PVC合成工藝及流程范文

1、 1.2.1 PVC合成工藝 到目前為止，世界上PVC生產(chǎn)的聚合工藝主要有五種，即懸浮、本體、乳液、微懸浮及溶液聚合工藝。其中懸浮聚合工藝一直是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝，絕大部分均聚及共聚產(chǎn)品都是采用懸浮聚合工藝。以美國為例，PVC生產(chǎn)工藝中，懸浮聚合占87.8%，本體聚合占4.4%，乳液和微懸浮占6.4%，溶液聚合占1.4%。與美國相比，西歐乳液和本體聚合的比例較大，而日本則懸浮聚合占的比例較大。 PVC大分子是以頭-尾連接的。由于聚合過程中產(chǎn)生副反應，脫氯化氫反應及氧化反應等因素導致大分子鏈段上有頭-頭連接，產(chǎn)生不飽和雙鍵，形成帶有氯原子的叔碳原子及形成各種長的支鍵和含氧基團，懸浮聚合的聚氯乙烯

2、分子鏈約有30-50個支鏈。 PVC分子鏈上的氯原子與氯原子相對位置的不同有無規(guī)，間規(guī)和全同等構(gòu)型，PVC以無規(guī)立構(gòu)為主，所以基本上是無定型結(jié)構(gòu)。全同立構(gòu)極少，間同立構(gòu)約占7.15%。它易形成細小的微晶。這種晶體使增塑劑難于進入，只有較高的溫度才能形成結(jié)晶鏈段。 PVC合成工藝流程見圖1-1。 圖1-1 PVC合成簡單工藝流程圖 1.2.2 品種分類及用途 ）VCM簡稱Vinyl Chloride ）樹脂是由聚乙烯（PVC簡稱Polyvinyl Chloride 聚氯乙烯（ 單體聚合而成的熱塑性高聚物。其分子式(CH-CHCl)n，其中n表示平均聚合度。PVC2為無定形聚合物，含結(jié)晶度5%-1

3、0%的微晶體，熔點為175。目前商品化的PVC樹脂的平56（X=350-800010）之間。均相對分子質(zhì)量范圍在1.910 -5.0nPVC一般按聚合度式分子量不同劃分不同的牌號。分子量的大小根據(jù)制品性能決定。軟質(zhì)制品要求較高的分子量，硬質(zhì)制品不加或少加增塑劑則要求較低的分子量。聚氯乙烯分子量高，其力學性能好，但加工困難。聚氯乙烯分子量分布對加工性能和制品質(zhì)量影響都很大，一般以窄分布或雙峰分布為佳。 我國工業(yè)化生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂以懸浮法及乳液法兩種為主。聚氯乙烯廣泛運用于塑料制品行業(yè)。以SG型樹脂(疏松型)為例，1-3樹脂主要用于、電纜、塑料拉料、鞋類加工領域；5-8樹脂主要用于塑料門窗、塑鋼

4、門窗、上下水管穿線管、扣板、塑料管件、管材、農(nóng)用薄膜、煙膜等加工領域。懸浮法樹脂的型號與主要用途見表1-1。 表1-1 SG型樹脂型號及用途 型號 級別 主要用途 SG-1 一級A 高點絕緣材料SG-2 一級A 電絕緣材料、薄膜一級B 一般軟制品SG-3 一級A 電絕緣產(chǎn)品、農(nóng)用薄膜、人造革表面膜B 一級 全塑涼鞋SG-4 一級A 工業(yè)和民用薄膜一級B 軟管、人造革、高強度管材SG-5 一級A 透明制品一級B 硬管、硬片、單絲、套管、型材SG-6 一級A 唱片、透明片B 一級 硬板、焊條、纖維SG-7 一級A 瓶子、透明片一級B 硬質(zhì)注塑管件、過氯乙烯樹脂SG-8 一級A 硬制品、真空容器內(nèi)壁

5、 1.2.3 PVC樹脂的性能是使用最廣泛的塑料材料之一。它具有不易材料是一種非結(jié)晶性材料，剛性PVCPVC還原劑和強酸都有很強的抵抗高強度、燃性、高耐侯性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。對氧化劑、氯化烴接觸的濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及PVC場合。 其它添加劑。樹脂的分子量、潔凈度、軟化點等物理性能隨聚合反應條件（溫度）而變化。一PVC PVC般而言，樹脂的性能見表。1-2 1-2 表 PVC樹脂主要性能項目 性能 物理性能3320，比，密度=1.544n折射率1.351.45g/cm，表現(xiàn)密度

6、0.40-0.65g/mDK) ，熱導率)1.0451.463j/(g熱容2.1KW/(m。糊樹脂0.12um，3080um本體聚合，60150um懸浮聚合顆粒大?。?080um 摻混 熱性能為熔175190呈粘彈態(tài)，無明顯熔點，85175以下呈玻璃態(tài)，85 融狀態(tài)，190200屬粘流態(tài) 脆化點-5060，軟化點7585，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在80上下，100以上開始分解，180以上快速分解，200以上劇烈分解并變黑 燃燒性能 PVC在火焰上能燃燒，并降解釋放出HCL、CO和苯等低分子量化合物；離火自熄 電性能 耐電擊穿，可用于10KV低壓電纜 老化性能較耐老化，但在光照（尤其光波長為270310n

7、m時）和氧氣作用下會緩慢分解，釋放HCl，形成羰基、共軛雙鍵而變色 化學穩(wěn)定性在酸、堿和鹽類溶液中較穩(wěn)定 耐溶劑性 除了芳烴（苯、二甲苯）、苯胺、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、含氯烴（二氯甲烷、四氯化碳、氯乙烯）、酮、酯類以外，對水、酒精和汽油等均穩(wěn)定。 耐磨性 室溫下耐磨性超過硫化橡膠 1.3 PVC樹脂的工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 1.3.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國聚氯乙烯工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已取得較大的進步。目前我國有聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)100余家，2005年產(chǎn)量達972.48萬t，居世界第3位。 目前我國生產(chǎn)的聚氯乙烯品種中，通用均聚級聚氯乙烯的品種比較齊全，但專用均聚級聚氯乙烯品種較少，產(chǎn)品的質(zhì)量與國外相

8、比有一定的差距。另外，大部分共聚級聚氯乙烯品種還不能生產(chǎn)。 1、需求低迷 供大于求 目前我國日用制品領域是聚氯乙烯的消費大戶。我國聚氯乙烯具體消費構(gòu)成見表1-3。然而，相比國外，這個需求比例還是比較小。除了日用品及建筑材料消費外，其他市場需求不大。 2006年國內(nèi)PVC下游需求雖然仍保持了一定增速，約10%，但與高達32%的產(chǎn)能增速相比，需求增長顯然無法消化過快增長的產(chǎn)能。如果產(chǎn)能繼續(xù)過度擴張，2007年國內(nèi)PVC市場供應過剩的趨勢將會繼續(xù)加劇。 表1-3 我國聚氯乙烯消費構(gòu)成 應用領域 比例 % 日用制品 30.4 建筑材料24.6 包裝材料 19.5 農(nóng)用制品 15.5 其他 10.0 2

