【正文】 /TPVC(從壓縮工段扣除 )；聚合工段分離、干燥損失： 20kgVC/TPVC。 氣柜 T=25 OC（ K） P=(表壓 ) 壓縮工段工藝條件： （ 1）機(jī)前冷凝器： t 入 =25 OC（ ） t 出 =10 OC（ ） （ 2）一段壓縮： P 入 =(表壓 ) P 出 =(表壓 ) t 入 = 10OC（ ） 中間冷卻 t 出 = 30OC（ ） 二段壓縮： P 入 =(表壓 ) P 出 =(表壓 ) t 入 = 30OC（ ） 機(jī)后冷卻至 t 出 = 40OC（ ） 全凝器： t 出 =13OC（ ） P 出 =(表壓 ) 水分離器內(nèi)除水 80%（ w%） 尾氣冷凝器： t 出 =30OC（ ） P 出 =(表壓 ) 8 低沸塔工藝條件： （ 1）塔頂餾出液中： VC50%（ W%） （ 2）塔低出料含乙炔量： %（ W%） （ 3）操作壓力： (表壓 ) （ 4）放空尾氣中 VC 含量 12%（ w%） 1 高沸塔工藝條件： （ 1）塔頂氣體 EDC濃度： %（ W%） （ 2）塔釜物料中 VC 濃度： 20%（ W%） （ 3）操作壓力： （表壓） （ 4）釜加熱水溫度： t 入 =90OC（ ） t 出 =75OC（ ） 1聚合工段：聚合率 85%（ W%），未聚合 VC 回收率 90%（ W%） 1所有設(shè)備計(jì)算：全凝器、尾氣冷凝器、低沸塔、高沸塔。對(duì)所設(shè)計(jì)設(shè)備作能量衡算和設(shè)備工藝計(jì)算。 四、產(chǎn)品性質(zhì)及用途 （一）產(chǎn)品性質(zhì) 聚氯乙烯 英文名稱 ： Polyvinyl chloride polymer 簡(jiǎn)寫： PVC 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式： [―CH2―CHCl―]n 外觀： 白色粉末 分子量： 40600～ 111600 密度 ： ～ g/mL 表觀密度： ～ g/mL 比熱容： (0～ 100℃ )： ～ (g℃ ) 熱導(dǎo)率 ： (m K) 折射率： 20Dn = 顆粒直徑：緊密（ XJ）型 30～ 100μ m 疏松（ SG）型 60～ 150μ m 糊樹脂 ～ 2 μ m 軟化點(diǎn)： 75～ 85℃ 熱分解點(diǎn) : ﹥ 100℃開始降解出氯化氫 溶解性： 不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯。溶于酮類、脂類和氯烴類溶劑。 9 毒性： 無毒無臭 化學(xué)性質(zhì)： 穩(wěn)定 。不易被酸、堿腐蝕 。 本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分 為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象 。 聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為 40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為 90％的硫酸、濃度為 60％的硝酸和濃度 20％的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃ 開始分解變色，并析出 HCI。工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，所以聚氯乙烯沒有明顯的溶點(diǎn)，約在 80℃ 左右開始軟化，熱扭變溫度（ 負(fù)荷下）為 7071 ℃ ，加壓下 150℃ 開始流動(dòng)，并開始緩慢放 出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。 危 害 ： 聚氯乙烯是經(jīng)常使用的一種塑料，是由聚氯乙烯樹脂、增塑劑和防老劑組成的樹脂，本身并無毒性。但所添加的增塑劑、防老劑等主要輔料有毒性，日用聚氯乙烯塑料中的增塑劑，主要使用 對(duì) （鄰） 苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等，這些化學(xué)品都有毒性，聚氯乙烯的防老劑硬脂酸鉛鹽也是有毒的。含鉛鹽防老劑的聚氯乙烯 (PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶劑接觸會(huì)析出鉛。含鉛鹽的聚氯乙烯用作食品包裝與油條、炸糕、炸魚、熟肉類制品、蛋糕點(diǎn)心類食品相遇，就會(huì)使鉛分子擴(kuò)散到油 脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛裝食品，尤其不能盛裝含油類的食品。另外，聚氯乙烯塑料制品在較高溫度下，如 50 度左右就會(huì)慢慢地分解出氯化氫氣體， 此 氣體對(duì)人體有害，因此聚氯乙烯制品不宜作為食品的包裝物。 污 染 ： 常規(guī)的 PVC等材料的電線電纜是相當(dāng)嚴(yán)重的污染源。在制造、使用及廢棄處理時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生大量的二惡英、鹵氫酸、鉛等有害物質(zhì)； PVC 材料燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生很大的濃煙，并產(chǎn)生有害的 HCL氣體；而且大部分 PVC材料中含有 Pb（鉛）、 Cd（鎘）等（用作電纜穩(wěn)定劑）多種有害重金屬，會(huì)對(duì)人體健康造成一定的危害；焚燒或掩 埋后，會(huì)造成對(duì)土壤和水源的污染。 