PVC生产工艺介绍

坐斗
上斗
下斗
发生器
渣浆分 离器
安全水封
乙炔 乙炔 乙炔
逆水封
气柜
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冷却塔
水洗塔
正水封
二、乙炔工艺——发生工艺
工艺流程图
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二、乙炔工艺——发生工艺

主要设备
相关参数： 最高工作压力：0.015MPa 最高工作温度：90℃ 物料名称：电石、水、乙炔、水蒸气 物料特征：易燃易爆，中度危害 全容积：48m3 搅拌功率：5kW 搅拌轴转数：1.5～2转/分
细破机
皮带
皮带：不漏料
料仓高度：尽可能保持满仓
料仓
厂房：保持干燥通风
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二、乙炔工艺——发生工艺 工序任务 保证发生器温度和压力在指标 范围内，将粒度合格的电石颗粒加 入发生器，与水进行反应，生成乙
炔气送往下工序，并通过水和渣浆
将热量和废料排走。
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二、乙炔工艺——发生工艺 工作原理
主反应式如下： CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ 副反应式： CaO+2H2O→Ca(OH)2
岗位任务：压滤岗位将经过沉降的渣浆用压滤 机压滤，进行固液分离，清液部分冷却回收使用， 电石渣外运。同时将电石渣外送电厂和污水站，平 衡沉降池浓度和清液使用，避免漫液。
关键控制点：
沉降池搅拌电流： ＜5.8A
干渣含水：
清液温度： 沉降池浓度：
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＜35%
＜50℃ ＜24%
三、乙炔工艺物料衡算
假设电石含CaC280%，CaO10%，其它杂质10%，发气量300m3/t，乙 炔收率0.95，以1t投入生产为例。
0.375 MP
耐压试验压力： 0.275 MPa
0.47 MPa
视镜 氯气
四、 VCM工艺——二合一工艺
关键控制点
H2:Cl2（体积比）： （1.05~1.1）:1 氯化氢纯度： 合成炉出口温度： 氢中含氧： 90~95% （无游离氯） 400~600℃ 0~0.4%（体积分数）
块冷进口温度：
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五、VCM工艺——冷冻工艺
冷冻水制取工作原理及流程：通过螺杆式压缩机
将气态制冷剂压缩为高压气体，再在冷凝器中经过循 环水将气态制冷剂冷凝为液态，最后在蒸发器内制冷 剂和载冷剂进行换热，制冷剂蒸发带走热量，通过控 制蒸发压力，将载冷剂冷却到合格温度外送。 循环水工作原理及流程：从各用户来的循环水在 凉水塔内经喷头喷成雾状水，经凉水塔风机抽起空气 带走循环水的热量，回到循环水池内，被冷却后的循 环水，经泵加压后，送往各用户。如此往复循环。
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六、 VCM工艺——转化工艺
工艺原理
干燥的混合气进入转化器，在氯化汞触媒的存在下，氯化氢和乙炔 反应生成氯乙烯，反应方程式为：
反应机理为： · 乙炔先与氯化汞加成形成氯乙烯氯汞
· 此中间物不稳定遇氯化氢即分解生成氯乙烯
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六、 VCM工艺——转化工艺 转化主要副反应： C2H2+H2O CH3CHO C2H3Cl+HCl C2H4Cl2 触媒中毒副反应： HgCl2+H2S HgS+2HCl 3HgCl2+PH3 (HgCl)3P+3HCl 混合器过氯副反应： Cl2+C2H2 C2HCl+HCl 压缩机局部温度高分解反应： C2H4Cl2 C2H3Cl+HCl
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六、 VCM工艺——转化工艺
转化岗位方框流程图
氯化氢 乙炔 混合 器 1＃ 石墨冷 2＃ 石墨冷 1＃酸雾捕 集器 2＃酸雾捕 集器
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五、VCM工艺——冷冻工艺 主要物料和设备 主要物料：乙二醇溶液、氯化钙溶液、冷冻机油、 NH3（-33.5 ℃）、R22（二氟一氯甲烷、-40.82 ℃） 主要设备：螺杆式压缩机、油气分离器、油冷却 器、冷凝器、蒸发器、气液分离器
油气分离器
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六、VCM工艺——转化工艺 岗位任务：通过四个工序合成并处理得到一定纯度的 高压氯乙烯气体
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二、乙炔工艺——清净工艺
工艺流程图
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二、乙炔工艺——清净工艺
设备参数：
主要设备
设计压力：0.088MPa（水洗塔0.055MPa） 工作压力：0.08MPa（水洗塔0.05MPa） 设计温度: 40 ℃（水洗塔90℃）
工作温度: 40 ℃（水洗塔90℃）
