【正文】 日本其它 圖 2020 年世界 PVC 糊樹脂產(chǎn)能分布情況 從生產(chǎn)方法來看，已開發(fā)了乳液種子聚合法、乳液連續(xù)聚合法、乳液無種子聚合法、微懸浮聚合法、種子微懸浮法、乳液徽混合法等等。由于 PVC糊樹脂成型加工與懸浮樹脂相比．具有加工設(shè)備價廉．模具簡單便宜，可制成特殊形狀 。隨著 PVC 糊樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深人 ， 市場對 PVC 糊樹脂的需求量也大大增加 ， 反過來也促進(jìn)了 PVC糊樹脂生產(chǎn)的發(fā)展。 表 國外目前主要 PVC 糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)及生產(chǎn)能力 企 業(yè)名稱 產(chǎn)能 企業(yè)名稱 產(chǎn)能 蘇威公司 21 德國 Vestolit 公司 維納利特公司 吉昂公司 10 歐洲乙烯公司 16 LG 化學(xué)公司 9 阿托菲納公司 12 Norsk Hydro 公司 7 臺塑公司 11 西方化學(xué)公司 7 在國外，各生產(chǎn)公司大多擁有自己的專有生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品牌號，為彌補(bǔ)由于生產(chǎn)方法而造成的產(chǎn)品應(yīng)用上的不足，大多同時建有多種工藝路線的生產(chǎn)裝置，因此在市場中極具競爭力。摻混樹脂生產(chǎn)方法不盡相同，有懸浮法、本體聚合法、乳液法等，所得摻混樹脂大多摻混到 PVC 糊樹脂中一同出售 ， 即能改善產(chǎn)品性能 ， 又能降低成本。為提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性，對樹脂生產(chǎn)的后處理工藝也進(jìn)行了改進(jìn)，這些工作值得國內(nèi)PVC 糊樹脂生產(chǎn)廠家借鑒，也應(yīng)作為 國內(nèi)生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)改造和發(fā)展的方向 。在 20 世紀(jì) 50~70 年代共建有 8個生產(chǎn)廠，生產(chǎn)規(guī)模為 100~500 t/a，生產(chǎn)工藝以種子乳液法為主，只可生產(chǎn)三個型號的 PVC 糊樹脂。目前國內(nèi) PVC 糊樹脂生產(chǎn)企業(yè)近 20 家，總生產(chǎn)能力約為 萬 t/a ，約占 PVC 樹脂總生產(chǎn)能力的 % ，實(shí)際產(chǎn)量約 11 萬 t/a，占 PVC 總產(chǎn)量的 7%。生產(chǎn)工藝以種子乳液聚合為主，其他的還有連續(xù)乳液、微懸浮法等，絕大多數(shù)為電石原料路線。 表 國內(nèi)聚氯乙烯糊樹脂主要企業(yè)產(chǎn)能情況（萬噸 /年） 企業(yè) 產(chǎn)能 生產(chǎn)工藝 技術(shù)來源 沈陽化工 微懸浮法 日本鐘淵公司 上海天原 種子乳液法 三菱孟山都公司 天津化工 種子乳液法 三菱孟山都公司 上海氯堿 混合法 美國西方化學(xué) 合肥化工 MSP3 法 法國阿托公司 西安化工 連續(xù)乳液法 德國布納公司 武漢葛化 乳液法 美國波文公司 彬州電化廠 微懸浮法 沈陽化工 我國 PVC 糊樹脂發(fā)展速度極快，據(jù)統(tǒng)計， 2020~2020 年間，國內(nèi) PVC 糊樹脂產(chǎn)能分別為 萬噸、 萬噸、 20 萬噸，分別增長 %、 %、 %。 國內(nèi) PVC 糊樹脂產(chǎn)能與產(chǎn)量雖然得到了快速增長，但我國 PVC 糊樹脂進(jìn)口量每年仍在 13 萬 ~15 萬噸上下浮動，進(jìn)口量最高年份甚至接近了 16 萬噸。 PVC 糊樹脂 發(fā)展前景 在 我國，聚氯乙烯糊狀樹脂已經(jīng)廣泛用于制造人造革、浸漬手套、紗窗、水田靴、工具把手、壁 紙、 地板 卷材 、蓄電池隔板和玩具等。 除普通型的聚氯乙烯糊狀樹脂外，其他相關(guān)改性產(chǎn)品如摻混樹脂、氯醋酸樹脂等，由于其具有的獨(dú)特的性能而在汽車塑溶膠、 PVC 方快地毯、 印花 油墨 、人造革底糊和邊糊、壁紙、人造革、浸漬制品中，其用量將隨著應(yīng)用開發(fā)力度的不斷加大而增加，大量取代進(jìn)口 。 第一、有利于加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。 