氯乙烯 英文名稱 ： chloroethylene 分子式： C2H3Cl 分子量 : 色味態(tài)： 無 色、有醚樣氣味的氣體 熔點(diǎn) (℃ )： 沸點(diǎn) (℃ )： 相對(duì)密度 (水 =1)： 相對(duì)蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (25℃ ) 臨界溫度 (℃ )： 142 10 臨界壓力 (MPa)： 引燃溫度 (℃ )： 415 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑。 主要用途：用作塑料原料及用于有機(jī)合成，也用作冷凍劑等。 健康 危害： 氯乙烯可以產(chǎn)生急性中毒， 急性毒性表現(xiàn)為麻醉作用；長(zhǎng)期接觸可引起氯乙烯病。輕度中毒時(shí)病人出現(xiàn)眩暈、胸悶、嗜睡步態(tài)蹣跚等；嚴(yán)重中毒可發(fā)生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。皮膚接觸氯乙烯液體可致紅斑、水腫或壞死。 慢性中毒 時(shí) 表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征、肝腫大、肝功能異常、消化功能障礙、雷諾氏現(xiàn)象及肢端溶骨癥。皮膚可出現(xiàn)干燥、皸裂、脫屑、濕疹等。 本品為致癌物，可致肝血管肉瘤。 環(huán)境危害：氯乙烯在環(huán)境 中能參與光化學(xué)煙霧反應(yīng)。 燃爆危險(xiǎn)：本品易燃，為致癌物。 危險(xiǎn)特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。燃燒或無抑制劑時(shí)可發(fā)生劇烈聚合。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳、氯化氫。滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳 。 （二）產(chǎn)品用途 聚氯乙烯 聚氯乙烯是用途最廣泛的通用 塑料 之一。 聚氯乙稀具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價(jià)格低廉、用途廣泛等突出特點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費(fèi)量的 29%。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工。聚氯乙烯主要用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線護(hù)套等塑料軟制品，也可生產(chǎn)板材、門窗、管道和閥門等塑料硬制品。 PVC 具有很好的隔水性，所以被廣泛用于制造水管，浴簾；此外 PVC具有阻燃 性能，因?yàn)樵谌紵龝r(shí)， PVC 會(huì)釋放出抑制燃燒的氯原子。 聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為 40 以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為 90％的硫酸、濃度為 60％的硝酸和濃度 20％的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于130℃ 開始分解變色，并析出 HCI。 工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但也包含一些結(jié)晶區(qū)域（約５％），所以聚氯乙烯沒有明顯的溶點(diǎn)，約在 80℃ 左右開始軟化，熱扭變溫度（ 負(fù)荷下）為7071 ℃ ，在加壓下 150℃ 開始流動(dòng)，并開始緩慢放出氯化氫，致使聚氯 乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。工業(yè)聚氯乙烯重均相對(duì)分子質(zhì)量在 萬范圍內(nèi)，相應(yīng)的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為 萬。而絕大多數(shù)工業(yè)樹脂的重均相對(duì)分子質(zhì)量在 1020萬，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量在 萬 .硬質(zhì)聚氯乙烯（未加增塑劑）具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性和耐燃性，可以單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬質(zhì)聚氯乙烯可以用增強(qiáng)材料 設(shè)備 ：管道、貯槽、反應(yīng)器及反應(yīng)器襯里、煙囪、鼓風(fēng)機(jī)、泵及閥門。 筑：墻紙、地板、建筑板材、門窗以及 防水卷材 。 ：電線電纜絕緣層、電線套管、電池套管、槽線盒等。 11 裝：中空吹塑包裝瓶，可用于食品、調(diào)味品、飲料等包裝、包裝各種物品的軟包裝、啤酒瓶蓋及飲料瓶蓋內(nèi)襯。 車：內(nèi)飾件及各種部 件的表皮套等、汽車儀表電線絕緣層及護(hù)套、護(hù)管。 它：日用品，如涼鞋、拖鞋、盤、盆、盒、水池、洗衣板等、薄膜用品，如農(nóng)用薄地膜、雨衣薄膜、民用薄膜等、小型 機(jī)械 零件，手輪、螺栓、閥膜、支架等。 