关于电石法聚氯乙烯生产工艺安全分析

关于电石法聚氯乙烯生产工艺安全分析

作者：庞玉辉

来源：《中国科技博览》2018年第02期

[摘要]聚乙烯和聚氯乙烯由于其性能较多，被广泛应用于我国的各个行业和各个领域，并做出了较大的贡献。聚氯乙烯因为生产成本较低，受到了很多企业和生产商的青睐，近些年来在我国发展速度越来越快。但是，对于采用电石法生产聚氯乙烯，在推广过程中存在诸多的问题，主要是生产过程中安全事故频发，同时还会破坏环境。基于此，本文对电石法聚氯乙烯的生产工艺的安全性进行分析，以期对其安全性的提高提供一定的参考和借鉴。

[关键词]电石法、聚氯乙烯、生产工艺、安全分析

中图分类号：S353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0028-01

引言

高分子合成树脂聚氯乙烯，在我国由于其优质的性能被广泛应用于各行各业之中。电石法和乙烯法是生产聚氯乙烯的两种主要方法，虽然国际上一般是采用乙烯法来生产聚氯乙烯，但是，处于对我国矿产资源的实际情况的考虑，我国多采用电石法来生产聚氯乙烯。但是，采用电石法来生产聚氯乙烯的危险系数很高，在生产过程中很容易引起严重的安全事故，从而威胁到生产人员的生命安全，与此同时，它还会对生态环境造成一定的破坏，因此，对电石法聚氯乙烯生产工艺的安全性进行深入分析和研究已经刻不容缓。

一、电石法聚氯乙烯工艺流程

电石法聚氯乙烯工艺主要流程图如图1所示。主要工艺流程如下：

（1）乙炔气发生：在乙炔发生器中添加适量液位的水，电石经破碎到一定大小的尺寸，送乙炔发生器，电石与水在发生器中相互反应最终生成乙炔气体。该气体经次氯酸钠净化之后将磷、硫等若干杂质去除出去，经冷冻将水去除之后放入乙炔气柜之中。

（2）氯化氢合成：氯气和氢气在合成炉内经燃烧之后生成氯化氢气体，经冷凝将水去除之后得到干燥的氯化氢气体。

（3）氯乙烯单体合成：将干燥的乙炔气体和氯化氢气体按照一定的比例提取放入混合器之中混合生成混合气体。将混合气体放入用氯化汞作触媒的转化器中发生反应生成氯乙烯。反应之后的气体中还包含有没有发生反应的氯化氢、乙炔和生成的乙醛、1，1-二氯乙烷等一系列的化合物。反应之后的气体先进入水洗塔将氯化氢去除之后，再放入碱洗塔用10%的氢氧化钠将残余的氯化氢和二氧化碳洗去。将碱洗之后的反应气体和聚合回收没有发生反应的气体一起放入氯乙烯气柜。然后放入预冷器之中使得一部分水分冷凝分离出去，再经过压缩机进行压

缩，放入全凝器将一部分的氯乙烯和1，1-二氯乙烷冷凝成液体。接着放入粗镏塔分出没有反应的乙炔和氯化氢气体。氯乙烯与1，1-二氯乙烷进入高沸点蒸馏塔，将氯乙烯分出，经冷凝之后得出氯乙烯液体。高沸物经回收氯乙烯之后处置。

（4）聚合：将适宜量的氯乙烯单体、软水、引发剂、分散剂以及其他的助剂添加到聚合釜之中，用热水升温进行聚合反应，在此反应过程中要严格控制反应温度直到反应结束。结束之后把斧内悬浮液送到碱处理槽，没有反应的氯乙烯从碱处理槽中能够排出来，经泡沫捕集器送到气柜进行反复的使用。然后把生成物送到离心机完成脱水之后再送到气流干燥机完成干燥，最终得到氯乙烯成品。

二、提高聚氯乙烯生产工艺过程安全性的措施

1.控制氯化氢中的游离氯

在反应过程中游离氯的产生和含量会受到诸多因素的影响，如：反应炉内的压力波动较大、反应过程中燃烧的不够彻底等。控制反应过程中的游离氯应该着手于以下两个主要方面：其一，控制氯气和氢气的纯度和质量，定期定时地检查反应过程中的气体纯度，在发现问题时方便进行及时快速的补救；其二，控制氯和氢的分子比，密切关注反应过程中的温度以及氯气氢气的流量等，定时地检查其中游离氯的含量。

2.严格控制氯化氢气体和乙炔气比例

在反应过程中应该严格控制氯化氢和乙炔的比例，避免添加的乙炔量过多，减少乙炔和催化剂中的氯化汞发生的反应，从而有效减少安全事故的发生。

3.提高转化器转化率

有效提高反应过程中的转化率，尽量避免氧气在反应过程中进行反应，造成爆炸事故。触媒活性减弱、混合气流速太快等都会极大地影响转化率。实时监控反应器中的转化器，如果出现转化率太低的情况，应该及时更换反应器中的催化剂，或者是科学控制物料的流量来提高转化率。

4.严格控制聚合釜内的温度和压力

合理控制反应过程中的温度和压力，尽可能地避免由于温度太高或压力太大而导致的聚合釜爆炸。因为聚合反应的过程也是放热反应，如果操作稍有任何的差错，就会导致整个聚合釜内的温度太高或者压力太大。导致这样后果的主要原因有以下几个方面：其一是操作不够规范导致装填系数增加超标，气相空间减少，或者是引发剂增加过量导致的反应过于强烈；其二是冷却水中途发生中断导致反应热量不能够被及时地转移走；其三是搅拌器存在破坏直接地影响了热量的传递，从而导致的爆炸；其四是仪表不工作导致操作出现失误；其五是由于断电造成的聚合釜内温度过高和压力过大等。

5.严格按照安全操作要求控制反应过程

在整个聚氯乙烯的生产阶段应该坚持严格的安全控制来有效避免发生垫片、阀门、法兰以及轴封等地方的泄漏等一系列的问题，与此同时更应该极力避免在反应过程中发生爆炸事故，在厂房设计中应该设有足够大的防爆面积，在生产设备上应该安装一些防雷、防电和防爆装置并定期进行检修。采用电石法进行聚氯乙烯的生产持续时间长，生产的危险系数高，所以生产企业必须对生产过程投以极为密切的关注和高度的重视，从而从根本上保证生产过程能够安全稳定的进行。

三、结束语

综上所述，本文对电石法聚氯乙烯生产工艺的安全性进行了详细地分析，对其有了充足的了解和认识，必然会为未来的聚氯乙烯的生产提供较多的参考和借鉴，促使在未来进行各种各样的操作和生产工艺的时候，能够严格地按照生产工艺的安全要求个规范流程进行，在生产过程中提高对生产工艺安全系数的要求并在将要求切实地落实到实处，从而极大地减少各种安全事故和重大问题的发生，有效地保证生产过程的安全性。

参考文献

[1] 王仪林；电石法聚氯乙烯生产工艺安全分析；《化工安全与环境》；2008年第13期8-9，共2页.

[2] 展前唐；电石法生产聚氯乙烯的安全研究；《中国石油和化工标准与质量》；2013年第22期26-26，共1页.