[精选]PVC生产工艺简介.pptx
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1、授课人:刘海燕授课人:刘海燕PVCPVC生产工艺简介生产工艺简介PVCPVC两种生产工艺介绍两种生产工艺介绍两种工艺的物料流程两种工艺的物料流程电石法电石法PVCPVC工艺生产成本工艺生产成本v电石法电石法PVCPVC生产成本构成生产成本构成v电石消耗电石消耗v氯化钠消耗氯化钠消耗v电耗电耗v一次水消耗一次水消耗v触媒消耗触媒消耗v其它乙二醇、氯化钙、引发剂、分散剂、其它乙二醇、氯化钙、引发剂、分散剂、终止剂等辅材消耗终止剂等辅材消耗电石法电石法PVCPVC工艺生产成本工艺生产成本电石消耗计算电石消耗计算电石电石吨位吨位t t电石电石发气发气量量L/kgL/kg乙炔乙炔收率收率%乙炔乙炔纯度纯
2、度%VCMVCM转化转化率率%精镏精镏收率收率%PVCPVC转化转化率率%PVCPVC产产量量t t电石电石消耗消耗1 130030095959898.5 5 9898.5 5999998980.690.697 7 1.431.434 4 1 128528595959898.5 5 9898.5 5999998980.660.663 3 1.501.509 9 1 126526595959898.5 5 9898.5 5999998980.617 0.617 1.621.623 3 1 123523595959898.5 5 9898.5 5999998980.548 0.548 1.81.8
3、3030 PVC产量产量M=m*q/24.04*x1*x2*x3*0.0625*x4*x5电石消耗电石消耗=m/M我我厂厂工工艺概况艺概况我厂电石法我厂电石法PVC工艺岗位流程图工艺岗位流程图氢处理氢处理氯处理氯处理二合一二合一乙炔乙炔破碎破碎压滤压滤冷冻冷冻聚合聚合干燥干燥包装包装精镏精镏转化转化一、乙炔工艺一、乙炔工艺破碎工艺破碎工艺0000000000 岗位任务:将采购进的原料电石经过粗破岗位任务: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,供乙炔发生岗位石,经皮带机运送到料仓,供乙炔发生岗位使用。使用。工
4、作原理:利用电机带动破碎机运转,破工作原理: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。破碎到适宜粒度。一、乙炔工艺一、乙炔工艺破碎工艺破碎工艺方框流程图方框流程图 电石库电石库1 1#皮带皮带粗破机粗破机2 2#皮带皮带5 5#皮带皮带细破机细破机3 3#皮带皮带料仓料仓乙炔发生乙炔发生4 4、6 6、7 7、8 8#皮带皮带新粗破机一、乙炔工艺一、乙炔工艺破碎工艺破碎工艺工艺流程图工艺流程图 一、乙炔工艺一、乙炔工艺破碎工艺破碎工艺主要设备和关键控制点主要设备和关键控制点 主要设备:主要设备:粗破机粗破机细破机细破机
5、皮带皮带料仓料仓关键控制点:关键控制点:粗破机排料粒度:粗破机排料粒度:100100150mm150mm细破机排料粒度:细破机排料粒度:151550mm50mm皮带:不漏料皮带:不漏料料仓高度:尽可能保持满仓料仓高度:尽可能保持满仓厂房:保持干燥通风厂房:保持干燥通风二、乙炔工艺二、乙炔工艺发生工艺发生工艺工序任务工序任务 保证发生器温度和压力在指标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,并通过水和渣浆炔气送往下工序,并通过水和渣浆将热量和废料排走。将热量和废料排走。二、乙
6、炔工艺二、乙炔工艺发生工艺发生工艺工作原理工作原理 主反响式如下:主反响式如下:CaC2+2H2OCaOH2+C2H2副反响式:副反响式:CaO+2H2OCaOH2CaS+2H2OCaOH2+H2SCa3P2+6H2O3CaOH2+2PH3Ca3N2+6H2O3CaOH2+2NH3Ca2Si+4H2O2CaOH2+SiH4Ca3As2+6H2O3CaOH2+2AsH3坐斗坐斗上斗上斗下斗下斗发生器发生器安全水封安全水封渣浆分渣浆分离器离器正水封正水封水洗塔水洗塔电石电石电石电石电石电石乙炔乙炔乙炔乙炔乙炔乙炔逆水封逆水封乙炔乙炔冷却塔冷却塔气柜气柜二、乙炔工艺二、乙炔工艺发生工艺发生工艺方框流