9、、產(chǎn)能增長 經(jīng)營吃力 國內(nèi)PVC生產(chǎn)企業(yè)從2001年的70余家一躍發(fā)展到2006年底的100余家。生產(chǎn)企業(yè)的劇增，造成產(chǎn)能迅猛擴張，國內(nèi)PVC供需關系發(fā)生了根本性變化。據(jù)預測，2007年全國PVC產(chǎn)能仍將繼續(xù)增長，估計將達1502萬噸，因為國內(nèi)幾家規(guī)模較大的新裝置將投入生產(chǎn)，屆時將對市場產(chǎn)生明顯影響。 產(chǎn)能增長令乙烯法PVC市場壓力持續(xù)增重。乙烯法PVC在上游乙烯價格居高不下、電 年銷售十分吃力。2006產(chǎn)能不斷擴增的雙重打擊下，PVC石法 目前，國內(nèi)電石法PVC產(chǎn)量占全部PVC產(chǎn)量的70%以上，因為產(chǎn)能擴張迅速，市場供過于求，輕易無法提價，這迫使乙烯法PVC價格只能在低位盤桓。同時，由于原油

10、、乙烯價格高揚，開工率一直較低的國內(nèi)乙烯法PVC廠家，經(jīng)營壓力將難以緩解。 3、宏觀調(diào)控 出口遇阻 2006年，由于國家加強宏觀調(diào)控，房地產(chǎn)行業(yè)受到影響較大，造成建材行業(yè)對PVC需求出現(xiàn)萎縮。估計這一影響會延續(xù)到2007年。同時，涉及循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)保和能源等方面的宏觀政策，將繼續(xù)影響PVC市場走向。 2006年110月份，國內(nèi)PVC進口總量為122萬噸，同比下降15.8%；同期出口45萬噸，同比增長近10倍。由于PVC出口大幅增長，2006年6月28日，印度商工部發(fā)布公告，接受印度4家PVC生產(chǎn)企業(yè)申請，對來自中國（包括中國臺灣）、印尼、日本、韓國、馬來西亞、泰國和美國的懸浮法PVC進行反傾銷初

11、始調(diào)查。8月15日，土耳其發(fā)布公告，從即日起200天內(nèi)對產(chǎn)自中國的PVC（所有未到港貨）每噸征收320美元的保證金?？梢姡S著國內(nèi)PVC產(chǎn)能過剩，轉(zhuǎn)向出口，也同時遭遇了反傾銷困擾。如果不能順利擴大出口，過快增長的產(chǎn)能將無法及時消化，必然對國內(nèi)PVC市場產(chǎn)生影響。 1.3.2 新品種發(fā)展趨勢 縱觀世界PVC工業(yè)的成長歷史，可以看到，60多年來，氯乙烯雖然經(jīng)受了石油危機和世界經(jīng)濟蕭條的沖擊，環(huán)境生態(tài)保護方面的指責、限制，聚烯烴等其他塑料品種的激烈市場競爭。但是它經(jīng)久不衰，始終持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，今后幾年仍將以4%-5%的年增長速率繼續(xù)增長，2000年全球PVC消費量可達2600萬噸。究其原因，一方面取

12、決于PVC樹脂本身的優(yōu)良特性；一方面是市場的需求牽動以及PVC品種的不斷更新和適應；另一個根本原因是面對每次危機，它總能被認真研究改進，不失時機地推出新技術、開拓新用途。 新技術新產(chǎn)品既能渡過難關，又進一步拓展了市場，市場的需求再次促進了PVC工業(yè)發(fā)展。因此，PVC工業(yè)的興衰與市場發(fā)展技術進步是緊密相連的。 目前聚氯乙烯新品研發(fā)呈現(xiàn)出以下三大熱點： 1、專用料研發(fā)趨深趨廣 隨著塑料制品的要求提高，對PVC的性能也提出了更高的要求，許多塑料產(chǎn)品都要求使用針對該產(chǎn)品的的專用原料，以滿足其性能要求，而國產(chǎn)PVC樹脂產(chǎn)品遠遠不能與之相適應，質(zhì)量與國外產(chǎn)品相差很大，在每年我國進口的PVC中，各種專用料占

13、50%以上。因此研制開發(fā)表面光潔、色澤均勻、外觀整潔美觀，又能耐紫外光照、耐老化、不易變色、長時間維持高抗沖性能的優(yōu)質(zhì)PVC專用料，成為當今PVC領域研究的熱點。國內(nèi)企業(yè)也正積極開發(fā)各類PVC專用料，并且對專用料的研發(fā)工作日益趨深趨廣，在某些項目上已經(jīng)取得了可喜的成績。 上海氯堿公司在成功合成國內(nèi)領先的聚氯乙烯樹脂抗沖改性劑（ACR）的基礎上，其ACR接枝共聚PVC開發(fā)項目取得新進展。樣品數(shù)據(jù)表明，新型接枝共聚氯乙烯樹脂的沖擊性能有了顯著提高，而且耐老化、不變色、不變脆。 2、合金化研究成果顯著 隨著市場上對高性能化學建材需求的日益增長，單純的PVC原料已不能滿足生產(chǎn)需求，經(jīng)合金化處理的PVC

14、性能更優(yōu)良，受到市場歡迎。而且我國PVC生產(chǎn)中存在加工過程中粉料易“架橋”、流動性差、產(chǎn)品易變黃、“魚眼”多、性能差等現(xiàn)象，粉粒質(zhì)量差使PVC合金化難以實現(xiàn)，嚴重影響了我國PVC行業(yè)的生存和發(fā)展。 北京化工大學的課題組通過對國內(nèi)外廠家?guī)装俜NPVC樣品的復雜多層次結(jié)構(gòu)進行研樹脂的聚合配方、工藝不能實現(xiàn)對多層次結(jié)構(gòu)的最佳控制。課題組歷經(jīng)PVC究，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn) 10余年攻關，終于實現(xiàn)了氯乙烯可控聚合及PVC合金材料的高性能化，攻克了我國PVC生產(chǎn)的系列關鍵技術，所完成的“氯乙烯可控聚合專用料及PVC合金材料的高性能化和應用研究”項目獲得2002年國家科技進步二等獎。 氯乙烯可控聚合技術目前已在國內(nèi)多家主