第二、有利于加速企業(yè)管理與國際接軌。如勞動用工制度、分配制度、新產(chǎn)品開發(fā)和研制、全球采購、全面質(zhì)量管理、 PDCA 循環(huán)、 5S管理和統(tǒng)一銷售策略等現(xiàn)代化管理方式會迅速得到應(yīng)用和推廣。氯乙烯單體（ VCM）作為大宗化工產(chǎn)品在全球流通，總貿(mào)易量已達(dá)到 萬 t/a。國內(nèi) VCM 作為商品流通數(shù)量非常少。不僅 VCM 如此，電石、鹽、化學(xué)助劑、 EDC 和一些關(guān)鍵設(shè)備也將如此，有利于企業(yè)執(zhí)行全球采購策略。 市場分析 PVC 糊樹脂的國內(nèi)價格近年來總趨勢是穩(wěn)步上升， 1991 年 7800 元 /噸 左右， 1995年已漲至 10000~11000 元 /噸 。以下是 2020 年 3 月份我國 PVC 糊樹脂的價格 [4]，如表 ： 表 2020 年 3 月我國 PVC 糊樹脂的價格 產(chǎn)品來源 規(guī)格 市場價格 （ 元 /噸） 沈陽 化工 手套料 10100～ 10200 皮革料 10200 安徽氯堿 1702 貨源 9900 1152 貨源 10000 1311 貨源 13000 德國進(jìn)口 C69CQ,E70CQ,E74CC,E72CF 12020～ 13000(上海 ) LG 1120/1752 12600(上海 ) 天津化工 各類袋裝料 10200～ 10300 上海氯堿 各類袋裝料 11000 西安化工 各類袋裝料 9700 今年 2 月份，由于 PVC 糊樹脂下游加工企業(yè)受到春節(jié)假期的影響基本處于停工狀態(tài)，供需關(guān)系的變化 使得生產(chǎn)企業(yè)銷售面臨一定的壓力，部分企業(yè)在庫存壓力偏大的情況下對核心用戶的出貨價格有一定的優(yōu)惠，部分企業(yè)部分型號的價格已經(jīng)在10000 元 /噸以下。隨著天氣轉(zhuǎn)暖，下游企業(yè)安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計 8 開工率不斷提升，庫存進(jìn)一步消耗，會逐漸加大采購數(shù)量。每年春節(jié)過后，作為外出務(wù)工人員較多的華南地區(qū)都要面臨招工困難的問題，但目前該地區(qū)工廠的招工問題已經(jīng)解決，下游加工企業(yè)的開工率將不斷提升，糊樹 脂市場逐步進(jìn)入需求旺季。因此，市場人士普遍看好后市，預(yù)計近期市場將依然保持穩(wěn)中小漲的局面。國內(nèi)企業(yè)近幾年擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能迅速，今年二季度上海氯堿新增 4 萬噸項目將投入生產(chǎn)，天津渤天化工新增 6 萬噸項目三季度投產(chǎn)，另外東北高新將有 萬噸糊樹脂裝置二季度投入生產(chǎn)，今年總計新增產(chǎn)能將在 10 萬噸以上，市場競爭激烈。由于國內(nèi)糊樹脂增產(chǎn)迅速，因此走出 國門出口外銷是必然之路，但是近期受到人民幣走勢強(qiáng)勁、升值迅速的影響，出口貨物的競爭力減小。 總體分析，目前的市場是利空利好消息交織，雖然市場需求整體向好，但也不能盲目樂觀。同時各生產(chǎn)企業(yè)要繼續(xù)開發(fā)特種樹脂品種，深入到下游不同的制品領(lǐng)域，以期進(jìn)一步形成差異競爭、錯位競爭的良好競爭格 局，逐漸避免生產(chǎn)企業(yè)之間同類產(chǎn)品的惡性競爭。由于 PVC糊樹脂具有較好的分散性并且成糊性優(yōu)良因此用途非常廣泛。隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，加之 PVC糊樹脂應(yīng)用開發(fā)的不斷深入，國內(nèi)市場對 PVC糊樹脂的需求仍具有較大的發(fā)展空間，特別是在汽車、建筑、電子和涂料等方面，對于拓寬 PVC糊樹脂的消費(fèi) ，促進(jìn) PVC糊樹脂的生產(chǎn)具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義。通過該途徑，使自己具有一定的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及對工廠主要車間的初步設(shè)計能力。