HH/GY－JY－003
1 3.2聚合工序工作原理
氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁聚合反应，即在聚合釜内加入一定量的无离子水，在引发剂、分散剂及其它助剂作用下，借助较强的搅拌作用，在一定的温度和压力下进行聚合反应。该反应过程分链引发、链增长、链转移、链终止阶段。
3.2.1 物料特性
3.2.1.1物理性质
(1) 主要物理常数：
在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体，其沸点：－13.9℃；凝固点：－159.7℃；临界温度：142℃；临界压力：5.29MPa。
(2) 氯乙烯在不同压力下的沸点：
压力（atm） 0 1 2 3 4
表压 (KPa) 0 101.325 202.65 303.975 405.3
沸点（℃） －13.9 5.52 16.2 25.7 33.5
由表中可以看出，虽然氯乙烯在常压下的沸点是－13.9℃，但加压后就可以得到液体氯乙烯。
(3) 蒸气压：
蒸气压力和温度关系见表3.2-1，也可按下式计算求出VC蒸气压力
logP = 0.8420 －1150.9/T + 1.75logT－0.002415T
其式中P单位为绝对大气压，T绝对温度K = 273 + t℃
表3.2-1 VC的蒸气压
温度℃ 压力mmHg柱 温度℃ 压力mmHg柱
－28.37 395.6 16.21 2258.0
－23.02 513.0 25.72 3027.0
－16.61 677.6 33.53 3789.0
－13.61 767.5 39.72 4492.0
－8.32 949.0 46.80 5434.0 HH/GY－JY－003
2 温度℃ 压力mmHg柱 温度℃ 压力mmHg柱
－1.57 1224.8 54.87 6676.0
4.01 1490.6 60.34 7586.0
5.53 1582.0
(4) VC 的潜热见表3.2-2：
合成工艺讲解课件
1、合成工序的生产任务：本工序的主要任务是将盐酸工序送来的HCL和乙炔工序送来的C2H2经混合脱水、转化、清净、压缩、精馏过程生产出纯度为99.99%的氯乙烯单体供聚合使用;
合成工序是烧碱和PVC的衔接工序,前为盐酸工序和乙炔工序,后供聚合,是PVC的工艺核心;
2、氯乙烯C2H3Cl 分子量：62.5
物理性质：在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体,其沸点为-13.9℃,凝固点为-159.7℃;
爆炸性:氯乙烯易燃,与空气混合形成爆炸性混合物,爆炸范围4-21.7%体积比;
毒性：氯乙烯对人有麻醉作用,对肝脏有影响,可使人中毒;当其浓度在0.1%以上时,开始有麻醉现象,表现为困倦,注意力不集中,随后出现视力模糊,走路不稳,在其浓度达20-40%时,可使人产生急性中毒,呼吸缓慢以致死亡,长期接触能引起消化系统疾病;
空气中允许浓度为30mg/m3
3、乙炔：C2H2,分子量：26
物理性质：在常温下纯乙炔为无色气体,工业乙炔因含有硫化氢、磷化氢等杂质,而具有特殊的刺激性的气味;沸点：-83.66℃凝固点：－85℃
爆炸性:下列情况下可以爆炸：
A：高温550℃加压>1.5表压或有某些物质存在时,如电石氧化铝、铜屑、氢氧化铁等;
B：与空气混合在2.3-81%范围时,特别在含乙炔7-13%时;
C：与氧混合在2.5-93%范围时,特别在含乙炔30%时; D：当乙炔和氯气混合时,在阳光下即能爆炸;
E：与铜、汞、银接触生成相应的金属化合物时;空气中允许浓度为500mg/m3;
4、氯化氢：HCl,分子量：36.46
物理性质：是一种无色有刺激性气味的气体;沸点：-84.8℃,极易溶于水
化学性质：性质活泼,除贵金属外能与大多数金属反应,生成金属氯化物,对各种植物纤维亦有强烈的腐蚀性;
空气中允许浓度为15mg/m3
5、阻火器及乙炔砂封的工作原理;
目前阻火器普遍使用的是金属丝网过滤器,筒体内部布置了较多的金属丝网,
第４Ｏ卷 第３期 ２０１２年３月 聚氯乙烯 Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．３ Ｍａｒ．，２０１２
【助剂】
ＰＶＣ聚合用阴离子配位锌的合成工艺
宋晓玲 ，黄 东，沈姗姗，贺盛喜
（新疆石河子中发化工有限责任公司，新疆石河子８３２０００）