7、程图方框流程图 二、乙炔工艺二、乙炔工艺发生工艺发生工艺工艺流程图工艺流程图 二、乙炔工艺二、乙炔工艺发生工艺发生工艺主要设备主要设备 图1 乙炔发生器v相关参数:相关参数:v最高工作压力:最高工作压力:0.015MPa0.015MPav最高工作温度:最高工作温度:9090v物料名称:电石、水、乙炔、水蒸气物料名称:电石、水、乙炔、水蒸气v物料特征:易燃易爆,中度危害物料特征:易燃易爆,中度危害v全容积:全容积:48m48m3 3v搅拌功率:搅拌功率:5kW5kWv搅拌轴转数:搅拌轴转数:1.51.52 2转转/分分1.1.搅拌轴搅拌轴 2.2.人孔人孔 3.3.溢流口溢流口 4.4.耙臂耙臂
8、 5.5.括板括板 6.6.挡板挡板7.7.溢流口溢流口 8.8.排渣口排渣口 9.9.电石入口电石入口 10.10.乙炔出口乙炔出口 11.11.气相平衡管气相平衡管二、乙炔工艺二、乙炔工艺清净工艺清净工艺 乙炔气从正水封进入水洗塔和冷却塔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,柜,一路经水环泵加压后进入第一清净塔,第二清净塔。乙炔在第二清净塔。乙炔在1#1#和和2#2#清净塔与次清净塔与次氯酸钠逆流接触,除去气体中的硫、磷杂氯酸钠逆流接触,除去气体中的硫、磷杂质。经清净后乙炔气呈酸性,进入
9、中和塔质。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被碱液中和,中和塔出来的乙炔气纯度到达达98.5%98.5%以上,经过冷却器冷却后,送往以上,经过冷却器冷却后,送往转化工序。转化工序。工序任务:工序任务:清净原理:利用次氯酸钠将杂质气氧化,反响清净原理:利用次氯酸钠将杂质气氧化,反响式如下:式如下:4NaClO+H2SH2SO4+4NaCl4NaClO+PH3H3PO4+4NaCl4NaClO+AsH3H3AsO4+4NaCl中和原理:利用中和原理:利用1015%NaOH溶液将酸雾洗溶液将酸雾洗脱,反响式如下:脱,反响式如下:2NaOH+H2SO4Na2SO4+2
10、H2O3NaOH+H3PO4Na3PO4+3H2O3NaOH+H3AsO4Na3AsO4+3H2O乙炔工艺乙炔工艺清净工艺清净工艺工艺原理工艺原理 二、乙炔工艺二、乙炔工艺清净工艺清净工艺工艺流程图工艺流程图 二、乙炔工艺二、乙炔工艺清净工艺清净工艺主要设备主要设备 设备参数:设备参数:设计压力:设计压力:0.088MPa0.088MPa水洗塔水洗塔0.055MPa0.055MPa工作压力:工作压力:0.08MPa0.08MPa水洗塔水洗塔0.05MPa0.05MPa设计温度设计温度:40:40 水洗塔水洗塔9090工作温度工作温度:40:40 水洗塔水洗塔9090物料名称物料名称:次钠、碱液
11、或一次水、乙炔次钠、碱液或一次水、乙炔全容积:全容积:25 m25 m3 3衬里层材料:橡胶衬里层材料:橡胶衬里层厚度:衬里层厚度:6mm 6mm 1.1.乙炔进口乙炔进口 2.2.集液盘集液盘 3.3.栅板栅板 4.4.液体分配盘液体分配盘 5.5.次钠进口次钠进口 6.6.人孔人孔7.7.液位计液位计 8.8.乙炔出口乙炔出口 9.9.手孔手孔填料塔二、乙炔工艺二、乙炔工艺配制工艺配制工艺工序任务工序任务 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
12、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、乙炔工艺二、乙炔工艺配制工艺配制工艺工艺流程图工艺流程图 二、乙炔工艺二、乙炔工艺配制工艺配制工艺主要设备主要设备 文丘里反应器文丘里反应器设计压力:常压设计压力:常压工作压力:常压工作压力:常压设计温度:常温设计温度:常温设计温度:常温设计温度:常温主要受压元件:主要受压元件:PVCPVC1.1.一次水入口一次水入口2.2.酸入口酸入口3.3.浓次钠入口浓次钠入口二、乙炔工艺二、乙炔工艺关键控制点关键控制点 电石粒度:电石粒度:1550mm发生器温度:发生器温度:8090正常生产时正常生产时发生压力:发生压力:315kPa乙炔纯度:乙
