PVC生产工艺简介
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分组成 。溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小液滴状态悬浮分散于 水中进行聚合。 在机理上，PVC的聚合度仅仅取决于温度，因此温度的控制十分重要(±0.2℃)， 一般采用夹套冷却的方式，同时引发体系有平缓的聚合速度，聚合釜有良 好的传热性能。
结构图
PVC生产
聚合
氯碱生产
聚合釜
目前最成熟，并且占主流的仍然是 70m3聚合釜，大型的105m3、108m3、 127m3（上海氯碱）和135m3（齐鲁 石化）等聚合釜型尚未占优势，主 要受工艺包、聚合釜制作和运输条 件 等 因 素 的 制 约 ， 另 外 105m3 、 108m3和135m3等釜型在质量上也并 不占优势，市场认可度并不高， 127m3在产品质量上比较有优势。
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。目前，世界上多为乙烯法PVC，而我国则主要以电石法 PVC为主。
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。
PVC生产工艺
电石法：主要生产原料是电石、煤炭和原盐； 乙烯法：主要原料是石油、原盐。
生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢 气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡 盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32% 碱液送蒸发岗位。
·阳极反应
ClOH-
2Cl--2e → Cl2 阳 副： 4OH--2e → O2 + 2H2O
极 6ClO-+3H2O-6e → 2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2
中国主要盐区分布：中国原盐资源丰富，有海盐、四川自贡的井盐， 青海茶卡的湖盐，贵州、云南的岩盐。其中，以海盐为大宗，占全国 总盐量的70%以上。
我司氯碱概况：
宜化集团目前有氯碱生产工厂5个，年产烧碱100万吨，PVC120万吨 。 其中宜化太平洋热电，折百碱产量10万吨/年，PVC12万吨/年、 宜化太平洋化工，折百碱产量10万吨/年，PVC12万吨/年、 内蒙宜化，折百碱产量25万吨/年，PVC30万吨/年、 青海宜化，折百碱产量25万吨/年，PVC30万吨/年、 新疆宜化，折百碱产量30万吨/年，PVC40万吨/年。
·阴极反应
H2O
离子膜
NaCl
(300~315g/l)
2H2O+2e → H2+2OH-
·总反应
2NaCl+2H2O →2NaOH+Cl2 ↑ +H2 ↑+Q
氯气下游产品
PVC生产
二合一
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：
二合一送来的氯化氢和乙炔送来的乙炔 按1:1.05~1.10的配比在混和器混合，经脱 水、预热后从上层进入转化器，在氯化 汞触媒的催化作用转化为氯乙烯。
精馏塔
PVC生产
聚合
工艺原理 聚合方法——悬浮聚合（80%的PVC采用悬浮聚合法，其他方法有本体聚合、乳
液聚合等） 单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组
PVC生产
转化 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
PVC生产
转化
转化器
转化来氯乙烯经加压至0.5～0.7MPa， 经冷凝液化形成液态粗VC，在经 精馏低塔和高塔分别分离除去低沸 物和高沸物后，获得纯度99.99%的 VCM，供聚合使用。
CH2-COONa
R-N
+ M2+
CH2-COONa
螯合树脂塔
将pH值为8.5～9.5之间的过滤盐 水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂 质金属阳离子，制取合格的精制盐 水。通过螯合树脂塔的再生恢复树 脂的性能使树脂循环使用，保证盐 水质量合格。
R-N CH2-COO M + 2Na+ CH2-COO
烧碱生产
CaO+2H2O→Ca(OH)2 CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑ CaP2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑
电石库 发生器
69～70 119～126
SG-3
HS-1300 1251～1370
71～73 127～135
电石法，乙烯法两种工艺对比图
石灰石 煤
盐
电解
电石
水
C2H2
H2
HCl
Cl2
NaOH
石油
石脑油
其他成品 油
C2H4
聚合
C2H3Cl
PVC
裂 解
C2H4Cl2
（EDC）
PVC的主要原料
煤、石油、石灰石、盐
盐 是一种无机化合物，有咸味的无色或白色结晶体，主要组分是氯化钠， 夹杂有不溶性泥沙和可溶性的钙、镁盐类。主要有海盐、井盐、池盐、 岩盐等。
宜化目前氯碱生产装置均为烧碱联产PVC模式，而烧碱装置均采用目 前最先进的离子膜烧碱生产工艺，其中青海宜化还采用最先进的零极 距电解槽，这样可极大的降低烧碱的电耗。
烧碱联产PVC流程
制盐 电解
烧碱
乙炔
