第一章概述
第一节聚氯乙烯简述
氯乙烯的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80～85℃，密度1.35～1.45克/厘米3，使用温度-15～60℃。PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能，与大多数增塑剂的混合性好，因此可大幅度改变材料的力学性能。加工性能优良，价格便宜，但对光、热稳定性差，100℃以上或光照下性能迅速下降。
聚氯乙烯用自由基加成聚合制备，方法有悬浮、本体、乳液和溶液等，其中以悬浮法为主，以过氧化物等引发，加分散剂后可得到疏松树脂颗粒，加工性能好。聚合温度高，链转移速率高，产物分子量小，一般应稳定在±0.5℃以内。溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂，乳液聚合产物也可直接应用，或喷雾干燥为固体。
聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位。PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。
聚氯乙烯(PVC)用途广泛，并是最早用于工业化生产的塑料管道材料，至今仍是管道生产的主导材料。PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生，可用于压力和重力管道，也可用于塑料包装、制品等领域，其低廉的价格和突出的均衡性能，已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。
聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮，乳液，本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度制品。硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。
第二节国内生产及应用状况
我国聚氯乙烯工业经过30多年发展至今，已有70多个生产厂，装置生产能力达150多万吨/年，实产量也已磅110鑫万吨/年，其中悬浮法PVC产品占90%以上，国内有8套引进生产装置，分别为日本信越化学公司的2套20万吨/年生产装置（齐鲁石化公司氯碱厂和上海氯碱化二股份有限公司各一套），美国古德里奇公司3套生产装置（北京化工二厂和锦西化工总厂4万吨/年装置各一套和福州第二化工厂1.5万吨/年装置一套）、美国黎各公司一套（武汉葛店化工厂实际生产能力2.5万吨/年装置一套）及美国西方石油公司的0.3万吨/年生产能力的医药级PVC生产技术和关键设备（无锡化工集团股份有限公司），这8套引进装置生产能力总计达到54.8万吨/年，约占悬浮法PVC装置总生产能力39%，引进装置的产品质量达到国外同类产品水平。[8]
国内PVC生产企业在引进国外先进的生产技术的同时，开始了消化、吸收、创新的国产化工作，通过十几年的技术攻关、技术发行取得了较大的成绩，使我国悬浮法PVC的生产技术和产品质量水平迈进了一个新台阶，但与国外水平相比，仍有差距，且引进的国外不同公司的装置水平也不尽相同，各有长处和短处，国内技术也有先进处，为进一步提高我国悬浮法PVC生产技术和产品质量水平，根据化生化（1995）44号“关于印发PVC树脂行业组长单位和专家组会议纪要”中要求，我们将对国内现有的VCM聚合反应计算机控制技术、防粘技术、聚合排气回收技术、PVC浆料中残留VCM的脱除技术、PVC浆料的脱水干燥技术、成品包装技术和聚合釜、汽提塔、离心机、干燥器等主要设备进行全面的观察、分析对比，择其优者在“九、五”期间，创出我国特有的先进的VCM聚合（包括后处理）生产装置及技术，且具备建设大型PVC装置的能力，为新建PVC生产企业和现有PVC生产企业的扩产、技术改造提供技术和设备，以避免今后再发展PVC生产时重复引进，为国家节约大量外汇。
PVC树脂可以采用多种方法加工成制品，悬浮聚合的PVC树脂可以挤出成型、压延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或压塑成型。分散型树脂或糊树脂通常只采用糊料涂布成型，用于织物的涂布和生产地板革。糊树脂也可以用于搪塑成型、滚塑成型、蘸塑成型和热喷成型。
发达国家PVC树脂的消费结构中主要是硬制品，美国和西欧硬质品占大约2/3的比例，日本占55%；硬质品中主要是管材和型材，占大约70～80%。PVC软制品市场大约占全部PVC市场的30%，软制品主要包括织物的压延和涂层、电线电缆、薄膜片材、地面材料等。硬质品PVC树脂近年来增长比软制品快。
在全世界范围内一半以上的PVC树脂用于与建筑有关的市场，使PVC行业容易受到经
济的波动影响。建筑领域是PVC树脂增长最快的市场，1986～1996年美国PVC树脂在建筑市场的增长率为6%/年, 在其它市场中的增长率仅为1.4%/年。1986年美国PVC树脂在建筑市场中的分额为64%，1996年增加到73%，预计2001年将增加到76%，增长最快的用途是管材、板壁、和门窗等。
近几年我国聚氯乙烯硬制品应用份额也有增长趋势，管材、型材和瓶类所占份额由1996年25%增长到1998年的40%，但至今我国聚氯乙烯的应用还是软制品的份额较多。1998年软制品占PVC总用量的51%（其中薄膜为20%，塑料鞋10%，电缆料5%，革制品11%，泡沫和单板等5%），硬制品占40%（其中板材16%，管材9%，异型材8%，瓶3%，其它4%），地板墙纸等占9%。
第二章生产工艺简述
第一节悬浮法生产工艺
悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态，聚合反应在单体小液滴中进行。使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。
聚合反应结束后的浆料一般呈中性或弱酸性，这样的浆料在后系统汽提中受热放酸，PH 值会更低，影响树脂白度。在生产装置中通过向出料槽中加入氢氧化钠提高浆料PH值，破坏树脂中低分子物，提高树脂白度。
新鲜单体进入界区后，首先经过一个过滤器FIL-1B，过滤后的新鲜单体储存在卧式储槽TK-8B中。新鲜单体储槽的液位是自动控制的。当实际液位低于设定液位上限时，TK-8B 进口管上的自动截止阀就会自动打开，新鲜单体流入储槽，当实际液位达到设定液位上限时该阀门就会自动关闭。停止向储槽运送单体。整个储存系统总是维持一定量的新鲜液体，以被聚合加料用。
在新鲜单体储槽底部装有一根蒸汽管，伸到储槽内，用于排空置换。通过一个手动阀门的开与关，可以向槽内喷射蒸汽。在蒸汽进口的对面，即槽的顶部装有回收管线，当单体储槽需要维修时，可以使用蒸汽对储槽进行彻底吹扫，使用回收管线将含有VCM的蒸汽导入回收系统，回收单体。
但聚合加料时，由DCS启动新鲜单体泵PU-3B，经过单体过滤器FIL-2B和VCM流量计计量后，向釜内加料。
