[精选]PVC生产工艺介绍.pptx

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1、授课人：刘海燕PVC生产工艺简介PVC两种生产工艺介绍两种工艺的物料流程电石法PVC工艺生产成本v电石法PVC生产成本构成v电石消耗v氯化钠消耗v电耗v一次水消耗v触媒消耗v其它乙二醇、氯化钙、引发剂、分散剂、终止剂等辅材消耗电石法PVC工艺生产成本电石消耗计算电石吨位t电石发气量L/kg乙炔收率%乙炔纯度%VCM转化率%精镏收率%PVC转化率%PVC产量t电石消耗1 300 95 98.5 98.5 99 98 0.697 1.434 1 285 95 98.5 98.5 99 98 0.663 1.509 1 265 95 98.5 98.5 99 98 0.617 1.623 1 235

2、 95 98.5 98.5 99 98 0.548 1.830 PVC产量M=m*q/24.04*x1*x2*x3*0.0625*x4*x5电石消耗=m/M我厂工艺概况我厂电石法PVC 工艺岗位流程图氢处理氯处理二合一乙炔 破碎压滤冷冻聚合 干燥 包装精镏转化一、乙炔工艺破碎工艺0000000000 岗位任务：将采购进的原料电石经过粗破碎机、细破碎机破碎，生产出粒度合格的电石，经皮带机运送到料仓，供乙炔发生岗位使用。工作原理：利用电机带动破碎机运转，破碎机的固定颚板和活动颚板通过挤压将电石破碎到适宜粒度。一、乙炔工艺破碎工艺方框流程图 电石库 1#皮带 粗破机 2#皮带5#皮带细破机3#皮带

3、料仓乙炔发生4、6、7、8#皮带新粗破机一、乙炔工艺破碎工艺工艺流程图 一、乙炔工艺破碎工艺主要设备和关键控制点 主要设备：粗破机细破机皮带料仓关键控制点：粗破机排料粒度：100150mm细破机排料粒度：1550mm皮带：不漏料料仓高度：尽可能保持满仓厂房：保持干燥通风二、乙炔工艺发生工艺工序任务 保证发生器温度和压力在指标范围内，将粒度合格的电石颗粒加入发生器，与水进行反响，生成乙炔气送往下工序，并通过水和渣浆将热量和废料排走。二、乙炔工艺发生工艺工作原理 主反响式如下：CaC2+2H2OCaOH2+C2H2副反响式：CaO+2H2OCaOH2CaS+2H2OCaOH2+H2SCa3P2+6

4、H2O3CaOH2+2PH3Ca3N2+6H2O3CaOH2+2NH3Ca2Si+4H2O2CaOH2+SiH4Ca3As2+6H2O3CaOH2+2AsH3坐斗 上斗 下斗 发生器安全水封渣浆分离器正水封 水洗塔电石 电石 电石 乙炔乙炔乙炔逆水封乙炔冷却塔 气柜二、乙炔工艺发生工艺方框流程图 二、乙炔工艺发生工艺工艺流程图 二、乙炔工艺发生工艺 主要设备 图1 乙炔发生器v 相关参数：v 最高工作压力：0.015MPav 最高工作温度：90v 物料名称：电石、水、乙炔、水蒸气v 物料特征：易燃易爆，中度危害v 全容积：48m3v 搅拌功率：5kWv 搅拌轴转数：1.52转/分1.搅拌轴 2

5、.人孔 3.溢流口 4.耙臂 5.括板 6.挡板7.溢流口 8.排渣口 9.电石入口 10.乙炔出口 11.气相平衡管二、乙炔工艺清净工艺 乙炔气从正水封进入水洗塔和冷却塔进行洗涤冷却，冷却后的乙炔气一路进气柜，一路经水环泵加压后进入第一清净塔，第二清净塔。乙炔在1#和2#清净塔与次氯酸钠逆流接触，除去气体中的硫、磷杂质。经清净后乙炔气呈酸性，进入中和塔被碱液中和，中和塔出来的乙炔气纯度到达98.5%以上，经过冷却器冷却后，送往转化工序。工序任务：清净原理：利用次氯酸钠将杂质气氧化，反响式如下：4NaClO+H2SH2SO4+4NaCl4NaClO+PH3H3PO4+4NaCl4NaClO+A

