聚氯乙烯技術(shù)總結(jié) 文檔

1、 2013/8/5聚合陜西金泰氯堿化工有限公司 PVC工藝技術(shù)總結(jié)由于聚氯乙烯在通用樹脂中生產(chǎn)成本最低，應(yīng)用領(lǐng)域最廣，特別是建筑市場(chǎng)對(duì)聚氯乙烯產(chǎn)品的巨大需求量，使之成為有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)塑料品種，得到了迅速的發(fā)展。但由于石油乙烯法成本的不斷上升，大大促進(jìn)了電石法PVC生產(chǎn)裝置的超常規(guī)發(fā)展。然而電石法生產(chǎn)具有易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)、有毒有害物質(zhì)多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強(qiáng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)操作技能、綜合素質(zhì)要求就相對(duì)更高。下面是我公司電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的工藝流程簡(jiǎn)圖。 電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的工藝流程圖混合脫水乙炔清凈乙炔發(fā)生電視破碎氯乙烯轉(zhuǎn)化氯乙烯精制氯乙烯壓縮精餾離心干燥漿料汽提聚合單體儲(chǔ)存氣流

2、干燥篩分輸送包裝儲(chǔ)或銷售燒堿來的HCI氣體精乙炔氣粗乙炔氣小電石顆粒外購(gòu)大塊電石泡沫脫酸塔粗VCPVC濕料精氯乙烯副產(chǎn)二氯乙烷外銷成品PVC外銷混合氣去鹽酸脫吸粗VCVCM漿料漿料PVC粉料PVC料袋PVC粉料下面分乙炔、單體合成、聚合、干燥四個(gè)過程來具體介紹PVC生產(chǎn)工藝技術(shù)。1.乙炔生產(chǎn)工藝1.1乙炔生產(chǎn)的工藝原理（1）電石破碎外購(gòu)的大塊電石通過顎式破碎機(jī)，粗破后的電石料塊粒徑可達(dá)80-100mm，通過皮帶機(jī)輸入電石料倉，然后經(jīng)過二次破碎使粒徑達(dá)到25-50mm，細(xì)破后的料塊通過皮帶機(jī)經(jīng)除鐵器除鐵后輸入料倉，作為發(fā)生器的入料電石（下圖所示）。在破碎和輸送中產(chǎn)生的電石粉塵在風(fēng)機(jī)的抽氣下吸入除

3、塵器沉淀后除掉。顎式破碎機(jī)電石鋼倉水泥料倉乙炔發(fā)生器外購(gòu)大塊電石粗破細(xì)破渣漿電石破碎流程圖（2）乙炔發(fā)生發(fā)生器中電石發(fā)生的主要水解反應(yīng)：CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2破碎好的電石經(jīng)過皮帶傳送進(jìn)入電石吊斗，送到發(fā)生器加料貯斗，用氮?dú)庵脫Q其中乙炔氣，電石在繼續(xù)通氮?dú)獾那闆r下，經(jīng)過第一、第二貯斗和振動(dòng)加料器加入發(fā)生器內(nèi)。電石在發(fā)生器內(nèi)遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣，氣體從發(fā)生器頂端逸出，電石水解時(shí)放出大量的熱是由冷卻塔廢水、清凈塔廢水、渣漿上清液或工業(yè)補(bǔ)充水連續(xù)加入發(fā)生器并通過溢流管溢流而移走的，加水量以維持發(fā)生溫度在（855）。電石水解后產(chǎn)生的渣漿從發(fā)生器底部以及渣漿緩沖罐通過溢流

4、作用不斷排出，渣漿到渣廠集中處理。當(dāng)發(fā)生器壓力以為加料故障或停車時(shí)，壓力低于控制范圍（有可能出現(xiàn)負(fù)壓）時(shí)，氣柜內(nèi)貯存的乙炔氣將借壓差經(jīng)逆水封，進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)保持設(shè)備處于正壓，確保安全生產(chǎn)。由于工業(yè)電石含有不少雜質(zhì)，在發(fā)生器水相中同時(shí)進(jìn)行一些副反應(yīng)，生成相應(yīng)的PH3、H2S、NH3等雜質(zhì)氣體。可見，發(fā)生器頂部逸出的氣體是由乙炔氣和雜質(zhì)氣體共同組成的、且含有大量水蒸氣的粗乙炔氣，所以要對(duì)其進(jìn)行凈化。（3）乙炔清凈發(fā)生器頂部逸出的粗乙炔氣經(jīng)水洗塔，冷卻塔后分別進(jìn)入氣柜或水環(huán)壓縮機(jī)，粗乙炔氣經(jīng)水環(huán)壓縮機(jī)加壓到0.05-0.1MP左右，進(jìn)入兩臺(tái)串聯(lián)的清凈塔，與含有效氯0.085%-0.12%的次氯酸鈉溶液

