下载文档原格式
年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段工艺初步设计姓名：指导教师：摘要：本设计是年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段的初步工艺设计，本设计根据株洲化工集团现场实习有关资料及有关文献，完成物料衡算、热量衡算。
此设计配有说明书一份、图纸三份。
说明书内容：1．PVC和VC的发展及发展趋势。
2．合成工段的生产原理、流程。
3．物料衡算、热量衡算。
4．主要设备的设计和选型．5．管道的设计及选型。
6．三废处理安全与防火技术。
三副图纸：1．带控制点的物料流程图。
2．车间平面布置图。
3．主要设备的装配图。
关键词：合成、PVC、VC、工艺、设计。
目录前言1 绪论 (3)1.1 聚氯乙烯(PVC) (3)1.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况 (3)1.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用 (4)1.1.3 聚氯乙烯系列聚合物的性质 (4)1.1.4聚氯乙烯制品的开发与应用技术 (5)1.1.5 聚氯乙烯合成方法 (6)1.2 氯乙烯（VC） (10)1.2.1 氯乙烯的合成 (10)1.2.2 生产工艺流程简述 (13)1.2.3 主要工艺参数 (14)1.2.4 主要原料和产物的物化性质 (15)2 工艺计算 (16)2.1 物料衡算 (16)2.1.1 计算依据 (16)2.1.2 计算 (17)2.2 热量衡算 (24)2.2.1 衡算方法 (24)2.2.2 标况下有关物化数据表 (25)2.2.3 计算 (25)3 主要设备的设计与选型 (32)3.1 石墨冷却器的选型 (32)3.1.1 已知条件 (32)3.1.2 计算两流体的平均温度差 (32)3.2 石墨预热器的选型 (33)3.2.1 已知条件 (33)3.2.2 计算两流体的平均温度差 (33)3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 (34)3.3.1 已知条件 (34)3.3.2 计算两流体的平均温度差 (34)3.4 转化器的设计 (35)3.4.1 已知条件 (35)3.4.2 计算 (35)3.4.3 手孔 (37)3.5 泡沫水洗塔的设计 (37)3.5.1 已知条件 (37)3.5.2 塔径的计算 (37)3.5.3 孔的布置 (38)3.5.4 塔板的压降 (38)3.5.5 稳定性 (39)3.5.6 液泛 (39)3.5.7 物沫夹带 (40)3.6 主要设备一览表 (40)4 主要管道管径计算和选型 (41)4.1 HCl进料管 (41)4.2 乙炔气进料管 (41)4.3 石墨冷却器的进料管 (42)4.4 多筒过滤器进料管 (42)4.5 转化器进料管 (42)4.6 转化器出料管 (43)4.7 石墨冷却器进口管 (43)4.8 40%盐水进料管 (44)4.9 循环水管 (44)4.9.1 石墨预热器 (44)4.9.2 转化器 (44)4.9.3 石墨冷却器 (44)4.10 总进水管 (45)4.11 部分管道一览表 (45)5 合成工段中三废的产生及处理 (45)5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 (45)5.1.1 氯化汞触媒的产生 (45)5.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 (46)5.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生 (46)5.2.2 中毒机理 (46)5.3 废水的处理 (47)5.3.1 废水排放标准 (47)5.3.2 废水的处理方法 (47)5.4其他三废的处理 (48)6 安全生产防火技术 (48)6.1 厂区安全生产特点 (48)6.2 乙烯合成的安全技术 (48)6.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围 (48)6.3乙炔爆炸 (49)6.3.1 氧化爆炸 (49)6.3.2 分解爆炸 (49)6.3.3 乙炔的化合爆炸 (49)6.4 氯乙烯的燃烧性能 (49)6.5 安全措施 (49)结论 (50)参考文献 (50)致谢.................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
氯碱及PVC生产工艺培训知识1. 引言氯碱和聚氯乙烯（PVC）是重要的化工产品，广泛应用于建筑材料、塑料制品、纺织品、化肥和医药等领域。
本文将介绍氯碱及PVC的生产工艺培训知识，包括氯碱的生产过程、PVC的生产工艺及其应用。
2. 氯碱的生产过程氯碱的生产主要包括氯气和碱液的制备，其中碱液包括氢氧化钠和氢氧化钾。
2.1 氯气制备氯气的制备主要有电解法和氯气法两种方法。
电解法使用电解槽将食盐水中的氯离子电解成氯气和氢气，其中氯气被收集，氢气则可回收利用。
2.2 碱液制备碱液的制备主要有氢氧化钠法和氧化钠法两种方法。
氢氧化钠法是将氯气通入悬浮氢氧化钠的溶液中，反应生成次氯酸钠，再经过酸化、加热和蒸发等过程转化成氢氧化钠。
氧化钠法是将氯气通入溶解了氢氧化钠和氧化钠的溶液中，反应生成次氯酸钠和氯化铵，再经过酸化、加热和蒸发等过程转化成氢氧化钠。
3. PVC的生产工艺PVC的生产主要包括聚合过程、合成过程和成型过程。
3.1 聚合过程聚合过程是将乙烯单体和氯乙烯单体按一定比例混合，加入引发剂和调节剂，通过热聚合反应形成聚合物链。
