聚氯乙烯分厂详细工艺介绍

聚氯乙烯分厂工艺介绍二0一三年一月乙炔物理性质分子式：C2H2结构式：H-C≡C-H分子量：26.04密度：1.17kg/m3熔点：-81℃（101.325kPa）沸点：-83.6℃（101.325kPa时升华温度）

自燃点：406～440℃纯乙炔是无色、无嗅的气体。用工业电石制得的乙炔中由于含有少量硫化氢、磷化氢等杂质气体，而具有难闻的气味。乙炔难溶于水而易溶于丙酮中（见表1），根据这一特性，工业上用丙酮吸收法来分析乙炔纯度。溶解温度（℃） 0 10 30 50 60 70 80 90水 1.73 1.31 0.84 0.50 0.37 0.25 0.15 0.05丙酮 33 26 16 - - - - -表2-1乙炔溶解度表

乙炔在高压下很容易爆炸，液态乙炔稍受震动就会爆炸，常压下，乙炔与空气混合物的爆炸范围为2.3～81％，其中含乙炔在7～13％时爆炸力最强。乙炔和氧气混合物的爆炸范围为2.1～93％，其中含乙炔30％时爆炸力最强。化学性质乙炔由于含有不饱和键和活泼氢，具有典型的炔烃性质。

⑴加成反应与氢、卤素、卤化氢、水发生反应：CH≡CH+H2→CH2＝CH2CH≡CH+X2→CHX＝CHX（其中氯乙炔极易爆炸）CH≡CH＋HX→CH2＝CHXCH≡CH+H2O→CH2＝CHOH

⑵氧化反应氧化时三键破裂生成二氧化碳。3CH≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2+10KOH+10MnO2⑶金属炔化物的生成乙炔分子中的氢原子能被银、铜、汞等置换，生成易爆的金属炔化物，如乙炔银、乙炔铜、乙炔汞等。

CH≡CH＋Cu2＋→CuC≡CCu（乙炔铜）+H2CH≡CH＋2Ag+→AgC≡CAg（乙炔银）+H2乙炔铜和乙炔银在干燥时很容易爆炸。乙炔是非常重要的化工原料，在工业上得到广泛的应用，根据乙炔性质非常活泼这一特征，通过加成、聚合等各种反应，由它可以制成各种塑料、橡胶、纤维以及有机合成的重要原料和溶剂；在钢铁工业中，可以用来切割钢铁。氯化氢物理性质氯化氢是无色而有刺激性气味的气体，易溶于水。在0℃时，1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性，叫做氢氯酸，习惯上叫盐酸。在标准状态下干燥空气的密度为ρ=1.293kg/m3。化学性质性质稳定，一般不与其他物质反应。只有还原性、无酸性、不和金属、碱反应、不使干燥试纸变色。其酸能与酸碱指试剂反应，紫色石蕊试剂与盐酸变红色，无色酚酞不变色。强酸性，和碱反应生成氯化物和水:HCl+NaOH=NaCl+H2O能与碳酸盐反应，生成二氧化碳，水:K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O能与活泼金属单质反应,生成氢气:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑能与金属氧化物反应,生成盐和水:MgO+2HCl=MgCl2+H2O氯乙烯烯物理性性质分子式式：CH2=CHCl分分子量量：62.5密密度度：0.91kg/m3熔点：：-159.69℃℃（101.325KPa））沸点：：-13.9℃℃（101.325KPa））自然点点：472℃常温常常压下下是无无色、、易燃燃具有有乙醚醚香味味的气气体，，比空空气大大约重重1倍倍，是是有毒毒气体体。液液态氯氯乙烯烯是高高绝缘缘性物物质，，无论论从设设备或或管道道外泄泄漏都都极其其危险险。