13、炔纯度:98.5%,不含,不含S、P硝酸银试纸硝酸银试纸 不变色不变色次钠有效氯:次钠有效氯:0.0650.12%次钠次钠pH:78加料:加料:每斗分析每斗分析C2H21%三、乙炔工艺三、乙炔工艺压滤工艺压滤工艺 岗位任务:岗位任务:压滤岗位将经过沉降的渣浆用压滤机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。池浓度和清液使用,防止漫液。关键控制点:关键控制点:沉降池搅拌电流:沉降池搅拌电流:5.8
14、A5.8A干渣含水:干渣含水:35%35%清液温度:清液温度:5050沉降池浓度:沉降池浓度:24%三、乙炔工艺物料衡算三、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:产热量:CaC2反响放热:Q1=11060.8/64129.6=1620000kJ CaO反响放热:Q2=11060.1/5663.56=99300kJ传热量: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=557
15、700kJ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%1t电石产生压滤干渣:1.157/0.65=1.78四、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺岗位任务:岗位任务:调节氢气与氯气配比,将氯气和氢气在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,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
16、合成转化岗位使经冷却降温后送至转化,供合成转化岗位使用。用。转化岗位不使用氯化氢时,合成的氯化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。氢经冷却后用稀酸吸收生成盐酸。四、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺 反响原理:氢气和氯气只有在加热、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,其件下,才会迅速反响生产氯化氢,其主反响式为:主反响式为:H H2 2+Cl+Cl2 2 2HCl+44.126kJ/mol2HCl+44.126kJ/mol 副反响:副反响:2H2H2 2+O+O2 2 2H
17、 2H2 2O O 2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3 Fe+2HCl FeClFe+2HCl FeCl2 2四、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺HCl合成方框流程图合成方框流程图阻火器阻火器合成炉合成炉电解氯处电解氯处理理氯气缓冲罐氯气缓冲罐氢气缓冲罐氢气缓冲罐电解氢处电解氢处理理空冷器空冷器氯化氢缓冲罐氯化氢缓冲罐石墨冷石墨冷转化转化降膜降膜吸收吸收四、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺HCl合成方框流程图合成方框流程图尾尾气气吸吸收塔收塔石墨冷石墨冷降降膜膜吸吸收塔收塔盐酸槽盐酸槽盐酸泵盐酸泵储罐储罐放空放空四、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工
18、艺主要设备合成炉的关键参数主要设备合成炉的关键参数炉门炉门视镜视镜氢气氢气氯气氯气 设备内设备内 夹套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、四、VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺关关键控制点控制点H2:Cl2体积比:体积比:1.051.1:1氯化氢纯度:氯化氢纯度:9095%无游离氯无游离氯合成炉出口温度:合成炉出口温度:400600氢中含氧:氢中含氧:00.4%体积分数体积分数块冷进口温度:块冷进口温度:110180五、五、VCM工
