电石法生产PVC工艺流程
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等温入料 入料完釜温异常调整
引发剂 恒温聚合
注水
反应结束、加入终止剂等 浆料输送（聚合釜出料） 汽提 离心干燥 公用工程
等温入料控制策略
控制要求：
单体、去离子水等同时加入聚合釜，加料完毕釜温大约 比反应温度高2℃左右；
控制方法
利用热平衡方程式，以设定釜温为目标，通过各种物料 的进料温度、流量动态调整控制加料；
i 1 j
n
m
该法紧密跟踪转化速率。可及时、准确地注入补充水。 因此可很好地维持反应物料体积和控制粘度。但它需要 同时监测多个过程变量，并经过复杂计算，对我国目前 大部分PVC生产厂来说，还有一定的因难。
注水控制
聚合开始后恒速注入补充水直到反应结束
依据 VCM聚合在相当长一段时间内基本维持不变，而初始 反应速率较低部分大致为聚合后期高反应速率部分 所补充。 具体方法 首先要计算出总体积收缩量，根据聚合时间就得到 注入水的流量。但实际上平均聚合速率都取小一些， 防止因偶然因素造成满釜。该法基本使注入水的速 率与体积收缩维持平衡。液位比反应开始时略高， 到反应结束时恢复到初始位置。
PVC聚合的四种生产工艺
悬浮法 本体法 乳液法 溶液法
四种工艺比较一
悬浮法聚合生产工艺成熟、操作简单、生产 成本低、产品品种多、应用范围广，一直是 生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％的 PVC树脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自悬 浮法生产装置。 乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用 更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是 溶于单体中。这种聚合体系可以有效防止聚 合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合 物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为 0.1—0.2m，悬浮法为20―200 m。
单体生成操作画面一
单体生成操作画面二
冷却、压缩操作画面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
VCM精馏工艺
低沸塔 除去低沸物 高沸塔 除去高沸物 气相VCM经冷凝后得到合格的氯乙烯单 体。
VCM精馏操作流程图
釜体积70m3
传热能力大，生产强度高，内冷挡板； 设计压力高 设计压力2.1MPa，可生产低聚合度树 脂；
电石输送 发生器 压缩、贮存
乙炔清净 清净塔 中和塔 清净液的配置和循环使用
乙炔发生操作画面
清净操作画面
氯化氢合成工艺
焚烧炉 氯氢配比 升负荷先加氢； 减负荷先减氯； 确保氯气不过量。
VCM合成工艺
混合、冷却、脱酸
转化器 二组 由多个转化器并联组成一组
净化和压缩
公用工程 热水系统 冷冻盐水
注水控制
根据反应速率注水
W dV dC 0 ( 1 2 ) .......... ....(1) dt 1 2 dt
根据式（1）的注水速率可以保持反应釜的液位恒定在初始液位。 而上式的注水速率只取决于反应速率。反应速率可以通过聚合热 的计算得到，聚合热表达如下：
Q Wi C p (Tin Tout ) F j K j Tmj
引发剂加入前温度超差控制
等温入料控制流程图
反应温度控制
硬件设备
夹套设备：釜体采用半圆管夹套，避免了 普通夹套的缺点，增加了导热能力。 内冷挡板：内冷管间采用独特的设计结构， 更有利于传热。并且内冷管兼具挡板作用 可以增加釜内流体湍流，增加传热。
合理温控方案的应用
根据釜温、夹套温度采用串级温度控制方 案，控制冷却水 根据釜温直接控制内冷挡板冷却水
注水控制流程图
无离子水、分散剂加料画面
操作面板
聚合控制流程图
终止剂加料操作画面
出料操作流程图
回收压缩系统操作画面
汽提操作画面
干燥操作画面
反应速率过慢
在反应开始后的各不同时刻，放出的热量小于正常反应 的放热量。这时注入水量若保持原值就相对过高，注满 全釜。因此要在整个注水过程密切监视釜内压力，发现 釜内温度处于正常而压力升高，且长时期维持不降的情 况下，就要立即停止注入补充水，直到釜内压力降到该 反应温度下所对应的正常压力后一段时间(约0.5小时)， 继续通入注入水。
过程复杂、控制精度高
一个聚合釜要生产多种型号的产品，过程复杂 爆聚 转型 粘釜 粗料 釜温釜压控制精度要求高 过渡釜温超调不超过0.5℃； 保温阶段釜温偏差±0.2℃。
恒流注水缺陷及其解决办法
反应速率过快
如果在反应开始后的各不同时刻放热量远远高于正常值时，说明 反应速度过快，达到相同转化率的时间就要缩短，注入水的速率 相应调高一些。