聚合反应结束后，未聚合的单体，即回收单体经过冷凝和收集两个过程，储存在回收单体储槽中，可直接用于聚合反应。聚合后，未反应的VCM以气体的形式排出，经第一冷
凝器CN-1F，及第二冷凝器CN –2F冷却后，液化为VCM液体，靠自身的重量流入回收单体储槽TK-3B或TK-8B。回收单体和新鲜单体按一定的比例再次加入到聚合釜中进行回收。一般来说回收单体和新鲜单体的比例大约为1:3.5。为了避免单体的自聚，回收单体的储槽的温度应控制在15.5摄氏度。正常的运行压力一般为0.18-0.42Mpa，随第二冷凝器压力的变化而变化。
本装置的供水系统可以满足如下用途：反应釜加料用水，冲洗，密封，注水以及各种与操作有关的工作所需水。反应釜加料用水由热水储槽TK-6B和冷水储槽TK-5B来供给冷水和热水分别由PU-6B和PU-7B输送，混合后预期温度后送往聚合釜。每台泵再将多余的水循环返回水槽。入釜水的温度可自行控制。
常温无离子水由界区外送至界区内储存在无离子水储槽TK-5B中，其液位控制器可以调节储槽进口管线上的液位调节阀，根据要求向槽内打入无离子水，当TK-5B液位降到不够一釜次用水时，控制室内的液位低限液位就会报警。这个无离子水槽能为整个装置提供密封水，冲洗水，注入水和部分加料水。
常温无离子水由界区外送至界区内，经过蒸汽加热器HE-3B加热后储存在热无离子水储槽TK-6B中，控制温度一般在95摄氏度左右其液位控制器可以调节储槽进口管道上的液位调节阀，根据要求向槽内打入热无离子水。如果液位调节阀关闭，蒸汽加热器HE-3B 上的蒸汽控制阀也会关闭，这样在没有水流时，防止蒸汽进入加热器。
本套装置采用等温水入料工艺。这种入料方法使得在各个组分入料完毕时，聚合釜温度等于或大于所设定温度，这可通过同时向釜内加入热的和冷的无离子水来实现。
离子水入料系统由一台冷水泵和一台热水泵（PU-6B，PU-7B）组成，每台泵的出口都设置一个温控阀和一条返回储槽的循环管线，再水入料时，DCS检测混合后的水温，通过控制冷和热的无离子水的流量，达到预期的温度。将热和冷的无离子水混合，不仅仅是在热水储槽内控制水温及热水入料的需要。而且还要满足氯乙烯的温度变化和不同聚合配方变化的调整。
第二节工艺指标及设备
1.本工艺生产的树脂的分子量靠聚合温度进行控制。
如果要降低分子量，就要降低聚合温度。聚合温度每变化1摄氏度，树脂的特性黏度变化0.029。每釜料所用的引发剂量对树脂的分子量影响很小。树脂分子量随着每釜引发
剂用量的增加而下降。本生产装置的做法是利用温度变化对树脂的特性黏度有较大影响这一特点，通过改变聚合温度来控制树脂的分子量。
2.颗粒度的工艺控制
树脂的颗粒度，在很大程度上取决于每批料中所用的分散剂的数量和聚合釜内搅拌程度。本生产装置的悬浮PVC生产工艺中，搅拌速度是恒定的。搅拌器速度，叶片和叶片位置，聚合釜内的挡板形态被设计成是不可调的。树脂的颗粒度通过改变每批料所用的分散剂总含固量进行控制。
搅拌因素的变化，对颗粒度，颗粒形态，树脂的孔隙率都有影响。本工艺的聚合釜搅拌已为提供良好树脂的均匀性，悬浮稳定性，热传导性能而得到最佳化的设计。
悬浮胶体稳定性是指聚合系统在反应过程中，使VCM在连续的水相中，保持分散状态的能力。如果VCM和水相发生分离，就会导致出现粗料。造成粗料的原因很多。恢复分散剂在聚合胶体的稳定性的最好的方法是提高水与VCM的比例，如果再短期内出现几次粗料，又找不出任何原因，便可采取这种措施，在以高水比例继续进行生产的同时，继续查找产生粗料的原因。待解决了稳定性问题以后，恢复配方规定的标准水比例。现已经知道造成粗料的原因有以下几种：
（1）引发剂加料不及时。这是指分散剂加料和引发剂加料之间的时间延迟过长，最长的允许时间为45分钟。
（2）分散剂加入量少。分散剂加入量少。分散剂的基本作用是包VCM液滴表面，防止在聚合期间发生暴聚。如果分散剂用量不足，VCM将具结成大块。
（3）聚合釜内留下的涂釜液过多。如果残留在聚合釜中的涂釜液量过大，树脂颗粒度增大，或造成粗料。
（4）缓冲剂与分散剂再加入聚合釜之前进行预热。
3. 孔隙率及视重比的工艺控制
颗粒的孔隙率或称空隙空间，主要是通过聚合终端的转化率来控制。在单体转化率达到82%--85%之前，树脂的孔隙率随着转化率的提高而下降。聚合反应一旦达到了这一点，孔隙率的变化变的非常小。而增塑剂的吸油率也是随着转化率的提高而下降，其他一些因素，如配方对树脂孔隙率也有影响。降低水与VCM的比例会降低孔隙率。改变某些分散剂在聚合配方中的配比量，对树脂孔隙率也略有影响。
PVC树脂的视比重受配方、机械因素和树脂的其他性能的影响，树脂的视比重随着配方中水与单体比率的下降而增加。并且随着树脂的孔隙率的下降和颗粒度的增大而增加。
这说明为调整颗粒度或孔隙而改变配方对视比重也会造成影响。
3.树脂中残留VCM及鱼眼的工艺控制
树脂中残留VCM的含量取决与PVC浆液汽提系统的操作。汽提塔的设计能满足将所有牌号的树脂残留VCM含量降到要求可接受的水平。
“鱼眼”是一种塑化的树脂颗粒，留在聚合釜中或重新加入聚合釜中的树脂是造成“鱼眼”的常见原因聚合釜冲洗不干净，或由于误操作，回收VCM中带有大量的PVC粒子，都会造成“鱼眼”的形成。这是因为PVC粒子在聚合釜中与VCM混合，树脂孔隙结构中会被VCN饱和，VCM在树脂孔隙中聚合，“再聚合”的树脂颗粒，会大大降低颗粒的增塑剂吸收率。
4.聚合添加剂
（1）缓冲剂缓冲剂的作用是在反应期间使浆液PH值保持近似中性。这有助于树枝聚合时的胶体稳定性。本工艺所采用的缓冲剂是碳酸氢氨。与水混合后加入聚合釜。
（2）分散剂70.5 m 聚合釜及生产技术采用的88%醇解度的PVA具有较强的保胶能力，可有效防止VCM液滴聚并。72.5%的PVA分散能力好，生产出的PVC孔隙率高，规整度好，流动时间短，易加工。配合少量的羟丙基甲基纤维素，可得形态规整、孔隙适中、密度大、易加工的PVC。
分散剂的主要作用是控制PVC树脂颗粒大小。多数分散剂是水溶性的，与水混合后加入聚合釜。各种溶液可复合使用一种或多种分散剂。
（3）引发剂引发剂的作用是引发VCM 聚合。为使反应温度保持恒定，通过改变加入聚合釜内引发剂的用量控制反应速率。VCM聚合是一种自动加速反应，在这种反应中，引发剂的用量是一个重要参数。为了便于加入聚合釜内，各种引发剂分别配制成分散液，纯引发剂分解速度很快但配制成分散液后变的相当安全，消除了快速分解的可能性。现在普遍使用的EHP(过氧化二碳酸一二乙基己酯)活性高(47℃时半衰期10 h)，反应放热均匀，水溶性小，因而粘釜轻，本身为液体可配成溶液和乳化液，便于加料，有助于实现密闭人料。随着对PVC研究的不断深入和人们对现有聚合釜生产能力的追求，现在普遍采用复合引发剂，以缩短聚合时间，充分利用釜的换热能力，根据釜的换热能力和循环水温，不断调节各种引发剂用量之比，以求最大限度获得最短的反应时间。目前，生产SG-5以下PVC，多采用EHP与CNP复合。
本工艺所采用两种引发剂，过氧化二碳酸二，代号EHP；过氧化葵酸异丙苯酯，代号CNP用于生产SG-5或SG-3树脂。