H2 Cl2
二合一
HCl
转化
聚合
烧碱生产方法：
隔膜制烧碱：在隔膜电解槽中，隔膜放在阳极和阴极之间，它 能使食盐水通过，能防止两极产生的气体混合而发生副反应(隔 膜通常用石棉制成)。
离子膜烧碱：离子膜交换膜法电解是用阳离子交换膜把电解槽 的阳极和阴极分开，进行盐水溶液电解制造氯气和烧碱的方法。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺 方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优 点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品 如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。
烧碱生产工艺
原盐 一次盐水 液化充装
二次盐水 电 解
32%烧碱
CL2
氯处理
H2
氢处理
蒸发
外销
二合一 HCl
三合一 高纯盐酸
生成48%烧碱
外销
烧碱生产
一次盐水： 将原盐溶解、精制处理，除掉大部分的SS、Ca2+、Mg2+等杂质，浓度 300－315g/L的盐水，供二次盐水工序使用。
主要设备
道
尔
澄
PE
H2+Cl2
2HCl↑+44.126J
石墨炉
二合一炉
ห้องสมุดไป่ตู้
特点：体积小，产能高，可副产蒸 汽。目前青海和内蒙宜化氯碱均采 用石墨炉。
PVC生产
乙炔制备
电石在发生器内与水发生反应生成 乙炔气，同时放出大量热。因工业电石不 纯，其中杂质与水能起反应，放出相应的 杂质气体：
主反应式如下：
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ 副反应式：
电石生产
电石反应方程式： CaO + 3C
CaC2+ CO ↑+10800千卡
生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温 熔化反应而生成电石。电弧和电阻所产生的热量要把炉料加热至19002200℃，极为耗电。
物料衡算和消耗问题
CaC2------C2H2---------C2H3Cl----------1/2Cl2---------NaCl--------NaOH
清
桶
过
：
滤
沉
器
: SS
降
除
、
除
SS
烧碱生产
二次盐水： 主要设备及作用
盐水碳素过滤器
将化盐岗位送来的一次盐水通过 碳素过滤器的过滤，将一次盐水中 的固体悬浮物含量降低到1ppm以下， 以除去盐水中的大部分固体颗粒， 同时调节盐水的pH值和温度，以保 证下一道工序螯合树脂塔的正常运 转。
烧碱生产
二次盐水： 主要设备及作用
电解： 主要设备及作用:电解槽单元槽示意图
单元槽
阴极镍网
阳极钛网
烧碱生产
电解： 主要设备及作用
阳极
阴极
单元槽
烧碱生产
电解：
H2
NaOH
(32wt%l)
阴 极
—
+ Cl2
将合格的二次精盐水送到电解槽进行电
解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极
H2 OHH2O
Cl2
ClNa+ H2O
NaCl
(190~220g/l)
型号
平均聚合度 K值 粘数
SG-8
HS-700 650～740
55～59 73～86
SG-7
HS-800 741～845
60～62 87～95
SG-6
HS-900 846～980
63～65 96～106
SG-5
HS-1000 981～1135
66～68 107～118
SG-4
HS-1200 1136～1250
原盐的来源： ①用露天开采法或地下溶浸法开采岩盐。 ②由盐湖开采自沉积湖盐。 ③海水和盐湖水经盐田日晒制取海盐和湖盐。 ④用人工熬煮或真空蒸法从天然卤水中制取。
原盐分布：
世界上主要产盐国家：中国、美国，俄罗斯、德国、加拿大、英国、 印度、法国、墨西哥、澳大利亚等，也是世界上主要的产盐国。此外， 日本是世界上最大的盐进口国和消费国，荷兰拥有规模庞大的跨国制 盐企业和先进的制盐技术。上述十二个国家，一并成为对世界制盐工 业产生重要影响的国家，其中中国产盐量居世界首位。
64
62.5
35.5
58.5
40
1.02T
1T
0.57T
0.94T
0.64T
CaO + 3C CaC2+ CO↑
CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑
2NaCl + 2H2O →2NaOH+Cl2↑+H2↑
Cl2 + H2 → 2HCl
C2H2 + HCl
C2H3Cl
PVC生产工艺简介
主讲：郑向东 2015年12月
PVC的分类
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。
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PVC型号表示就是SG加型号，如SG-5表示就是电石法5型树脂粉。 型号根据聚合度通常分为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10几个等级。
国内常用就是3、5、7、8几个型号，乙烯法即s-1300、s-1000、s-800、s700，电石法即SG-3，SG-5，SG-7，SG-8
聚合度：结合成聚合物大分子的单体数目。 粘数（黏数）：用来表示聚合物分子量大小。