常压下，，氯乙烯烯与空气气混合物物的爆炸炸范围为为4～22％，，与氧气气混合物物的爆炸炸范围为为3.6～72％，当当N2＞＞48.8%或或CO2＞36.4%时时无爆炸炸危险。。化学性质质氯乙烯是是一种不不饱和的的卤代烃烃，具有有分子中中含双键键和卤素素化合物物的重要要特征，，但一般般来讲连连接在双双键的氯氯原子不不活泼，，所以有有关双键键的加成成反应比比氯原子子取代反反应更容容易，最最重要的的化学性性质是进进行聚合合和共聚聚反应。。(1)聚聚合反应应氯乙烯分分子中C＝C双双键极易易发生聚聚合反应应，是氯氯乙烯极极其重要要的化学学性质，，聚合可可在光、、热、偶偶氮化合合物、过过氧化物物、氧化化还原系系统化合合物的引引发下以以游离基基方式进进行，反反应如下下：nCH2＝CHCl→→[CH2-CHCl]n加成反应应①氯乙烯烯在20～25℃和氯氯加成反反应生成成三氯乙乙烷:CH2＝＝CHCl+Cl2→CH2Cl-CHCl2②氯乙烯烯与氯化化氢作用用生成1，2－－二氯乙乙烷:CH2＝＝CHCl+HCl→CH2Cl-CH2Cl反应机理理(1）乙乙炔和氯氯化氢在在氯化高高汞（或或称升汞汞）为活活性组分分、以活活性炭为为载体的的催化剂剂上发生生气相反反应生成成氯乙烯烯。主反应：：CH≡CH+HCL→CH2CHCL+124.77KJ/mol(29.8kcal/mol)副反应：：CH≡CH+H2O→→CH3CHOCH≡CH+2HgCl2→ClCH＝CHCl+Hg2Cl2CH2＝＝CHCl+HCl→→CH3CHCl2(2）乙炔先先与氯化高汞汞加成生成中中间加成物氯氯乙烯氯汞：：CH≡CH+HgCl2→ClCH＝＝CH-HgCl氯乙烯氯汞中中间产物不稳稳定，和氯化化氢反应生成成氯乙烯：ClCH＝CH-HgCl+HCl→CH2＝CHCl+HgCl2影响反应的主主要因素(1)合成反反应温度反应温度对转转化反应影响响很大，温度度太低，则乙乙炔反应不完完全，转化率率低；温度高高，乙炔转化化率高，但副副产物也多，，从而使氯乙乙烯产率下降降。一般合成成反应温度控控制在90～～180℃之之间。(2)原料气气分子比：乙炔炔过量容易使使触媒中氯化化高汞还原成成氯化亚汞或或汞；氯化氢氢过量太多，，则容易进一一步与氯乙烯烯加成反应生生成1，1－－二氯乙烷的的副产物。因因此，在氯化化氢纯度稳定定的情况下，，氯化氢与乙乙炔分子比为为：HCL：C2H2=(1.05-1.1):1水分：原料气气中含水一是是与氯化氢生生成盐酸，腐腐蚀转化器，，生成三氯化化铁堵塞设备备管道；二是是使触媒结块块，转化器阻阻力急剧增加加，翻换触媒媒困难，生产产不能正常进进行；三是容容易与乙炔反反应生成乙醛醛：CH≡≡CH+H2O→CH3CHO，因此一般般原料气中水水分控制在0.03％以以下。游离氯：原料料气氯化氢中中含有的游离离氯与乙炔反反应生成氯乙乙炔，氯乙炔炔极不稳定，，常在混合器器、石墨冷却却器等设备管管道中爆炸，，因此必须控控制在0.04％以下。。氧气：原料气气乙炔中含氧氧较高时，影影响生产安全全，特别在精精馏尾气放空空中，乙炔含含量较高时，，氧浓度高威威胁更大。因因此，乙炔气气中氧含量一一般控制在0.4％以下下。杂质：原料料气乙炔中中的杂质如如磷化氢、、硫化氢、、砷化氢等等均能与触触媒发生不不可逆的吸吸附作用，，使触媒中中毒，降低低触媒寿命命，并且还还能与氯化化高汞分子子反应生成成无活性的的汞盐。