反应过程需要在高温和高压下进行。
3.2 合成过程合成过程是将聚合得到的聚合物粉末通过溶解、过滤和蒸发等步骤制备成PVC树脂。
溶解过程是将聚合物粉末加入合适的溶剂中，通过搅拌和加热使其溶解。
过滤过程是将溶液通过滤网过滤去除杂质。
蒸发过程是将过滤后的溶液进行蒸发，使其逐渐浓缩，形成PVC树脂。
3.3 成型过程成型过程是将PVC树脂通过挤出、注塑、吹塑等方法成型成可用于不同需求的产品。
挤出是将PVC树脂通过挤出机加热熔化，并通过模具挤出成型。
注塑是将PVC树脂加热熔化后注入模具中，通过冷却固化成型。
吹塑是将加热熔化的PVC树脂注入膜管，在气压的作用下使膜管变形成型。
4. PVC的应用PVC由于其良好的物理性能和加工性能，在建筑材料、塑料制品、纺织品、化肥和医药等领域应用广泛。
4.1 建筑材料PVC在建筑材料中常用于制作窗框、门窗、地板、壁板等产品，具有防水、隔音、耐候性等优点。
PVC聚氯乙烯的生产工艺及成本分析1．生产工艺PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。
国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70%以上。
值得注意的是，在电石法制备PVC中，原盐电解后氯化氢用于生产PVC，剩余的钠部分用于生产烧碱，所以，氯、碱实际上存在共生关系，氯碱平衡也是整个行业发展过程中不得不考虑的重要因素。
2．成本分析从生产成本角度分析，两种工艺在不同经济发展周期，成本差别较大。
通常情况下，在国际宏观经济高速发展阶段，由于油价较高，乙烯法生产成本较高，电石法成本优势明显；而一旦国际经济进入衰退，油价将在低位运行，电石法由于能耗较高，煤电油运等价格有支撑，成本优势消失。
自2003年以来，国际油价大幅攀升，使乙烯法PVC成本增加，而电石法生产则受此影响较小，从而导致国内电石法PVC生产装置建设的新一轮热潮，使电石法PVC产能急剧扩大，对乙烯法PVC生产形成了极大挑战，许多乙烯法企业处于亏损边缘。
但随着2008年5月之后原油价格的持续下调，乙烯法的成本优势明显，电石法生产厂家微利运行，甚或难以为继。
电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。
国家标准规定：生产1吨PVC消耗电石1.45～1.5吨，（一般以1.45计算，但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例，只有少数能达到标准），消耗氯化氢气体0.75～0.85吨（一般以0.76计），每吨耗电量约450～500kw?h，另有其它项目开支，如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同。
总体来讲，电石法的成本构成分配比例约为：电石占65～70%，氯化氢占15%，电力占6%，其他制造费用占6%。
电石法的一个显著特点为耗电较高，不但在生产PVC时要耗费电力，由焦炭制备电石也要消耗大量的电，如生产1吨电石约需消耗3450 kw?h的电、0.6吨的焦炭和0.9吨的石灰石。
综述我国PVC生产技术创新(续完)薛之化*(锦化化工(集团)有限责任公司,辽宁葫芦岛125001)[关键词]PV C;生产技术;发展历程;进展[摘 要]介绍了中国聚氯乙烯工业从无到有近50年的发展历程,指出转化器和精馏塔的创新造就了现代化氯乙烯生产装置,电石渣浆的综合利用、干法乙炔发生器的开发成功、精馏尾气的回收和高效低汞催化剂的投用,使电石法氯乙烯生产步入循环经济的轨道;不断引进、消化、吸收、创新技术,氯乙烯来源、聚合方法和产品品种不断多样化,自主开发大型聚合釜及配套技术,使我国成为P VC生产大国。
[中图分类号]T Q325.3 [文献标志码]B [文章编号]1009-7937(2011)04-0001-12Innovation in production technologies of PVC in C hina(to the end)X UE Zhihua(Jinhua Chemical Industry(Group)Co.,Ltd.,Hul udao125001,China)Key words:PVC;production technology;development course;progressAbstract:The development course of PVC industry devel oped from scratch i n China in the past 50years were i ntroduced.It w as indicated that the innovation of converter and distil lati on column created the modern producti on facility of vi nyl chl oride,and the uti lization of carbide slag slurry, the successful development of dry-process acetylene generator,the recovery of rectified tail gas and application of high effective and low-mercury content catal yst made the producti on of carbi de based vinyl chloride step into track of recycl ing economy;based on continuous introducing,assimi lati ng, absorbing and