氯乙烯 塑料工業(yè)的重要原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂。與醋酸乙烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯類及其他單體生成共聚物。也可用作冷凍劑等 。此外 ,還可用于合成 1,1， 2三 氯乙烷及 1， 1二氯乙烯等。 五、原料規(guī)格來源 （一）規(guī)格 ⑴氯乙烯合成對(duì)原料乙炔的純度和雜質(zhì)含量有嚴(yán)格的要求： ①純 度 純度要求≥ % ②磷硫含量 磷硫含量要求硝酸銀試紙不變色。 ③水 分 含水要求≤ % ⑵生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的主要原料電石，其技術(shù)條件、檢驗(yàn)規(guī)則、檢驗(yàn)方法和包裝等，都必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB106652020 的要求。 技術(shù)要求： 表 1 電石國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 發(fā)氣量（ 20℃、 ） /(L/kg) ≥ 300 280 260 乙炔中磷化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≤ 乙炔中硫化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≥ 粒度（ 5~80mm）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≥ 85 篩下物（ 以下）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 5 注：圓括號(hào)中的粒度范圍可由供需雙方協(xié)商確定。 （二）來源 碳化鈣 (CaC2)俗稱電石。工業(yè)品呈灰色、黃褐色或黑色，含碳化鈣較高的呈紫色。其新創(chuàng)斷面有光澤，在空氣中吸收水分呈灰色或灰白色。能導(dǎo)電，純度 愈高，導(dǎo)電性愈好。在空氣中能吸收水分。加水分解成乙炔和氫氧化鈣。與氮?dú)庾饔蒙汕璋被}。 生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法。一般多采用電熱法生產(chǎn)電石，即生石灰和含碳原料 (焦炭、無煙煤或石油焦 )在電石爐內(nèi)，依靠電弧高溫熔化反應(yīng)而生成電石。主要生產(chǎn)過程是：原料加工；配料；通過電爐上端的入口或管道將混合料加入電爐內(nèi)，在開放或密閉的電爐中加熱至 2020℃ 左右，依下式反應(yīng)生成電石 ： GaO+3C→CaC 2+CO。 熔化了的碳化鈣從 12 爐底取出后，經(jīng)冷卻、破碎后作為成品包裝。反應(yīng)中生成的一氧化碳則依電石爐的類型以不同方式排出：在開放 爐中，一氧化碳在料面上燃燒，產(chǎn)生的火焰隨同粉塵 — 起向外四散；在半密閉爐中，一氧化碳的一部分被安置于爐上的吸氣罩抽出，剩余的部分仍在料面燃燒；在密閉爐中，全部一氧化碳被抽出。 第二章 氯乙烯的生產(chǎn)方法及工藝流程 一、各種生產(chǎn)方法評(píng)述及生產(chǎn)方法的選擇 （ 1）電石乙炔法 這是最早投入工業(yè)生產(chǎn)的方法，主要反應(yīng)： C2H2＋ HCl → CH2=CHCl + Q（ 110KJ） 優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，投資少，建廠周期短，設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：電石成本高，催化劑 HgCl2有毒，污染，不能大規(guī)模生產(chǎn)。 該法應(yīng)用有所縮減、但隨著石油價(jià)格的迅速上漲，電石的成本相對(duì)有些降低，電石乙炔法重新受到重視。 （ 2）聯(lián)合法 聯(lián)合法以 1， 2二氯乙烯（ EDC）裂解制取氯乙烯并副產(chǎn)氯化氫，然后以氯化氫與電石乙炔再合成氯乙烯，兩種粗氯乙烯經(jīng)精制得出聚合用的單體。 優(yōu)點(diǎn)：利用已有的電石資源和乙炔合成裝置，能夠迅速提高生產(chǎn)能力。 缺點(diǎn)：仍需利用大量高價(jià)電石，仍存在汞毒，因此不能持久。 主要反應(yīng) : C2H2 + HCl /HgCl C???? CH2=CHCl C2H4 + Cl2 ?? ?? 3FeCl CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl ? ?? ? CH2=CHCl + HCl （ 3）乙烯氧氯法（平衡氧氯化法） 乙烯氧氯法以純氧為原料，成本比較低，生產(chǎn)裝置的伸縮性也較大，在發(fā)達(dá)國(guó)家以此法為主，主要反應(yīng)： C2H4 +Cl2 ?? ?? 3FeCl ClClCHCH 22 CH2ClCH2Cl ? ?? ? CH2=CHCl + HCl 13 C2H4 +2HCl + 12O2 2CuCl???? EDC +H2O 另外，乙烷的氧氯化制取氯乙烯已有工業(yè)性試驗(yàn)，乙烷價(jià)格比較低，被認(rèn)為有廣闊的前景。 近來石油價(jià)格有所上漲 ， 聯(lián)合法和乙烯氧化法成本相對(duì)于電石乙炔法較高，本廠生產(chǎn)規(guī)模不大，另外電石乙炔法工藝成熟，可利用本廠電解生產(chǎn)的氯化氫，綜合各因素， 本設(shè)計(jì)選用電石乙炔法。 二、電石