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年低，电石法PVC产能约占我国PVC总产 能的70%以上。
PVC的型号
乙烯法PVC型号表示多为S、WS、QS、TG等打头，后面加聚合度表示， 如TG-800表示天津大沽生产的乙烯法7型的树脂粉;
结构图
PVC生产
聚合
氯碱生产
聚合釜
目前最成熟，并且占主流的仍然是 70m3聚合釜，大型的105m3、108m3、 127m3（上海氯碱）和135m3（齐鲁 石化）等聚合釜型尚未占优势，主 要受工艺包、聚合釜制作和运输条 件 等 因 素 的 制 约 ， 另 外 105m3 、 108m3和135m3等釜型在质量上也并 不占优势，市场认可度并不高， 127m3在产品质量上比较有优势。
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。目前，世界上多为乙烯法PVC，而我国则主要以电石法 PVC为主。
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。
PVC生产工艺
电石法：主要生产原料是电石、煤炭和原盐； 乙烯法：主要原料是石油、原盐。
生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢 气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡 盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32% 碱液送蒸发岗位。
·阳极反应
ClOH-
2Cl--2e → Cl2 阳 副： 4OH--2e → O2 + 2H2O
极 6ClO-+3H2O-6e → 2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2
中国主要盐区分布：中国原盐资源丰富，有海盐、四川自贡的井盐， 青海茶卡的湖盐，贵州、云南的岩盐。其中，以海盐为大宗，占全国 总盐量的70%以上。
我司氯碱概况：
宜化集团目前有氯碱生产工厂5个，年产烧碱100万吨，PVC120万吨 。 其中宜化太平洋热电，折百碱产量10万吨/年，PVC12万吨/年、 宜化太平洋化工，折百碱产量10万吨/年，PVC12万吨/年、 内蒙宜化，折百碱产量25万吨/年，PVC30万吨/年、 青海宜化，折百碱产量25万吨/年，PVC30万吨/年、 新疆宜化，折百碱产量30万吨/年，PVC40万吨/年。
·阴极反应
H2O
离子膜
NaCl
(300~315g/l)
2H2O+2e → H2+2OH-
·总反应
2NaCl+2H2O →2NaOH+Cl2 ↑ +H2 ↑+Q
氯气下游产品
PVC生产
二合一
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：
二合一送来的氯化氢和乙炔送来的乙炔 按1:1.05~1.10的配比在混和器混合，经脱 水、预热后从上层进入转化器，在氯化 汞触媒的催化作用转化为氯乙烯。
精馏塔
PVC生产
聚合
工艺原理 聚合方法——悬浮聚合（80%的PVC采用悬浮聚合法，其他方法有本体聚合、乳
液聚合等） 单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组
PVC生产
转化 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
PVC生产
转化
转化器
转化来氯乙烯经加压至0.5～0.7MPa， 经冷凝液化形成液态粗VC，在经 精馏低塔和高塔分别分离除去低沸 物和高沸物后，获得纯度99.99%的 VCM，供聚合使用。
CH2-COONa
R-N
+ M2+
CH2-COONa
螯合树脂塔
将pH值为8.5～9.5之间的过滤盐 水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂 质金属阳离子，制取合格的精制盐 水。通过螯合树脂塔的再生恢复树 脂的性能使树脂循环使用，保证盐 水质量合格。
R-N CH2-COO M + 2Na+ CH2-COO
烧碱生产
CaO+2H2O→Ca(OH)2 CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑ CaP2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑
电石库 发生器
69～70 119～126
SG-3
HS-1300 1251～1370
71～73 127～135
电石法，乙烯法两种工艺对比图
石灰石 煤
盐
电解
电石
水
C2H2
H2
HCl
Cl2
NaOH
石油
石脑油
其他成品 油
C2H4
聚合
C2H3Cl
PVC
裂 解
C2H4Cl2
（EDC）
PVC的主要原料
煤、石油、石灰石、盐
盐 是一种无机化合物，有咸味的无色或白色结晶体，主要组分是氯化钠， 夹杂有不溶性泥沙和可溶性的钙、镁盐类。主要有海盐、井盐、池盐、 岩盐等。
宜化目前氯碱生产装置均为烧碱联产PVC模式，而烧碱装置均采用目 前最先进的离子膜烧碱生产工艺，其中青海宜化还采用最先进的零极 距电解槽，这样可极大的降低烧碱的电耗。
烧碱联产PVC流程
制盐 电解
烧碱
乙炔
H2 Cl2
二合一
HCl
转化
聚合
烧碱生产方法：
隔膜制烧碱：在隔膜电解槽中，隔膜放在阳极和阴极之间，它 能使食盐水通过，能防止两极产生的气体混合而发生副反应(隔 膜通常用石棉制成)。