6、sH3H3AsO4+4NaCl中和原理：利用1015%NaOH溶液将酸雾洗脱，反响式如下：2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O3NaOH+H3PO4Na3PO4+3H2O3NaOH+H3AsO4Na3AsO4+3H2O乙炔工艺清净工艺工艺原理 二、乙炔工艺清净工艺工艺流程图 二、乙炔工艺清净工艺主要设备 设备参数：设计压力：0.088MPa水洗塔0.055MPa工作压力：0.08MPa水洗塔0.05MPa设计温度:40 水洗塔90工作温度:40 水洗塔90物料名称:次钠、碱液或一次水、乙炔全容积：25 m3衬里层材料：橡胶衬里层厚度：6mm 1.乙炔进口 2.集液盘 3.栅板 4.液体

7、分配盘 5.次钠进口 6.人孔7.液位计 8.乙炔出口 9.手孔填料塔二、乙炔工艺配制工艺工序任务 将电解送过来的浓次钠进入浓次钠储槽，由浓次钠泵打到浓次钠高位槽，通过文丘里反响器用水进行配制，通过参加适量的一次水和盐酸来控制次钠的有效氯在0.0650.12%之间，PH值为78。用次钠泵打入次钠高位槽，经过高位槽用次钠循环泵打入各清净塔。二、乙炔工艺配制工艺工艺流程图 二、乙炔工艺配制工艺主要设备 文丘里反应器设计压力：常压工作压力：常压设计温度：常温设计温度：常温主要受压元件：PVC1.一次水入口2.酸入口3.浓次钠入口二、乙炔工艺关键控制点 电石粒度：1550mm发生器温度：8090正常生

8、产时发生压力：315kPa乙炔纯度：98.5%，不含S、P硝酸银试纸 不变色次钠有效氯：0.0650.12%次钠pH：78加料：每斗分析C2H21%三、乙炔工艺压滤工艺 岗位任务：压滤岗位将经过沉降的渣浆用压滤机压滤，进行固液别离，清液局部冷却回收使用，电石渣外运。同时将电石渣外送电厂和污水站，平衡沉降池浓度和清液使用，防止漫液。关键控制点：沉降池搅拌电流：5.8A干渣含水：35%清液温度：50沉降池浓度：24%三、乙炔工艺物料衡算假设电石含CaC280%，CaO10%，其它杂质10%，发气量300m3/t，乙炔收率0.95，以1t投入生产为例。产热量：CaC2反响放热：Q1=11060.8/

9、64129.6=1620000kJ CaO反响放热：Q2=11060.1/5663.56=99300kJ传热量：乙炔吸热量：Q3=1300/24.040.95261.84885=48400kJ水蒸汽吸热量：Q4=0.58/1.083-0.58 308/26100040.8=557700kJ干渣吸热量：Q5=800/64+100/56 74+100 1.08755=69200kJ反响消耗水：0.8/64 36+0.1/56 18=0.482t散热需补水：1620+99.3-48.4-557.7-69.2/4.182/55=4.539t渣浆含固量：1.157/4.539+1.157=20.31%1

10、t电石产生压滤干渣：1.157/0.65=1.78四、VCM工艺二合一工艺岗位任务：调节氢气与氯气配比，将氯气和氢气在二合一炉灯头燃烧，生产出合格的氯化氢，经冷却降温后送至转化，供合成转化岗位使用。转化岗位不使用氯化氢时，合成的氯化氢经冷却后用稀酸吸收生成盐酸。四、VCM工艺二合一工艺 反响原理：氢气和氯气只有在加热、明亮的光线照射下或触媒的存在的条件下，才会迅速反响生产氯化氢，其主反响式为：H2+Cl2 2HCl+44.126kJ/mol 副反响：2H2+O2 2H2O 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+2HCl FeCl2四、VCM工艺二合一工艺HCl合成方框流程图阻火器合成炉电解氯处

11、理氯气缓冲罐氢气缓冲罐电解氢处理空冷器氯化氢缓冲罐石墨冷转化降膜吸收四、VCM工艺二合一工艺HCl合成方框流程图尾气吸收塔石墨冷降膜吸收塔盐酸槽 盐酸泵储罐放空四、VCM工艺二合一工艺主要设备合成炉的关键参数炉门 视镜氢气氯气 设备内 夹套内最高工作压力:0.08MPa 0.35MPa设计压力：0.22MPa 0.375 MPa耐压试验压力：0.275 MPa 0.47 MPa换热面积：27m2全容积：15.5m 3材质：碳钢四、VCM工艺二合一工艺关键控制点H2:Cl2体积比：1.051.1:1氯化氢纯度：9095%无游离氯合成炉出口温度：400600氢中含氧：00.4%体积分数块冷进口温度