15、要PVC樹脂生產(chǎn)廠得到應用，生產(chǎn)的專用料已用于塑鋼建材、埋地雙壁波紋螺旋管材及多孔超薄裝飾板材生產(chǎn)，高性能合金技術也得到推廣應用。這一系列關鍵技術成功地用于河南錦捷集團、北京化工二廠、天津化工廠、齊魯石化氯堿廠、上海天原等多家企業(yè)的生產(chǎn)中，使國產(chǎn)PVC質(zhì)量的得到大幅度提高，性能指標已達到國際先進水平。 3、環(huán)保型產(chǎn)品受到重視 經(jīng)過多年的發(fā)展，在PVC專用料、合金化研發(fā)熱火朝天的同時，面對國際市場環(huán)保呼聲的高漲，我國PVC研發(fā)正向環(huán)保型產(chǎn)品邁進。目前在PVC給水管等與人體有直接接觸的PVC產(chǎn)品領域，各國紛紛發(fā)布標準，對有毒塑料添加劑予以限制或禁用，要求使用不含鉛類、鎳類等有毒助劑的塑料產(chǎn)品。 面

16、對市場的新變化，我國企業(yè)也在積極研發(fā)新產(chǎn)品。比如硬聚氯乙烯管件料以往都是由普通原料添加各種助劑造粒后再注塑而成，在加工過程中會產(chǎn)生助劑分散不均的情況，而山東春潮色母粒有限公司研制的新型環(huán)保母粒已添加無毒有機錫類或鋅鈣復合穩(wěn)定劑，可直接注塑管件，且不含增塑劑，加工性能、熱穩(wěn)定性能，滿足了用戶對產(chǎn)品的環(huán)保要求，并結(jié)束了先造粒再注塑的管件注塑工藝，具有成本優(yōu)勢。 1.3.3 未來發(fā)展方向 從我國PVC行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀看來，情形不容樂觀。未來幾年，隨著我國市場進一步成熟和完善，我國聚氯乙烯行業(yè)需要采取各種方法，提高行業(yè)整體競爭能力，促進我國氯堿工業(yè)健康快速發(fā)展。 1、企業(yè)要向規(guī)?；?、大型化和集約化發(fā)展 隨

17、著世界經(jīng)濟一體化進程加快和我國加入WTO，我國聚氯乙烯企業(yè)將面臨越來越大的競爭壓力，企業(yè)規(guī)模大小將直接影響競爭能力。近年來，我國聚氯乙烯企業(yè)再次掀起擴產(chǎn)高潮。在2005年前，我國聚氯乙烯行業(yè)計劃新增加的生產(chǎn)能力將達200萬t/a左右。未來幾年，我國將發(fā)展幾個大規(guī)模聚氯乙烯重點生產(chǎn)企業(yè)，增強企業(yè)在市場中的競爭能力。 2、促進生產(chǎn)工藝進步，提高企業(yè)經(jīng)濟效益 未來我國聚氯乙烯生產(chǎn)工藝要向多樣化發(fā)展，要采用先進的生產(chǎn)方法，積極引進和采用先進的二氯乙烷法，單純的電石法工藝將逐步淘汰。要提高聚氯乙烯生產(chǎn)裝置的性能，改進聚合釜，以適應先進的生產(chǎn)方法。生產(chǎn)控制也要現(xiàn)代化，要大力推廣和普及計算機控制系統(tǒng)，積極開

18、發(fā)應用先進的自動化控制系統(tǒng)。這些先進的控制手段不僅能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，而且有利于降低生產(chǎn)物耗和能耗，提高生產(chǎn)裝置的安全運行性能。 3、產(chǎn)品要向?qū)I(yè)化、多樣化和高附加值方向發(fā)展 我國加入WTO后，市場競爭將日益趨于白熱化。我國一些生產(chǎn)規(guī)模較小生產(chǎn)質(zhì)量差和 牌號較少的聚氯乙烯企業(yè)必將遭到淘汰，就是那些目前具有一定生產(chǎn)規(guī)模、科研開發(fā)力量較強、經(jīng)濟效益較好的的企業(yè)也將面臨巨大的壓力。 面對激烈的市場競爭，現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)聚氯乙烯企業(yè)都在積極利用自身的科技力量并聯(lián)合相關的科研院所進行合作開發(fā)各種專用和高性能樹脂，努力提高現(xiàn)有樹脂的產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品在應用領域、加工性能和使用效能等方面滿足用戶的要求。生產(chǎn)企業(yè)要

19、積極樹立企業(yè)品牌，增加產(chǎn)品的附加值，提供質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品，努力擴大市場份額，提高企業(yè)的競爭和生存 能力。 4、經(jīng)營理念要現(xiàn)代化 企業(yè)的經(jīng)營理念要現(xiàn)代化，不要滿足單純銷售自己生產(chǎn)的產(chǎn)品，而是要充分利用自身的生產(chǎn)、科研、銷售和資金等方面的綜合優(yōu)勢，引導市場價格走向，使企業(yè)在激烈的市場競爭中處于有利地位，獲得最大的經(jīng)濟利益。 另外，我國一些大型聚氯乙烯企業(yè)要積極引進外資，利用外資的資金優(yōu)勢和先進的管理理念發(fā)展壯大自己，提高企業(yè)在市場競爭中的應變能力。 第二章 氯乙烯單體的生產(chǎn) 2.1 工業(yè)合成方法及原理概述 2.1.1 氯乙烯性質(zhì) 20）0.9106。凝固點-159.7，沸點氯乙烯為無色以液化氣體，相

20、對密度（d-14，折420）1.4046，空氣中爆炸極限3.6%26.4%n，臨界溫度為158。溶于醇和醚、四氯射率（D化碳和苯，微溶于水。氯乙烯是一種不飽和的鹵代烴，具有分子中含C=C雙鍵和鹵素化合物的重要特征，但一般來講連接在雙鍵上的氯原子不活潑，所以有關雙鍵加成反應則應比氯原子取代反應更容易些，在光和催化劑存在下一聚合，也能和丁二烯、乙烯、丙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、丙烯酸酯等共聚。用于制備聚氯乙烯，用作冷凍劑等，也用于有機合成。可由乙炔和氯化氫加成制得，或由二氯乙烷熱裂或在醇鉀溶液中作用制得。 2.1.2 主要單體合成路線 國內(nèi)目前主要有三條路線，一是以乙烯為原料的乙烯氧氯化法，一是以電石

21、為原料的乙炔和氯化氫合成法，另外就是以進口二氯乙烷為原料然后將二氯乙烷裂解為氯乙烯的方法。還有直接進口氯乙烯單體，聚合生產(chǎn)聚氯乙烯的。以乙烯為原料采用乙烯氧氯化生產(chǎn)氯乙烯是生產(chǎn)聚氯乙烯最經(jīng)濟、合理的工藝路線，國外基本上都是采用這一路線的。 我國因為乙烯資源缺口比較大，許多地方采用電石為原料，以電石氣（乙炔）和氯化氫合成氯乙烯來生產(chǎn)聚氯乙烯，能耗大，污染治理難度也較大，但解決了我國聚氯乙烯原料的很大一塊缺口。近年來，原來一些沿海地區(qū)以電石為原料的聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，為了節(jié)能和降低成本，采用進口二氯乙烷為原料，將二氯乙烷裂解為氯乙烯來生產(chǎn)聚氯乙烯，以增加聚氯乙烯的產(chǎn)量。裂解出的氯化氫還可供給電石乙炔