19、艺工艺冷冻工艺冷冻工艺岗位任务:岗位任务:通过冰机制取通过冰机制取-35冷媒水供精馏尾气冷媒水供精馏尾气冷凝器、转化脱水冷凝器、转化脱水 通过冰机制取通过冰机制取0冷媒水供转化净化冷媒水供转化净化系统、机前冷、酸冷却器、聚合挡板水、系统、机前冷、酸冷却器、聚合挡板水、夹套水、夹套水、CN1Fa、b、聚合助剂冷却器、聚合助剂冷却器、乙炔冷凝器、水环泵水冷器、精馏成乙炔冷凝器、水环泵水冷器、精馏成品冷凝器、全凝器、高塔顶、低塔顶、残塔品冷凝器、全凝器、高塔顶、低塔顶、残塔冷凝器。冷凝器。保证各用水岗位的用循环水量,控制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,保证水温,适时
20、倒泵,观察各泵运转情况,保证水质。水质。五、五、VCM工艺工艺冷冻工艺冷冻工艺 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。制蒸发压力,将载冷剂冷却到合格温度外送。循环水工作原理及流程:从各用户来的循环水在循环水工作原理及流程:从各用户来的循环
21、水在凉水塔内经喷头喷成雾状水,经凉水塔风机抽起空气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。环水,经泵加压后,送往各用户。如此往复循环。五、五、VCM工艺工艺冷冻工艺冷冻工艺主要物料和设备主要物料和设备 主要物料:乙二醇溶液、氯化钙溶液、冷冻机油、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、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
22、、气液别离器器、冷凝器、蒸发器、气液别离器油气别离器油气别离器六、六、VCM工艺工艺转化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高压氯乙烯气体v脱脱水工序:水工序:将将氯化化氢和乙和乙炔炔按照按照1.051.11.051.1:1 1的分子的分子配比配比进行混合,通行混合,通过冷冷冻盐水降水降温温和酸捕和酸捕脱脱水至水至0.0.07%07%,再预热至,再预热至7080 7080 送往送往转化工序;化工序;v转化工序:控制化工序:控制转化器反化器反响温响温度度110180 110180,得到,得到纯度高于度高于84%84
23、%的的氯乙乙烯气气体,除汞后送往体,除汞后送往净化系化系统;v净化系化系统:气气体降体降温并脱温并脱除除COCO2 2和和HClHCl等等杂质气气;v压缩系系统:将将冷却冷却脱脱水后的水后的VCVC气气体体压缩至至0.6MPa0.6MPa左左右,送往精右,送往精镏岗位。位。六、六、VCM工艺工艺转化工艺转化工艺工工艺原理原理枯燥的混合枯燥的混合气气进入入转化器,在化器,在氯化汞化汞触触媒的存在下,媒的存在下,氯化化氢和乙和乙炔炔反反响响生成生成氯乙乙烯,反,反响响方程式方程式为:反反响响机理机理为:乙乙炔炔先先与与氯化汞加成形成化汞加成形成氯乙乙烯氯汞汞 此中此中间物不物不稳定遇定遇氯化化氢即
24、分解生成即分解生成氯乙乙烯v转化主要副反响:转化主要副反响:vC C2 2H H2 2+H+H2 2O CHO CH3 3CHOCHOvC C2 2H H3 3Cl+HCl CCl+HCl C2 2H H4 4ClCl2 2v触媒中毒副反响:触媒中毒副反响:vHgClHgCl2 2+H+H2 2S HgS+2HClS HgS+2HClv3HgCl3HgCl2 2+PH+PH3 3 HgClHgCl3 3P+3HClP+3HClv混合器过氯副反响:混合器过氯副反响:vClCl2 2+C2H+C2H2 2 C C2 2HCl+HClHCl+HClv压缩机局部温度高分解反响:压缩机局部温度高分解反响
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