HgCl2+H2S→HgS+2HCl3HgCl2+PH3→(HgCl)3P+3HCl粗氯乙烯的的净化合成反应后后的气体中中，除氯乙乙烯外，尚尚有过量氯氯化氢、未未反应的乙乙炔、氮气气、氢气、、二氧化碳碳等气体，，以及副反反应生成的的乙醛、二二氯乙烷、、二氯乙烯烯、三氯乙乙烯、乙烯烯基乙炔等等杂气。为为了生产适适于聚合的的高纯度单单体，应彻彻底将这些些杂质除掉掉。水洗是是粗氯乙烯烯净化的第第一步，即即用水洗去去在水中溶溶解度较大大的杂气，，如氯化氢氢、乙醛等等。此外，，水洗还具具有冷却合合成气的作作用。经水水洗后合成成气中的氯氯化氢虽大大部分除去去，但仍有有部分残留留在合成气气中，如果果夹带到后后续系统，，会腐蚀设设备，而且且氯化氢的的存在会促促使氯乙烯烯聚合，堵堵塞管道和和设备，所所以需要用用碱洗的方方法将其彻彻底除去。。此外，碱碱洗也可将将合成气中中的二氧化化碳等酸性性气体一并并除去。粗氯乙烯压压缩转化后的合合成气如采采用加压精精馏，则合合成气的压压缩是一道道不可缺少少的工序。。通过气体体的压缩提提高了气体体的压力，，亦即提高高了物料的的沸点，才才有可能在在常温下进进行精馏操操作。例如如：常压下下氯乙烯的的沸点是-13.9℃，压缩缩到0.5MPa时时，沸点提提高到40℃左右，，这样精馏馏过程中的的冷量消耗耗就大为减减少，操作作也大为方方便，生产产能力大大大提高。压缩工序就就是通过螺螺杆压缩机机，把粗氯氯乙烯气体体压缩，达达到规定要要求压力后后送下一工工序的过程程。精馏馏是是使使蒸蒸馏馏时时所所产产生生的的蒸蒸汽汽与与蒸蒸汽汽冷冷凝凝时时得得到到的的液液体体相相互互作作用用，，气气相相中中高高沸沸点点组组分分和和液液相相中中的的低低沸沸点点组组分分，，以以相相反反方方向向进进行行多多次次的的冷冷凝凝和和汽汽化化，，实实现现完完全全分分离离液液体体混混合合物物的的过过程程。。氯氯乙乙烯烯精精馏馏过过程程就就是是将将经经净净化化处处理理、、压压缩缩后后的的粗粗氯氯乙乙烯烯气气体体进进行行精精馏馏：：首首先先通通过过低低沸沸塔塔，，利利用用低低温温精精馏馏的的方方法法使使粗粗氯氯乙乙烯烯中中的的不不凝凝气气体体挥挥发发出出来来加加以以去去除除；；然然后后通通过过高高沸沸塔塔对对低低沸沸塔塔的的釜釜液液进进行行精精馏馏处处理理，，得得到到纯纯度度较较高高的的氯氯乙乙烯烯单单体体。。链引发链引发是是形成单单体自由由基活性性中心的的反应，，通过包包括引发发剂均裂裂形成初初级自由由基R··和初级级自由基基与VC形成单单体自由由基。链增长链引发阶阶段形成成的单体体自由基基，不断断的加成成单体分分子，构构成链增增长反应应。链终止增长的活活性链带带有独电电子，当当两个链链自由基基相遇时时，独电电子消失失而使链链终止。。因此自自由基聚聚合的终终止反应应使双分分子反应应，他有有偶合和和歧化两两种形式式。链转移向单体链链转移形形成的单单体自由由基含有有双键，，继续引引发聚合合生成含含未端双双键不稳稳定结构构的PVC分子子。汽提原原理出料槽槽与汽汽提塔塔出来来的浆浆料经经螺旋旋板式式换热热器预预热后后进入入汽提提塔，，经塔塔内筛筛板小小孔流流下，，与塔塔底进进入的的蒸汽汽逆流流接触触进行行加热热汽提提，汽汽提后后的浆浆料通通过降降液管管进入入下层层，汽汽提出出的残残留单单体随随上升升的水水蒸气气溢出出，利利用水水汽和和氯乙乙烯凝凝、沸沸点不不同，，其中中易凝凝的水水汽经经塔顶顶冷凝凝器回回流流流入塔塔内，，不冷冷凝的的氯乙乙烯气气体借借水环环真空空泵抽抽入回回收气气柜，，塔底底流出出的浆浆料去去离心心干燥燥。干燥原原理空气通通过过过滤器器，升升温，，由主主风机机送入入干燥燥床风风室内内，并并保证证一定定的风风温，，风压压。