12、：110180五、VCM工艺冷冻工艺岗位任务：通过冰机制取-35冷媒水供精馏尾气冷凝器、转化脱水 通过冰机制取0冷媒水供转化净化系统、机前冷、酸冷却器、聚合挡板水、夹套水、CN1Fa、b、聚合助剂冷却器、乙炔冷凝器、水环泵水冷器、精馏成品冷凝器、全凝器、高塔顶、低塔顶、残塔冷凝器。保证各用水岗位的用循环水量，控制水温，适时倒泵，观察各泵运转情况，保证水质。五、VCM工艺冷冻工艺 冷冻水制取工作原理及流程：通过螺杆式压缩机将气态制冷剂压缩为高压气体，再在冷凝器中经过循环水将气态制冷剂冷凝为液态，最后在蒸发器内制冷剂和载冷剂进行换热，制冷剂蒸发带走热量，通过控制蒸发压力，将载冷剂冷却到合格温度外送

13、。循环水工作原理及流程：从各用户来的循环水在凉水塔内经喷头喷成雾状水，经凉水塔风机抽起空气带走循环水的热量，回到循环水池内，被冷却后的循环水，经泵加压后，送往各用户。如此往复循环。五、VCM工艺冷冻工艺主要物料和设备 主要物料：乙二醇溶液、氯化钙溶液、冷冻机油、NH3-33.5、R22二氟一氯甲烷、-40.82 主要设备：螺杆式压缩机、油气别离器、油冷却器、冷凝器、蒸发器、气液别离器油气别离器六、VCM工艺转化工艺岗位任务：通过四个工序合成并处理得到一定纯度的高压氯乙烯气体v 脱水工序：将氯化氢和乙炔按照1.051.1：1的分子配比进行混合，通过冷冻盐水降温和酸捕脱水至0.07%，再预热至70

14、80 送往转化工序；v 转化工序：控制转化器反响温度110180，得到纯度高于84%的氯乙烯气体，除汞后送往净化系统；v 净化系统：气体降温并脱除CO2和HCl等杂质气；v 压缩系统：将冷却脱水后的VC 气体压缩至0.6MPa左右，送往精镏岗位。六、VCM工艺转化工艺工艺原理枯燥的混合气进入转化器，在 氯化汞触媒的存在下，氯化氢和乙炔反响生成氯乙烯，反响方程式为：反响机理为：乙炔先与氯化汞加成形成氯乙烯氯汞 此中间物不稳定遇氯化氢即分解生成氯乙烯v转化主要副反响：vC2H2+H2O CH3CHOvC2H3Cl+HCl C2H4Cl2v触媒中毒副反响：vHgCl2+H2S HgS+2HClv3H

15、gCl2+PH3 HgCl3P+3HClv混合器过氯副反响：vCl2+C2H2 C2HCl+HClv压缩机局部温度高分解反响：vC2H4Cl2 C2H3Cl+HCl六、VCM工艺转化工艺转化岗位方框流程图六、VCM工艺转化工艺2#泡沫塔氯化氢乙炔混合器1石墨冷2石墨冷1酸雾捕集器2酸雾捕集器预热器前台转化器浓酸槽 二合一酸库后台转化器除汞器1#石墨冷2#石墨冷1#泡沫塔碱洗塔 气水分离器压缩机 机前冷却器机后除油器和冷却器VC送精馏VC六、VCM工艺转化工艺主要设备一酸雾捕集器工作容积 19m3 换热面积 20 夹 套 罐 内设计压力 0.55MPa 0.088MPa工作压力 0.5MPa 0

16、.08MPa设计温度-35-35工作温度-35-14物 料 冷冻盐水 乙炔、氯化氢六、VCM工艺转化工艺关键设备参数二换热面积 591m2 壳程 管程设计压力：0.55 MPa 0.08 MPa工作压力：0.5 MPa 0.05 MPa设计温度：100 150工作温度：9099 100185物料名称：热水 氯乙烯 氯化 汞 活性炭关键控制点 六、VCM工艺转化工艺分子比C2H2:HCl=1:1.051.12#石墨冷凝器 气相出口-12-16转化器前混合器含水00.07%抽查混合器温度042、45报警50紧停合成反响温度110180新触媒温度0150 配碱浓度NaOH 815%换碱浓度NaOH