22、去生產(chǎn)氯乙烯，可以免去氯堿裝置的配套，還能降低建設投資。 近三年來，國際油價居高不下，帶動乙烯成本不斷攀升，氧氯化法生產(chǎn)聚氯乙烯的生產(chǎn)成本也大幅上漲。這就推動了聚氯乙烯價格的大幅提高，市場價格已經(jīng)攀升到歷史的最高 。2-1月聚氯乙烯市場價格走勢見圖8年2004-2005噸大關。/元10000點，直逼 圖2-1 2004-2005年8月聚氯乙烯市場價格 以電石為原料生產(chǎn)聚氯乙烯在技術和經(jīng)濟上都比較落后，但由于我國嚴重缺油，乙烯供應嚴重不足，被迫采取以電石為原料生產(chǎn)聚氯乙烯。近年來，原油價格暴漲，并且長期在高價位浮動，促使乙烯價格上漲，聚氯乙烯價格也隨之上漲，給電石法生產(chǎn)聚氯乙烯增加了盈利的空間，

23、推動了近年電石路線生產(chǎn)裝置建設的高潮。但是生產(chǎn)電石需要消耗大量的電力（一噸電石約要消耗3300-3500千瓦電），它必須在有大量廉價電力供應的地方才具有大規(guī)模生產(chǎn)的條件。 2.2 電石乙炔法制取氯乙烯 2.2.1 乙炔制備工藝及原理 2.2.1.1 電石水解反應原理 眾所周知，在濕式發(fā)生器中電石加入液相中即水解反應生成乙炔氣體，反應式如下： 主反應：CaC+2HO=Ca(OH)+CH 22222副反應：CaS+2HO=Ca(OH)+HSCaP+HO=Ca(OH)+PHCaN+2HO=Ca(OH)+NH 3322222332222雜質(zhì)氣體由NaClO洗除去：PH+4NaClO=HPO+4NaCl

24、 ，HS+4NaClO=HSO+4NaCl 423432該反應在工業(yè)生產(chǎn)上的應用已有80年的歷史，但是卻很少有人系統(tǒng)的研究過它的反應2結(jié)合“氫化”而生成CHC機理。有人僅假定反應的起始階段是HO與CaC晶格中的和2222OH。 由于工業(yè)品電石含有不少的雜質(zhì)，在發(fā)生器水相中也同時進行一些副反應，生成相應的磷化氫，硫化氫等雜質(zhì)氣體，由于水解反應生成大量的氫氧化鈣副產(chǎn)物，使系統(tǒng)成堿性，水解反應不完全。另外由于硫化氫在水中溶解度大于磷化氫，使粗乙炔氣中含有較多的磷化氫(如數(shù)百ppm)及較少的硫化氫(數(shù)十至數(shù)百ppm)，磷化物尚能以PH形式存在，它在空氣中容易自燃。 在85反應溫度下，由于水的大量蒸發(fā)氣

25、化，使粗乙炔氣體夾帶大量的水蒸氣。一般，水蒸氣：乙炔1：1。有人對濕式發(fā)生器（反應溫度較低，約60-70范圍）的粗乙炔雜質(zhì)進行了分析，計有下列雜質(zhì)(ppm）：氨200，磷化氫400，砷化氫3，乙硫醚70，乙烯基乙炔70.此外尚有乙烯基乙炔，丁間二烯基乙炔，丁二炔和己二炔等乙炔的熱聚產(chǎn)物。 乙炔制備工藝流程2.2.1.2 塊狀CaC原料經(jīng)粉碎機粉碎到50mm的粒徑大小后被輸送到料倉，在輸送過程中用電2磁鐵除去CaC中所含鐵。然后用斗車將CaC粒料送入加料口經(jīng)水平皮帶輸送機經(jīng)小缶子、22上加料斗、下加料斗有電磁振蕩加料器連續(xù)的加入發(fā)生器中。在小缶子、上加料斗、下加料斗中都配合地通入氮氣以排除其中空

26、氣，防止發(fā)生安全事故。 在發(fā)生器通的是NaClO的0.01%水溶液，以除去反應生成的HS、PH等氣體。電石與3 2發(fā)生器內(nèi)水反應(水解)生成的粗乙炔氣體由發(fā)生器頂部逸出，然后經(jīng)洗泥池除塵和正水封進入填料塔。 填料塔內(nèi)填充拜耳環(huán)，通NaCIO水溶液洗滌粗乙炔氣體進一步除去HS、PH并起到3 2冷卻作用。后由乙炔總管將乙炔氣輸入氣柜，該氣柜用水封起到一定的緩沖作用壓力維持在1112kPa范圍內(nèi)。 發(fā)生器溫度維持在855。水解反應的副產(chǎn)物-電石渣漿從溢流管不斷流出，而較濃的渣漿及矽鐵雜質(zhì)由發(fā)生器內(nèi)攪拌的耙齒送至底部間歇排放。當發(fā)生器壓力因加料故障而低于控制范圍時，氣柜內(nèi)貯存的乙炔氣體將借壓差經(jīng)逆水封

27、，進入發(fā)生器內(nèi)以保持設備處于正壓，確保安全生產(chǎn)。 發(fā)生器的安全水封連接管道安裝于發(fā)生器液面略上方的氣相部位。當發(fā)生器氣相出口管道或冷卻塔因電石渣堵塞而壓力劇增時，乙炔氣體管道流入安全水封自動排空；而發(fā)生器液相排查不暢等造成液面上升時（有送入加料器或貯斗的危險），液相部分將借位差由管道流入安全水封排出。制備工藝流程如圖2-2 上述乙炔氣體繼續(xù)進入水洗塔，塔中的NaCIO水溶液含量中NaCIO0.05%，進一步洗氣，然后進入水環(huán)壓縮機加壓到70kPa后進入水分離器分離乙炔中的水分。然后進入兩個清凈塔(氣體先進入清凈2塔，塔中NaCIO含量0.1%，然后再進入清凈1塔，清凈2塔排出的NaCIO水溶液

28、進入清凈1塔作為補充，其中1 塔NaCIO含量0.05% )。 出來的乙炔氣體含量可達97% 。最后乙炔氣體進入中和塔，用1.5%的NaOH水溶液將PH值調(diào)到7后送去合成。清洗工序流程如圖2-3。 乙炔發(fā)生工藝流程圖 2-2 圖 圖2-3 乙炔清洗工藝流程圖 2.2.1.3 乙炔發(fā)生器工藝參數(shù)論述 1、電石粒度 電石的水解反應是固液反應，電石與水的接觸面積越大，即電石粒度越小時，其水解速度也加快。但是粒度也不宜過小，否則水解速度太快，使反應放出的熱氣不能及時移走，易發(fā)生局部過熱引起乙炔分解和熱聚，進而使溫度劇升而發(fā)生爆炸。粒度過大，則水解反應緩慢，發(fā)生器底部間歇排出渣漿中容易夾帶未水解的電石，