进进入流流化床床内的的湿物物料与与热空空气在在布风风板上上方接接触，，把干干燥床床的浆浆料吹吹到沸沸腾状状态（（流化化状态态）。。物料料颗粒粒悬浮浮于气气流之之中，，形成成流化化状态态。呈呈流化化状态态的物物料颗颗粒与与热空空气均均匀、、充分分地混混合，，进行行十分分强烈烈的传传热和和传质质，脱脱除水水分，，达到到干燥燥。合合格的的产品品由流流化床床的出出料口口排出出，含含尘气气体经经除尘尘装置置净化化后由由引风风机排排入大大气。。同时时和干干燥床床内的的换热热器充充分换换热，，经旋旋风分分离器器将湿湿空气气和干干树脂脂分离离，湿湿空气气经尾尾气洗洗涤塔塔洗涤涤后排排入大大气，，干树树脂经经二次次输送送风机机送至至包装装料仓仓。废水处处理原原理本工艺艺主要要采用用物理理法、、化学学法和和生物物法相相结合合的工工艺。。主要通通过沉沉淀、、澄清清、微微生物物吸收收；沙沙滤和和活性性炭吸吸附PVC生产产中产产生的的废水水进行行处理理，使使符合合国家家排放放标准准。物理法法活性炭炭吸附附主要要是利利用活活性炭炭有较较大的的比表表面积积吸附附废水水中的的细小小颗粒粒，从从而除除去水水中杂杂质的的方法法；而而砂滤滤主要要通过过砂滤滤饼对对废水水过滤滤，使使较大大杂质质达到到过滤滤的目目的。。化学法法主要是是对废废水用用化学学的方方法处处理，，从而而加入入化学学试剂剂达到到排放放的标标准。。1）首首先加加25%的的NaOH溶液液中和和，离离子反反应方方程为为：H++OH-=H2O2）再再加一一种AlCl3溶溶液进进行处处理，，离子子反应应方方方程：：Al3++3OH-=Al（（OH）3从而形形成絮絮凝状状物质质，采采用重重力沉沉降原原理与与澄清清液分分离机前压压力Kpa≥≥0.53～4气体出出口温温度℃℃≤≤100气体出出口压压力MPa0.55±0.05低沸塔塔塔釜釜压力力0.50～0.54塔釜温温度38～～42高沸塔塔塔釜釜压力力0.20～0.35塔釜温温度20～～37成品冷冷凝器器压压力力0.2～～0.3温度16～～26净化气气含乙乙炔ppm120净化气气含氯氯乙烯烯36ppm聚合釜釜温度度波动动范围围℃57.5±±1（（SG-5）67.5±±1（（SG-8）63.5±±1（（SG-7）出料槽压力力kPa0～8汽提塔塔顶顶压力Mpa-0.01～0.03汽提塔第一一块塔板温温度100℃～110℃二层至七层层塔板温度度范围90～105℃工艺安全联联锁说明（1）VCM合合成混脱联联锁（一级级）（一）当满满足下列1-6条件件时，联锁锁关闭乙炔炔总管开关关阀2HZV-2104(同同时开启乙乙炔管路氮氮气开关阀阀2HZV-2102);延延时10S关闭氯氯化氢总管管开关阀2HZV-2101(同时开开启混合器器管路氮气气开关阀2HZV-2103)；激活活至氯化氢氢合成炉出出酸联锁逻逻辑。1.混合合器温度达达到极高HH值；（（45℃））2.混合合器温度上上升梯度达达到极高HH值；（（3℃/2S）3.预热热器出口温温度升到极极高HH值值；（100℃）4.当选选择主路氯氯化氢流量量联锁投入入时，且主主路氯化氢氢瞬时流量量达到极低低LL值，，并延时（（暂定5S）；（根根据负荷情情况确定））5.当选选择旁路氯氯化氢流量量联锁投入入时，且旁旁路氯化氢氢瞬时流量量达到极低低LL值，，并延时（（无延时））；（根据据负荷情况况确定）6.紧急急停车按钮钮激活。（二）乙炔炔低流量联联锁1.