电石法生产PVC工艺流程PPT课件

1、四种工艺比较一四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0.10.2m，悬浮法为20200 m。第1页/共39页四种工艺比较二四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

2、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。 第2页/共39页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批量加料品种多，要求批量加料品种多，要求高高第3页/共39页电石法生产PVC工艺流程示意图 第

3、4页/共39页电石法乙炔工艺乙炔发生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第5页/共39页乙炔发生操作画面第6页/共39页清净操作画面第7页/共39页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。 第8页/共39页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 热水系统冷冻盐水第9页/共39页单体生成操作画面一第10页/共39页单体生成操作画面二第11页/共39页冷却、压缩操作画面第12页/共39页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。第13页/共39

4、页VCM精馏操作流程图第14页/共39页釜体积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；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第15页/共39页 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第16页/共39页 单体回收技术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

5、冷凝回收第17页/共39页转化率计算 粗料预估 加料完 反应过程中 动力学模型第18页/共39页主要控制过程主要控制过程去离子水、 VCM、分散剂、各种助剂加料；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第19页/共39页等温入料控制策略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；引发剂加入前温度超差控制第20页/共39页等温入料控制流程图等温入料控制流程图第21页/共39页反应温度控制反应

6、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第22页/共39页聚合模拟控制聚合模拟控制第23页/共39页注水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(1.21.4)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

7、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。 第24页/共39页注水控制注水控制根据反应速率注水根据式（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：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。) 1.(.)(21210dtdCWdtdVmjmjjjnioutinpiTKFTTCWQ1)(第25页/共39页注水控制注水控制聚合

8、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。第26页/共39页 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。过程复杂、控制精度高过程复杂、控制精度高第27页/共39页恒流注水缺陷及其解决办恒流注水缺陷及其解决

9、办法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。 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。第28页/共39页注水控制流程图注水控制流程图第29页/共39页无离子水、分散剂加料画无离子水、分散剂加料画面面第30页/共39页操作面板操作面板第31页/共39页聚合控制流程图聚合控制流程图第32页/共39页终止