（4）终止剂本工艺所采用两种终止剂ATSC和a-甲基苯乙烯, ATSC是常用终止剂，通过有效的与引发剂反应，破坏引发剂，终止聚合反应。ATSC用于聚合反应结束时的聚合终止。a-甲基苯乙烯属于事故终止剂。这种终止剂只有在别无他法处理聚合反应的情况下才使用。
（5）涂釜剂涂釜剂EVICAS90或GBM。涂在聚合釜内表面及内部构件表面，用以抑制聚合反应时粘壁，这是一种化学处理工艺，如果使用得法，聚合釜内壁表面经过釜次连续聚合后也不粘壁，再每次加料之前，将防粘釜药剂喷涂在聚合釜内表面。在喷吐过程中，聚合釜内表面保持冷却，以便使防粘药剂冷却，再涂釜期间，聚合釜内压力必须接近大气压力。
（6）阻聚剂阻聚剂为 a-甲基苯乙烯，聚合反应由终止剂终止以后，PVC浆液中含有未反应的VCM，未反应VCM中含有引发剂自由基，再回收系统的罐和管线中引起聚合反应，最终产品成珊瑚状物，造成管道堵塞。因此往回收系统中注入极少量的a-甲基苯乙烯以抑制自由基聚合反应。A-甲基苯乙烯是一种溶液。
（7）碱液聚合反应结束后的浆料一般呈中性或弱酸性，这样的浆料在后系统汽提中受热放酸，PH值会更低，影响树脂白度。在生产装置中通过向出料槽中加入氢氧化钠提高浆料PH值，破坏树脂中低分子物，提高树脂白度。
5.聚合釜
本文生产工艺中所采用的聚合釜是一个具有恰当混合搅拌性能的间歇式聚合釜。这种聚合釜装料体积是恒定的。采用恒定体积反应的目的在于最大限度的利用聚合釜的有效传热面积。本聚合釜主体部分由釜体、传动机构及辅件组成．构成一个完整的操作单元设备上设有温度口、压力测量接口、喷淋口等。釜体由内筒、夹套及内冷管组成，其表面及内件都是用特殊方法抛光，釜体与夹套之间设有螺旋异流板。冷却水由夹套底部通入，经过螺旋异流板进入隔板下的四根内冷却管，经过冷却后由隔板上的夹套出水管集中排出，去除水垢。釜顶盖上设有人孔。人孔是外压强制密封式，釜内通入高压水管密封圈顶起并涨紧，可有效防止介质外漏。采用二层三叶后掠式搅拌器。该搅拌器的设计是经过搅拌冷模试验，运用搅拌放大技术进行的优化设计，从而保证了最佳的树脂产品质量(颗粒型态与粒径分布)和最低的能量消耗。
通过实际运行，此釜配以优良的配方及工艺。生产PVC树脂具有以下特点：生产能力
较高；传热均匀效果好；所产PVC树脂颗料形态规整；料径分布相当集中；分子量分布均匀；吸油率适宜；表观密度高等优点。釜的良好的电化抛光和辅以较佳的喷淋效果使釜壁粘釜物少，设备运行稳定，再配以DCS按制系统。釜温可控制在±0.1℃之间，为生产优质树脂提供了保障。[7]
由于PVC的比重是1。4，而VCM 的比重是0。92，所以在聚合反应过程中釜内物料体积会收缩，通过连续不断的向釜内注水，可以达到釜内物料体积恒定的目的。
5.注水泵及注水泵的冲洗
注水泵PU-8B和PU-9B可将水从TK-5B中抽出，将水压增到2.12Mpa。需要该水压的设备有：聚合釜搅拌密封，釜下浆料泵密封。
从注水泵分出的第二股水在一个压力传感器的和调节阀的作用下，压力降到1.63Mpa。由于所有的低压注水设备具有用量小而稳定的特点，故不会由于每个设备用水量过大而造成其他设备中断供水现象。使用该水压的设备有：
（1）聚合反应期间的注入水（PLY-XE）
（2）浆料泵密封冲洗水（PU-8G，PU-9G，PU-10G）
（3）离心机进料泵密封冲洗水（PU-11H，PU-12H）
（4）气提塔泵密封冲洗水（PU-3G，PU-4G，PU-6G）
（5）和真空泵密封冲洗水（CM-1F，和CM-2F，CM-1E）
冲洗水泵PU-10B和PU-11B的出口供给，将水的压力1.12Mpa供给每个低压冲洗水设备。使用低压冲洗水的设备有：
（1）聚合釜顶部管道和低部管道
（2）出料槽和回收分离器管道冲洗水（TK-1G，TK-2G，SE-1F，SE-2G）
（3）浆料气提塔（CL-1G）
（4）离心机供料槽（TK-3H）
第三节悬浮法PVC技术要点
1、聚合单元
目前绝大部分PVC企业都采用了聚合釜全密闭技术，它不仅能大大缩短聚合辅助时间，不需要开关人孔、真空脱氧，更大大减少了VCM对环境的污染，降低了PVC装置VCM 的单耗，节约了生产成本。采用全密闭技术关键在于水洗和防粘釜技术，水洗和涂布要不存在死区，防粘釜剂必须高品质，水洗和涂布应采用双位对称布置，水洗喷头和涂布喷头特别重要。
缩短聚合反应时间，提高聚合釜生产强度是PVC装置技术发展水平的一个重要标志。对通用PVC产品采用后添加脱盐水、使用回流冷凝器和冷冻水、采用高效引发剂复合使反应速度均匀和采用扩链剂提高聚合反应温度等方法都能大幅度缩短聚合反应时间。选用的引发剂要易于贮存和配制，对聚合PVC产品白度和鱼眼等质量指标影响要极小，同时要配套加聚合用pH值调节剂加入时间要相应提前，加入流速适当加大，聚合终止剂用量也要适当增加。采用扩链剂要考虑扩链效率和用量，这样才能保证聚合PVC产品质量。同时要注意，对于高型号PVC合成比低型号PVC合成加聚合用pH值调节剂加入时间要相应提前，加入流速适当加大。要获得高质量的PVC产品，5万吨／年以上规模的PVC装置应设置冷冻机，用80℃左右的冷冻水取代冷却水或深井水，因为冷却水或深井水随季节变化温度变化比较大，为保证聚合强度，就必须不断调整聚合油水比和分散剂配比，这样会使PVC产品的塑化性能很不稳定，PVC后加工时就不得不不断调整加工配方和加工艺参数，这是很麻烦的分散剂分为主分散剂和辅助分散剂。分散剂影响PVC全面质量性能，主分散剂主要有高醇解度PVC和HPMC等；辅助分散剂用来精练PVC颗粒的某些特征，如颗粒分布、孔隙率等，辅助分散剂目前用得比较多的是低醇解度油溶性PVC。目前常用分散体系有复合PVA和PVA与HPMC复合两大体系。复合PVA以．采用两元PVA复合效果较佳，三元PVA复合效果不如二元PVA复合，而PVA与HPMC复合体系一般使用三元以上复合效果较佳，以获得良好PVC产品热稳定性、高孔隙率颗粒和良好脱VCM性能、更好的树脂塑化后加工性能。一般来讲，PVA复合体系成本较低，但生产出PVC产品的塑化性能不及PVA与HPMC三元以上复合体系。在聚合反应中，分散体系在确保聚合VCM液滴稳定分散情况下用量应越少越好，反之，用量偏多，生产出PVC尽管依国标分析质量较好，但因树脂皮膜厚塑化性能差而难以后加工，仍难以为用户所认可。
许多国内PVC生产厂家由于生产的树脂热老化白度不好而在聚合反应中添加液体热稳定剂加以改善，这并不是理想方法，因为这些添加液体热稳定剂只是改善树脂的外在质量的某些表面性能，并不能从根本上改善PVC树脂的内在质量性能，这些添加液体热稳定剂还有可能与PVC后加工助剂相互作用产生不良反应，反而有可能影响PVC树脂的使用性能。因此，理想的方法应从改善聚合配方和工艺着手，特别是优化分散体系和引发体系来获取。有的PVC厂家在聚合过程中添加消泡剂，这不是一个好方法，因为生产消泡剂中含有分散剂和表面活性剂，会增加PVC粒子皮膜，增加PVC树脂后加工塑化难度，另外还可能影响PVC 脱残留VCM的难度。
悬浮VCM聚合使用的引发剂是油溶性的，可使用乳液型引发剂替代溶剂型引发剂，并
将引发剂从聚合釜釜顶加入改为釜底加入，这能大大降低PVC树脂鱼眼，减少引发剂加料管道的堵塞机会。