29、造成電石消耗定額上升。 發(fā)生器結(jié)構(gòu)(如擋板層數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速、耙齒角度等)對電石在設備中停留時間和電石表面生成的氫氧化鈣的移去速度有較大的影響。即對于一定粒度的電石來說，既應保證其完全水解的停留時間，有需將電石表面覆蓋的氫氧化鈣“膜”及時移去，以使電石與水有不斷更新的接觸面積。一般對于三至五層擋板連續(xù)攪拌的發(fā)生器，電石的停留時間較長，水解反應比較完全，但一些小型的搖籃式發(fā)生器，水解過程就慢得多，排渣中易發(fā)現(xiàn)未水解的“生電石”。但是，即使結(jié)構(gòu)非常完善的發(fā)生器，排出電石渣中仍含有超過反應溫度下飽和溶解度的乙炔。 因此，根據(jù)目前發(fā)生器結(jié)構(gòu)及電石破碎損耗等因素考慮，粒度宜控制在80mm以下，如對于45層擋

30、板者可選用80mm一下，而23層擋板宜選用50 mm以下。 2、水解溫度 除了上述電石粒度外，溫度對于電石水解反應速度的影響也是顯著的。圖2-2及表2-1已示出了相同粒度夏測定的溫度在2-80范圍內(nèi)的影響關系。已發(fā)現(xiàn)，在50以下每升高1 使水解速度加快1%；而在-35以下的寒冷地區(qū)，電石在鹽水中的反應是非常緩慢的。 3、含固量及水比 理論上，每噸電石水解需要0.65噸水，在絕熱反應（無外冷卻）下，水解反應熱會使 系統(tǒng)溫度急劇上升到幾百度以上。因此，在濕式發(fā)生器中，都采用過量水未移出反應熱，并稀釋副產(chǎn)的Ca(OH)以利于管道排放?？偧铀颗c電石投料量之比即稱作水比。 2實驗證明，系統(tǒng)中渣漿含固量

31、在020范圍內(nèi)。電石水解速度受含固量的影響不大，含固量超過此范圍時，因電石表面與水的接觸受到顯著阻礙，如含固量達60左右，水解速度減慢到幾倍，發(fā)氣量也只有原來的1/50。 因此，在濕式反應器中反應溫度是和水比相對應的，工業(yè)生產(chǎn)上就是借減少加水量來 以致排渣系統(tǒng)沉淀堵塞。其控制的極限是不使水比過低造成渣漿固含量過高，提高反應溫度， 通過熱量橫算，可得到不同反應溫度時的水比以及乙炔在發(fā)生器中的總損失。由計算結(jié)果可知，反應溫度越高則乙炔總損失越少，而發(fā)生器排出的電石渣固含量也相應上升。過高的反應溫度將導致排渣困難。另外，粗乙炔氣中的水蒸汽含量相應增加，造成冷卻負荷加大，以及從安全生產(chǎn)等方面考慮，不宜

32、使溫度控制過高，一般根據(jù)一般生產(chǎn)經(jīng)驗以8090范圍最好。 2.2.1.4 主要設備 主要設備：電石粉碎機，乙炔發(fā)生器，振蕩器，洗泥器，正水封，安全水封，逆水封，廢水塔，清水塔，氣水分離器，中和塔，冷卻塔。 1、乙炔發(fā)生器 以電石反應工藝制取乙炔氣的主要設備是乙炔發(fā)生器，目前國內(nèi)多半采用的是濕式立式發(fā)生器。就這類發(fā)生器而言，也有各種各樣的結(jié)構(gòu)與形式。小型工廠曾采用搖籃式，因為生產(chǎn)能力低，排渣中尚殘留較多的“生電石”電石定額上升加以檔板層數(shù)有二、三、四和五層四種；以設備直徑來分有1.6m、2m、2.8m等幾種；從設備容積上，小的為4立方米，大到28立方米；從攪拌系統(tǒng)上，轉(zhuǎn)速范圍在13r/min變化

33、尚有間歇和連續(xù)攪拌之分。 2、清凈系統(tǒng) 清凈系統(tǒng)的主要設備是清凈塔。作為清凈用的填料塔，推薦空氣速0.20.4m/s范圍，氣體在塔內(nèi)總停留時間在40-60s范圍以保證化學吸收完全，由于乙炔清凈屬于化學吸收過程，清凈效率除了與吸收劑濃度、PH以及吸收溫度相關外，尚與氣液的接觸時間也及上述的停留時間息息相關。有的工廠曾試圖采用高速的湍流塔來帶代之以用的填料塔，雖然可使塔徑縮小，但終因氣液時間太短促而達不到預期的效果。 清凈塔：采用踏板式淋器，有瓷環(huán)，冷卻介質(zhì)為NaClO液，主要吸收粗乙炔氣中的HS2等。清凈塔結(jié)構(gòu)尺寸為噴淋式，瓷環(huán)5050mm。 安全水封：結(jié)構(gòu)與正水封相似，當發(fā)生器有故障時，如正水

34、封冷凝水過多而引起液面上升。廢水塔液面超過氣體進水管，設備內(nèi)壓過高，乙炔氣體至溢流口排至氣相安全水封，進而排入大氣中當發(fā)生器液面過高時，可通過液相安全閥排出。 正水封：正向通氣入廢水塔起逆向作用，當發(fā)生系統(tǒng)和清凈系統(tǒng)一部分發(fā)生故障時，起到安全隔離的作用。當壓力升高的時候，將使水沿管道逆流避免發(fā)生爆炸。 逆水封：其進口管與乙炔氣柜管線相連，出口管道上方氣相部分在正常生產(chǎn)時，逆水封不起作用，當當發(fā)生器有故障時，引起設備內(nèi)壓過低，氣柜內(nèi)乙炔可經(jīng)逆水封自動進入發(fā)生器，以保持正壓，防止系統(tǒng)產(chǎn)生負壓，抽入空氣而形成爆炸混合物。 文丘里反應器：是清凈次氯酸鈉配置的主要設備，它是由塑料組成的，稀堿和工業(yè)氯氣由

35、混合器兩側(cè)進入文丘里反應器的混合室。工業(yè)水由內(nèi)管上端進入，與堿、氯氣相遇，配置成含游離氯為0.060.08%的次氯酸鈉溶液。 2.2.1.5 控制參數(shù) 影響乙炔的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素：溫度；NaClO的濃度；壓力；液體清凈塔上的壓力，酸堿度；發(fā)生器結(jié)構(gòu)尺寸。因此，需要嚴格控制個工藝參數(shù)。 主要控制參數(shù)：水與電石之比為0.6-0.7，反應溫度為8085，隔絕空氣。電石粒度小于50mm。氮氣純度大于97，氧氣小于3%，每斗料重小于37，充氮壓力5.33到8.0Kpa，氮氣總管壓力0.3MPa，發(fā)生器溫度80-90，發(fā)生器壓力4.9-12.7KPa,發(fā)生器液位，逆)水2000mm(，氣相安全