［关键词］ＰＶＣ；热稳定剂；阴离子配位锌；相转移催化剂 ［摘 要］介绍了ＰＶＣ聚合用阴离子配位锌的合成工艺，研究了阴离子配位锌ＰＶＣ热稳定剂最佳合成工艺条 件：反应温度８４℃，阴离子配位体为Ｃ，～，脂肪酸，辅助稳定剂为环氧棉籽油，添加配比为ｍ（Ｇ～，脂肪酸）： （环氧 棉籽油）＝９５：５，相转移催化剂确定为甲醇＋去离子水＋醋酸组合，ｐＨ值控制在６．３～６．５。 ［中图分类号］ＴＱ３１４．２４；ＴＱ３２５．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９—７９３７（２０１２）０３—００２３～０４
Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎｉｏｎ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｚｉｎｃ ｆｏｒ ＰＶＣ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ＳＯＮＧ Ｘｉａｏｌｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｄｏｎｇ，ＳＨＥＮ Ｓｈａｎｓｈａｎ，ＨＥ Ｓｈｅｎｇｘｉ （Ｘｉｎ￣ｉａｎｇ Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｚｈｏｎｇｆａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２０００，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ；ｈｅａｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ；ａｎｉｏｎ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｚｉｎｃ；ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃａｔａｌｙｓｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏ ｆ ａｎｉｏｎ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｚｉｎｃ ｆｏｒ ＰＶＣ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏ－ ｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏ ｆ ｈｅａｔ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ａｎｉｏｎ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｚｉｎｃ ｆｏｒ ＰＶＣ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒ－ ｍｉｎｅｄ ｂｙ ｓｔｕｄｙ：ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ８４℃，Ｃ７～９ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ａｓ ａｎｉｏｎ ｌｉｇａｎｄ，ｅｐｏｘｙ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｏｉ１ ａｓ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ，ａｄｄｉｔｉｏｎ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｃ７～９ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｔｏ ｅｐｏｘｙ ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｏｉｌ ９５：５，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｓｆｅｒ ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｍｅｔｈａｎｏｌ，ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ・ｐＨ ｖａｌｕｅ ６．３～６．５．