小体积聚合釜通过配方优化生产出的PVC尽管可能与大体积聚合釜的生产出的PVC质量上用国标分析相差无几，但塑化性能永远无法和大釜竞争，所以国内采用体积为45立方米以下的厂家应尽快淘汰，应争取采用体积为70立方米以上的大型聚合釜。脱盐水质量问题国内许多厂家关注不够， pH应控制在6.5—8.0之间范围，对于采用聚合釜全密闭技术厂家应对脱盐水预先进行抽真空、升温或化学脱氧处理。
2、 VCM回收利用单元
对于规模较小PVC厂家(5万吨／年)可采用两级水环抽真空、压缩冷凝流程，对于规模较大PVC厂家(10万吨／年)应采用有气柜流程的工艺比较经济。
第四节其他生产工艺流程（VCM聚合工艺）
1.配方管理
各牌号的各种助剂及原料的配制包括温度压力、配比以及配方的计算机集中管理。它的优点是个性配方方便，同时可进行同一牌号用不同助剂的配方个性在和自动加料控制结合时，可实现在线进行配方个性的全自动加料控制系统。
2.全自动加料控制
由计算机控制实现自动入料。按照所编制的加料程序，计算机自动将所需各种助剂以及水和VCM单体加入釜内，其加入量的配比完全按照各种型号的配方自动进行控制，加料过程中，按预估的数字模型进行控制，使加料完毕后，釜内物料温度下为反应温度它的优点是：减少操作量、计量准确，减少助剂损失和环境污染，安全可靠同时因无升温过程，缩短了聚合反应周期，提高了釜的利用率。
3. 聚合反应的控制
它包括聚合反应的温度控制，注入水控制、反应压力控制和快速终止控制。在聚合反应温度控制上由于采用了独特的计算方法，使反应温度控制值波动<±0.2℃。同时，温度控制与冷却水流量构成一个选择性控制。在达到最大经济流量时，实施流量控制以节约能源。注入水的控制是在聚合反应中进行的。根据转化率的增加而补入一定量的水，以保证总物料体积不变，减少由于聚合反应产生的体积收缩而造成传热率的降低。
反应压力控制，一是按照计算出单体蒸汽压以及测得的实际釜压，来确定反应是否达到终点；二是根据所获得的两种压力对反应是否正常进行监测，它对保证聚合釜的安全和避免满釜是非常重要的。
快速终止反应技术由两个终止系统构成。它可以完成正常反应的快速终止，非正常反应和非停电情况下的紧急终止以及停电等紧急事故情况下的快速终止。本终止反应控制系统，使用安全、快速，从而保证了PVC生产的稳定、安全。
4.化学反应模型控制
此控制技术是利用计算机对所采集的几十个工艺参数，为各种助剂加入量，密封水量、冷却水量等进行计算，其计算结果得到反应的速率、反应的加速率、转化率、生产热、移出热等参数从而进一步去控制聚合反应过程。
5.粗料预测控制
粗料预测控制技术主要由两部分构成，一是计算方法，二是图示法。粗料预测系统的功能是在两个过程中进行粗料预测，第一个过程是在加料完毕后而未加入引发剂时即可得到预测结果，此为早期预测；第二个过程是在反应过程中进行预测，它安全可测定出反应中的釜内物料形成状况。利用粗料预测控制技术可准确地判定出反应量和反庆过程是否有粗料即将产生或已经产生，从而完全避免了聚合釜的聚。
6. 单体自动回收及液化控制
对未参加反应的VCM单体或紧急情况下需处理的单体可全部进行回收并液化此项控制技术具有明显的经济效益和环保意义。
7.自动涂釜控制
不开盖自动涂釜采用了新的控制技术，它是新的生产工艺与自动控制技术的结合，喷涂与高效防粘釜剂的结合体。整个防粘釜技术实施过程全部是计算机自动操作。首先进行涂前冲洗以除去釜壁可能的附着物；打开釜顶自动喷淋阀，用冲洗水洗净釜壁，打开蒸汽进料阀，喷入适量的蒸汽，保持此蒸汽流速；用泵将已配制成规定浓度的涂布剂注入蒸汽管路，蒸汽使其雾化，在釜壁上形成均匀的疏油亲水膜，在聚合过程中此膜可有效防止有机相与釜壁接触，从而起到防粘釜的作用。涂布完成后，用清洗水冲釜2遍，以彻底冲掉多余的防粘釜剂，此项技术可以保证连续生产几十釜不必开盖洁釜。
第三章生产工艺展望
预计2000年、2005年和2010年我国聚氯乙烯树脂的表观需求量将分别达到364万吨、571万吨和911万吨；需求量将分别达到285万吨、425万吨和645万吨。预测的1998年-2010年需求的年均增长率为8.4%，仍高于预测的GDP增长速度。随着我国经济的稳步发展和人民生活水平的不断提高，加之聚氯乙烯糊状树脂应用开发的不断深入，国内市场对聚氯乙烯糊状树脂的需求仍具有较大的发展空间，特别是在汽车、建筑、电子和涂料等方面，对于拓宽聚氯乙烯糊状树脂的消费、开发大宗专用树脂，促进聚氯乙烯糊状树脂的生产具有积极而现实的意义。
由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，输油管，离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种储槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能良好，可在电气，电子工业中，用于制造插头，插座开关盒电缆。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋，雨衣，玩具的人造革等。
他是当今世界上深受喜爱，颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。他的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年，PVC在欧洲的生产量就有五百万吨，而其消费量则为五百三十万吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均一百四十万吨。PVC正以百分之四的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来PVC在东南亚的增长速度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。
第四章结论
通过对聚氯乙烯树脂的发展现状、通途、国内外发展趋势等进行简单的叙述，然后引出论文的主要内容，并对树脂的生产工艺进行了详细的研究。悬浮法，聚合釜，聚合添加剂，工艺控制，技术要点等。通过生产工艺的学习，使我进一步地学习其生产方法；通过学习传统的分析方法的研究，寻找出更好更先进的生产方法。以便更好地提高我公司聚氯乙烯树脂的产量和质量，更好地为公司服务。
通过进一步的学习聚氯乙烯树脂的生产工艺，确实提高了我们操作工的理论知识，达到了预期的目的。
参考文献
[1] 吴红. 我国聚氯乙烯树脂工业现状及发展建议[J]. 化工时刊 , 2001,(08)
[2] 王春, 苏波. 聚氯乙烯树脂的生产应用及发展趋势[J]. 齐鲁石油化工 , 2004,(S1)
[3] 山西化工, shanks Chemical Industry, 编辑部邮箱 1992年 04期期刊荣誉：ASPT 来源刊 CJFD收录刊
[4] 安少华. 《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂》国家标准修订说明[J]. 中国石油和化工标准与质量 , 1993,(10)
[5] 庞克勤, 黄云翔. 中华人民共和国国家标准——悬浮法聚氯乙烯树脂[J].
