乙炔法生产聚氯乙烯的危险过程分析

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

3000吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计

摘 要

本设计为年产3000吨聚氯乙烯聚合工艺设计，整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。在设计说明书中，简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展趋势、性能和主要用途，着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚合釜计算，对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个装置进行了简单的技术经济评价。绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。

关键词：聚氯乙烯，悬浮聚合工艺，干燥， 单体，生产工艺

Abstract

The design for the 3,000 tons of PVC polymerization process design throughout the design file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, perfor

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

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

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

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

工 艺 说 明

――悬浮法聚氯乙烯――

锦西化工总厂

一九八七年十月

总 说 明

本生产装置的聚合部分是引进美国Ｂ．Ｆ．Ｇ古德里奇公司（简称Ｂ．Ｆ．Ｇ）的技术。是以氯乙烯单体（ＶＣＭ）为原料，采用悬浮法生产技术，生产聚氯乙烯（ＰＶＣ）树脂，年生产能力四万吨。后处理部分的干燥和包装由国内配套。

引进聚合部分由原料配制开始，到干燥的离心机给料泵出口为止，共分六个单元： Ｂ单元：包括无离子水脱氧在内的ＶＣＭ和水的贮存与加料。 Ｃ单元：溶液的配制和辅料加料； Ｄ单元：聚合釜涂壁和废水汽提； Ｅ单元：聚合； Ｆ单元：ＶＣＭ回收； Ｇ单元：ＰＶＣ浆液汽提。

本工艺说明按上述六个单元，分十七个工艺系统进行详细说明。并对工艺理论，产品质量工艺控制，涂釜剂的应用及工艺标准进行阐述。

本工艺说明由Ｂ．Ｆ．Ｇ提供，不涉及国内配套的干燥和包装。

目 录

１． 工艺说明┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄１ １．１ 新鲜ＶＣＭ的贮存系统┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄１ １．１．１前言…………………………………………………………………１ １．１．２新鲜ＶＣＭ的贮存…………………

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

摘要：PVC材料是塑料装饰材料的一种。PVC是聚氯乙烯材料的简称,是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入适量的抗老化剂、改性剂等,经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料[1]。 关键词：PVC材料 氯乙烯单体 聚氯乙烯的生产流程 PVC树脂的聚合工艺 助剂改性

《聚氯乙烯工艺》

班级：

姓名：田佳佳

学号：

综述 09级化学（二）班 2009435042

摘要：PVC材料是塑料装饰材料的一种。PVC是聚氯乙烯材料的简称,是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入适量的抗老化剂、改性剂等,经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料[1]。 关键词：PVC材料 氯乙烯单体 聚氯乙烯的生产流程 PVC树脂的聚合工艺 助剂改性

摘要：PVC材料是塑料装饰材料的一种。PVC是聚氯乙烯材料的简称，是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量的抗老化剂、改性剂等，经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料[1]。

关键词：PVC材料 氯乙烯单体 聚氯乙烯的生产流程 PVC树脂的聚合工艺 助剂改性

正文：

PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。P