5、逆流直接接觸反應(yīng)，除去粗氣中的S、P等有害雜質(zhì)。清凈二塔塔頂排出的乙炔氣帶有酸性，進(jìn)入中和塔與塔頂噴出的10%-15%的氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，中和后的乙炔氣經(jīng)過兩組冷凝器除去大量水分后，可制的純度達(dá)98.5%以上，不含S、P的合格精制乙炔氣送入氯乙烯合成工序。下面是乙炔發(fā)生、清凈工藝流程示意圖乙炔發(fā)生器 安全水封正水封逆水封氣柜冷卻塔汽分水洗塔汽分清凈塔1號(hào)冷卻器清凈塔2號(hào)中和塔冷卻器渣漿緩沖罐汽分乙炔回收系統(tǒng)水環(huán)壓縮機(jī)渣漿池進(jìn)入氯乙烯合成渣漿上清液或工業(yè)水水氣溢流作用乙炔氣乙炔發(fā)生、清凈工藝流程圖1.2乙炔氣的質(zhì)量控制1.2.1.純度要求 98.5%因?yàn)橐胰矚獾募兌鹊褪苟趸嫉榷栊詺怏w

6、增多，這樣不僅降低合成工段氯乙烯的轉(zhuǎn)化率，還使得后續(xù)分餾系統(tǒng)的冷凝器傳熱系數(shù)顯著下降和尾氣放空量增多，影響分餾效果。1.2.2.硫磷含量的控制，要求硝酸銀試紙不變色乙炔氣中含有雜質(zhì)如磷化氫、硫化氫等均能與貢催化劑發(fā)生不可逆的吸附，使催化劑中毒，降低催化劑的使用壽命，所以必須對(duì)硫磷含量有嚴(yán)格的控制。1.3乙炔工序的安全管理乙炔在常溫常壓下是比空氣略輕、溶于水和有機(jī)溶劑的無色氣體，乙炔氣體活性很強(qiáng)，可以和氫氣、氯化氫、氯氣、水等發(fā)生反應(yīng)。乙炔在易燃易爆性能上與氫氣很相似，在高溫高壓或有某些物質(zhì)存在時(shí)，具有強(qiáng)烈的爆炸性。與空氣形成爆炸混合物的范圍是1.5%-100%，且爆炸延滯時(shí)間只有0.017s，

7、危險(xiǎn)性很大。與氧氣形成爆炸物的范圍是2.5%-93%，與氯氣可反應(yīng)生成氯乙炔引起爆炸，與銅、銀、汞易生成相應(yīng)的金屬化合物受到微小震動(dòng)即自行爆炸。由以上可以看出乙炔是一種極其危險(xiǎn)的氣體，在乙炔生產(chǎn)的安全管理上要時(shí)刻按照安全規(guī)程執(zhí)行，員工要時(shí)刻具備安全意識(shí)，工作中要要嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。2.氯乙烯合成工段2.1氯乙烯的性質(zhì)氯乙烯在常溫、常壓下是比空氣重一倍的微溶于水的無色氣體，帶有一種麻醉性的芳香氣體。分子式：C2H3Cl 結(jié)構(gòu)式： CHCl=CH2氯乙烯是有毒物質(zhì)，長(zhǎng)期吸入和接觸氯乙烯易導(dǎo)致肝癌，它易與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4%22%（體積），在壓力下更易爆炸。所以在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于安全等級(jí)及

8、工人的安全意識(shí)要求就特別高。2.2電石法生產(chǎn)氯乙烯的機(jī)理：乙炔氣和氯化氫氣體在氯化汞催化劑的作用下直接合成氯乙烯：C2H2 + HCl CH2=CHCl2.3氯乙烯的生產(chǎn)工藝氯乙烯的生產(chǎn)工藝主要包括轉(zhuǎn)化、壓縮、精餾三部分。 2.3.1氯乙烯的轉(zhuǎn)化2.3.1.1工藝原理（1）混合氣的脫水由于氯化氫的吸濕性，乙炔氣中含水量過高易與氯化氫形成鹽酸，在氯乙烯合成時(shí)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化器設(shè)備和管線造成嚴(yán)重的腐蝕，而且腐蝕的產(chǎn)物二氯化鐵、三氯化鐵結(jié)晶體會(huì)堵塞管道，對(duì)正常的生產(chǎn)造成不利；同時(shí)水分還會(huì)造成催化劑結(jié)塊，降低催化劑活性，影響轉(zhuǎn)化率；此外水分會(huì)在轉(zhuǎn)化器內(nèi)同乙炔反應(yīng)生成對(duì)生產(chǎn)不利的乙醛類縮合物，所以要對(duì)混合物要進(jìn)