36、水封液面780-1470mm，正水封液面1r/min，攪拌速550-950mm 水封液面150-350mm，乙炔氣柜壓力3.92KPa，開車排氮氣中含氧量小于3，動火排氣乙炔小于0.01%。4層單葉攪拌轉(zhuǎn)1r/min，起控制電石下降速度及加強換熱作用，HS及HP323/h。1000m9m，生產(chǎn)能力 用硝酸銀檢測不變黑。乙炔發(fā)生器尺寸大小2其他控制參數(shù)：氣柜高度15%-85%，水環(huán)泵進口壓力小于2.66KPa，水環(huán)泵出口壓力小于50KPa，氣水分離器溫度小于40，氣水分離器水位高度100-400mm，各塔總液位1/3-2/3，清凈塔1有效氯含量70.03；清凈塔2有效氯70.06；中和塔堿含量5

37、-15；碳酸鈉小10；次氯酸貯槽中有效氯小于0.02；稀堿高位槽堿液位3-5；廢次氯酸鈉貯槽液位680-1800mm;堿配置槽堿濃度12-15；乙炔冷卻后溫度小于10；進出乙炔純度大于97.5%；乙炔不含S，P等。具體控制指標見表2-1。 表2-1 乙炔各工段工藝指標 序號 崗位1 加料2 發(fā)生3 清凈 控制項目 充氮壓力氮氣總管壓力發(fā)生器 反生器氣柜高度水循環(huán)泵進口壓力 水循環(huán)泵出口壓力中和塔堿液濃度次鈉貯槽中次鈉有效氯送出乙炔純度T P 控制指5.33-8.0KPa0.3KPa80-94.9-12.7KPa15%-85%2.66KP55KP10NaOH 5-15% , NC0.085%-0

38、.12% , PH 7-897.5 2.2.1.6 乙炔安全生產(chǎn)注意事項 1、嚴格防止各種設備管道事故,防止發(fā)生管道液封及空塔事故。 2、隨時堵塞跑冒滴漏，防止室內(nèi)乙炔聚集。其爆炸范圍在空氣中含量為2.3-8.4%?？?。0.05ml/m 氣中允許濃度為3、嚴格按照控制點要求進行操作，保證控制點偏離不大。 4、設備傳動部件的衛(wèi)生工作一定要在停車運轉(zhuǎn)時進行。 5、不允許系統(tǒng)設備成負壓狀態(tài)開車和運轉(zhuǎn)，消除靜電設備的另一點與接地點的重電阻不得大于3歐姆。 6、凡與乙炔接觸的設備、管道、閥門嚴禁使用銅、銀、汞等材料。禁止用銀焊條、銅焊條焊接，水銀壓力計必須裝有隔離液。 7、嚴禁使用鋼鐵材料敲擊設備與管

39、道，以及電石桶避免產(chǎn)生火花而引起爆炸、燃燒。 8、換中和塔堿、檢查泵時，一定要戴上眼鏡，防止堿液濺入眼內(nèi)。 9、嚴禁乙炔與氯氣混合，其在日光下或遇振動，便會產(chǎn)生氯乙炔，發(fā)生爆炸。 10、凡動火應辦理動火證，凡進入設備檢修，含氧量應符合要求。 11、發(fā)現(xiàn)發(fā)黃的風化嚴重的電石暫不進行破碎。 2.2.2 HCl合成工藝及原理 2.2.2.1 HCl的合成原理 合成氯乙烯首先要合成HCl，合成HCl反應式如下：H+Cl 。2HCl22 氯化氫常壓下為無色液體，具有刺激性氣味，沸點-84.9C。它具有很強的吸水性，溶于水即成為鹽酸。它在水中的溶解度很大，在0C，一個大氣壓下，一升水下可溶解525.2升，

40、但溶解度隨水溫升高而降低，濕氯化氫具有很強的腐蝕性，因它能與大多數(shù)金屬發(fā)生化學反應，從而腐蝕管道和設備。此外氯化氫易被堿性溶液吸收。用堿洗的方法去氯乙烯中的氯化氫就是用這個道理。 獲得氯化氫的方法較多，目前工業(yè)上多用有機化合物氯化時的副產(chǎn)物獲得或進行直接合成，直接合成法所用原料價廉，操作技術容易，所生產(chǎn)的氯化氫產(chǎn)品純度高。為了降低氯化氫氣體中的水分、游離氯等單體等雜質(zhì)，可采用鹽酸脫吸法，生產(chǎn)高純度氯化氫。目前電石路線生產(chǎn)VC中多用直接合成法。這是把來自氯堿車間的氯氣和氫氣共同通入合成爐進行燃燒生成氯化氫的方法。 2.2.2.2 HCl工段工藝流程 原料氫氣由電解裝置的輸氫機送來，經(jīng)過氣柜反沖后

41、由阻火器進入合成爐底部的燃燒器點火燃燒，合成爐中因有少量O而有水生成，所以合成爐中出來的氣體還含有少量鹽酸。2合成爐中氫氣一般過量5-10%，以保證氯氣反應完全。若含有未反應的氯氣就容易生成氯自由基而生成一氯乙炔。 原料氯氣由電解裝置氯干燥送來經(jīng)反沖器后按一定分子比(H：Cl1：1.1)進入合成爐22燈頭的內(nèi)管，出下而上經(jīng)由燈頭上的斜孔均勻地和外套內(nèi)的氫氣混合燃燒。燃燒時火焰溫度達到2000C左右，并發(fā)出熱和光，正?；鹧娉是喟咨ｉ_車時，應抽負壓，防止火焰熄滅。 合成后的氯化氫氣體，借爐身及夾套冷卻水或散熱瓷片冷卻，到爐頂溫度可降低到400-600C左右，經(jīng)鑄鐵制的冷卻導管冷卻到100-150

42、C，再進入上蓋附有冷卻水箱的石墨冷卻器，用工業(yè)水將氯化氫氣體冷卻到40-50C左右，由下底排出經(jīng)閥門控制進入分配臺送至吸收塔生成鹽酸，當合成爐中開停車氯化氫氣體純度低時也送。 分配臺中工作介質(zhì)有H、N、HCl、CO。再送至串聯(lián)的石墨冷凝器，以-35的冷凍22 2鹽水冷凍到12左右，進入酸霧分分離器，氣相中夾帶的40鹽酸霧沫由分離機內(nèi)部有機硅玻璃布收集分離，冷凝酸由底部進入酸儲槽。 由干燥器頂部排出的干凈氯化氫氣體經(jīng)分配臺進入納氏泵壓縮，借泵內(nèi)濃度93%以上的硫酸作為液封及潤滑劑，氯化氫和硫酸企業(yè)混合器排入分離器，自底部排出的硫酸流入盤管式硫酸冷卻器，經(jīng)管外水冷卻后吸入納氏泵使用，自頂部排出的干