innovating technol ogies,the continuous diversifi cation of vinyl chloride sources, polymerizati on methods and product vari eti es,and the independent development in l arge scale poly-merization reactors and their matching technologies,our country had become a l arge country in PVC producti on.3 国内氯乙烯聚合技术的进展3.1 氯乙烯聚合生产技术的进展自从1958年中国第1套PVC装置问世,广大PVC工作者不断努力探索,不论在基础理论上,还是生产实践中,都取得了巨大的进步,为中国PVC 工业作出了诸多贡献。
PVC生产工艺和成本分析一、 PVC生产工艺PVC的生产主要有两种制备工艺，一是乙烯法，主要原料是石油和氯气；二是电石法，主要生产原料是煤炭和原盐。
国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主。
不过天津大沽、上海氯碱、齐鲁石化和宁波台塑等有石油资源优势或外资背景的化工企业仍采用乙烯法作为生产PVC的主要工艺，目前国内采用乙烯法生产的PVC还能占到五分之一左右的市场份额。
不管是电石法还是乙烯法 PVC 生产路线，最后都是由氯乙烯单体聚合生成 PVC。
氯乙烯单体合成方法主要有乙炔法、联合法、烯烃法、乙烯氧氯化法、乙烷一步氧氯化法五种，我国目前普遍采用的为乙炔法(电石法)和乙烯氧氯化法两种。
图表1： PVC生产工艺流程图二、成本分析从生产成本角度分析，两种工艺在不同经济发展周期，成本差别较大。
通常情况下，在国际宏观经济高速发展阶段，由于油价较高，乙烯法生产成本较高，电石法成本优势明显；而一旦国际经济进入衰退，油价将在低位运行，电石法由于能耗较高，煤电油运等价格有支撑，成本优势消失。
乙烯法成本的构成主要有乙烯消耗量、氯气消耗量、耗电量、加工助剂和管理人工费等。
乙烯法每生产1吨PVC要消耗乙烯0.5吨，消耗氯气0.65吨，两者约占成本的60%左右。
在原料成本中乙烯成本占了主要部分，乙烯价格对PVC 的成本有较大影响。
虽然乙烯法耗能量较电石法低，但其设备投资却十分巨大，因此设备折旧在成本中所占比重较大。
电石法成本主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。
按照国家标准：生产1吨PVC消耗电石1.45～1.5吨，（一般以1.45计算，但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例，只有少数能达到这个标准），消耗氯化氢气体0.75～0.85吨（一般以0.76计），每吨耗电量约450～500kw·h，另有其它项目开支，如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等。
pvc生产工艺流程图BBpvc的生产工艺及技术发展二、聚氯乙烯的生产工艺及技术发展PVC是聚氯乙烯塑料，简单地说，盐的水溶液在电流作用发生化学分解。
这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。
精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。
当氯和乙烯混合后，就会产生二氯乙烯；二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本组成部分。
聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。
以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。
它是不能单独使用的，但是可以与其它成分混合生成许多产品。
氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig实验室合成出来的。
而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。
但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。
（一）聚氯乙烯的主要生产方法PVC的生产方法主要有两种，分别是电石法和乙烯氯化法。
其中电石法以pvc发泡板密度电煤为主要原料，乙烯氯化法以石油为原料。
电石法生产聚氯乙烯工艺流程示意图:乙烯氯化法生产聚氯乙烯工艺流程示意图:（二）聚氯乙烯工艺技术的进展除基本的两种生产方法之外，PVC在工业上采用氯乙烯单体（VCM）通过悬浮、乳液、本体和溶液法四种方法聚合生产，悬浮法聚合工艺成熟、操作简单、生产成本低、经济效益好、应用领域宽，一直是生产PVC树脂的主要方法。
目前，悬浮工艺的聚氯乙烯产量占80%以上，品种之多，产量之大是其他工艺所无法相比的。
悬浮法聚氯乙烯产品既有一般的通用型树脂，也有特殊用途的专用树脂，如球型树脂；既有特高、特低聚合度的树脂，也有一般聚合度的树脂；既有疏松型树脂，也有紧密型树脂。
悬浮法PVC生产工艺1941年由美国Geon 公司开发成功，经过世界发达国家十几年不断改进，在聚合配方、汽提技术、防粘釜技术、聚pvc护套合釜开发等方面都已相当成熟。
主要技术介绍如下：1、OXYVINYLS公司的PVC生产工艺工艺技术特点：典型聚合釜容积70.5m3，半圆管夹套和内冷管除热，无外回流式冷凝器，顶伸式两层后掠式搅拌器，釜高径比大，使用冷却水，无需冷冻水，采用热水进料等技术，单釜强度达2.5万t/a。