9、行脫水處理。脫水后的混合氣體溫度很低，需要在預(yù)熱器中加熱到70-80后才能進(jìn)入轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行反應(yīng)。這是因?yàn)榛旌蠚怏w加熱后，使未除凈的酸霧全部氣化，可降低氯化氫對(duì)碳鋼的腐蝕性，氣體溫度接近轉(zhuǎn)化溫度也有利于提高轉(zhuǎn)化反應(yīng)的效率。（2）氯乙烯合成生產(chǎn)條件的選擇 摩爾比：使一種原料氣的配比過量，可使另一種原料氣的轉(zhuǎn)化率增加。因此大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)利用這一原理，使價(jià)格低的原料過量，盡量使價(jià)格高的原料反應(yīng)完全。由于乙炔的價(jià)值遠(yuǎn)高于氯化氫，因此氯化氫應(yīng)過量。通過實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，控制乙炔和氯化氫的摩爾比在1：（1.05-1.07）范圍最宜。催化劑：目前乙炔法氯乙烯合成所使用的催化劑都是氯化汞類催化劑。這是因?yàn)樵擃惔?/p>

10、化劑的得率和選擇性都很高，價(jià)格又不算貴，但會(huì)造成汞污染。反應(yīng)溫度：溫度對(duì)氯乙烯合成反應(yīng)有較大影響。提高反應(yīng)溫度可加快反應(yīng)速率，獲得較高轉(zhuǎn)化率；但溫度過高會(huì)降低催化劑的活性和使用壽命，還會(huì)使副產(chǎn)物二氯乙烷增多。所以工業(yè)生產(chǎn)中盡可能將反應(yīng)溫度控制在100-180，最佳反應(yīng)溫度為130-150。反應(yīng)壓力：乙炔和氯化氫合成反應(yīng)時(shí)體積減小的反應(yīng)，加大反應(yīng)壓力有利于合成反應(yīng)的正向進(jìn)行。但過大的壓力對(duì)設(shè)備提出更高的要求，難度比較大且不經(jīng)濟(jì)，在保證反應(yīng)的條件下，反應(yīng)壓力應(yīng)該控制在0.04-0.05MPa。（3）氯乙烯的凈化轉(zhuǎn)化后經(jīng)除汞器除汞、冷卻后的粗氯乙烯氣體中含有反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物和未反應(yīng)完的原料氣等雜質(zhì)，

11、為了生產(chǎn)出適合聚合的高純度單體、使聚合能夠生產(chǎn)出高品質(zhì)的聚氯乙烯成品，應(yīng)徹底將這些雜質(zhì)除去?，F(xiàn)在最常用的方法是物理吸收和化學(xué)中和相結(jié)合的方法水洗和堿洗。水洗是粗氯乙烯凈化的第一步，通過水洗除去溶解度較大的氯化氫、乙醛基汞蒸氣等；堿洗是一種化學(xué)吸收，通常用氫氧化鈉稀溶液作為化學(xué)吸收劑除去粗氯乙烯氣中其他的雜質(zhì)氣體。（4）鹽酸脫吸 副產(chǎn)物鹽酸脫吸是將水洗脫酸塔產(chǎn)出的含有雜質(zhì)的廢酸進(jìn)行脫吸，以回收其中的氯化氫并返回前部繼續(xù)生產(chǎn)氯化氫。脫吸出來的氯化氫氣體經(jīng)冷卻降溫、除去水分和酸霧后，其純度可達(dá)99.9%以上可繼續(xù)用于生產(chǎn)原料氣。1.3.1.2轉(zhuǎn)化工藝流程簡(jiǎn)述乙炔氣與氯化氫在混合器中按一定的比例（1：

12、1.05）混合后進(jìn)入一級(jí)石墨冷卻器，用-35冷凍鹽水冷卻至（24），再經(jīng)二級(jí)石墨冷卻器用-35冷凍鹽水間接冷卻至（-142）左右。在兩級(jí)石墨設(shè)備中各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次進(jìn)入一級(jí)酸霧過濾器、二級(jí)酸霧過濾器，由佛硅油玻璃棉過濾捕集除去少量粒徑很小的酸霧，排出40%的鹽酸送氯化氫脫吸或作為副產(chǎn)品包裝銷售。得到含水分0.06%的混合氣依次進(jìn)入石墨預(yù)熱器，預(yù)熱至70-80 送入串聯(lián)的兩段裝有氯化高汞觸媒的轉(zhuǎn)化器，生成粗氯乙烯氣。第一段轉(zhuǎn)化器出口氣體中尚有20%-30%的乙炔未轉(zhuǎn)化，在進(jìn)入第二段轉(zhuǎn)化器繼續(xù)反應(yīng)，使出口處乙炔含量控制在3%以下。第二段轉(zhuǎn)化器填裝的是活性高的新催化劑，第一段轉(zhuǎn)化器