43、燥硫化氫經(jīng)緩沖器送至氯乙烯合成裝置。 2.2.2.3 工藝控制參數(shù) 氯氣與氫氣在440C時即迅速反應，而當溫度高于1500C時，氯化氫便有顯著的分解現(xiàn)象。少量水的存在可以促進氯氣與氫氣的合成反應，但含水過多則會造成管道的腐蝕。原料氣的純度對安全生成有直接影響，為保證產(chǎn)量和質(zhì)量，保證安全生產(chǎn)和盡量地延長設備的使用壽命。生產(chǎn)上應對下列工藝操作進行嚴格控制： 1、原料氣的純度和配比 氯氣：氫氣1：1.05-1：1.10（克分子） 即氯氣過量（5%-10%）。但不宜過量太多，如超過20%則有爆炸危險。氫氣于氯氣的配比，可通過流量計控制，在合成爐中燈頭上的火焰也能反映出來。一般來說：火焰暗紅說明氫氣過量

44、，火焰黃綠是氯過量。正常的火應為明亮的青白色，但這并不是一成不變的，溫當然更應努力采用科這方面的操作靠經(jīng)驗來判斷?；鹧骖伾膊灰粯印６群突瘜W純度不同， 學儀表觀測自控，減輕勞動強度，提高操作質(zhì)量。 2、合成爐的溫度和壓力 雖然氯氣和氫氣直接混合，火焰溫度2400，但由于爐外空氣冷卻和熱損失等原因，合成的氯化氫氣體溫度已大大降低。合成的氯化氫氣體到達爐頂時應低于450，因為氯化氫出口溫度過高會使防爆膜爆炸，影響生產(chǎn)正常進行。爐內(nèi)壓力應控制在200mm汞柱左右。溫度和壓力均可以通過氯氣和氫氣流量的大小來控制。 3、石墨冷凝器進出口溫度 石墨冷卻器后面是酸分離器，它可由耐酸性良好的硬聚氯乙烯制成，聚

45、氯乙烯材料使用溫度在80以下，因此，石墨冷卻器出口溫度應控制在60以下為宜。 2.2.2.4 合成的主要設備 1、合成爐 合成爐是制造氯化氫氣體的主要設備。目前工業(yè)上應用比較廣泛的是鋼制合成爐，它分為空氣冷卻式和水冷加套式兩種。爐頂部設置防爆孔，防爆膜可采用石棉高壓紙板材料，由防爆孔法蘭夾緊。為有利散熱，合成爐一般均置于露天操作，結(jié)下錐體上的四只支耳安裝于支架上。 2、列管式石墨換熱器 石墨換熱器是用于冷卻或者加熱氯化氫或者腐蝕性氣體的主要設備，主要一列管式和塊孔式。可用于合成爐經(jīng)空氣冷卻導管后的高溫氯化氫的冷卻，水箱12的設置可以降低氣體進口部位特別是上管板的溫度，不致經(jīng)受高溫而使管板于列管

46、的交界封處因材料熱膨脹系數(shù)差異而脹裂損壞。 2.2.3 副產(chǎn)品的生產(chǎn) 2.2.3.1 液氯 生產(chǎn)的工業(yè)用液氯廣泛用于造紙、紡織、農(nóng)藥、有機合成、金屬冶煉等領域，還可供生活用水消毒之用。采用國家標準GB/T5138-1996生產(chǎn)，主要技術指標見表2-2。 表2-2 液氯生產(chǎn)技術指標 指標 項目優(yōu)等品 一等品 合格品 ?99.6 99.8 Cl氯（）含量（V/V），% 99.6 2?0.040 0.030 ，M/M）%0.015 水份含量（ 2.2.3.2 鹽酸制藥，印染，冶金，公司生產(chǎn)的工業(yè)用合成鹽酸為重要工業(yè)原料，廣泛用于化工，石油， GB320-93防腐除銹，清洗，水處理等領域，采用國標生產(chǎn)

47、主要技術指標見表2-3。 鹽酸生產(chǎn)奇數(shù)指標 表2-3 合格品 優(yōu)級品 指標 一級品?31.0 ，HCl總酸度（以計）% 32.0 31.0 ?0.01 鐵，0.008 0.006 ?2- 0.03 0.005 SO碳酸鹽（以 %，）4 ? 0.0001 0.0001 0.0001 砷，%?0.15 %0.08 0.10 灼燒殘渣，?0.010 0.005 氯化物（以Cl計），%0.008 離子膜堿2.2.3.3 本公司采用離子膜法生產(chǎn)的高純度燒堿，以GB/T11199-89作為質(zhì)量檢測依據(jù)，技術指標見表2-4。 表2-4 離子交換膜法氫氧化鈉技術指標 產(chǎn)品級別指標名一合實驗方優(yōu)II甲32.02

48、9.0GB11213.132.032.029.0NaOH%乙GB4348.1甲0.04%0.060.060.060.06GB7698NaCGB11213.2NaCl%0.0040.0070.010.0070.01GB4348.30.00030.00050.00050.00050.0005F%GB11200.10.0010.0020.0020.002NaCl%0.002GB11200.30.00010.001CaO%0.00050.0010.0005GB11200.20.0004%0.00060.0010.0010.0006AGB11213.40.00150.0020.0020.004%Si0.

49、004GB11213.60.001%NS0.0020.0020.0020.002 2.2.3.4 隔膜堿 本公司采用隔膜法生產(chǎn)的工業(yè)用燒堿品種有：30%，42%，45%的液堿和96%的固堿。廣泛適用與輕工業(yè)、化工業(yè)、紡織業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、石油工業(yè)、水處理、軍事國防工業(yè)、電子工業(yè)、建材、電力及其他工業(yè)。具體指標見表2-5。 表2-5 隔膜法各項指標 項目 優(yōu)等品 一等品 合格品 一等品 合格品 30.0 氫氧化鈉，% 42.0 42.0 42.0 30.0 0.6 0.6 液堿 0.3 0.4 0.4 %碳酸鈉， 5.0 1.8 2.0 氯化鈉，%4.7 1.6 0.01 0.007 0.01 三氧

50、化二鐵，% 0.004 0.005 一等品優(yōu)等品 合格品項目 %95.0 96.0 96.0 氫氧化鈉， 碳酸鈉，1.6 1.3 1.4 % 固堿3.2 %氯化鈉，2.7 2.8 0.02 0.008 %三氧化二鐵，0.01 2.2.4 氯乙烯的合成 氯乙烯合成原理及其主要影響因素2.2.4.1 1、反應機理 乙烯于氯化氫在升汞觸媒存在下的氣相加成反應方程式為： CH=CH+HClCH=CHCl124.8KJ/mol 2上述反應實際上是非均相的，分五個步驟進行，其中表面反應為控制階段： a、外擴散 乙炔、氯化氫向炭的外表面擴散； b、內(nèi)擴散 乙炔、氯化氫經(jīng)炭的微孔通道向內(nèi)表面擴散； c、表面反