填 料 塔
物料名称: 次钠、碱液或一次水、乙炔 全容积：25 m3
干渣吸热量：Q5=[(800/64+100/56) × 74+100] ×1.087×55=69200kJ
反应消耗水：0.8/64 × 36+0.1/56 × 18=0.482t 散热需补水：（1620+99.3-48.4-557.7-69.2）/4.182/55=4.539t
渣浆含固量：1.157/（4.539+1.157）=20.31%
四、 VCM工艺——二合一工艺 HCl合成方框流程图
石墨冷
降膜吸 收塔
尾气吸 收塔 盐酸槽
放空
盐酸泵
储罐
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四、 VCM工艺——二合一工艺 主要设备合成炉的关键参数
设备内 最高工作压力: 0.08MPa 夹套内 0.35MPa
设计压力：
换热面积： 全容积： 材质：
炉门 氢气
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0.22MPa
27m2 15.5m 3 碳钢
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一、乙炔工艺——破碎工艺
方框流程图
电石库 1#皮带
5#皮带
粗破机
2#皮带
细破机
乙炔发生
4 、6 、7 、 8#皮带
料仓
3#皮带
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一、乙炔工艺——破碎工艺
工艺流程图
新粗 破机
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一、乙炔工艺——破碎工艺
主要设备和关键控制点 主要设备： 粗破机 关键控制点：
粗破机排料粒度： 100～150mm
细破机排料粒度： 15～50mm
衬里层材料：橡胶
衬里层厚度：6mm 1.乙炔进口 4.液体分配盘 7.液位计 2.集液盘 5.次钠进口 8.乙炔出口 3.栅板 6.人孔 9.手孔
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二、乙炔工艺——配制工艺
工序任务
将电解送过来的浓次钠进入浓次钠储
槽，由浓次钠泵打到浓次钠高位槽，通过 文丘里反应器用水进行配制，通过加入适
量的一次水和盐酸来控制次钠的有效氯在
0.065～0.12%之间， PH值为7～8。用次
钠泵打入次钠高位槽，经过高位槽用次钠
循环泵打入各清净塔。
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二、乙炔工艺——配制工艺
工艺流程图
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二、乙炔工艺——配制工艺
设计压力：常压 工作压力：常压
主要设备
设计温度：常温
设计温度：常温 主要受压元件：PVC 1.一次水入口 2.酸入口
3.浓次钠入口 文丘里反应器
110~180℃
五、VCM工艺——冷冻工艺 岗位任务：
通过冰机制取-35℃冷媒水供精馏尾气 冷凝器、转化脱水
通过冰机制取0℃冷媒水供转化（净化 系统、机前冷、酸冷却器）、聚合（挡板水、 夹套水、CN1Fa、b、聚合助剂冷却器）、 乙炔（冷凝器、水环泵水冷器）、精馏（成 品冷凝器、全凝器、高塔顶、低塔顶、残塔 冷凝器）。 保证各用水岗位的用循环水量，控制 水温，适时倒泵，观察各泵运转情况，保证 水质。
CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑
Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑
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二、乙炔工艺——发生工艺
方框流程图
电石 电石 电石 乙炔
两种工艺的物料流程
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电石法PVC工艺生产成本
电石法PVC生产成本构成
电石消耗 氯化钠消耗 电耗 一次水消耗 触媒消耗 其它乙二醇、氯化钙、引发剂、分散剂、 终止剂等辅材消耗
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电石法PVC工艺生产成本
电石消耗计算
电石 电石 发气 乙炔 乙炔 VCM 精镏 PVC 吨位 量 收率 纯度 转化 收率 转化 PVC产 电石 t L/kg % % 率% % 率% 量t 消耗 1 300 95 98.5 98.5 99 98 0.697 1.434 1 285 95 98.5 98.5 99 98 0.663 1.509 1 265 95 98.5 98.5 99 98 0.617 1.623 1 235 95 98.5 98.5 99 98 0.548 1.830 PVC产量M=m*q/24.04*x1*x2*x3*0.0625*x4*x5
H2+Cl2 2H2+O2
2Fe+3Cl2
2HCl↑+44.126kJ/mol
副反应：
2H2O
2FeCl3
Fe+2HCl
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FeCl2
四、 VCM工艺——二合一工艺 HCl合成方框流程图
电解氢处 理 氢气缓冲罐 氯气缓冲罐 阻火器 合成炉
电解氯处 理