上個世紀(jì)末，亞洲 PVC糊樹脂生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平得到迅速發(fā) 展。隨著世界科技水平的逐步提高，各國不斷開發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備，并對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，通過調(diào)整工藝配料和聚合條件，生產(chǎn)出更具有針對性和良好糊性能的樹脂，進(jìn)一步減少均化物料量、提高單釜含固量、提高生產(chǎn)效率、降低能耗、改進(jìn)樹脂生產(chǎn)的后處理工藝、提高生產(chǎn)的膠乳穩(wěn)定性等。乳液聚合的生產(chǎn)原理為在有種子存在的條件 下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時單體聚合生成新的聚合物，都在種子上增長。 本次設(shè)計主要分為四個工序：原料配制工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院 本科生 課程 設(shè)計 10 第二章 生產(chǎn)方法和工藝流程 設(shè)計原則 設(shè)計依據(jù) 2020 年 1 月 15 日，材料與化學(xué)工程學(xué)院下達(dá)的《安徽建筑工業(yè)學(xué)院 課程 設(shè)計任務(wù)書》 車間概況 該車間設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂。在有種子存在的條件下，如果乳化劑用量及加料量控制適當(dāng)，不在生成新的粒子時 ， 單體聚合生成新的聚合物 都在種子上增長。 工藝路線的確定 A、聚合方法的確定 ： PVC 糊樹脂的生產(chǎn)方法主要有：種子乳液聚合法、微懸浮聚合法、乳液連續(xù)聚合法。操作方式為間歇操作。因此，綜合考慮選擇電石與水反應(yīng)生成乙炔進(jìn)而與氯化氫氣體加成制氯乙烯單體的原料路線。 D、乳化劑的選擇 ： 在氯乙烯乳液聚合中，乳化劑非常重要。乳化劑的性質(zhì)和濃度、攪拌是控制聚合以及后處理過程中乳液穩(wěn)定性的主要參數(shù)，同時也是反應(yīng)釜壁掛膠與否的主要參數(shù)。 聚合反應(yīng)機(jī)理及影響反應(yīng)的因素 A、聚合反應(yīng)機(jī)理 ： 氯乙烯聚合反應(yīng)屬于連鎖聚合反應(yīng)，其總反應(yīng)式為： 年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計 11 CH 2 CHCln ( C H C H )Cln2 B、影響反應(yīng)的因 數(shù) ： 在氯乙烯聚合中，嚴(yán)格控制聚合條件，以減少生成新粒子的幾率。因此控制種子粒徑為 ～ ，其中一代種子為 1%單體的用量，二代種子為2%單體的用量。由于聚合過程中，采用銅作為催化劑，但銅離子只適用于堿性條件下的氯乙烯乳液聚合，因此，需控制 PH 值為 ～。因此，一般控制溫度在 55℃ 左右。車間設(shè)備采用露天與產(chǎn)房相結(jié)合的原則。 生產(chǎn)制度 采用年開工時間為 330 天，全裝置采用間歇操作方式 工藝流程簡介 脫吸工段 脫吸工段主要是制備 HCl 氣體，利用濃酸泵將濃酸槽中 32%的濃鹽酸輸入解吸塔中，途經(jīng)調(diào)節(jié)濃酸流量的轉(zhuǎn)子流量計，用回流閥來控制其液位，鹽酸經(jīng)解吸塔噴成霧狀，冷卻后 落到底層的濃鹽酸再經(jīng)再沸器后，重復(fù)與酸霧充分混合后形成 HCl 氣體（夾有酸霧）。5℃ ），經(jīng)過一冷（〈 40℃ ）和二冷（ 35℃冷鹽水）后，冷卻至 14177。而一冷、二冷、復(fù)檔除霧器和酸霧過濾器中殘余的酸由于重力作用流入冷凝酸貯槽中，經(jīng)處理后送入濃酸槽重新利用。 乙炔工段 乙炔發(fā)生工段主要有兩個工序：乙炔 發(fā)生工序和乙炔清凈工序。通入氮?dú)庵脫Q出發(fā)生器中的空氣，以防止爆炸。電石遇到發(fā)生器內(nèi)大量的水而迅速反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣體，由發(fā)生器頂部溢出，經(jīng)過泥漿分離器、冷卻塔氣液分離器進(jìn)入氣柜。 