13、填裝的是活性低由第二段更換下來的舊催化劑。粗氯乙烯氣經(jīng)除汞器除去大部分汞后進(jìn)入冷卻器冷卻至30以下，依次進(jìn)入泡沫水洗塔、中和塔、濃堿塔凈化除去粗氣中的雜質(zhì)，凈化后氣體經(jīng)汽水分離器部分脫水后送入壓縮工序。生產(chǎn)間的波動(dòng)則由設(shè)備的氯乙烯氣柜來實(shí)現(xiàn)緩沖。見轉(zhuǎn)化工藝流程圖1.3.2氯乙烯壓縮1.3.2.1工藝原理壓縮工序主要是通過壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)壓縮的，我公司選用雙螺桿壓縮機(jī)。其工作原理是每對(duì)相互嚙合的齒隨著轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)來完成吸氣、壓縮、排氣的循環(huán)工作。從原理上看，螺桿壓縮機(jī)是一種工作容積做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積式壓縮機(jī)。通過容積的變化來實(shí)現(xiàn)基本工作過程吸氣、壓縮、排氣。1.3.2.2壓縮工藝流程簡(jiǎn)述壓縮工序是調(diào)

14、節(jié)轉(zhuǎn)化工序生產(chǎn)波動(dòng)，控制和調(diào)節(jié)精餾工序生產(chǎn)負(fù)荷的工序。由堿洗塔頂部出來的粗氯乙烯氣體或由單體氣柜送來的氯乙烯氣體經(jīng)排水罐部分脫水后進(jìn)入機(jī)前冷卻器冷卻至5-10，除去粗氣中的大部分水分、提高了氣體密度后，經(jīng)氯乙烯壓縮機(jī)壓縮至0.75MPa以下，送機(jī)后冷卻器降溫至50左右除去部分油水進(jìn)入精餾工序。 見壓縮工藝流程圖1.3.3氯乙烯精餾1.3.3.1生產(chǎn)原理 利用多組分的混合物在定壓下各組分的沸點(diǎn)或在定溫下各組分的蒸氣壓不同，經(jīng)傳質(zhì)傳熱過程，即：氣相中難揮發(fā)組分和液相中難揮發(fā)組分，進(jìn)行多次的反方向擴(kuò)散而得到較完全分離的單一組分的物質(zhì)。 1.3.3.2精餾崗位工藝流程簡(jiǎn)述 來自機(jī)后冷卻器的氯乙烯氣體進(jìn)

15、入全凝器，用5水將大部分氯乙烯冷凝成液體，氯乙烯液體去聚結(jié)器除去水分全凝器未冷卻下來的氣體（主要為惰性氣體）進(jìn)入冷凝器，經(jīng)-35鹽水冷卻后，液體進(jìn)入水分離器除去水分。尾氣冷凝器中未冷凝的氣體，去尾氣吸附器經(jīng)吸附氯乙烯和乙炔后定壓排空。從水分離器出來的氯乙烯液體進(jìn)入低沸塔，低沸塔用熱水間接加熱使氯乙烯氣化，在塔中上升的氯乙烯蒸汽同下降的液體在各層塔上進(jìn)行充分接觸，傳質(zhì)傳熱。將沿各層塔板下流的液相中的低沸物蒸出，進(jìn)入尾氣冷凝器，液體氯乙烯由液位控制進(jìn)入高沸塔。高沸塔用熱水加熱，上升的氯乙烯蒸氣同下降的液體在各層塔板上充分接觸傳質(zhì)傳熱，將氯乙烯蒸出，進(jìn)入成品冷凝器，用5水冷凝送入貯存罐。高沸塔分離出

16、的高沸物壓入高沸物貯槽一定量后送入精餾三塔，回收氯乙烯進(jìn)入氣柜，餾分二氯乙烷排往分二氯乙烷槽。見精餾工藝流程圖 轉(zhuǎn)化工藝流程圖 混合器 預(yù) 熱 器預(yù) 熱 器中和塔 泡沫塔堿洗塔單體氣柜壓縮乙炔阻火器乙炔氯化氫一級(jí)石墨冷卻器二級(jí)石墨冷卻器一級(jí)酸霧過濾器二級(jí)酸霧過濾器前轉(zhuǎn)化器前轉(zhuǎn)化器后轉(zhuǎn)化器后轉(zhuǎn)化器除汞器轉(zhuǎn)化后冷卻器鹽酸冷卻器混合氣氯乙烯粗氣機(jī)前冷卻器機(jī)前冷卻器汽水分離器機(jī)后油分離器機(jī)后冷卻器去精餾壓縮機(jī)1#壓縮機(jī)2#壓縮工藝流程圖全凝氣全凝氣尾氣冷凝器低沸塔高沸塔尾氣冷凝器高沸物貯罐成品冷凝器單體槽精餾三塔三塔冷凝器水分離器二氯乙烷貯罐去氣柜精餾工藝流程圖3.聚合工段工藝技術(shù)3.1 聚氯乙烯的性