当选择择主路乙炔炔流量联锁锁投入时，，且主路乙乙炔瞬时流流量达到极极低LL值值，关闭乙乙炔总管开开关阀2HZV-2104，，氯化氢总总管开关阀阀2HZV-2101保持开开车状态，，激活至氯氯化氢合成成炉出酸联联锁逻辑。。（停车后后至下次开开车前，合合成DCS禁止复位位出酸联锁锁，以免造造成操作过过程中出酸酸联锁再次次触发）2.当选择择旁路乙炔炔流量联锁锁投入时，，且旁路乙乙炔瞬时流流量达到极极低LL值值，关闭乙乙炔总管开开关阀2HZV-2104，，氯化氢总总管开关阀阀2HZV-2101保持开开车状态，，激活至氯氯化氢合成成炉出酸联联锁逻辑。。（停车后后至下次开开车前，合合成DCS禁止复位位出酸联锁锁，以免造造成操作过过程中出酸酸联锁再次次触发）说明：当满满足下列条条件中的任任意一个，，氯化氢大大阀2HZV-2101关闭闭、充氮阀阀HV-2102、、HV-2103打打开。（截截至此说明明下发之日日，只有D线此部分分已做改动动并调试完完成。A、、B、C线线尚未调试试投用，因因乙炔流量量低造成停停车后氯化化氢大阀仍仍需人为判判定是否关关闭）（1）.氯化氢氢流量低低于800m3/h；；2.氯化化氢总管管压力低低于5KPa；；3.氯化化氢流量量大于3000m3/h，，并延时时10分分钟。（2）VCM气气柜联锁锁（二级级）当气柜高高度达到到极低LL时(暂定15%)，VCM螺杆杆压缩机机跳停。。（3）单单体储罐罐联锁（（二级））1.当单单体储罐罐液位计计2LT-2501、、2LT-2502或或液位开开关2LAS2503任一出出现极高高HH报报警时，，进料阀阀XC-2501关闭闭。2.当单单体储罐罐液位计计2LIA-2501、2LIA-2502任一一出现液液位极低低LL报报警时，，出料阀阀2XC-2502A/B关关闭，出出料泵2MC-P2501A/B/C停止止。3.当单单体储罐罐温度2TISA-2501A/B任一出出现极高高HH报报警时，，进料阀阀2XC-2501关关闭,出出料阀2XC-2502A/B关闭闭,出料料泵2MC-P2501A/B/C停止.（4）离离心机联联锁（二二级）1.主电电机超负负荷，电电流大于于520A时；；2.回油油温度大大于75℃时；；3.供油油压力低低于0.04MPa时时；4.扭矩矩大于180kg.m时；满足以上条件件联锁停离心心机，离心机机加料阀（2EIC-1201）联联锁关闭，母母液水冲洗阀阀（2XV-1225））联锁打开。。（5）聚合ESD联锁方方案1中压氮气阀阀联锁(气动动马达搅拌装装置)当气动马达在在DCS或ESD有启动动信号时，打打开现场的电电磁阀2XV-1113A～F(或或2XV-2113A～～F)，且中中压氮气阀2XV-1601(或2XV-2601)DCS给信号，，则现场中压压氮气阀2XV-1601打开。2新鲜单体出出料阀2XV-1006（2XV-2006））,倾斜器出出口阀2XV-1310（2XV-2310））,回收单体体出料阀2XV-1312（2XV-2312）联锁：新鲜单体出料料阀2XV-1006（（2XV-2006）,倾斜器出口口阀2XV-1310（（2XV-2310）,回收单体出出料阀2XV-1312（2XV-2312））现场操作柱柱和事故盘启启动按钮同时时按下去时阀阀门打开，否否则阀门关闭闭。（6）.聚合合釜联锁（1）聚合釜釜反应正常进进行中或热纯纯水（HWP）加料中，，并且聚合釜釜压力2PI-1121超过RD167设定值值时，持续30秒以上；；（2）当HWP加料中、、HWP加料料停止、正常常反应进行中中任一条件满满足，并且电电源故障、聚聚合釜高搅功功率低于NN-1258的设定值、、聚合釜高搅搅低搅停同时时满足