四种工艺比较二
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入 引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设 备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加 工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加 工本体法树脂。 溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行 聚合物沉淀下来。溶液聚合反应专门用于生 产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物。溶液聚合 反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的 溶解性和成膜性。
传统回收方式来说．每一个聚合反应周期均有约10 一15％的未反应VCM进入精馏系统循环精制,加大 了精馏系统生产负荷。既浪费了能源又降低了设备 能力。
自压回收 压缩冷凝回收
转化率计算
粗料预估
加料完 反应过程中
动力学模型
主要控制过程
去离子水、 VCM、分散剂、各种助剂加料；
防粘釜技术
特殊的防粘釜液 釜壁冲洗和防粘釜液喷涂技术 高压水清釜 先进的生产工艺有效的防止粘釜
热水加料工艺 聚合注水工艺
生产工艺密闭化
前提条件 先进的防粘釜技术达到几百釜不开盖清釜。 先进的加料工艺 所有物料均以液态形式输送，实现了聚合过 程的密闭化和自动化操作
单体回收技术
批量加料品种多，要求高
所需的物料品种较多
去离子水 VCM单体 引发剂 分散剂 调节剂 终止剂等等
加料的精度要求高
仪表精度不低于0.5级； 测量上经常采用双流量计，计量槽＋流量计，电子称 部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度
电石法生产PVC工艺流程示意图
电石法乙炔工艺
乙炔发生
聚合模拟控制
注水控制
主要方法
聚合开始后定期注入补充水直到预定的水比
锦西化工研究院经过大量试验得到如下结 论：在聚合前采用低水比(1.2—1.4)当聚合 反应开始后1小时左右，在易发生暴聚的转 化率10％到达之前开始注入水。此后每15 分钟加入一次使最终水比达2:1。 缺点：该法使物料体积在一定范围内波动， 忽高忽低，在气液界面仍有少量粘结物生 成。
引发剂 恒温聚合
注水
反应结束、加入终止剂等 浆料输送（聚合釜出料） 汽提 离心干燥 公用工程
等温入料控制策略
控制要求：
单体、去离子水等同时加入聚合釜，加料完毕釜温大约 比反应温度高2℃左右；
控制方法
利用热平衡方程式，以设定釜温为目标，通过各种物料 的进料温度、流量动态调整控制加料；
i 1 j
n
m
该法紧密跟踪转化速率。可及时、准确地注入补充水。 因此可很好地维持反应物料体积和控制粘度。但它需要 同时监测多个过程变量，并经过复杂计算，对我国目前 大部分PVC生产厂来说，还有一定的因难。
注水控制
聚合开始后恒速注入补充水直到反应结束
依据 VCM聚合在相当长一段时间内基本维持不变，而初始 反应速率较低部分大致为聚合后期高反应速率部分 所补充。 具体方法 首先要计算出总体积收缩量，根据聚合时间就得到 注入水的流量。但实际上平均聚合速率都取小一些， 防止因偶然因素造成满釜。该法基本使注入水的速 率与体积收缩维持平衡。液位比反应开始时略高， 到反应结束时恢复到初始位置。
PVC聚合的四种生产工艺
悬浮法 本体法 乳液法 溶液法
四种工艺比较一
悬浮法聚合生产工艺成熟、操作简单、生产 成本低、产品品种多、应用范围广，一直是 生产PVC树脂的主要方法，目前世界上90％的 PVC树脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自悬 浮法生产装置。 乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用 更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是 溶于单体中。这种聚合体系可以有效防止聚 合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合 物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为 0.1—0.2m，悬浮法为20―200 m。
单体生成操作画面一
单体生成操作画面二
冷却、压缩操作画面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
VCM精馏工艺