[6] 吴国贞. 浅谈聚氯乙烯树脂发展趋势[J]. 天津化工 , 1988,(03)
[7] 陈沛云. 悬浮法通用型聚氯乙烯树脂国家标准简介[J]. 聚氯乙烯 , 2005,(01)
[8] 明闻. 聚氯乙烯树脂市场动向[J]. 纺织器材 , 1988,(06)
[9] 唐山氯碱有限责任公司聚合车间操作规程，庞素芳、王春英等主编，2005年A版等文献。
[10] 中华人民共和国国家标准悬浮法通用型聚氯乙烯树脂[J]. 中国石油和化工标准与质量 , 1993,(10)
致谢
本论文是在老师黄永茂的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。这三年来，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向黄永茂老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢在一起愉快的度过各位同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。
本论文的顺利完成，离不开老师、同学和朋友的关心和帮助，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
设计课题 年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案 2014年 10 月16日
设计说明 聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。 根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。 本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。 本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。 本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此表示衷心感谢。 鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批评指正。
目录 1总论 .................................................... 1.1 概述.................................................................................................................................. 1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围......................................................................... 1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种..................................................................................... 1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景......................................................... 1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名............................................................................ 1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类..................................................................................... 1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名..................................................................................... 1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5]......................................................................................... 1.3.1 悬浮聚合法[6] ............................................................................................................ 1.3.2 乳液聚合法............................................................................................................... 1.3.3 本体聚合法............................................................................................................... 1.3.4 溶液聚合法............................................................................................................... 1.4 设计规模原料选择与产品规格 ...................................................................................... 1.4.1设计规模.................................................................................................................... 1.4.2主要原料规格及技术指标 ........................................................................................ 1.4.3产品规格.................................................................................................................... 2工艺设计与计算 .......................................... 2.1 工艺原理.......................................................................................................................... 2.2 工艺条件影响因素 .......................................................................................................... 2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素................................................................... 2.3 工艺路线选择.................................................................................................................. 2.3.1 工艺路线选择原则................................................................................................... 2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线................................................. 2.3.3 工艺流程示意图..................................................................................................... 2.4 工艺配方与工艺参数 ...................................................................................................... 2.4.1 工艺配方（质量份）： ........................................................................................... 2.4.2 工艺参数：............................................................................................................... 2.5 物料衡算........................................................................................................................ 2.5.2 物料衡算的方法与步骤 ........................................................................................... 2.5.3 物料衡算...................................................................................................................
Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993
