【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 :PVC 的 是 3(3字在三個(gè)循還再用箭號(hào)中心 ) 塑料本體底部或包裝上須列明 ,以便消費(fèi)者及回收商能適當(dāng)?shù)胤诸悺? 聚氯乙烯的危害 聚氯乙烯也是經(jīng)常使用的一種塑料，它是由聚氯乙烯樹脂、增塑劑和防老劑組成的樹脂，本身并無(wú)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)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，這種氣體對(duì)人體有害，因此聚氯乙烯制品不宜作為食品的包裝物。電木 (酚醛塑料 )含有游離苯酚和甲醛，對(duì)人體有一定毒性，不適合存放食品和作食品包裝。電玉 (尿醛塑料 )雖然無(wú)嗅無(wú)味，但在 100 度沸水中或用作盛放醋類食品時(shí)，會(huì)有游離甲醛析出，對(duì)人體有害，所以也不適于作為食具或食品包裝。 廢舊塑料 (有的可能添加少許新料 )的更新品，因其成分復(fù)雜，很難保證不帶有毒性，故一般也不可用來(lái)作為食品盛具和包裝物。 聚氯乙烯的污染 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。 由于一次性醫(yī)療器械產(chǎn)品大多采用醫(yī)用級(jí)聚氯乙烯（ PVC）或聚碳酸酯（ PC），而 PVC加工過程中的熱分解物對(duì)鋼材有較強(qiáng)的腐蝕性， PC 則硬度高，濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 粘性大，因而對(duì)塑化部分的零部件材質(zhì)要求必須是能抗腐蝕、抗磨損而且有較高的拋光性能。目前大多數(shù)醫(yī)用注塑機(jī)采用機(jī)筒螺桿鍍硬鉻的辦法或者采用不銹鋼為材料制作機(jī)簡(jiǎn)螺桿以達(dá)到上述特殊要求。另外，為了防止 PVC加工過程中熱分解產(chǎn)生氣體，要求對(duì)動(dòng)定模板表面進(jìn)行鍍鋁處理，而且對(duì)外圍板金也進(jìn)行鍍鋁處理或者采用不銹 鋼板制作板金，板金拼縫采用無(wú)毒硅膠進(jìn)行密封，以防塑料加工過程中產(chǎn)生的氣體跑到外面（塑料加工過程中產(chǎn)生的氣體可通過專用設(shè)備進(jìn)行集中收集再經(jīng)過凈化處理方可排入大氣中）。 氯乙烯工業(yè)的 應(yīng)用 聚氯乙烯 PVC 是世界上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)間最早，應(yīng)用范圍最廣范的通用型熱塑性塑料。在三四十年代開始實(shí)際應(yīng)用以來(lái) ，其產(chǎn)量一直穩(wěn)居塑料工業(yè)之首，后來(lái)由于聚氯乙烯發(fā)展速度更快， 1996 年才退居第二位。在美國(guó) 1990年底密度聚氯乙烯的產(chǎn)量超過了 PVC， 1992 年高密度聚氯乙烯的產(chǎn)量及銷售量已以 PVC 大致相當(dāng)，他們交替位于第二或第三 之間。在日本 PVC 產(chǎn)量和消費(fèi)量居第二位。在中國(guó) PVC塑料制品產(chǎn)量一直位居第一， PVC樹脂產(chǎn)量從 1988年開始退居第二，消費(fèi)量低于聚乙烯和聚丙烯而名列第三位。盡管如此聚氯乙烯在其綜合性能、品種的多樣性、用途的廣泛性、性能價(jià)格比及資源利用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影像方面 ，仍然任何一種塑料。 60多年來(lái) PVC 工業(yè)一直保持著最富活力的技術(shù)革新和持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。 中國(guó)聚氯乙烯的發(fā)展 聚氯乙烯（ PVC）是世界第二大通用樹脂， 1998 年世界 PVC 樹脂生產(chǎn)能力約為2980 萬(wàn)噸，產(chǎn)量大約為 2350 萬(wàn)噸，次于聚乙烯樹脂（生產(chǎn)能 力 5680 萬(wàn)噸，產(chǎn)量4370 萬(wàn)噸），與聚丙烯樹脂（生產(chǎn)能力 2994 萬(wàn)噸，產(chǎn)量 2550 萬(wàn)噸）相差不多。 