清凈工序： 由冷卻塔出來的乙炔氣體進(jìn)入氣柜，經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)入氣液分離器，然后由氣液分離器的頂部出來進(jìn)入兩串聯(lián)清凈塔，與塔中的次氯酸鈉溶液相接觸，氣體中 硫、磷等雜質(zhì)被氧化成為酸性物質(zhì)，其后通入中和塔，利用 5%的 NaOH 堿液來中和體系中含有的酸性物質(zhì)，再送入欲冷器，以 5℃ 冷凍水除去乙炔中的水分后，送往氯乙烯合成工段。 HCl氣體與乙炔氣體經(jīng)混合塔充分混合后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器進(jìn)行反應(yīng)生成氯乙烯氣體，之后進(jìn)入除汞器中除去催化劑汞，再分別進(jìn)入水洗塔和堿洗塔，除去氣體中未反應(yīng)的氯化氫氣體和一些酸性物質(zhì)。 聚合工段 PVC 糊樹脂聚合工段是本次設(shè)計的主要內(nèi)容，它主要分為四個工序：配料工序、種子制備工序、聚合工序、脫氣工序。從市場上購買來的濃度為 20%的氨水儲存在氨劑貯槽中，以氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體。從溶解器中出來的鹽溶液被輸送到聚合釜；催化劑溶 解槽主要是用于配制催化劑，經(jīng)催化劑過濾器過濾后由催化劑加料泵送往聚合釜；由氨水貯槽過來的氨水進(jìn)入乳化劑溶解槽，在飽和蒸汽預(yù)熱下配制乳化劑，經(jīng)乳化劑過濾器過濾后由乳化劑加料泵輸送到聚合釜；另外，一部分乳化劑被送到后混合劑加料槽中，與粗后混合劑及 NaOH 溶液混合配制出后混合劑，經(jīng)過濾器過濾后由泵年產(chǎn) 2 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計 13 分別輸送聚合釜和卸料槽。從種子乳漿槽中出來的種子乳漿經(jīng)過種子計量泵過濾器過濾后，由種子計量泵輸送到種子計量槽中，通過計量槽輸送 到各聚合釜。當(dāng)聚合到一定程度或必須立即停止反應(yīng)時，則可以從終止劑加 料槽中加入終止劑，反應(yīng)立即停止。 脫氣工序： 脫氣工序中主要設(shè)備是卸料槽，從聚合釜中過來的乳漿含有雜質(zhì)，必須要經(jīng)過卸料槽進(jìn)行排氣剝離，除去未反應(yīng)單體和雜質(zhì)。 糊干燥工段 糊干燥工段主要有兩部分：糊樹脂的干燥和研磨。之后，純產(chǎn)品直接進(jìn)入旋風(fēng)分離器，而帶雜質(zhì)的膠乳經(jīng)過袋濾器后也進(jìn)入旋風(fēng)分離器。產(chǎn)品進(jìn)入研磨工序后，打開加料旋轉(zhuǎn)閥，膠乳干料進(jìn)入研磨機(jī)，先分選后研磨，研磨成粉末狀固體顆粒后進(jìn)入第二袋濾器，過濾后進(jìn)入成品料倉儲備，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器進(jìn)入小料筒，然后用包裝機(jī)進(jìn)行包裝成袋裝產(chǎn)品。因?yàn)?VCM蒸汽密度比空氣大，所以在設(shè)計時要防止在封閉空間內(nèi)存在 VCM。 VCM 蒸汽與 %~25%的空氣混合，遇明火時會發(fā)生爆炸。在開始生產(chǎn)前要對管線、泵、閥門等進(jìn)行仔細(xì)吹掃。整個生產(chǎn)區(qū)都處于 “紅色警戒 ”范圍，生產(chǎn)區(qū)內(nèi)不許吸煙，各種電器設(shè)備也要采用密封和防打火結(jié)構(gòu)。 ② 生產(chǎn)人員必須熟悉相關(guān) 崗位消防措施的種類及存放位置，并能熟練正確使用，了解現(xiàn)場物料的性質(zhì)。 影響 PVC 糊樹脂質(zhì)量的因素及其對策 影響 PVC 樹脂質(zhì)量的主要因素 一、使用種子膠乳的品質(zhì)對 PVC 樹脂質(zhì)量的影響 在種子乳液聚合中，種子膠乳的質(zhì)量直接影響著 EPVC 的反應(yīng)，繼而影響樹脂質(zhì)量。 二、膠乳粒子的分布對 PVC 樹脂質(zhì)量的影響 種子乳液法生產(chǎn)的成品膠乳的粒徑是呈雙峰分布的，大小粒子的粒徑分布是否合理是評價成品膠乳內(nèi)在質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，所以在使用品質(zhì)較好的種子的前提下，還要嚴(yán)格控制好初始乳化劑的加入量，只有兩者的使用量合理匹配，才能生產(chǎn)出質(zhì)量較好的 PVC 樹脂。如果采用補(bǔ)加 Cu劑的方法促使反應(yīng)進(jìn)行，這樣使聚合反應(yīng)后期溫度波動很