电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气 聚氯乙烯简称PVC，是我国重要的有机合成材料，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。我国是全球最大的PVC生产和消费国。 根据生产方法的不同，PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法，习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法。我国国内聚氯乙烯总产能的75%采用以煤化工为基础的电石法装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。 电石法以煤炭为上游原料，烟煤在隔绝空气的条件下，经过高温干馏生成焦炭。焦炭和石灰石（CaCO3）反应生成电石（CaC2），电石遇水，就生成了乙炔。乙炔和氯化氢发生加成反应就生成氯乙烯，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。 PVC生产过程中的关键一步是原盐水解生成氯气和烧碱（NaOH）。氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品，其作用自不待言。烧碱在工业生产中也有广泛的应用，使用最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等等。鉴于氯和烧碱在这些行业中的巨大作用，工业上就将与这两种化学品相关的产业称作烧碱产业。 烧碱项目出来的产品主要是：氯气、氢气和烧碱，烧碱是主要出售的产品，而氯气和氢气则不好出售，所以需要PVC来平衡，正好PVC生产需要氯气和氢气来生产氯化氢气体，所以……HCl需要烧碱项目提供，所以要上烧碱项目，离子膜法是当前生产烧碱最先进最流行的方法，是因果关系 企业要考虑化工产品的平衡，前面的产品后面要有消耗的，聚氯乙烯生产需要消耗氯气，而较之其他的像氯化石蜡项目等量要大，而且利润上要差好多。烧碱项目产生的氯气就是被PVC消耗掉，烧碱只是单独的一个产品，有的做液碱销售，也有的要蒸发成固碱 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。 在PVC生产成本这部分，影响价格的主要因素应该考虑煤炭、焦炭、电力、电石、原油、乙烯、VCM等价格成本，另外，原盐的价格也会通过氯的价值传导对PVC 的价格进行一定程度的影响。 原盐的主要消费领域就是氯碱产品的生产。原盐电解后产生的氯部分用于生产PVC 和其他氯产品，钠部分用于生产纯碱和烧碱。 根据应用范围不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC 树脂。 根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法
型材配方设计与加工工艺 PVC型材配方设计与加工工艺 配方的设计原理和各类配方的特点 PVC塑料型材配方主要由PVC树脂和助剂组成的，其中助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑，剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂、着色剂等。在设计PVC配方之前，首先应了解PVC树脂和各种助剂的性能。 原料与助剂 PVC树脂 生产PVC塑料型材的树脂是聚氯乙烯树脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的聚合物，产量仅次于PE，居第二位。 PVC树脂由于聚合中的分散剂的不同可分为疏松型(XS)和紧密型(Ⅺ)两种。疏松型粒径为0．1—0．2mm，表面不规则，多孔，呈棉花球状，易吸收增塑剂，紧密型粒径为0．1mm以下，表面规则，实心，呈乒乓球状，不易吸收增塑剂，目前使用疏松型的较多。 PVC又可分为普通级(有毒PVC)和卫生级’ (无毒PVC)。卫生级要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6，可用于食品及医学。合成工艺不同，PVC又可分为悬浮法PVC和乳液法PVC。根据国家标准GB／T5761-93《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂检验标准》规定，悬浮法PVC分为PVC-SGl到PVC-SG8Jk种树脂，其中数字越小，聚合度越大，分子量也越大，强度越高，但熔融流动越困难，加工也越困难。具体选择时，做软制品时，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑剂。例如聚氯乙烯膜使用SG-2树脂，加入50~80份的增塑剂。而加工硬制品时，一般不加或很少量加入增塑剂，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4树脂、塑料门窗型材使用SG-5树脂，硬质透明片使用SG-6树脂、硬质发泡型材使用SG-7、SG-8树脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁纸及地板革和蘸塑制品等。一些PVC树脂厂家出厂的PVC树脂按聚合度(聚合度是单元链节的个数，聚合度乘以链节分子量等于聚合物分子量)分类，如山东齐鲁石化总厂生产的PVC树脂，出厂的产品为SK-700；SK-800；SK—1000；SK—1100；SK-1200等。其SG-5树脂对应的聚合度为1000—1100。PVC树脂的物化性能见第四篇。
第一章概述 第一节聚氯乙烯简述 氯乙烯的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80～85℃，密度1.35～1.45克/厘米3，使用温度-15～60℃。PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能，与大多数增塑剂的混合性好，因此可大幅度改变材料的力学性能。加工性能优良，价格便宜，但对光、热稳定性差，100℃以上或光照下性能迅速下降。 聚氯乙烯用自由基加成聚合制备，方法有悬浮、本体、乳液和溶液等，其中以悬浮法为主，以过氧化物等引发，加分散剂后可得到疏松树脂颗粒，加工性能好。聚合温度高，链转移速率高，产物分子量小，一般应稳定在±0.5℃以内。溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂，乳液聚合产物也可直接应用，或喷雾干燥为固体。 聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位。PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。 聚氯乙烯(PVC)用途广泛，并是最早用于工业化生产的塑料管道材料，至今仍是管道生产的主导材料。PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生，可用于压力和重力管道，也可用于塑料包装、制品等领域，其低廉的价格和突出的均衡性能，已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。 聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮，乳液，本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度制品。硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。 第二节国内生产及应用状况
第一部分氯乙烯的制备 工艺流程: 乙炔工段送来的精制乙炔气（纯度≥98.5%），经乙炔沙封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%，不含游离氯）在混合器以一定比例（1：1.05）混合后进入一级石墨冷却器，用－35℃冷冻盐水冷却至（2±4）℃,再经二级石墨冷却器用－35℃冷冻盐水间接冷却至（－14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集除去少量粒径很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤0.06%的混合气依次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70～80℃温度送入串联的两段装有氯化高汞触媒的转化器，可分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%～30%的乙炔未转化，在进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性较低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热，通过转化列管间的循环热水移支去。精氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞器填料塔的稀酸及解吸后的稀酸吸收混合气中的大部分氯化氢气体，制得氯化氢含量为28%～30%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有极微量的氯化氢酸雾、二氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%～20%的NAOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离器部分脱水后送入压缩工序。生产间的波动则由设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。工艺原理: 混合气脱水:利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气中的水分，利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，阄混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气中的水分至所必需的工艺指标。在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40%的盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用浸渍3%～5%憎水性