PVC是由液態(tài)的氯乙烯單體（ VCM）經(jīng)懸浮、乳液、本體或溶液法工藝聚合而成，其中懸浮工藝在世界 PVC 生產(chǎn)裝置中大約占 90％的比例。在世界 PVC 總產(chǎn)量中均聚物也占大約 90％的比例。 PVC 是應(yīng)用最廣泛的熱塑性樹脂，可以制造強(qiáng)度和硬度很大的硬質(zhì)制品如管材和管件、門窗和包裝片材，也可以加入增塑劑制造非常濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 柔軟的制品如薄膜、片材、電線電纜、地板、合成革、涂層和其它消費(fèi)性產(chǎn)品。硬質(zhì)制品目前占 PVC 總消費(fèi)量的 65～ 70％，今后 PVC 消費(fèi)量進(jìn)一步增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)主要是在硬質(zhì)制品應(yīng)用領(lǐng)域。目前 PVC在建筑領(lǐng)域中的消費(fèi)量占總消費(fèi)量的一半以上。 應(yīng)用狀況 PVC 樹脂可以采用多種方法加工成制品，懸浮聚合的 PVC 樹脂可以擠出成型、壓延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或壓塑成型。分散型樹脂或糊樹脂通常只采用糊料涂布成型，用于織物的涂布和生產(chǎn)地板革。糊樹脂也可以用于搪塑成型、滾塑成型、蘸塑成型和熱噴成型。 發(fā)達(dá)國(guó)家 PVC樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中主要是硬制品，美國(guó)和西歐硬質(zhì)品占大約 2/3的比例，日本占 55％；硬質(zhì)品中主要是管材和型材，占大約 70～ 80%。 PVC 軟制品市場(chǎng)大約占全部 PVC 市場(chǎng)的 30％，軟制品主要包括織物的壓延和涂層、電線電纜、薄膜片材、地面材料等。硬質(zhì)品 PVC樹脂近年來(lái)增長(zhǎng)比軟制品快。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 二 章 聚氯乙烯生產(chǎn)工藝 原 料乙炔的制備 乙炔概述 HC≡CH 純品為無(wú)色略帶芳香氣味的氣體，工業(yè)品（俗稱電石氣）則具輕微大蒜臭。常壓下不能液化，升華點(diǎn) ℃ 。易燃、易爆。是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料，也是有特定用途的優(yōu)質(zhì)高熱值燃料 。 生產(chǎn)方法 工業(yè)上有許多種生產(chǎn)乙炔的方法，按原料來(lái)源可分為兩大 類： 碳化鈣法 又名電石法，是最古老且迄今仍在工業(yè)上普遍應(yīng)用的乙炔生產(chǎn)方法。它是使電石與水在乙炔發(fā)生器中作用而制得乙炔： CaC2 +2H2O→ Ca (OH)2+C2H2電石（含碳化鈣 80％）可得乙炔約 310l（常溫、常壓）。 工業(yè)上應(yīng)用的乙炔發(fā)生器分干式和濕式兩種。由于反應(yīng)放熱大，乙炔發(fā)生器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)能使反應(yīng)熱迅速移出，并防止局部過熱與超溫超壓；電石分解應(yīng)盡量完全 ,并避免乙炔在 150℃ 以上發(fā)生聚合等副反應(yīng)。小型發(fā)生器多用濕式 ,用水量為化學(xué)計(jì)量值的若干倍（ 1kg 碳化鈣加水 8～ 20kg） ,排出稀石灰乳同時(shí) 移出反應(yīng)熱。大型裝置多用干式發(fā)生器，類型甚多。較多的為臥式螺旋推進(jìn)型或立式塔板型。干式發(fā)生器用水量大大減少（約與所用碳化鈣等重），排出的石灰渣含水 ≤4 ％ ,污染大為減輕，有些工廠也用大型的濕式發(fā)生器 ,操作較安全 ,但稀石灰灰漿的處理較麻煩。 電石為固體物料 ,運(yùn)輸方便，制得乙炔濃度很高 ,只需簡(jiǎn)單精制即可使用。