【正文】 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)； 13— 氣液分離器； 14— 冷卻器； 15— 干燥塔； 16— 濃堿 槽； 17— 配堿槽 。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。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)。 工藝流程圖 乙炔工藝流程 見(jiàn)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。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?？偧铀颗c電石投料量之比即稱作水比。 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 。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。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。 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(guò)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(guò)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。這就是電石乙炔廠家賴以生存的原因。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(kāi)發(fā)，電價(jià)大幅度降低。 （ 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(guò)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。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。 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。 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(guò)熱載體間接傳熱的外熱法。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。 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。 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。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。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。大型裝置多用干式發(fā)生器，類型甚多。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(guò)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)。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）。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 。常壓下不能液化，升華點(diǎn) ℃ 。硬質(zhì)品 PVC樹(shù)脂近年來(lái)增長(zhǎng)比軟制品快。 發(fā)達(dá)國(guó)家 PVC樹(shù)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%。分散型樹(shù)脂或糊樹(shù)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。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。 PVC 是應(yīng)用最廣泛的熱塑性樹(shù)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(mén)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。 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。 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)。在中國(guó) PVC塑料制品產(chǎn)量一直位居第一， PVC樹(shù)脂產(chǎn)量從 1988年開(kāi)始退居第二，消費(fèi)量低于聚乙烯和聚丙烯而名列第三位。在美國(guó) 1990年底密度聚氯乙烯的產(chǎn)量超過(guò)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。 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。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。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。 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。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。含鉛鹽的聚氯乙烯用作食品包裝與油條、炸糕、炸魚(yú)、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 。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。 聚氯乙烯的回收與再利用 資源回收再利用 : 國(guó)際塑料回收代碼 :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?。永久虛電路是一種在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)建立的虛電路，并且該虛電路一濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 直保持。 PVC能經(jīng)受計(jì)算機(jī)的重新自舉或電源的波動(dòng)，從這個(gè)意義上說(shuō)它是永久的； PVC 是虛擬的，因?yàn)樗菍⒙窂椒旁诼酚杀碇校皇墙⑽锢磉B接。在有些國(guó)家已與木門(mén)窗鋁窗等共同占據(jù)門(mén)窗的市場(chǎng) ；仿木材料、代鋼建材（北方、海邊）；中空容器。 其它。 軟質(zhì) PVC混煉時(shí)，加入適量的發(fā)泡劑做成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。人造革可以用來(lái)制作皮箱、皮包、書(shū)的封面、沙發(fā)及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。也可以先將 PVC 與助劑壓延成 薄膜，再與襯底壓合而成。 涂層制品。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。 PVC 與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機(jī)制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 利用擠出機(jī)可以擠 成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機(jī)配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。氯化聚氯乙烯優(yōu)良的耐化學(xué)性、阻燃抑煙性、高度的剛性、合適的密度及耐熱性使之制造的管道、管件、閥門(mén)能用于輸送熱水、冷水、工業(yè)腐蝕性液體，高溫液體和消防系統(tǒng)特用管材管件；可以用于制造飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的低煙制品等。 例如、將 PVC樹(shù)脂化后氯化，氯含 量提高了 10%以上，即保留了 PVC 的優(yōu)良耐化學(xué)性，尺寸穩(wěn)定性及良好的絕緣性能又提高了耐熱性、拉伸強(qiáng)度、彈性模量及阻燃抑煙性能。但 PVC 極易改性，通過(guò)化學(xué)、物理方法可大大改善其性能。缺陷是熱穩(wěn)定性、抗沖擊性較差，降低溫度時(shí)迅速變硬變脆。此外，綜合機(jī)械性能、制品透明性、電絕緣性、隔熱、消聲、消震性好。并且在室溫條件下耐磨性超過(guò)硫化橡膠。較耐老化，但在光照 和氧的作用下會(huì)緩慢分解，釋放鹽酸、形成羰基、共軛鍵而變色。 PVC 在火焰上能燃燒，并降解釋放出HCl,CO,苯等低分子化合物，離火自熄。 100℃以上時(shí)開(kāi)始分解， 180℃以上時(shí)快速分解。脆化點(diǎn) 50～ 60℃。 175～ 190℃時(shí)呈熔融態(tài)。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 一 章 聚氯乙烯工業(yè)概述 聚氯乙烯的性質(zhì) PVC 屬于無(wú) 定形共聚物，密度 ～ ，表觀密度 度 ～ ，比熱容～ ，熱導(dǎo)率 （ ），折射率 =℃以呈玻璃態(tài)。 聚氯乙稀有較好的電氣絕緣性能，可作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也好。 硬聚氯乙稀有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料。在聚氯乙稀樹(shù)脂中加入適量的增塑劑，可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。 它是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，聚氯乙稀樹(shù)脂為白色或淺黃色粉末。而絕大多數(shù)工業(yè)樹(shù)脂的重均相對(duì)分 子質(zhì)量在 10～ 20 萬(wàn)，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量在～ 萬(wàn) .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。 工業(yè)聚氯乙烯樹(shù)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(méi)有明顯的溶點(diǎn)，約在 80℃ 左右開(kāi)始軟化，熱扭變溫度（ 負(fù)荷下）為 70～ 71℃ ，在加壓下 150℃ 開(kāi)始流動(dòng)，并開(kāi)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）。闡述了公用工程的自動(dòng)控制水平。在確定 聚氯乙烯 生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型等。本文對(duì) 聚氯乙烯 的研究，生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用和地位。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） (冶金化工系 ) 題 目 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸 PVC的 聚合 工段 工藝 設(shè)計(jì) 專 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù) 班 級(jí) 化工 0901 班 姓 名 XXX 學(xué) 號(hào) 09120202 指導(dǎo)教師 馬科友 完成 日期 2020 年 5 月 16 日 ～ 2020 年 10 月 10 日 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 目 錄 摘要 ............................................................................................................................................................ 1 前言 ............................................................................................................................................................... 2 第一章 聚氯乙烯工業(yè)概述 ............................................................................................................ 3 聚氯乙烯的性質(zhì)與用途 ......................................................................................................... 3 聚氯乙烯的性質(zhì) ............................................................................................................. 3 聚氯乙烯的用途 ............