摘要 随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈，小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上，60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵，在今后较长一段时期内，国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。因此，60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发，将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜，考虑到了筒体所受的内压和外压，进行了罐体和夹套内压强度计算，对罐体进行了外压强度校核，另外还设计了搅拌装置与传动装置，并对其进行了强度和刚度校核。 关键词：聚氯乙烯; 反应釜；设计 Abstract With the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the near future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3PVC reactor.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure，Tank and jacket were calculated compressive strength，and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strength and stiffness. Key words: PVC; reactor; design
软质聚氯乙烯管材生产工艺流程 软质聚氯乙烯管材生产工艺流程见下图： PVC 树 脂 助 剂 一、混合工艺 在高速混合时，助剂渗入PVC 树脂的空隙，使助剂在树脂中均匀分散，考虑到温度在100℃以上有利于物料中水蒸气蒸出，所以一般热混机的温度设在100—120℃。为了让助剂充分地与PVC 微粒接触，减少填充剂对助剂的吸附作用，应该在加入PVC 树脂后即启动热混机，再按如下顺序投料：稳定剂、各种加工助剂、色料、填充剂。在实际生产中，大都是将原辅料全都投入后再启动热混机。 热混机放出的混合料温度很高，需立即进行冷却，若散热不及时会引起物料分解和助剂挥发。冷混一般控制在料温40℃左右时出料。 二、挤出成型工艺 挤出机螺杆分3个区段：加料段（送料段）、熔化段（压缩段）、计量段（均化段），这三段相应的对物料组成了3个功能区：固体输送区、物料塑化区、熔体输送区。 固体输送区的料筒温度一般控制在100—1400C 。若加料温度过低，使固体输送区延长，减少了塑化区和熔体输送区的长度，会引起塑化不良，影响产品质量。 物料塑化区的温度控制在170—1900C 。控制该段的真空度是一个高速混合 低速混合 冷却定型 助烤扩口 切割 油墨印字 成品 牵引 挤出
重要的工艺指标，若真空度较低，会影响排气效果，导致管材中存有气泡，严重降低了管材的力学性能。为了使物料内部的气体容易逸出，应控制物料在该段塑化程度不能过高，同时还要经常清理排气管路以免阻塞。料筒真空度一般为0.08—0.09MPa。 熔体输送区的温度应略低一些，一般为160—1800C。在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，对于PVC这样的热敏塑料，不应在此段停留时间过长，螺杆转速一般为20—30r/min。 机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产生较高的熔体压力并使熔体成型为所需的形状。各部分工艺参数分别为：口模连接器温度1650C，口模温度1700C、1700C、1650C、1800C、1900C。 三、定型工艺 从机头口模挤出来的管状物要经过冷却，使它变硬而定型。定型一般用定径套进行外径定型和内径定型两种方式。其中外径定型结构较为简单，操作方便，我国普遍采用。外径定型的定径外套长度一般取其内径的3倍，定径套的内径应略大于（一般不超过2mm）管材处径的名义尺寸。管材的冷却方法有水浸式冷却和喷淋式冷却，较常用的是喷淋式冷却。真空冷却成型是借助于真空泵将真空槽抽成真空，使管坯外壁吸附在定型套的内壁上而达到冷却定型。真空定型的工艺条件一般为：真空度20.0—53.3kPa，水温15—250C，真空槽中的水成雾状为最佳。若真空度偏小，导致管外径偏小，小于标准尺寸；反之，若真空度偏大，管径偏大，甚至出现抽胀现象。若水温过低，
PVC塑料配方的设计 纯的聚氯乙烯（PVC）树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC 软化温度和熔融温度较高，一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基容易导致PVC树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高会大大促进PVC脱HCL反应，纯PVC在120℃时就开始脱HCL反应，从而导致了PVC 降解。鉴于上述两个方面的缺陷， PVC在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如物理—化学性能、流动性能、成型性能，最终确立理想的配方。另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的PVC 树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了。那具体怎样进行具体的配方设计呢？下面将通过对各原辅料的选择加以阐述的方式加以说明，希望能对大家有所裨益。 一、树脂的选择 工业上常用粘度或K值表示平均分子量（或平均聚合度）。树脂的分子量和制品的物理机械性能有关。分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但树脂熔体的流动性与可塑性下降。同时，合成工艺不同，导致了树脂的形态也有差异，我们常见的是悬浮法生产的疏松型树脂，俗称SG树脂，其组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状。因此，SG型树脂吸收增塑剂快，塑化速度快。悬浮法树脂的主要用途见下表。乳液法树脂宜作PVC糊，生产人造革。 悬浮法PVC树脂型号及主要用途 型号级别主要用途 SG1 一级A 高级电绝缘材料 SG2 一级A 电绝缘材料、薄膜 一级B、二级一般软制品 SG3 一级A 电绝缘材料、农用薄膜、人造革表面膜 一级B、二级全塑凉鞋 SG4 一级A 工业和民用薄膜 一级B、二级软管、人造革、高强度管材 SG5 一级A 透明制品 一级B、二级硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级A 唱片、透明片 一级B、二级硬板、焊条、纤维 SGG7 一级A 瓶子、透明片 一级B、二级硬质注塑管件、过氯乙烯树脂 二、增塑剂体系 增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。 增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能
PVC塑料的工艺 聚氯乙烯（PVC)塑料是以聚氯乙烯树脂为基础的多组份混合材料。在生活中拥有广泛的应用。聚氯乙烯（PVC）是一种无毒、无臭的白色粉末。聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，聚合度n一般在500~20000范围内，其分子结构式如下： 由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阴燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用二工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。 一主要原料：单体氯乙烯，分散剂聚乙烯醇(PVC)，去离子水和引发剂等 其他辅助试剂：脱盐水，PH调节剂碳酸氢铵和氨水，聚合物分子量调节剂(-巯基乙醇)，引发剂过氧化二碳酸二乙基己酯(EHP)和过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)，可塑剂，防粘釜剂，终止剂二乙基羟胺(DEHA)，缓释阻垢剂(H-9)，碱液(40%)等 １单体：氯乙烯主要用乙炔法和乙炔氧氯化法制备，用于悬浮聚合的氯乙烯单体纯度在%以上。生产原料对聚氯乙烯质量很重要。氯乙烯杂质含量应尽可能低一些，其中脱盐水PH值要近乎中性，为，导率应小于2um/cm 2分散剂：主分散剂主要是纤维素醚和部分水解的聚乙烯醇。纤维素应为水溶性衍生物，如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等，聚乙烯醇应由聚醋酸乙烯酯经碱性水解得到，影响其分散效果的因素为其聚合度和水解度，而且-OH基团为嵌段分布时效果最好；副分散剂主要是小分子表面活性剂和地水解度聚乙烯醇。常用非离子型的脱水山梨醇单月硅酸酯。用88%聚乙烯醇和%的聚乙烯醇。 ） 3引发剂：引发剂的有效溶度对VC悬浮聚合速率有着直接的影响，因此溶剂型引剂的有效溶度为引发剂最重要的质量指标。引发剂在较低温度下就会逐步分解，因此除了必须按要求在低温条件下进行储运外，对于储运时间过长或可能经历非低温放置的引发剂必须进行有效溶度的分析，再确定聚合的实际用量。单独使用高活性引发剂虽可提高聚合平均速率、缩短聚合时间，但会出现聚合前中期聚合速率过大、后期聚
1. 1.门窗选型首先，请仔细审阅工程图纸、依照图纸式样要求确定所需窗的类型 和数量，并结合当地风压值、洞口尺寸大小，楼层高度等因素确定选用型材及钢衬厚度。 2. 2.门窗设计按照此种型材的下料规则，警醒优化下料设计，包括玻璃、五金件、 刚才、教条、毛条等辅助配件的选定，进行下料设计。制成下料工艺单。3. 3.型材切割、铣排水孔、锁孔A、主型材下料一般采用双斜锯下料。料的每端 留2.5mm~3mm做余量，焊接下料公差应控制在1mm以内，角度公差控制在0.5度以内。B、框型材要铣排水孔，扇型一般要铣排水孔和气压平衡孔. 要求排水孔的直径为5MM,长为3MM,排水孔不应设置在有增强型钢的腔内,也不能穿透设置增强型钢的腔窒.C、如果要安装传动器和上门窗,要铣锁孔4. 4.增强型钢的装配当门窗构标尺寸大于或等于规定的长度时,其内腔必须加强 型钢.另外,对五金件装配处及组合门窗拼接处必须加入增强型钢,增强型钢的装配在不影响焊接的部位预先插入并固定,在十安型和T型连接受能力部位的型钢应在型材熔融后焊板刚刚提起对接刚开始时插入,待焊后固定.增强型钢的紧固件不得少于3个,其间距不大于300MM,距型钢端头不大于100MM。 5. 5.焊接焊接时要注意焊接温度240-250 °C进给压力0.3-0.35MPA,夹紧压力 0.4-0.6MPA,熔融时间20-30秒,冷却时间25-30秒。 6. 6.清角、装胶条A、清角分手工清角和机械角,焊接后,一般冷却30分钟后方可 开始清角.B、将清角后的框,扇及玻璃压条,按照要求安装不同类型的胶条.框,扇胶条的上挺部位;胶条长度应长1%左右,防止胶条回缩。 7.7.五金件的装配塑钢门窗成品由框与扇两者通过五金件装配而成。五金件装配 的原则是:要有足够的强度,正确位置,满足各项功能以及便于更换,五金件应固