17、質(zhì)（1）名稱懸浮法聚氯乙烯樹脂 簡(jiǎn)稱PVC （Polyiny Chloride）（2）分子式和結(jié)構(gòu)式： 分子式： 結(jié)構(gòu)式為：其中n為平均聚合度，一般為3508000（3）分子量 30000100000（4）物理性質(zhì) 外觀 ： 白色粉末 密度 ：1.351.45g/cm3 表觀密度：0.40.65 g/cm3 比熱容：1.0451.463J/（g.） 熱導(dǎo)率：2.1kW/（m.K） 顆粒大?。?0-150m3.2 聚氯乙烯懸浮聚合機(jī)理在光、熱或輻射能的作用下，烯類單體有可能形成自由基而聚合。但由于 C = C 鍵能大（3.84103kJ/mol）, 須在300-400高溫下才能開始均裂成自由基。

18、這樣高的溫度遠(yuǎn)超過了一般聚合溫度。因此，氯乙烯聚合系采用過氧化物或偶氮化合物作引發(fā)劑，在聚合溫度下，均裂成自由基，然后引發(fā)聚合反應(yīng)的。整個(gè)聚合過程分為鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止四個(gè)步驟。鏈引發(fā) 這是形成單體自由基活性種的反應(yīng)。用引發(fā)劑引發(fā)時(shí)，由下列兩步組成。首先引發(fā)劑I受熱，分解產(chǎn)生初級(jí)游離基R。 I 2R 初級(jí)游離基一旦生成，很快作用于氯乙烯分子上生成單體游離基。 H H H R+ C = C RCH2 C + 125103KJ/mol H Cl Cl常用的引發(fā)劑有偶氮二異丁腈（ABIN），偶氮二異庚腈（ABVN）、EHP、IPP等。鏈增長(zhǎng)：在鏈引發(fā)階段形成的單體自由基，活性很高，如無阻

19、聚物質(zhì)與之作用，就能誘導(dǎo)下一個(gè)氯乙烯分子，重新雜化結(jié)合，形成新的自由基，如此循環(huán)下去。 H 產(chǎn)生含有大量 （CH2 C）單元的鏈自由基，這個(gè)過程叫做鏈增長(zhǎng)反應(yīng)， Cl這實(shí)際上是一個(gè)加成反應(yīng)。H H RCH2 C+nCH2=CHClR(CH2CH)n+CH2C Cl Cl Cl這一鏈增長(zhǎng)過程直到鏈終止，活性都不減弱，在瞬間（如0.1秒-幾分鐘）即可達(dá)到分子量為十萬的高聚物分子。在PVC的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)中，結(jié)構(gòu)單元VC間的結(jié)合可能以“頭尾”和“頭頭”兩種形式存在，即：Cl Cl CH2CHCH2CHCH2CH+CH2=CH CH2CHCHCHCH2 Cl Cl Cl Cl 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，主要以“頭尾”形

20、式連接。原因是“頭尾”形式結(jié)合時(shí)需要的鍵能小，且穩(wěn)定性好。但聚合溫度升高時(shí)，“頭頭”連接結(jié)構(gòu)將增多。鏈轉(zhuǎn)移 在自由基聚合過程中，鏈自由基有可能從單體、溶劑、引發(fā)劑或大分子上奪取一個(gè)原子（氫或氮）而終止，使這些失去原子的分子成為新的自由基，繼續(xù)新鏈的增長(zhǎng)。 （1）向單體VC鏈轉(zhuǎn)移：H H H H CC+ C = C CH=CHCl+CH3CH Cl H H Cl H H H H 或： CC + C = C CH2CH2Cl+CH2=CCl H Cl Cl H第二種轉(zhuǎn)移方式因生成CH2=CCl極不穩(wěn)定，反應(yīng)需要大量的活化能，故主要第一種轉(zhuǎn)移方式為主。（2）向高聚物轉(zhuǎn)移形成支鏈或交聯(lián)PVC： H H

