【正文】 氣相沿塔板向上流動并與塔板上液相進行同樣的熱量及質(zhì)量交換，最后經(jīng)塔頂冷凝器以 0℃ 冷凍鹽水將其冷凝作為塔頂回流液，不冷凝氣體亦由塔頂經(jīng)全凝器通入尾氣冷凝器處理，低沸塔底脫除低沸物的氯乙烯利用位差送入中間槽。 水洗泡沫塔后，可串聯(lián)第二臺水洗泡沫塔或水洗填料塔 (圖中未示出 )。氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔出去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔進一步除去微量酸氣體，至機前預(yù)冷器和水分離器。 （見《聚氯乙烯工藝學(xué)》 P29） （ 2） 凈化壓縮系統(tǒng) 見圖 27 給出了合成后氯乙烯氣體的凈化壓縮系統(tǒng)工藝流程。使出口處未轉(zhuǎn)化的乙炔控制在 3%以下。因此惰性氣體的含量不能多，應(yīng)越少越好。 （ 6） 原料氣純度 乙炔在高溫高壓下、或與某些物質(zhì)混合時，具有強烈的爆炸能力。但在高壓下乙炔易爆炸，生產(chǎn)上不如常壓下安全。當(dāng)催化劑較新，催化活性高時，溫度可控制在 130150℃ ，隨著使用時間的延長催化劑活性衰減，可逐步適當(dāng)提高溫度。 考慮到活性和選擇性本次設(shè)計仍選用 HgCl2/C 催化劑。 （ 4） 反應(yīng)溫度的選擇 在熱力學(xué)分析中已經(jīng)指出，由 C2H2和 HCl 合成 VC 反應(yīng)的理論轉(zhuǎn)化率雖然隨溫度的升高而降低，但即使 180℃ 高溫下仍然很高， 99%。露天堆放固然不能允許，掩埋地下也不行，因吸附在活性炭上的 HgCl2會慢慢溶入地下水而滲入到江河里造成污染。 在化工生產(chǎn)中選擇催化劑和 合理地使用催化劑很重要，目前人們主要是通過實驗來篩選合適的催化劑。催化劑 經(jīng)過 大量 試驗和生產(chǎn) 結(jié)果 表明，生產(chǎn)上當(dāng)溫度為 130～ 180℃ ，壓力為 大氣壓時， HCln / 22HCn =～ ，采用 45m3C2H2/m3m3催化劑。用 SV表示。因 HCl 過量的太多，會使反應(yīng)中生成的 VC 進一步 與 HCl 反應(yīng)生成多氯化物。根據(jù)以上三點理由，不應(yīng)當(dāng)C2H2過量，而應(yīng)當(dāng) HCl 過量。這說明 C2H HCl 這兩種原料的平衡分壓或平衡濃度是相互制約的，當(dāng)采用其中某一種原料過量時，就必然會使另一種原料的限度轉(zhuǎn)化率提高。 （ 1） 分子比 （ 配料比 ） 已由實踐證明：總壓 1 大氣壓左右、溫度在 130～ 180℃ 之間、 C2H2與 HCl 分子比 1： 1時，反應(yīng)速度可滿足生產(chǎn)要求。 原因如下： （ 1）工藝先進，較以前方法有很大改進。氯乙烯溶液聚合是在單體、引發(fā)劑和溶劑存在下進行，聚合反應(yīng)散熱和控制容易，該聚合方法主要用來生產(chǎn)涂料。氯乙烯乳液聚合是在單體、水溶性引發(fā)劑、乳化劑、水以及其他助劑存在下進行，而微懸浮聚合與乳液聚合法相似，只是采用油溶性引發(fā)劑。懸浮法 PVC生產(chǎn)工藝過程雖經(jīng)歷多次技術(shù)變革，但仍然是由原材料及助劑配制、聚合、單體回收及汽提、離心干燥及包裝等工序組成，如圖 25 所示。平均分子量和顆粒特性是懸浮聚合 PVC兩大主要質(zhì)量指標(biāo)。原因如下： （ 1）電石乙炔法是最早實現(xiàn)工業(yè)化的方法，生產(chǎn)工藝成熟。 圖 23 二氯乙烷法的 VCM 工藝流程框圖 DlANOR 法 DIANOR 法是由意大利 ORNOZlODENORA 公司和美國的 DIAMOND ALKALI內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 16 公司共同開發(fā)的用稀乙烯制氯乙烯技術(shù)，并聯(lián)產(chǎn) 苯 乙烯和其他乙烯氯化物。應(yīng)用該法生產(chǎn)的有荷蘭的 SHELL NETHERLAND CHEMICAL 公司以及德國的 BASF 公司等。為使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯化氫得到利用，美國采取了應(yīng)用于四乙基鉛生產(chǎn)的辦法。這種方法稱為聯(lián)合法。而且工藝流程易掌握。 電石乙炔法 電石乙炔法是以來自食鹽電解的氫與氯氣，經(jīng)過合成爐混合燃燒反 應(yīng)得到干燥氯化氫，再與凈化和脫水后乙炔進行加成反應(yīng)即得粗氯乙烯，經(jīng)過精制后獲得純氯乙烯單體。 在石油資源自給率只有約 30%的國情下，依靠進口乙烯、二氯乙烷或氯乙烯來生產(chǎn)聚氯乙烯的工廠，廠址定于沿?？拷劭谥?，當(dāng)是首選；中西部地區(qū)，由于是電石的主要生產(chǎn)地，且有充足的煤電供應(yīng)，建設(shè)電石法聚氯乙烯工廠，具有較大的成本優(yōu)勢和競爭能力，但不管選用何種工藝，不論廠址確定在何方，聚氯乙烯裝置對周圍環(huán)境的影響，必須給出科學(xué)的評 價，鍥而不舍地用科學(xué)的手段探索、研究 、采用防護措施，以求避免或最大限度地降低其對周圍環(huán)境可能造成的傷害。 (7)實事求是的原則，調(diào)查研究多個廠址，進行科學(xué)分析 和比選。 (3)具備充足的水源供應(yīng)。 廠址的選擇 廠址的選擇非常重要，直接影響到企業(yè)產(chǎn)品成本、運輸、市場、環(huán)保等多個方面。 PVC 樹脂在高溫下與濃堿發(fā)生脫 HCl 反應(yīng)，而在濃硝酸或濃硫酸中發(fā)生氧化分解反應(yīng)。 按成型方法分，有單螺桿或雙螺桿擠出機擠出制品 ， 注塑制品；壓延膜、板、彈內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 11 性地板、多層結(jié)構(gòu)、增強塑料板等；燒結(jié)成型蓄電池隔板；汽車用焊縫膠、防砂石擊涂料及中空樹脂材料等。合成高分子材料在現(xiàn)代生活中 的地位越來越重要，人們 的生活一天也離不開塑料制品。 但是幾十年來 ，我國 PVC 樹脂生產(chǎn)有了 很大發(fā)展 ，無論是樹脂生產(chǎn)技術(shù)還是產(chǎn)品質(zhì)量都有很 大提高，原料路線已開始從乙炔路線向乙烯路線方向轉(zhuǎn)換，產(chǎn)品品種不斷增加，生產(chǎn)能力也迅速增加，質(zhì)量不斷提高，已基本能滿足制品生產(chǎn)的需要。企業(yè)集中度低，大于 20 萬 t／ a 生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)僅 3家，占裝置總規(guī)模的 24％； 10 萬 ～ 20 萬 t／ a 規(guī)模為 5 家，占總規(guī)模的 21％； 5 萬 ～ 萬 t／ a 規(guī)模 14 家，占總規(guī)模的 26％；小于 5 萬 t／ a 規(guī)模 47 家， 占總規(guī)模的內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 10 29％。由于我國燒堿廠規(guī)模小而分散，致使 PVC 工業(yè)的發(fā)展先天不足，一直采用電石乙炔為主要原料組織生產(chǎn)，能耗高、污染嚴(yán)重 和產(chǎn)品成本無競爭力是其三大致命弱勢。 1992 年，東歐地區(qū)產(chǎn)量僅為 萬噸， 1985~1992 年間 PVC 年平均減產(chǎn) %。 1993 年有所回升， 1994 年，西歐的 PVC 生產(chǎn)能力可達大約 739 萬噸，其中歐共體國家生產(chǎn)能力年增長水平為 %，非歐共體國家為 %，產(chǎn)量約為 ~ 萬噸；到 2020 年，生產(chǎn)能力達到 萬噸，產(chǎn)量 ~萬噸，市場需求在 659 萬噸以上。 1990 年，生產(chǎn)能力達 萬噸，占世界總生產(chǎn)能力的 27%，產(chǎn)量 550 萬噸，占世界產(chǎn)量的 30%。 1991 年，美國的生產(chǎn)能力為 萬噸，占世界聚氯乙烯生產(chǎn)能力 23%，產(chǎn)量內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 9 萬噸，消費量 萬噸。 國外聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展 自從 20 世紀(jì) 60 年代以來，國外發(fā)達國家根據(jù)聚氯乙烯市場競爭加劇和能源結(jié)構(gòu)情況，開發(fā)了新的平衡氧氯化工藝。此外，包裝、農(nóng)業(yè)、汽車、醫(yī)療、日常生活用品等領(lǐng)域?qū)?PVC 的需求量也將不斷增長。近幾年來聚氯乙烯發(fā)展的很快，在很大范圍上替代了其它有較少問題的材料，如玻璃、金屬、紙、陶瓷和樹木等，在建筑材料、消費用品、醫(yī)療汽車行業(yè)等都有著廣泛的應(yīng)用。 2020 年全球 PVC 產(chǎn)能約 萬噸，較 2020 年的 萬噸，增長了 %，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 8 受 2020 年全球經(jīng)濟轉(zhuǎn)好的影響， 2020 年是 PVC 產(chǎn)能增加最多的一年，增長率由 2020年的 %增加到 %，尤其僅中國產(chǎn)能就增加了 280 萬噸，增長率達到 %之多。 從世界范圍來看， PVC 第二大合成樹脂，消費量僅次于聚乙烯。我國有非常豐富的電石資源 ，以電石為原料生產(chǎn)氯乙烯自然成為國內(nèi)大部分生產(chǎn)氯乙烯工廠的共同選擇。 電石路線以電石為原料，先水解得乙炔，然后把乙炔和氯化氫混合，通過氯化汞催化劑合成氯乙烯，這是生產(chǎn)單體氯乙烯的老方法。目前主要用懸浮法生產(chǎn)，成品為某種粗細的粒狀樹脂，適宜于壓延、擠出、注射、吹塑等成型加工工藝。日常生活中常見的電纜外皮、防水卷材、農(nóng)用膜、密封材料等屬于軟制品，塑鋼門窗、上下水管、硬紙板材、管件等一般為硬質(zhì)品。據(jù)報道目前最大的氯乙烯生產(chǎn)裝置達 36萬 噸每年。 聚氯乙烯是一種重要的熱塑性樹脂。 由于其具有難燃 、 抗化學(xué)腐蝕 、 耐磨 、 電絕緣性優(yōu)良和機械強度較高等優(yōu)點 ， 廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè) 、 石油化工 、輕工 、 紡織 、 化學(xué)建材 、 電力 、 冶金 、 國防軍工 、 建材 、 食品加工等國民經(jīng)濟各命脈部門 ， 在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位 。 