聚氯乙烯的生产工艺流程 作者：许文 单位：08化学工程与工艺 摘要：本文主要介绍年产5万吨的聚氯乙烯（PVC）这种大宗化学品的生产过程和工艺，以及聚氯乙烯（PVC）的生产装置。我们用“乙烯氧氯化法”的“古德里奇法”制取氯乙烯单体，然后就氯乙烯单体的聚合的“悬浮聚合法”和正式生产做出进一步的说明。 关键词：PVC，乙烯氧氯化法，悬浮聚合法，古德里奇法 引言： 1，PVC的特性和设计背景 聚氯乙烯树脂是世界五大著名的树脂之一，全称Polyvinyl chloride polymer，简称PVC。聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于 低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会 出现白化现象。常见制品：板材、管材、鞋 底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一 种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原 子的高分子材料。 它柔韧性好，绝缘性高，强度也高，不易溶解等等，广泛的应用于人们的生产生活。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万～12 万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化,130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度 5～10kJ／m2；有优异的介电性能。 2，我国的发展概况 近几年来我国的PVC从无到有发展迅速，但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求，自给率只能保持在70%左右。需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高，也使得电石法成为许多企业的首选工艺。 中国PVC产业主要有三个发展的方面： 一，企业向规模化、大型化和集约化发展。据有关统计资料表明，我国聚氯乙烯生产能力已达到年4000万吨。根据我国石油化工发展规划，到2010年，已经有几套年产20万吨以上的聚氯乙烯装置在我国落户。这些项目如期完成，使新增聚氯乙烯能力约为年200万吨。 二，采用先进生产工艺。引进和采用先进的二氯乙烷法等多种生产工艺，改进聚合釜，以提高聚氯乙烯生产装置的性能；应用计算机自动化控制系统，使生产实现现代化，
聚氯乙烯生产工艺简介 PVC树脂是氯乙烯单体经聚合制得的一类热塑性高分子聚合物，分子式为: [ CH2—CHCl ]n，其中n表示聚合度，一般n=590～1500。 一、氯乙烯单体的制备 工业上制备氯乙烯的方法主要有：乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。 1、乙炔法：乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法，乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制得。此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造PVC树脂主要集中在我国，占我国PVC树脂总量的一半以上。 2、联合法：由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应又制得氯乙烯。 3、乙烯氧氯化法：使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。副产的氯化氢在回收到氧氯化工段，继续反应。 4、乙烯平衡氧氯化法：是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。 进入90年代以后，国外先后开发了一些生产氯乙烯单体的新工艺。例如开发出不产生水的直接氯化/氯化氢氧化工艺；使用最便宜的乙烷作原料，直接氧氯化生产氯乙烯单体的技术；二氯乙烷/纯碱工艺生产氯乙烯单体的新技术路线等。 二、氯乙烯的聚合 在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用5种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。 1、本体聚合：一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62～75℃温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60℃温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。 本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。因此，此法生产的PVC树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。但聚合时操作控制难度大，PVC树脂的分子量分布一般较宽。 2、悬浮聚合法：液态氯乙烯单体以水为分散介质，并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂，在一定温度下，借助搅拌作用，使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合
300.400.42 2.0904025- 5×10-3 300.400.42 2.0904025-5×10-3 Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993 项目\指标\级别\型号 粘数, ml/g(或K值) (或平均聚合 数) 挥发 杂质物 粒子(包 数,个括水) ≤含量, %≤ 表观 密度, g/ml≥ 筛余物%白度 "鱼眼"100g树(160 0.063数个/脂的增°C,水萃取 0.25 mm400塑剂吸10min液电导 mm 筛孔cm2收量,g后),率,s/m≤ 筛孔≤ ≥≤≥% ≥ 残留 氯乙 烯含 量, ppm ≤ 优等品160.300.45 2.0902027748 156-144 SG1一等品10 (77-75) 合格品900.500.408.090-----优等品160.300.45 2.0902027748 143-136 SG2一等品10 (74-73) 合格品900.500.408.080----- 优等品SG3一等品135-127 (70-69) 160.300.45 2.0902026748 300.400.42 2.0904025- 5×10-3 10 合格品[1350-1250]900.500.408.080-----优等品126-119160.300.45 2.0902023748 SG4一等品(72-71)300.400.42 2.0904022--10合格品[1250-1150]900.500.408.080----优等品118-107160.400.45 2.0902020-748 SG5一等品(68-66)300.400.42 2.0904019--10合格品[1100-1000]900.500.408.080----优等品106-96160.400.48 2.0902018748 SG6一等品(65-63)300.400.45 2.0904016--10合格品[950-850]900.500.408.080----优等品95-87200.400.48 2.0903016708 SG7一等品(62-60)400.400.45 2.0905014--10合格品[850-750]1000.500.408.080----优等品86-73200.400.48 2.0903014708 SG8一等品(59-55)400.400.45 2.0905014--10合格品[750-650]1000.500.408.080---- 电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气
P V C的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC 总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。 （1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、
聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。 （2）乳液聚合法最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单
乙炔 原料岗位 袋装或散装电石用小车运到一级鄂式破碎机旁，将电石放入破碎机破碎，经皮带机送到二级破碎机，再经皮带机送到料产仓。 二、加料岗位 与原料岗位联系把电石运到料仓，开启排风机。加料到计量斗时开启氮气阀充 氮5 分钟后，在氮气保护下加料。加料完毕后关氮气阀关排空阀。用氮气置换上贮斗后，打开活门向上贮斗加入电石。（加料时开氮气阀门以置换排除贮斗内空气，防止加料时发生燃烧爆炸事故） 三、乙炔岗位 上贮斗中的电石，加到下贮斗后，由电磁振动输送器间断加入发生器内，电石与水在发生器内发生反应，生成的粗乙炔气由发生器顶部逸出，经渣浆捕集器、正水封、冷却塔进入清净系统及气柜中。 “水”由工业水和废次钠及电石上清液一起直接加入发生器或加入渣浆捕集器，然后流入发生器内，以维持发生器温度在80C?84C，并保持发生器内的液位；电石 分解后的稀电石渣浆，从溢流管不断溢出，浓渣浆及其它杂质由发生器内耙齿耙至底部，定期排出。当发生器压力高于10000Pa 时，乙炔气由安全水封自动放空，当发生器压力降低时，乙炔气由气柜经逆水封进入发生器，保持发生器正压；乙炔气在渣浆捕集器经初步冷却及洗涤后，进入正水封，然后进入喷淋冷却塔和填料冷却塔，将乙炔气降温到常温，进入清净系统。 四、清净岗位 乙炔气由冷却塔顶部出来进入水环泵，加压送入1#清净塔和2#清净塔，用次氯酸钠溶液直接喷淋，使粗乙炔中的PH3、H2S等杂质氧化成H3PO4、H2SO4等酸性物质；再送入中和塔，与从塔顶喷淋而下的5?15%浓度的碱液逆流接触，中和粗乙 炔气中的酸性物质，乙炔气（乙炔气纯度〉98.5 %）从塔顶出来后送合成车间。 清净塔所用的NaClO 是由泵从NaClO 高位槽，再抽到2#清净塔使用，2#清净塔使用过的NaClO 再由泵打到1#清净塔使用，1#清净塔使用过的废NaClO 排到废水槽供给发生使用。 五、压滤岗位 电石渣浆从发生岗位溢流到浓缩池后，用渣浆泵打到程控压滤机，通过压滤形成渣饼和清液，程序设定松开、取板、拉板卸下渣饼，最后铲车装车运到料场；清液水先经过热水泵送上凉水塔，冷却后的清液用冷水泵打到乙炔车间。 合成 一、冷冻岗位 生产流程：配制好的氯化钙盐水存入盐水箱中经盐水泵打入制冷机组，由于液氨吸收热量后变为氨气经压缩机组加压后，再经蒸发冷凝器冷凝再变为液氨存入氨贮槽中，而