转化 空冷器 氯化氢缓冲罐 石墨冷 降膜 吸收
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4
电石消耗=m/M
我厂工艺概况
我厂电石法PVC工艺岗位流程图
氢处理
二合一 氯处理
转化 破碎 乙炔 冷冻 压滤 包装
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精镏
干燥
聚合
一、乙炔工艺——破碎工艺
岗位任务：将采购进的原料电石经过粗破
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碎机、细破碎机破碎，生产出粒度合格的电
石，经皮带机运送到料仓，供乙炔发生岗位
使用。
工作原理：利用电机带动破碎机运转，破 碎机的固定颚板和活动颚板通过挤压将电石 破碎到适宜粒度。
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二、乙炔工艺
关键控制点
电石粒度： 发生器温度： 发生压力： 乙炔纯度： 次钠有效氯： 次钠pH： 加料：
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15~50mm 80~90℃（正常生产时） 3~15kPa ≥98.5%，不含S、P（硝酸银试纸 不变色） 0.065~0.12% 7~8 每斗分析C2H2≤1%
三、乙炔工艺——压滤工艺
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PVC生产工艺简介
Character
授课人：刘海燕
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第一部分
盐；
行业生产工艺概述
PVC两种生产工艺介绍
一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原
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。 前几年，由于石油价格不断攀升，电石法PVC 生产工艺得到了飞速发展，到2008年底，电石法PV C产能约占我国PVC总产能的70%以上。
1.搅拌轴 4.耙臂 图1 乙炔发生器
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ห้องสมุดไป่ตู้
2.人孔 5.括板
3.溢流口 6.挡板
7.溢流口 10.乙炔出口
8.排渣口 9.电石入口 11.气相平衡管
二、乙炔工艺——清净工艺 工序任务：
乙炔气从正水封进入水洗塔和冷却塔 进行洗涤冷却，冷却后的乙炔气一路进 气柜，一路经水环泵加压后进入第一清 净塔，第二清净塔。乙炔在1#和2#清净 塔与次氯酸钠逆流接触，除去气体中的 硫、磷杂质。经清净后乙炔气呈酸性， 进入中和塔被碱液中和，中和塔出来的 乙炔气纯度达到98.5%以上，经过冷却器 冷却后，送往转化工序。
脱水工序：将氯化氢和乙炔按照1.05~1.1：1的分子 配比进行混合，通过冷冻盐水降温和酸捕脱水至≤0.0 7%，再预热至70~80 ℃送往转化工序； 转化工序：控制转化器反应温度110~180 ℃，得到 纯度高于84%的氯乙烯气体，除汞后送往净化系统； 净化系统：气体降温并脱除CO2和HCl等杂质气； 压缩系统：将冷却脱水后的VC气体压缩至0.6MPa左 右，送往精镏岗位。
产热量：CaC2反应放热： Q1=1×106×0.8/64×129.6=1620000kJ
CaO反应放热：Q2=1×106×0.1/56×63.56=99300kJ 传热量： 乙炔吸热量：Q3=1×300/24.04×0.95×26×1.848×85=48400kJ 水蒸汽吸热量：Q4=0.58/(1.083-0.58) ×308/26×1000×40.8=557700kJ
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乙炔工艺——清净工艺
工艺原理
清净原理：利用次氯酸钠将杂质气氧化，反应式如下：
4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl 4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl 4NaClO+AsH3→H3AsO4+4NaCl 中和原理：利用10～15%NaOH溶液将酸雾洗脱，反应 式如下： 2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O 3NaOH+H3PO4→Na3PO4+3H2O 3NaOH+H3AsO4→Na3AsO4+3H2O
1t电石产生压滤干渣：1.157/0.65=1.78
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四、VCM工艺——二合一工艺 岗位任务：
调节氢气与氯气配比，将氯气和氢气在
二合一炉灯头燃烧，生产出合格的氯化氢，
经冷却降温后送至转化，供合成转化岗位使
用。
转化岗位不使用氯化氢时，合成的氯化
氢经冷却后用稀酸吸收生成盐酸。
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四、VCM工艺——二合一工艺 反应原理：氢气和氯气只有在加热、 明亮的光线照射下或触媒的存在的条件下， 才会迅速反应生产氯化氢，其主反应式为：