电石法聚氯乙烯生产工艺培训讲座(ppt 82张)

纯度100%的碳化钙几乎是无色透明的晶体，通常说的电石是指工业碳化钙，
除了含大部分碳化钙外，还有少部分其他杂质。电石的颜色则随所含的碳化钙纯 有关，纯度越高导电性能越好。
同而不同，有灰色、棕黄色或黑色的。电石还能导电，其导电性与温度和碳化钙
1.4 国内外聚氯乙烯发展概况
石油化 工路线 煤化工 路线
石灰石 ﹢ 煤炭 生石灰
﹢
电石 ﹢
﹢ 乙炔
水
含汞触媒
VCM 煤化工
聚合
PVC
氯碱化工
电石法聚氯乙烯产业工艺流程示意图
1、电石法PVC生产工艺流程简图
制备电石及电石法制PVC的主要反应
CaCO3 → CaO + CO2 CaO + 3C → CaC2 + CO —113.3 kcal/mol CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2+ C2H2 C2H2 + HCL → C2H3 Cl nC2H3 Cl → ( CH2-CHCl )n
当前，除中国大陆和印度的少量装置之外，国外几乎90%以上的聚 乙烯装置均采用以石油化工所生产的乙烯基类单体产品为原料的乙烯 生产工艺。
截至2010年底，中国国内聚氯乙烯总产能的75%为以煤化工为基础 电石法聚氯乙烯装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占到了 球聚氯乙烯装置总能力的35%甚至更高。
1.1.2 聚氯乙烯的性能优点
• 聚氯乙烯的分子式可简写为 ( CH2-CHCl )n
• 由于在大分子结构中引入了氯原子，使其在许多物化性能、机 械性能（如透明性、耐折性、耐腐蚀性）、力学性能及电性能 方面优于聚烯烃。
• 由于聚氯乙烯相邻分子间有强的偶极键，其介电常数及介电损 耗比非极性及弱极性为高，故不宜用作高压电缆及通讯电缆； 但由于聚氯乙烯密度较高，耐电击穿能力较强，且较耐老化， 故常用来制作低压（<10000伏）电缆及电缆护套的加工。
• 由于卤族元素（包括Cl）是良好的阻燃剂，而PVC结构单元中氯 元素含量为56.8%，所以PVC具有非常优良的阻燃性能。
1.1.3 聚氯乙烯的用途
聚氯乙烯（简称PVC）是由氯乙烯单体（简称VCM）聚合而
的高分子化合物，它的分子式为 ( CH2-CHCl )n，其中“n”表示
600～2700范围内（主要取决于未来的用途），重均分子量在
平均聚合度，国内工业生产的聚氯乙烯树脂平均聚合度通常控制在
39000～168000间。聚氯乙烯树脂因聚合方法不同分两类，即悬浮
法PVC产量大，属通用树脂，粒径约100～160um，广泛用来制造
聚氯乙烯树脂（粉状树脂）和乳液聚氯乙烯树脂（糊树脂）。悬浮
PVC软硬制品。乳液法PVC一般乳胶护层、蓄电池隔板及氯纶纤维等 软制品。 2 薄膜（农膜、雨衣、工业包装材料）、软管、鞋料以及人造革等 3 硬质管、硬板、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸。 4 唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬片。 5 墙板、窗框、其他阻燃类建筑材料及电器外壳等。 6 过氯乙烯树脂、增塑PVC及消光剂等。
1.3 聚氯乙烯的生产工艺
聚氯乙烯树脂（PVC）是重要的有机合成材料。PVC与PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯） PS（聚苯乙烯）、ABS【（丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯 乙烯（Styrene）】并称世界五大通用树脂，且以其突出的性价比在社会生活当中得到 了广泛的应用。
电石法聚氯乙烯生产工艺
——培训讲师： 李
芸
电石法聚氯乙烯工艺
讲 座 内 容
聚氯乙烯发展概况 乙炔的制备和清净 氯乙烯的制备和净化 氯乙烯（VCM）聚合 电石渣浆处理
1 聚氯乙烯发展概况
1.1.1 聚氯乙烯的物化性质
• 聚氯乙烯树脂，物理外观为白色粉末，无毒、无臭。相对 密度1.35－1.46，折射率1.544（20℃）不溶于水，汽油， 酒精和氯乙烯，溶于丙酮，二氯乙烷，二甲苯等溶剂，化 学稳定性很高，具有良好的可塑性。 • 除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90% 以 下的硫酸、50-60%的硝酸及20%以下的烧碱。 • 聚氯乙烯在100℃以上开始分解并缓慢放出HCl，随着温度 上升，分解与释放HCl速度加快，致使聚氯乙烯变色。
新疆煤炭资源总体禀赋条件好、煤层厚，煤种中长焰煤，不 粘煤和弱粘煤占资源总量的90.91%，煤质多具备特低硫、 低磷、高挥发份、高热值的特点，同时，煤的反应活性高， 适用于煤气化和间接液化，也是优质的煤化工用煤。
从数量上看，世界PVC自20世纪30年代实现工业化以来，逐年增长，经久不 但国外石油乙烯法PVC工艺增长迅速，而我国由于受“贫油”现状的限制，加之 我国中西部蓝碳、石灰石、岩盐储量较大，采用电石乙炔法工艺当地建厂成本 对较低，所以国内许多新建和扩建的PVC工程仍多为电石乙炔法工艺。
新疆资源优势
新疆煤炭预测资源总量2.19万亿吨，占全国煤炭资源总量40.6% 资源量居全国之首
目前普遍采用的制备氯乙烯单体的方法有两种，即电石乙炔法和石油乙烯氧氯化法。
1.3 .1 石油乙烯二步氧氯化法工艺
上图即为典型的石油乙烯二步氧氯化 法生产氯乙烯单体的工艺 方框图。 石油裂解所得乙烯经过精制后，在吸附有氯化铜的催化剂的作 用下，在固定床反应器内同氯化氢和氧气反应生成粗EDC和水。
生成的EDC精制后进行热裂解而得到粗氯乙烯。得到的粗氯乙烯气 分离出氯化氢气和EDC气后再经过酸碱洗和压缩精馏等精制措施 得到纯净的氯乙烯单体。分离出的氯化氢气和EDC气分别回送至 前工序回用。相关反应如下：
人造革、泡沫塑料、地板革、墙纸等。
燥后成品粒径在30um左右，它主要是制成聚氯乙烯糊，用来制造
聚氯乙烯树脂属于力学性能、电气性能及耐化学腐蚀性能较好 的热塑性材料之一。对于不同规格的聚氯乙烯高聚物，采用不同塑 化配方和加工方法可制成不同的硬质和软质PVC制品，广泛用于医 药、建筑、化工等多个领域。具体地讲，其用途大体如下：
氧氯化法： CH2=CH2+2HCl+1/2O2 EDC热裂解：2ClCH2CH2Cl
ClCH2CH2Cl+H2O
2CH2=CHCl+2HCl
1.3 .2 电石乙炔法工艺
粗氯乙烯合成及 精制
乙炔发生
聚合
包装库存
浆料干燥
煤炭 工业盐 电 解 烧碱 ﹢ 氯气 ﹢ 氢气
氯化氢
造纸、纺织、 印染、化纤、 氧化铝等 蓝炭或 焦炭