21、 CH2C+ CH2C CH2CH2+ CH2C Cl Cl Cl Cl生成的CH2C繼續(xù)與CH2=CHCl反應(yīng)可生成支鏈高聚物或相互結(jié)合形成交聯(lián)高聚物。 Cl 此種鏈轉(zhuǎn)移在轉(zhuǎn)化率較高時(shí)（此時(shí)VC濃度較低）比較多。鏈終止：（1）偶合鏈終止相成“尾尾”相連PVC： H H H H CH2C+CCH2CH2CCCH2 Cl Cl Cl Cl（2）歧化終止形成端基雙鍵PVC：H H CH2CH+CCH2CH2CH2+ C =CH Cl Cl Cl Cl 聚合反應(yīng)結(jié)束后也可以通過加入終止劑的方式來加速終止。3.3懸浮聚合生產(chǎn)工藝技術(shù)3.3.1懸浮聚合生產(chǎn)工藝流程圖汽提塔 出料槽2#出料槽 1# 聚合釜

22、分散劑引發(fā)劑緩沖劑軟水終止劑涂壁液壓縮系統(tǒng)1、 2級(jí)冷凝器回收單體槽新鮮單體槽單體5 ：20倒料泵蒸汽單體氣柜混料槽未轉(zhuǎn)化單體經(jīng)過進(jìn)入干燥出料單體聚合生產(chǎn)工藝流程圖3.3.2 懸浮聚合生產(chǎn)工藝流程操作步驟a.聚合投料過程聚合投料過程是間歇性操作過程，整個(gè)過程通過DCS操作系統(tǒng)控制。出完料的空釜，在經(jīng)過回收系統(tǒng)回收至釜內(nèi)壓力低于0.1MP后，操作人員通過選擇涂壁系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行涂壁操作，涂壁液是由蒸汽霧化成液滴后噴涂在聚合釜內(nèi)表面及內(nèi)部構(gòu)件表面，用以抑制聚合反應(yīng)時(shí)粘壁。待涂壁程序完成后，操作人員將釜內(nèi)多余的水分排出，該釜就可以進(jìn)行投料操作。通過DCS系統(tǒng)控制，投料過程按照下圖順序?qū)⒏鱾€(gè)助劑原料按照其

23、配方規(guī)定計(jì)量依次加入釜中。整個(gè)投料過程要求操作人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。例如軟水始一入料時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)“軟水泵壓力底限”的系統(tǒng)提示而使得系統(tǒng)程序不能繼續(xù)向下進(jìn)行，所以此時(shí)操作人員要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。值得注意的是，軟水從釜底通過管線加入釜中20s加水量約1-2噸后，攪拌系統(tǒng)啟動(dòng)，單體通過釜頂管線也開始加入釜中，此過程中操作人員要密切關(guān)注釜溫和釜壓的變化。緩沖劑軟水單體分散劑2 分散劑1引發(fā)劑 b.出料回收系統(tǒng) 本公司有五臺(tái)70m的聚合釜，1#、2#、3#釜分別使用釜頂冷凝器使聚合反應(yīng)時(shí)間大大縮短，4小時(shí)左右就能完成聚合反應(yīng)，4#、5#釜未使用釜頂冷凝器聚合時(shí)間需要5-6小時(shí)。投料完成后各釜會(huì)自動(dòng)進(jìn)入反

24、應(yīng)程序，反應(yīng)過程中有操作人員對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行監(jiān)控，由于聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)體積會(huì)縮小，所以反應(yīng)過程中要不斷向釜中注水和用冷卻系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行冷卻，以保證反應(yīng)溫度控制在57.0 0.2 。待反應(yīng)結(jié)束后操作人員通過終止劑程序向反應(yīng)結(jié)束的釜中加入終止劑 ，之后通過出料回收系統(tǒng)將釜中漿料出到出料槽，回收系統(tǒng)將未反應(yīng)的氯乙烯回收到回收單體槽再使用。c.漿料汽提出料槽出來的漿料通過漿料輸送泵送入汽提塔頂部，汽提塔底部通入大量的高壓蒸汽，在汽提塔中大量的蒸汽和漿料逆流接觸，通過控制塔底、塔頂溫度、壓差大小，將吸附于PVC顆粒中的氯乙烯單體驅(qū)趕出來，以降低氯乙烯含量。汽提操作控制指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱指

25、標(biāo)備注1汽提塔塔底溫度100-120（110-113最佳）正常生產(chǎn)下2汽提塔壓差13-35MPa正常生產(chǎn)下3汽提塔塔頂溫度90-110 （100-103最佳）正常生產(chǎn)下4漿料流量30-60 m/h正常生產(chǎn)下5塔頂壓力38KPa正常生產(chǎn)下3.3.3聚合工藝技術(shù)特點(diǎn)a.等溫水入料工藝。傳統(tǒng)的PVC生產(chǎn)工藝采用自然環(huán)境溫度的單體和無離子水料，在通過釜夾套通入蒸汽或熱水升溫到聚合反應(yīng)溫度。聚合釜體積越大，升溫時(shí)間越長(zhǎng)。利用計(jì)算機(jī)DSC系統(tǒng)依據(jù)設(shè)定的反應(yīng)溫度進(jìn)行計(jì)算和調(diào)節(jié)物料的比例，當(dāng)加料結(jié)束時(shí)，釜內(nèi)物料溫度即達(dá)到反應(yīng)溫度。70m3聚合釜采用等溫水加料工藝，水作為連續(xù)相從釜底加入，單體作為分散相從釜頂加