17、05%Na2CO3810%冬天510%气柜含氧:1%气柜含乙炔：3%压缩机进口压力：14kPa六、VCM工艺精镏工艺 由压缩机来的0.50.7MPa的粗氯乙烯气体经冷凝液化形成液态粗单体至粗单体贮槽。粗单体经精馏低塔和精馏高塔分别别离除去低沸物和高沸物后，冷凝成纯度99.99%精单体，至精单体贮槽供聚合使用。岗位任务三、转化工艺转化率计算三、转化工艺转化率计算出口乙炔含量对应的转化率前台转化器出口含乙炔x1转化率a1后台转化器出口含乙炔x2转化率a210.00%87.00%0.10%99.88%11.00%85.54%0.20%99.77%12.00%84.05%0.30%99.65%13.0

18、0%82.52%0.40%99.53%14.00%80.95%0.50%99.41%15.00%79.35%0.60%99.29%16.00%77.71%0.70%99.18%17.00%76.04%0.80%99.06%18.00%74.32%0.90%98.94%19.00%72.56%1.00%98.82%20.00%70.75%2.00%97.61%七、VCM工艺精镏工艺工作原理 液体混合物的精馏过程，是一个传质传热的过程，其别离效果基于组成混合物的不同物质具有不同的挥发度，即不同物质在相同压力下具有不同的蒸汽压和不同的沸点，利用恒压不同温度下各物质在气相里的组成和液相里的组成之差异来

19、使各物质相互别离的过程。精馏过程必须依靠以下两个条件：由塔底加热釜或称再沸器使物料产生上升的蒸汽；由塔顶冷凝器使局部蒸汽冷凝为向下流的液体又称回流。精馏流程方框图压缩 预冷器全凝器A尾气冷凝器A缓冲罐膜回收系统尾气冷凝器B水分离器全凝器B粗单体储槽精馏低塔精馏高塔成品冷却器 精单体储槽精VC送聚合液相气相七、VCM工艺精镏工艺关键设备参数七、VCM工艺精镏工艺名称：低沸塔介质：氯乙烯容积：3.5m3 设计压力：0.65MPa最高工作压力：0.6MPa 设计温度：40关键控制点 七、VCM工艺精镏工艺精单体质量：VC99.95%液相乙炔5ppm 气相乙炔20ppm 1,1-二氯乙烷30ppm 粗

20、VC贮槽液面：4070%低塔釜温：3545低塔顶温度：1538 高塔釜温：2535 精单贮槽液位:80%尾排VC含量：2%八、PVC工艺岗位任务1.1 聚合岗位 将精氯乙烯在一定的温度、压力下，参加适量的助剂，经过聚合反响生成聚氯乙烯。未反响完的氯乙烯经回收处理后循环使用。聚氯乙烯浆料在一定的温度和压力下，经过汽提塔汽提除去聚氯乙烯颗料中残留的氯乙烯后送往离心枯燥岗位，同时将氯乙烯回收。1.2 离心枯燥岗位 将聚合岗位送来的PVC浆料经离心枯燥后送入包装岗位。1.3 包装岗位 将离心枯燥岗位送来的PVC颗料按包装要求包装，并分批次将PVC堆放到PVC成品库。工艺原理 聚合方法悬浮聚合80%的P

21、VC采用悬浮聚合法，其他方法有本体聚合、乳液聚合等 单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成。溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小液滴状态悬浮分散于水中进行聚合。在机理上，PVC的聚合度仅仅取决于温度，因此温度的控制十分重要0.2，一般采用夹套冷却的方式，同时引发体系有平缓的聚合速度，聚合釜有良好的传热性能。VCM的转化率取决于反响时间。八、PVC工艺工艺原理 氯乙烯在一定的温度、压力下，参加适量的助剂，分如下几步进行反响：链引发，链增长，链转移，链终止，生成聚氯乙烯。链引发：引发剂分子受热使弱键断裂而分解出初级游离基；链增长：活泼自由基与单体反响产生单体自由

22、基，进一步与其他氯乙烯分子作用；链转移及链终止：a.向单体链转移形成端基双键聚氯乙烯；b.向高聚物链转移形成支链或交联聚氯乙烯；c.偶合链终止形成“尾尾相连聚氯乙烯。d.歧化终止形成端基双键聚氯乙烯。八、PVC工艺主要助剂物料名称 化学成分 作用分散剂PVA聚乙烯醇稳定单体油滴，阻止油滴相互聚集或合并。HPMC羟丙基甲基纤维素 引发剂EHP过氧化二碳酸二2-乙基已酯提供自由基缓冲剂 NH4HCO3溶液中和H+，保证聚合反响在中性体系中进行终止剂丙酮缩氨基硫脲终止反响和调整聚合反响速率NO紧急停车，断电情况下使用阻聚剂 对壬基苯酚 防止回收单体自聚八、PVC工艺链引发：自由基产生 八、PVC工艺