51、應 乙炔、氯化氫升汞催化劑活化中心反應發(fā)生加成反應生成氯乙烯； d、內(nèi)擴散 氯乙烯經(jīng)炭的微孔通道向外表面擴散； e、外擴散 氯乙烯自炭外表面向氣流中擴散。 2、催化劑 a、載體活性炭 用作催化劑載體的活性炭，一般是低灰分的煤加工而成，并經(jīng)750-950C高溫水蒸氣活化，以氧化成型后炭粒內(nèi)部的揮發(fā)組分，使形成許多微細的孔穴和通道。 因此，活性炭具有非常驚人的表面積，如利用低濕氮氣吸附法或者苯蒸汽動態(tài)吸附法，可測得目前常用的活性炭其每克重量就會有800-1000平方米的表面積，這一數(shù)值稱為活性炭的比表面積。 活性炭的這一特性使它具有優(yōu)異的吸附能力，被廣泛地應用或者液體中微量雜質(zhì)的吸附分離過程，各種

52、有毒、有害氣體的防毒面具以及催化劑的載體。 b、升汞 在常溫下為白色的晶體粉末，分子式為HgCl，分子量271.52，升華點302C，在此溫2度下固態(tài)升汞可以直接升華變成蒸汽態(tài)，純的升汞蒸汽壓依溫度而急劇上升。 升汞在水中具有一定的溶解度，依溫度而增加，升汞在水中的離解作用很小，只占溶解的升汞分子總數(shù)的0.1，且水溶液實際上不導電，說明這種化合物為共價鍵的性質(zhì)，升汞在水中微量離解不產(chǎn)生汞離子，而按獨特的方式進行：HgClCl+Hg+Cl。 2純的升汞粉末對氯乙烯合成反應并無活性，而一旦吸附于活性炭表面，由于兩者的相互作用而使改反應一優(yōu)異的活性和選擇性，是迄今為止改化學反應最理想的催化劑。工業(yè)生

53、產(chǎn)中宜選用純度99%試劑升汞作為催化劑的原料。 c、催化劑及其催化作用 眾所周知，催化劑是一種能改變化學反應速度而本身并不發(fā)生化學變化而能改變化學平衡的物質(zhì)。即當進行可逆反應時，催化劑對兩個方向的反應發(fā)生相同的效果。 以乙炔和氯化氫氣體的反應來說，在100-180C范圍的熱力學平衡常數(shù)是很高的，說明上述反應溫度下改反應達到平衡，則有獲得高收率氯乙烯產(chǎn)品的可能。 但反應動力學實驗證實，當無催化劑存在時，該反應在上述溫度范圍的反應速度幾乎為0，而以升汞的活性炭催化劑用于反應時，反應過程被大大的加速，這時的平衡常數(shù)是很大的，催化劑和乙炔生成了中間絡合物，以達到加速的效果。由于催化劑并沒有參加化學反應

54、，而是升華或者中毒造成了一些損失，所以1Kg催化劑可合成1000Kg以上的氯乙烯單體。 目前工業(yè)上生成用的催化劑，以活性炭為催化劑為載體，浸漬吸附8-12左右的升汞制備而成。 3、對原料氣的要求 氯乙烯合成反應對原料氣乙炔和氯化氫的純度和雜質(zhì)含量有更嚴格的要求。 a、純度 如果原料氣純度過低，使得二氧化碳和氯化氫的惰性氣體量增多，不僅會降低合成的轉(zhuǎn)化率，還將使精餾系統(tǒng)的冷凝器傳熱系數(shù)顯著下降，為期放空量增加，從而降低精餾總收率。 。93，氯化氫純度98.5一般要求乙炔濃度 b、乙炔中磷硫雜質(zhì) 乙炔氣中磷化氫，硫化氫等均能于合成汞催化劑發(fā)生不可逆的化學吸附，使催化劑中毒而縮短催化劑使用壽命。此外

55、，他們還能于催化劑中升汞反應生成無活性的鹽。工業(yè)采用浸硝酸銀試紙在乙炔氣中不變色，作為檢測磷、硫雜質(zhì)的標準。 c、水分 水分過高易于混合氣中氯化氫形成鹽酸，使轉(zhuǎn)化器設備及管線受到嚴重腐蝕，腐蝕的產(chǎn)物二氯鐵、三氯鐵結(jié)晶體還會堵塞管道，威脅正常生產(chǎn)。水分還使催化劑結(jié)塊，降低熔化活性，導致轉(zhuǎn)化器阻力上升，使乙炔流量增高產(chǎn)生困難。此外，水分還易于乙烯反應生成對聚合雜質(zhì)乙醛。 水分的存在還促使乙炔與升汞生成有機絡合物，后者覆蓋與催化劑表面而降低催化劑活性。一般原料含水分0.06，能滿足生產(chǎn)需要。 d、氯化氫中游離氯 氯化氫中游離氯的存在是由于合成中氯和氫配比不當，或氯化氫壓力波動造成的，游離氯一旦進入混

56、合器與乙炔混合接觸，即發(fā)生激烈反應生成氯乙炔等化合物，并放出大量熱而引起混合氣體的瞬間膨脹，釀成混合脫水系統(tǒng)的混合器、列管式石墨冷卻器等薄弱環(huán)節(jié)而影響生產(chǎn)。因此必須嚴格控制。 作為安全措施，一般借助游離氯自動檢測儀或者于混合器出口安裝氣相溫度警報器，設定該溫度超過56C即關閉原料氣乙炔總閥，作臨時緊急停車處理，待游離氯分析正常時再通入乙炔氣開車。正常生產(chǎn)中，應嚴格控制氯化氫氣體中無游離氯中無游離氯析出。 e、氧 原料氣中含氧量較高時，將威脅安全生產(chǎn)，特別當合成轉(zhuǎn)化率較差，造成尾氣放空中乙炔氣量較高時，氧在空氣相也被壓縮，就更有潛在的威脅，系統(tǒng)中氧與活性炭高溫下反應生成一氧化碳和二氧化碳，使精餾系統(tǒng)出現(xiàn)問題。 更值得注意的是，氧在精餾系統(tǒng)中能與氯乙烯單體反應形成氯乙烯過氧化物，后者與精餾系統(tǒng)中微量水分相遇時，會發(fā)生水解而產(chǎn)生鹽酸，甲酸，甲醛等酸性物質(zhì)，從而降低單體的PH值，造成設備管線的腐蝕，則產(chǎn)生的鐵離子則污染單體，最終還影響到聚合產(chǎn)品的白度和熱穩(wěn)定性。一般控制0.5以下。 4、生成條件的選擇