26、入。熱無離子水按照工藝要求由DCS的指令按比例加入，當(dāng)加料結(jié)束時(shí)，釜內(nèi)溫度即達(dá)到反應(yīng)溫度。既免去升溫過程，防止單體浸潤(rùn)釜壁，有利于提高防粘釜效果；又使單體在加料過程中均勻地分散在水中，同時(shí)縮短加料時(shí)間，提高聚合釜的生產(chǎn)強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)注意的是，等溫水入料工藝由于加料時(shí)釜內(nèi)溫度、壓力較高，加料泵的揚(yáng)程也要提高，否則會(huì)延長(zhǎng)加料時(shí)間。b.密閉入料技術(shù)。密閉入料技術(shù)是將所有助劑溶劑化，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量和管道輸送。根據(jù)不同助劑的性質(zhì)和用量，將所有的助劑在不同的配置槽中以不同的配比溶解，在入料時(shí)根據(jù)相應(yīng)的用量計(jì)量后用泵加入反應(yīng)釜內(nèi)。c.復(fù)合引發(fā)劑體系。采用單一引發(fā)劑時(shí)，聚合反應(yīng)熱分布不均且存在峰值，易造成聚合溫

27、度波動(dòng)。復(fù)合引發(fā)體系，即在聚合中兩種或以上不同活性引發(fā)劑復(fù)合使用。避免單一引發(fā)劑易產(chǎn)生反應(yīng)放熱集中而造成反應(yīng)溫度波動(dòng)，有利于達(dá)到最大的聚合反應(yīng)速率，充分發(fā)揮聚合釜的最大傳熱能力，縮短聚合反應(yīng)時(shí)間，提高聚合釜的生產(chǎn)能力。d.反應(yīng)中途注水。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置聚合反應(yīng)到35分鐘時(shí)開始用泵向釜內(nèi)加入注水，以保持釜內(nèi)物料體積恒定。其目的是填補(bǔ)體積收縮產(chǎn)生的空間，最大限度地利用釜的傳熱面積，同時(shí)使釜內(nèi)物料的黏度不升高，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。e.冷卻系統(tǒng)。VCM聚合時(shí)能否有效地將聚合熱導(dǎo)出，在相當(dāng)程度上影響著釜的生產(chǎn)能力。70M3聚合釜的傳熱由夾套和內(nèi)冷卻擋板兩路冷卻水分別承擔(dān)。釜夾套采用半圓管焊接在釜的外壁，冷

28、卻水多進(jìn)多出可達(dá)較高流速，有效地提高了釜的傳熱能力。釜內(nèi)冷卻擋板采用四根底部固定的圓形套管式擋板，釜壁沒有任何其他固定點(diǎn)，避免釜內(nèi)出現(xiàn)死角。該擋板既起攪拌作用，又起移熱作用。冷卻水從套管之間進(jìn)入，套管的中心管排出。釜夾套冷卻為主調(diào)溫度控制，釜內(nèi)擋板冷卻為副調(diào)溫度控制。將+7冷凍水用于夾套和四根內(nèi)冷擋板上，極大地提高了換熱效果，提高了聚合釜的生產(chǎn)能力。f.防粘釜技術(shù)。 70m3聚合釜的釜頂裝有兩個(gè)180度對(duì)稱的噴淋閥，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，噴淋桿可以上下移動(dòng)對(duì)釜內(nèi)壁和內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行全方位的沖洗。防粘液經(jīng)蒸汽霧化，通過噴淋閥噴入釜內(nèi)，防粘釜液冷凝在釜壁和釜內(nèi)部構(gòu)件上并形成一層均勻地涂層。防粘的流速、蒸汽流量、

