定机理各小相同，复配得到的 Ba/ Ca类金属皂类复合稳定剂显示 出协同效应，uJ以提高对PVC的热 稳定效

上海塑料

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期总##!期

新产品新技术

氯化聚氯乙烯摘要氯化聚氯乙烯 ),、

&一 管材的研制%肖祥群管材是国外九十年代发展起来的产品由于材料的特殊性,。。

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一

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能结加工和配方带来了困难本公司已生产了近壹万吨氧化聚氯乙烯管材分别应用在埋地式电力电缆高压和超高压保护套管衬管和非饮用热水管等领域本文就该管材研制进行了论述重点从氯化聚氯乙烯的材料与各种添加剂的配合工艺设置加工设备和温度控制使用场合方面作了、、、、

介绍

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关键词抓化聚氛乙烯

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管材

加工工艺

特性

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不损坏可保持一年内簇 !, +

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氯化聚氯乙烯,

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其它要求诸如黄黑点等不易塑化的&的检查方法。

十年代初期开始发展的产品它的耐热性能

优异与氯化聚氯乙烯板材一样应用在经常需要有一定温度或瞬间较高温度的场合由于氯化聚氯乙烯、。

杂质粘数的测定均照 )二氮化聚氮乙烯

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管材配方的研究

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热温度高连接用管件也采用,、

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鉴于氛化聚氛乙烯的加热流动性差及不

材

料比较简单安全可靠目前在非饮用热水

易成形性脆等不利因素我们分别考虑选用,

、

管和高压及超高

聚 氯 乙 烯 生 产 工 艺

学 院: 材料与化工 专 业: 材料科学与工程 姓 名: 刘逾 学 号： 20090413310045 任课老师：陈永

1 沈阳化工大学学士学位设计说明书 参考文献

引言

聚氯乙烯(PVC)是5大通用塑料之一,具有耐腐蚀、电绝缘、阻燃性和机械强度

高等优异性能,广泛用于工农业及日常生活等各个领域,尤其是近年来建筑市场对PVC产品的巨大需求,使其成为具备相当竞争力的一个塑料品种。

PVC主要成份为聚氯乙烯， 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。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年， PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万 吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范

聚 氯 乙 烯 生 产 工 艺

学 院: 材料与化工 专 业: 材料科学与工程 姓 名: 刘逾 学 号： 20090413310045 任课老师：陈永

1 沈阳化工大学学士学位设计说明书 参考文献

引言

聚氯乙烯(PVC)是5大通用塑料之一,具有耐腐蚀、电绝缘、阻燃性和机械强度

高等优异性能,广泛用于工农业及日常生活等各个领域,尤其是近年来建筑市场对PVC产品的巨大需求,使其成为具备相当竞争力的一个塑料品种。

PVC主要成份为聚氯乙烯， 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。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年， PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万 吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范

第二章 氯化氢合成

一、氯化氢的性质

氯化氢（HCl）分子量36.5，密度1.63g/L，是无色具有刺激性臭味的气体，极易溶于水，在标准条件下1体积水中可溶解500体积的HCl气体。干燥的HCl腐蚀性较小，而HCl溶液（盐酸）却有强腐蚀性，原因是在水分子的作用下HCl发生了电离，产生大量的CL+，CL+可与多种物质发生反应，特别是和金属发生化学反应。因此，为了使设备不受盐酸腐蚀，具有更长的使用寿命，生产HCl时应该用干燥的氢气和氯气进行反应。

二、氯化氢合成对氢气、氯气的要求（依据工艺包的定） 名称 品种规格 消耗量吨/年 氯气 1、氯气≥99.8% 2、水和其它含氧杂质（质量）≤ 3、NCL3（质量）≤ 4、不挥发的残余物%（质量）≤ 氢气 1、H2（质量）≥99.9997% 2、O2（质量）≤ 3、露点 -60℃ 备注 三、氯化氢合成原理 HCL合成是采用氢气在氯气中不爆炸的条件下进行的方法来制备。 反应式：H2 + CL2--HCL

该反应的发生需要一定的前提条件，即提供一定的能量，在光照或加热的情况下，二者能迅速反应，并释放出大量的热。

四、氯化氢合成工艺流程及设备 1、氯化氢合成

聚氯乙烯简介

1 聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料

产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末。 2 聚氯乙烯简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～8聚氯乙烯5℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2；有优异的介电性能。但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数

3、聚合配方的改进：

世界聚氯乙烯生产技术状况

六十年代以后聚氯乙烯的生产技术进步和变化主要集中在以下几方面：

1、生产原料路线的转换：六十年代中期以前，PVC生产主要以电石为原料。随着工业技术革命，石油开采技术越来越先进，石油价格下降，而煤的价格上涨，同时人类社会对环保的要求越来越高，这样一来电石法的PVC生产发展受到限制。因此从六十年代以后，PVC生产的原料路线开始向石油法转变。

早期的石油原料路线采用的为联合法和烯炔法，烯炔法由于投资大，工艺复杂，存在的时间不长，而联合法未完全淘汰电石乙炔生产，时间也不持久。1962年美国古德里奇公司开发并建成投产氧氯化法生产装置，由此开始了石油乙烯法PVC的发展。到目前为止，石油乙烯氧氯化法已经成为工艺成熟，原料来源丰富，成本低，伸缩性大，污染小的PVC主要生产方法。

此外，乙烷直接氧氯化法已经取得工业性试验成果，因成本更为低廉，被认为更有广阔的前景，但迄今为止尚未出现大型规模化装置。

2、聚合釜技术的进步：早期的聚合釜主要为搪瓷釜，容积仅为十几立方米，搅拌技术和水平落后。七十年代开始，聚合釜技术有了巨大变化，容积向大型化发展，釜壁采用镜面抛光，传热除夹套和内冷管外还配有釜顶冷凝器，搅拌改进以更合理。成功并运用广