低沸塔 除去低沸物 高沸塔 除去高沸物 气相VCM经冷凝后得到合格的氯乙烯单 体。
VCM精馏操作流程图
釜体积70m3
传热能力大，生产强度高，内冷挡板； 设计压力高 设计压力2.1MPa，可生产低聚合度树 脂；
电石输送 发生器 压缩、贮存
乙炔清净 清净塔 中和塔 清净液的配置和循环使用
乙炔发生操作画面
清净操作画面
氯化氢合成工艺
焚烧炉 氯氢配比 升负荷先加氢； 减负荷先减氯； 确保氯气不过量。
VCM合成工艺
混合、冷却、脱酸
转化器 二组 由多个转化器并联组成一组
净化和压缩
公用工程 热水系统 冷冻盐水
注水控制
根据反应速率注水
W dV dC 0 ( 1 2 ) .......... ....(1) dt 1 2 dt
根据式（1）的注水速率可以保持反应釜的液位恒定在初始液位。 而上式的注水速率只取决于反应速率。反应速率可以通过聚合热 的计算得到，聚合热表达如下：
Q Wi C p (Tin Tout ) F j K j Tmj
引发剂加入前温度超差控制
等温入料控制流程图
反应温度控制
硬件设备
夹套设备：釜体采用半圆管夹套，避免了 普通夹套的缺点，增加了导热能力。 内冷挡板：内冷管间采用独特的设计结构， 更有利于传热。并且内冷管兼具挡板作用 可以增加釜内流体湍流，增加传热。
合理温控方案的应用
根据釜温、夹套温度采用串级温度控制方 案，控制冷却水 根据釜温直接控制内冷挡板冷却水
注水控制流程图
无离子水、分散剂加料画面
操作面板
聚合控制流程图
终止剂加料操作画面
出料操作流程图
回收压缩系统操作画面
汽提操作画面
干燥操作画面
反应速率过慢
在反应开始后的各不同时刻，放出的热量小于正常反应 的放热量。这时注入水量若保持原值就相对过高，注满 全釜。因此要在整个注水过程密切监视釜内压力，发现 釜内温度处于正常而压力升高，且长时期维持不降的情 况下，就要立即停止注入补充水，直到釜内压力降到该 反应温度下所对应的正常压力后一段时间(约0.5小时)， 继续通入注入水。
过程复杂、控制精度高
一个聚合釜要生产多种型号的产品，过程复杂 爆聚 转型 粘釜 粗料 釜温釜压控制精度要求高 过渡釜温超调不超过0.5℃； 保温阶段釜温偏差±0.2℃。
恒流注水缺陷及其解决办法
反应速率过快
如果在反应开始后的各不同时刻放热量远远高于正常值时，说明 反应速度过快，达到相同转化率的时间就要缩短，注入水的速率 相应调高一些。
四种工艺比较二
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入 引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设 备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加 工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加 工本体法树脂。 溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行 聚合物沉淀下来。溶液聚合反应专门用于生 产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物。溶液聚合 反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的 溶解性和成膜性。
传统回收方式来说．每一个聚合反应周期均有约10 一15％的未反应VCM进入精馏系统循环精制,加大 了精馏系统生产负荷。既浪费了能源又降低了设备 能力。
自压回收 压缩冷凝回收
转化率计算
粗料预估
加料完 反应过程中
动力学模型
主要控制过程
去离子水、 VCM、分散剂、各种助剂加料；
防粘釜技术
特殊的防粘釜液 釜壁冲洗和防粘釜液喷涂技术 高压水清釜 先进的生产工艺有效的防止粘釜
热水加料工艺 聚合注水工艺
生产工艺密闭化
前提条件 先进的防粘釜技术达到几百釜不开盖清釜。 先进的加料工艺 所有物料均以液态形式输送，实现了聚合过 程的密闭化和自动化操作
单体回收技术
批量加料品种多，要求高
所需的物料品种较多
去离子水 VCM单体 引发剂 分散剂 调节剂 终止剂等等
加料的精度要求高
仪表精度不低于0.5级； 测量上经常采用双流量计，计量槽＋流量计，电子称 部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度
电石法生产PVC工艺流程示意图
电石法乙炔工艺
乙炔发生
聚合模拟控制
注水控制
主要方法
聚合开始后定期注入补充水直到预定的水比
锦西化工研究院经过大量试验得到如下结 论：在聚合前采用低水比(1.2—1.4)当聚合 反应开始后1小时左右，在易发生暴聚的转 化率10％到达之前开始注入水。此后每15 分钟加入一次使最终水比达2:1。 缺点：该法使物料体积在一定范围内波动， 忽高忽低，在气液界面仍有少量粘结物生 成。