故碳化鈣法應(yīng)用比較普遍，既可大規(guī)模生產(chǎn)，也可少量發(fā)生以用于焊接或切割。但生產(chǎn)電石能耗太高，發(fā)展受到限制。 碳化鈣法乙炔濃度為 96～ ％，含有硫化物、磷化氫、砷化氫、氨和乙炔衍生物等雜質(zhì)，此等物質(zhì)能使催化 劑中毒或腐蝕金屬，在作為化工原料使用前常用稀硫酸、次氯酸鈉溶液（氯通入稀氫氧化鈉溶液）分別洗滌凈化。少量的乙炔也可用干法凈化，采用重鉻酸鹽凈化劑、三氯化鐵凈化劑均可達(dá)到凈化要求。 烴類熱裂解法 從天然氣、輕油、原油等烴類經(jīng)高溫裂解都可得到乙炔。從乙濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 炔與低碳烷烴的生成自由焓與溫度的關(guān)系曲線可見在高溫 (930～ 1230℃ )下始能從烴類制得乙炔；其次，從反應(yīng) CaC2 +2H2O→ Ca (OH)2+C2H2377kJ 可見生成乙炔需要大量熱能；另外 ,從熱力學(xué)觀點(diǎn)看 ,所有不飽和烴中乙炔在高溫下最容易分解成碳和氫。這就 要求工業(yè)上必須迅速給物料供熱以達(dá)到高溫 (930℃ )，原料或反應(yīng)產(chǎn)物在高溫反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間要非常短，乙炔分壓要低，裂解氣需急冷。工業(yè)上已開發(fā)了很多種生產(chǎn)方法 。 其主要區(qū)別是高溫?zé)崮艿漠a(chǎn)生與傳導(dǎo)方式不同，可大致分為直接傳熱的外熱法、部分原料燃燒的自供熱法、通過熱載體間接傳熱的外熱法。目前，工業(yè)生產(chǎn)使用的方法主要是電弧法和部分氧化法 。 生產(chǎn)方法 （ 1）： 電石制備： CaO+3C→ CaC2+CO↑ （ 2） 乙炔制備： ① 主反應(yīng) CaC2+2H2O→ Ca(OH)2+C2H2 ② 副反應(yīng) CaO+H2O→ Ca(OH)2 CaS+2H2O→ Ca(OH)2 +H2S Ca3P2+6H2O→ 3Ca(OH)2+2PH3 Ca3N2+6H2O→ 3Ca (OH)2+2NH3 Ca2Si+4H2O→ 3Ca(OH)2+SiH4 Ca3As2+6H2O→ 3Ca(OH)2 +2AsH3 從上述反應(yīng)可以看出在生成乙炔的同時(shí)還存在喜多雜質(zhì)氣體。這種含有眾多雜質(zhì)氣體的乙炔稱為粗乙炔，用粗乙炔生產(chǎn)氯乙烯不適宜，容易造成合成工段觸媒中毒，還會(huì)影響氯乙烯質(zhì)量，為此必須進(jìn)行清凈處理。常用的清凈劑是次氯酸鈉 ，利用次氯酸鈉的氧化性，將粗乙炔中的硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)氣體氧化呈酸性物質(zhì)而除去。 其反應(yīng)方程式如下： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 4NaClO+H2S→ H2SO4+4NaCl 4NaClO+PH3→ H3PO4+4NaCl 4NaClO+SiH4→ SiO2+2H2O+4NaCl 4NaClO+AsH3→ H3AsO3+4NaCl 上述清凈化應(yīng)可以看出清凈過程稱重產(chǎn)生了酸性物質(zhì)，需用 NaOH 中和 。 （ 1） CH4 → C2H2+3H2 （ 2） CH4+2O2→ CO2 +2H2O 上面兩個(gè)反應(yīng)方程式構(gòu)成甲烷氧化裂解 過程，與此同時(shí)還發(fā)生如下幾種反應(yīng) ： （ 1） 甲烷不完全氧化反應(yīng) : CH4+1/2O2 → CO+2H2 （ 2） 一氧化碳變換反應(yīng)： CO+H2O→ CO2+H2 （ 3） 乙炔分解反應(yīng)： C2H2→ 2C+H2 工藝路線的選擇 電石法是生產(chǎn)乙炔較為古老的方法。這種方法耗電量大、成本高、但技術(shù)成熟、乙炔含量較高、生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單、應(yīng)用較為普遍，隨著石油工業(yè)的飛速發(fā)展，以天然氣為原料通過裂解生產(chǎn)乙炔已成為主要方法，這種方法生產(chǎn)成本較低，同時(shí)還副產(chǎn)有用的副產(chǎn)物。