离子膜烧碱：离子膜交换膜法电解是用阳离子交换膜把电解槽 的阳极和阴极分开，进行盐水溶液电解制造氯气和烧碱的方法。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺 方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优 点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品 如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。
烧碱生产工艺
原盐 一次盐水 液化充装
二次盐水 电 解
32%烧碱
CL2
氯处理
H2
氢处理
蒸发
外销
二合一 HCl
三合一 高纯盐酸
生成48%烧碱
外销
烧碱生产
一次盐水： 将原盐溶解、精制处理，除掉大部分的SS、Ca2+、Mg2+等杂质，浓度 300－315g/L的盐水，供二次盐水工序使用。
主要设备
道
尔
澄
PE
H2+Cl2
2HCl↑+44.126J
石墨炉
二合一炉
ห้องสมุดไป่ตู้
特点：体积小，产能高，可副产蒸 汽。目前青海和内蒙宜化氯碱均采 用石墨炉。
PVC生产
乙炔制备
电石在发生器内与水发生反应生成 乙炔气，同时放出大量热。因工业电石不 纯，其中杂质与水能起反应，放出相应的 杂质气体：
主反应式如下：
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ 副反应式：
电石生产
电石反应方程式： CaO + 3C
CaC2+ CO ↑+10800千卡
生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温 熔化反应而生成电石。电弧和电阻所产生的热量要把炉料加热至19002200℃，极为耗电。
物料衡算和消耗问题
CaC2------C2H2---------C2H3Cl----------1/2Cl2---------NaCl--------NaOH
清
桶
过
：
滤
沉
器
: SS
降
除
、
除
SS
烧碱生产
二次盐水： 主要设备及作用
盐水碳素过滤器
将化盐岗位送来的一次盐水通过 碳素过滤器的过滤，将一次盐水中 的固体悬浮物含量降低到1ppm以下， 以除去盐水中的大部分固体颗粒， 同时调节盐水的pH值和温度，以保 证下一道工序螯合树脂塔的正常运 转。
烧碱生产
二次盐水： 主要设备及作用
电解： 主要设备及作用:电解槽单元槽示意图
单元槽
阴极镍网
阳极钛网
烧碱生产
电解： 主要设备及作用
阳极
阴极
单元槽
烧碱生产
电解：
H2
NaOH
(32wt%l)
阴 极
—
+ Cl2
将合格的二次精盐水送到电解槽进行电
解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极
H2 OHH2O
Cl2
ClNa+ H2O
NaCl
(190~220g/l)
型号
平均聚合度 K值 粘数
SG-8
HS-700 650～740
55～59 73～86
SG-7
HS-800 741～845
60～62 87～95
SG-6
HS-900 846～980
63～65 96～106
SG-5
HS-1000 981～1135
66～68 107～118
SG-4
HS-1200 1136～1250
原盐的来源： ①用露天开采法或地下溶浸法开采岩盐。 ②由盐湖开采自沉积湖盐。 ③海水和盐湖水经盐田日晒制取海盐和湖盐。 ④用人工熬煮或真空蒸法从天然卤水中制取。
原盐分布：
世界上主要产盐国家：中国、美国，俄罗斯、德国、加拿大、英国、 印度、法国、墨西哥、澳大利亚等，也是世界上主要的产盐国。此外， 日本是世界上最大的盐进口国和消费国，荷兰拥有规模庞大的跨国制 盐企业和先进的制盐技术。上述十二个国家，一并成为对世界制盐工 业产生重要影响的国家，其中中国产盐量居世界首位。
64
62.5
35.5
58.5
40
1.02T
1T
0.57T
0.94T
0.64T
CaO + 3C CaC2+ CO↑
CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑
2NaCl + 2H2O →2NaOH+Cl2↑+H2↑
Cl2 + H2 → 2HCl
C2H2 + HCl
C2H3Cl
PVC生产工艺简介
主讲：郑向东 2015年12月
PVC的分类
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。
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PVC型号表示就是SG加型号，如SG-5表示就是电石法5型树脂粉。 型号根据聚合度通常分为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10几个等级。
国内常用就是3、5、7、8几个型号，乙烯法即s-1300、s-1000、s-800、s700，电石法即SG-3，SG-5，SG-7，SG-8
聚合度：结合成聚合物大分子的单体数目。 粘数（黏数）：用来表示聚合物分子量大小。
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年低，电石法PVC产能约占我国PVC总产 能的70%以上。
PVC的型号
乙烯法PVC型号表示多为S、WS、QS、TG等打头，后面加聚合度表示， 如TG-800表示天津大沽生产的乙烯法7型的树脂粉;