29、噴淋閥霧化效果、冷凝速度等對(duì)防粘釜效果起著關(guān)鍵作用。3.3.4.聚合助劑3.3.4.1. 助劑原輔材料規(guī)格（1）緩沖劑序號(hào)原料名稱型號(hào)、規(guī)格狀態(tài)備注1碳酸氫銨工業(yè)品結(jié)晶狀2水純水（2）分散劑序號(hào)原料名稱型號(hào)、規(guī)格狀態(tài)備注1ALCOTEX 88醇解度86.7-88.7粉狀2ALCOTEX 72醇解度71.5-73.5粉狀3ALCOTEX MHPC50甲氧基：27.5-29.5%羥丙基：5.5-7.0%粉狀4ALCOTEX 55醇解度54-57液態(tài)5消泡劑聚醚 工業(yè)品液態(tài)有時(shí)用6水軟水（3）引發(fā)劑序號(hào)原料名稱型號(hào)、規(guī)格狀態(tài)備注1過氧化二碳酸二-（2-乙基己基）酯，（EHP）50%，工業(yè)品乳液2過氧

30、化新葵酸異丙苯酯（TX-99）50%，工業(yè)品乳液3水純水4分散劑 ALCOTEX 88TK-22C溶液（4）其他助劑序號(hào)原料名稱型號(hào)、規(guī)格狀態(tài)備注1終止劑復(fù)合型，淡黃色油狀液體液體2涂釜液液體通氮?dú)獗Ｗo(hù)3消泡劑聚醚，工業(yè)品液體4阻聚劑壬基苯酚，工業(yè)品液體5緊急事故終止劑a-甲基苯乙烯，工業(yè)品液體6鏈調(diào)節(jié)劑工業(yè)品液體3.3.4.2助劑配制原理各助劑的配制屬于物理過程，將各原料溶解混合分散均勻即可；助劑的充裝是將采購(gòu)的桶裝成品裝入相應(yīng)助劑貯槽即可。操作人員配制時(shí)要嚴(yán)格按照控制指標(biāo)配制。助劑配制控制指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱指標(biāo)控制范圍1緩沖劑濃度4.762%4-5%2分散劑TK-5C濃度5.0412%5-6

31、%3分散劑TK-22C濃度4.11%4-5%4分散劑貯槽溫度5 5-105引發(fā)劑濃度15.52%15-17%6引發(fā)劑貯槽溫度55-107引發(fā)劑配制槽溫度100-158引發(fā)劑庫存溫度-15-（-20）由庫存品種定3.4 聚合產(chǎn)品質(zhì)量控制3.4.1分子量的工藝控制聚合樹脂的分子量主要靠聚合溫度進(jìn)行控制，要降低分子量就要降低聚合溫度，分子量隨著引發(fā)劑用量的增加而下降。用粘數(shù)值表示分子量，本公司生產(chǎn)生產(chǎn)SG-5型料一般粘數(shù)控制在111-115。3.4.2粒度的工藝控制 樹脂的顆粒度，在很多程度上取決于每批料所用的分散劑的數(shù)量和聚合釜內(nèi)攪拌程度。復(fù)合分散劑的使用大大改善樹脂的顆粒形態(tài)。3.4.3孔隙率的

32、工藝控制 顆粒的孔隙率主要通過聚合終端轉(zhuǎn)化率來進(jìn)行控制。在那單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到82%-85%以前，樹脂的孔隙率隨著轉(zhuǎn)化率的提高而下降。聚合反應(yīng)一旦達(dá)到這一點(diǎn)，孔隙率的變化就非常小。降低水與氯乙烯單體的比率則會(huì)降低孔隙率。改變分散劑在聚合配方中的配比量，對(duì)孔隙率也略有影響。3.4.4樹脂中殘留氯乙烯的工藝控制 樹脂中殘留的含量主要通過汽提的控制。3.4.5樹脂中黑黃點(diǎn)的工藝控制 黑黃樹脂的測(cè)試是檢測(cè)PVC樹脂收污染程度的一種手段，生產(chǎn)操作平穩(wěn)，設(shè)備清洗防護(hù)完善可將黑黃點(diǎn)減少到最少程度。3.4.6“魚眼”的工藝控制“魚眼”是一種不塑化的樹脂顆粒，留在聚合釜中或從新加入聚合釜的樹脂是造成“魚眼”的主要原因。聚合釜沖洗不干凈，或由于誤操作，回收VCM中夾帶有大量的PVC粒子，都會(huì)造成“魚眼”的形成。4.干燥工藝簡(jiǎn)介4.1干燥工藝生產(chǎn)任務(wù)將聚合工序經(jīng)汽提處理的PVC漿料通過離心、干燥得到含水量低于0.4%的PVC粉料，然后利用正壓力氣壓輸送系統(tǒng)將該粉料輸送至PVC料倉緩存后包裝，生產(chǎn)出滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的PVC成品。4.2干燥原理（1）離心原理PVC漿料由進(jìn)料管道進(jìn)入離心機(jī)，在離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的臥式圓錐形轉(zhuǎn)鼓中，在離心力的作用下物料被拋向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁沉降區(qū)，沉淀物由螺旋輸送器的葉片推向干燥區(qū)