關(guān)鍵詞 ： PVC 合成；粗氯乙烯精餾；物料衡算；熱量衡算；設(shè)備選型 Abstract PVC is the world39。 采用電石乙炔法制取氯乙烯。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 1 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 摘 要 聚氯乙烯是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的塑料品種之一 。此法是以電石為原料，電石水解生產(chǎn)乙炔，氯堿生產(chǎn)中產(chǎn)生的氯氣和氫氣直接合成法合成氯化氫，由乙炔和氯化氫經(jīng)凈化后在轉(zhuǎn)化器中合 成粗氯乙烯單體，粗氯乙烯單體經(jīng)精餾后得到精氯乙烯單體，精氯乙烯單體經(jīng)懸浮聚合得到 PVC。s first industrial production of the plastic varieties. Because it has difficult to burn, the antichemical etching, wearresisting, the electric insulation fine and the mechanical strength higher merit, Widely applies in national economy various lives departments and so on agriculture, petroleum chemical industry, light industry, spinning and weaving, chemistry building materials, electric power, metallurgy, national defense war industry, building materials, food processing, Has the pivotal status in the national economy development. The design of an annual output of 60,000 tons of PVC section for distillation process design. Preparation of the use of calcium carbide acetylene perchlorethylene. This method is based on calcium carbide as raw materials, the production of calcium carbide hydrolysis acetylene, chloralkali production of chlorine and hydrogen produced by the direct 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 年產(chǎn) 6 萬噸 PVC 精餾工段工藝設(shè)計 2 synthesis of hydrogen chloride synthesis from acetylene and hydrogen chloride by water in the coarse converter in the synthesis of vinyl chloride monomer, vinyl chloride single rough After the body has been refined by the distillation of vinyl chloride monomer and refined by the suspension polymerization of vinyl chloride monomer to be PVC. Methods to determine the production section of the synthesis of vinyl chloride, distillation section to the material balance, heat balance calculation and selection of equipment. This article designs the calcium carbide acetylene law produces the thick vinyl chloride to be possible to satisfy the request in the craft. Key word: PVC synthesis。 氯堿工業(yè)是我國基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè) ，產(chǎn)品種類多 、 關(guān)聯(lián)度大 ， 下游產(chǎn)品達上千個品種 ， 具有較高的經(jīng)濟延伸價值 ， 據(jù)統(tǒng)計 ，每萬噸氯堿產(chǎn)品所帶動的一次性經(jīng)濟產(chǎn)值在 10 億元人民幣以上 。他經(jīng)過成型加工、改性，可以制成軟 質(zhì)、 硬質(zhì)、泡沫、纖維等塑料制品，性能優(yōu)良，