23、 热均裂 光 照 氧化复原反响 高能粒子辐射 R-OCO-O-O-COO-R 2R-O+2CO2链增长：自由基加成反响 八、PVC工艺八、PVC工艺链转移：自由基转移反响向单体八、PVC工艺链转移：自由基转移反响向高聚物链终止：自由基偶合反响 八、PVC工艺链终止：自由基歧化反响八、PVC工艺总反响：八、PVC工艺大多数聚氯乙烯为直链，但由于向高聚物发生链转移，形成支链或交联聚氯乙烯。配方设定 涂壁 涂后冲洗 加缓冲剂 加水和单体 混合调整 加88%分散剂 混合调整 加72.5%分散剂 混合调整 加引发剂 反响监测 终止反响 出料 回收 汽提 回收 离心枯燥PVC悬浮聚合工艺方框流程图八、PV

24、C工艺重要设备参数 八、PVC工艺关键控制点：新鲜氯乙烯纯度 99.95%重量HCl 1ppm乙炔 5ppm活泼链转移剂1.1二氯乙烷 30ppm 活泼链转移剂氯甲烷 80ppm 活泼链转移剂乙醛 50ppm 活泼链转移剂聚合反响温度 574八、PVC工艺自由基聚合反响特征v 只有链增长反响才使聚合度增加。无中间体，体系中只有单体和聚合物组成。v 延长反响时间主要提高转化率，对分子量影响较小，凝胶效应将使分子量增加。v 链转移的活化能要大于链增长的反响的活化能，温度增加，链转移的常数增加，平均聚合度降低。八、PVC工艺0000000000工程 指标生产PVC产量 345t/天PVC耗电石 1.

25、435t/tPVC耗电 850kWh/t平安聚合釜压力0.95MPa乙炔发生器压力15kPaVC气柜含乙炔 含O23%1%质量PVC产品粘数 118107PVC产品杂质粒子数 16个PVC挥发物含水质量分数0.40PVC产品表观密度 0.48g/mLPVC工艺主要控制指标三、精镏工艺塔板数计算v 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。6月-236月-23Thursday,June 1,2023v 10、雨中黄叶树，灯下白头人。09:25:5909:25:5909:256/1/2023 9:25:59 AMv 11、以我独沈久，愧君相见频。6月-2309:25:5909:25Jun-2301-Jun-23

26、v 12、故人江海别，几度隔山川。09:25:5909:25:5909:25Thursday,June 1,2023v 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。6月-236月-2309:26:0009:26:00June 1,2023v 14、他乡生白发，旧国见青山。01 六月 20239:26:00 上午09:26:006月-23v 15、比不了得就不比，得不到的就不要。六月 239:26 上午6月-2309:26June 1,2023v 16、行动出成果，工作出财富。2023/6/1 9:26:0009:26:0001 June 2023v 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起

27、点的射线向前。9:26:00 上午9:26 上午09:26:006月-23v 9、没有失败，只有暂时停止成功！。6月-236月-23Thursday,June 1,2023v 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。09:26:0009:26:0009:266/1/2023 9:26:00 AMv 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。6月-2309:26:0009:26Jun-2301-Jun-23v 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。09:26:0009:26:0009:26Thursday,June 1,2023v 13、不知香积寺，数

28、里入云峰。6月-236月-2309:26:0009:26:00June 1,2023v 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20239:26:00 上午09:26:006月-23v 15、楚塞三湘接，荆门九派通。六月 239:26 上午6月-2309:26June 1,2023v 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/6/1 9:26:0009:26:0001 June 2023v 17、空山新雨后，天气晚来秋。9:26:00 上午9:26 上午09:26:006月-23v 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。6月-236月-23Thursday,June 1,

29、2023v 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。09:26:0009:26:0009:266/1/2023 9:26:00 AMv 11、越是没有本领的就越加自命非凡。6月-2309:26:0009:26Jun-2301-Jun-23v 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:26:0009:26:0009:26Thursday,June 1,2023v 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。6月-236月-2309:26:0009:26:00June 1,2023v 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。01 六月 20239:26:00 上午09:

30、26:006月-23v 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。六月 239:26 上午6月-2309:26June 1,2023v 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/6/1 9:26:0009:26:0001 June 2023v 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。9:26:00 上午9:26 上午09:26:006月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