ＰＶＯ聚合工艺及釜的工程设计 马丽丽（天津辰力工程设计有限公司，天津３００４００） 摘要：本文主要介绍聚合工艺及聚合釜的特点，及在进行 釜体管道设计中应考虑和注意的一些要点。 关键词：ＰＶＣ；聚合；工艺介绍；聚合装置设备布置；聚合釜的 配管设计 聚氯乙烯（ＰＶＣ）是五大热塑性合成树脂之一，为世界上仅 次于聚乙烯树脂的第２大通用树脂。它具有良好的机械加工性 能、抗化学药品性能、耐腐蚀性和阻燃性，是一种能耗低、生产 成本低的产品。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护 套等塑料软制品，也可用于生产板材、门窗、管道和阀门等塑料 硬制品。 聚合工段是ＰＶＣ项目中的一个重要工段，在聚合工段中又 可为聚合单元、汽提单元、配料单元。本文以聚合单元为重点， 对ＰＶＣ的聚合工艺作一介绍，并对聚合釜的配管设计进行 阐述。 １ ＰＶＣ聚合机理介绍 氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁反应，此过程分为链 引发、链增长、链转移和链终止四个阶段，现介绍如下： （１）链引发： 在光和辐射能的作用下，氯乙烯（ＶＣＭ）单体都可以形成自 由基而进行聚合，但悬浮聚合中采用引发剂来产生自由基。 引发剂分解：Ｉ＝＝２Ｒ·一Ｑ１ 引发剂分解生成两个活性很强的初级自由基，其一旦生成 很快就会与其一结合，生成单体自由基。 链引发：Ｒ·＋Ｍ＝＝ＲＭ·＋Ｑ２ （２）链增长 单体自由基是非常活泼的，生成后即与其它ｖｃ分子结合， 生成单元众多的链自由基，并放出大量热能。 （３）链转移 自由基聚合过程中，得到电子而成为自由基 的单体、杂质、大分子继续增长，这就是链转移。 ＲＭＸ·＋Ｍ＝＝ＲＭＸ＋Ｍ （４）链终止（歧化） ＲＭＸ·＋ＲＭＹ—ＲＭＸ＋ＲＭＹ 两自由基相互作用，失去独电子而终止。 ２聚合工艺及技术介绍 聚合操作属于间歇操作，由微机自控完成。 一个聚合操作周期包括釜涂、引发剂准备、加水、加分散 剂、加引发剂、加单体、升温、反应、出料、二次回收、清釜等操 作。聚合反应为先吸热后放热的反应，反应初期单体吸收釜内 热水的热量在引发剂的作用下，开始迅速的发生聚合反应。中 期为平稳阶段，在反应后期要放出大量的热，这时的热转移是由 釜内的内冷挡板，夹套的冷水作用完成的。反应周期大概控制 在５～６小时左右。等釜内压力到达程序设定值，加入终止剂 出料。浆料经过滤器过滤后经泵打入浆料槽，未反应完的单体 经回收管线回收，随即加入纯水（有的用母液水）清釜，浆液随 出料管线一并打出。釜内开始涂釜工作，等待下一次的入料 反应。 ３聚合装置设备布置 本着化工装置设备布置露天化，流程化，集中化，和定型化 原则。在聚合工段中我们也采用了上述原则。 ３．１聚合装置及配套管廊需要合理结合 我们先前设计完成的单期ＰＶＣ项目最大能力为１２万ｔ，ａ， 配套管廊采用过装置外随装置平行布置、和装置内中间设管廊 带的布置。笔者认为前者布置对于生产能力低于ｌ０万ｔ／ａ比较 合适。而对于生产能力２０万ｔ／ａ以上后者比较适合。ｌ０万吨 采用一字型布置，聚合部分总长在８３米左右。对于再高的生 产能力，这种布置显然是不太合理。占地比较大，且在总图上 布置不合理。 ３．２聚合单元的厂房采用敞开式框架结构 因为聚合单体氯乙烯是易燃易爆的甲类物 质。在常压下的沸点为一１３．９℃，输送来的液态单 体很容易气化，如果在密闭厂房内积聚，遇明火 即刻就会产生爆炸，加之吸入单体后会对人体有 极强的毒副作用，所以厂房内良好的通风环境是 保证安全生产的前提。业主一般对聚合单元的楼 板多要求以钢格栅为主，而对汽提单元和配料单 元的楼板一般还是以混凝土结构为主。 ３．３聚合釜多采用楼板支撑的形式 除了考虑到物料重力流和泵吸入高度等要 求外，由于解决了釜底密封的难题，现在用于工业化生产的 釜都由小型上搅拌的形式向着大型下搅拌的方式发展。这样 我们就还应考虑到釜底电机的检修。所以在成组布置聚合釜 时，釜底要留有一定的高度。有的业主提出高度要便于叉车进 入，便于电机的检修。设计中我们聚合装置的层高分别为ＥＬ＋ ３．８００ｒｎ、ＥＬ＋８．２００ｍ、ＥＬ＋１２．８００ｍ、ＥＬ＋１７．８００ｍ。对７０Ｍ３的 国产釜采用支撑在ＥＬ＋８．２００ｍ的楼面上，釜体穿过ＥＬ＋３．８００ｍ 的楼面。在ＥＬ＋３．８００ｍ楼面下布置相应的过滤器和出料泵以 及留出的检修空间。国产７０ｍ３聚合釜的直径为３８１０ｍｍ。考 虑到夹套和侧面的１６个夹套水进出管１３，在向结构提楼板开 洞时，一般以４１５０ｍｍ宜，成组布置聚合釜时，釜中心之间保持 ６０００ｍｍ为宜。 ３．４聚合釜的吊装及检修吊车的设置 在吊装方案上考虑到框架的层高和聚合釜的支撑高度，采 用从顶部吊入落位的方式。釜体吊装完毕后，顶部加盖板。由 于在釜顶配有一些大口径的阀件，为了在日常的生产中便于检 修起吊，所以在ＥＬ＋１７．８００ｍ楼板下设置轨道吊车。 （下转第８４页） ８２ ｆ北 理