但在石油資源貧乏而水 資源豐富的地區(qū)，一旦水電資源得到充分開發(fā)，電價(jià)大幅度降低。此電石乙炔路線可以與石油乙烯路線競(jìng)爭(zhēng)。這就是電石乙炔廠家賴以生存的原因。從長(zhǎng)遠(yuǎn)分析地球的石油資源有限，而水電資源是大量的，因此，乙炔路線還是有一定的生命力。 反應(yīng)原理 CaO+3C→ CaC2+CO2 CaC2+H2O→ Ca(OH)2+C2H2 工藝條件 粒度 電石粒度不宜過小，否則水解速度太快，是反應(yīng)放出的熱量不能及時(shí)移走易發(fā)生局部過熱而引起乙炔分解和熱聚，進(jìn)而使溫度劇升而發(fā)生爆炸。粒度過大，則水解反應(yīng)緩慢發(fā)生器底部間 歇排出渣漿中容易夾帶未水解的電石。造成電石額定濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 消耗上升。因此，根據(jù)目前發(fā)生器結(jié)構(gòu)及電石破碎損耗等因素考慮。粒度控制在80mm 以下，對(duì)于 4～ 5 層擋板可選用 80mm 以下，對(duì)于 2～ 3 層擋板者宜選用 50mm以下。 溫度對(duì)于電石水解反應(yīng)的速度的影響是顯著的，相同粒度下測(cè)定溫度在 2～80℃范圍內(nèi)的影響關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在 50℃以下每升高 1℃使水解速度加快 1%；而在 ～35℃以下的寒冷地區(qū)，電石在鹽水中的反應(yīng)速度是非常緩慢的。 理論上，每噸電石水解需要 噸的水，在絕熱反應(yīng)下，水解反應(yīng)會(huì)使系統(tǒng)溫度劇升到幾百度以上 。因此在濕式發(fā)生器中，都采用過量水移出反應(yīng)熱，并稀釋副產(chǎn)的氫氧化鈣以利益管道排放?？偧铀颗c電石投料量之比即稱作水比。因此，在濕式反應(yīng)器中溫度和水比是相對(duì)應(yīng)的，工業(yè)生產(chǎn)上就是借減少加水量來(lái)提高反應(yīng)溫度。反應(yīng)溫度越高則乙炔總損失越少，而發(fā)生器排出的電石渣漿含固量也相應(yīng)上升。過高反應(yīng)溫度將導(dǎo)致排渣困難，另外，粗乙炔氣中水真氣含量相應(yīng)增加，冷卻負(fù)荷加大，以及從安全等方面考慮，不宜使反應(yīng)溫度控制過高，一般根據(jù)已有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以 80～ 90℃為宜。 工藝流程圖 乙炔工藝流程 見圖 21 流程簡(jiǎn)述 生崗位 加料貯斗 1 里面的電石經(jīng)底部的螺旋加料器加入發(fā)生器 2 電石遇到發(fā)生器里大量的水迅速分解，產(chǎn)生的乙炔氣從發(fā)生器頂部溢出電石分解時(shí)放出大量的熱，借不斷往發(fā)生器里加入新鮮水來(lái)維持溫度并 補(bǔ)充消耗的水分。電石分解后的稀電石渣漿從溢流管 4不斷流出，濃渣漿 由發(fā)生器底部排渣閥門間斷排出。由發(fā)生器頂部逸出的乙炔氣經(jīng)正水封 5至冷卻塔 7進(jìn)入清凈系統(tǒng)。 冷卻后的乙炔氣進(jìn)入清凈塔 8 與次氯 酸鈉接觸以除硫磷等雜質(zhì)，然后進(jìn)入中和塔 9被堿中和。經(jīng)中和的乙炔 少量入氣柜⑾大部分經(jīng)水封 10 后水環(huán)式壓縮機(jī) 12。壓縮后的乙炔氣經(jīng)氣液 分離器 13 后至列管式冷卻器 14 初步除水，再 進(jìn)入四個(gè)共串的干燥塔 15 脫水，是含水量小于 %后送出進(jìn)行氯乙烯合成 。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 2－ 1 乙炔工藝流程圖 1－ 電石貯槽； 2－ 發(fā)生器； 3－ 高位槽； 4－ 溢流管； 5－ 正水封； 6－ 逆水封； 7— 冷卻器； 8— 清凈塔； 9— 中和塔； 10— 水封； 11— 氣柜； 12— 水環(huán)式壓縮機(jī)；