pvc生产原理4.5 生产流程简述4.5.1 乙炔发生装置4.5.1.1 反应原理采用湿式发生法将电石在装有水的发生器内进行分解反应生成乙炔气，再经喷淋冷却、清净、中和的方法得到合格的乙炔气供氯乙烯合成使用。

4.5.1.2 生产工艺流程乙炔发生工序将大块散装电石经粗破机破碎后，由1#皮带机送至细碎区，与经1#大倾角皮带机送至细碎区的袋装电石一起送至细破机。

经细碎机破碎到规定粒度。

再经2#大倾角皮带机送至料仓上分级筛分级，然后按分级粒度进入料仓储存。

储存后按粗，细比例经2#皮带机及斗式提升机送到乙炔发生器，电石在发生器内遇水分解，产生的乙炔气从发生器顶逸出。

电石分解时放出大量的热，因此，需要不断的向发生器内加水维持恒温并保持发生器液面。

电石分解后的稀电石渣浆从溢流管不断流出，经渡槽送到渣浆泵房渣浆池。

浓渣浆由发生器底经排渣阀门不断排到渣浆槽，再由渣浆输送泵打到界区外渣场浓缩沉淀，上清液大部分通过清液回收泵房送回清液槽，再经清液泵送至乙炔发生器回用，残渣就地存放或用于建材。

从发生器顶部溢流的乙炔气经渣浆分离器到正水封，再到水洗塔用废次氯酸钠预清净后，经冷却塔用清水冷却后，去水环压缩机压缩。

为维持发生器压力稳定，设有逆水封和安全水封。

压缩后的乙炔气进入气液分离器，分离出来的水经过水冷却器用冷冻工序来的5℃水冷却后，回水环压缩机循环使用。

乙炔气从水分离器分离出来后依次到第一清净塔、第二清净塔，在清净塔内与符合工艺要求的次氯酸钠接触以后，除去硫、磷等杂质，经清净后的乙炔带有酸性，进入中和塔用稀NaOH溶液中和清净过程中产生的酸性物质。

中和后的乙炔气进入乙炔冷却器，用5℃水冷冻除水后，送到脱水混合工序。

中和系统32％的浓碱通过管道输送到本装置的浓碱槽，浓碱由浓碱槽经碱泵打入中和塔，与泵送来的清水配成15%的碱液，该碱自身循环使用，当碱达到一定浓度时换碱，废碱排放出集中处理。

电石除尘系统的粗破机、细破机、料仓、斗提机等处的电石粉尘，分别被吸入旋风除尘器内，其粉尘由下部排出，用车运走。

少量粉尘气体用风机抽入除尘机组，被除尘机组内的上清液混合成渣浆进入渣浆池，由渣浆池内的渣浆泵送至渣浆槽进行必要处理。

4.5.2 VCM合成装置4.5.2.1 反应原理乙炔和氯化氢经混合冷冻脱水，再经以活性炭为载体、氯化汞为触媒的列管转化器进行反应生成氯乙烯，再经压缩、精馏获得高纯氯乙烯，供聚合、干燥工序生产聚氯乙烯树脂。

4.5.2.2 生产工艺流程自新建烧碱装置HCl合成送来的氯化氢气体进入氯化氢冷却器，用5℃水间接冷却。

来自乙炔站的湿乙炔气经乙炔阻火器与氯化氢气体以1:1.05～1.1的比例进入混合器中进行混合，混合后进入石墨冷却器进行冷却，再经酸雾过滤器除掉气体中所夹带的酸雾后进入预热器预热，达到指定温度后进入转化器进行反应，生成粗氯乙烯气体。

反应后生成的气体先进入脱汞器，脱掉气体所夹带的氯化汞，再冷却，然后依次进入泡沫脱酸塔、水洗塔将过量的氯化氢气体用水吸收成31%盐酸。

水洗后的气体进入碱洗塔，洗掉气体中所夹带的氯化氢后进入压缩机进行提压，使压力达到0.6MPa（表压），压缩后的气体经机后冷却器冷却后进入全凝器，用-35℃盐水冷却，没有冷却下来的气体进入尾凝器，再经尾气吸附器吸附后定压排放。

自水分离器出来的氯乙烯液体进入固碱干燥器，除去水份及剩余的酸性物质进入低[wiki]沸点[/wiki]塔塔釜，用热水间接加热，将冷凝的低沸点物质蒸出，用5℃水控制[wiki]回流比[/wiki]，由塔顶进入尾凝器。

塔釜液体氯乙烯通过液位控制进入高沸点塔，高沸点塔釜将氯乙烯蒸出，经分离而得到精氯乙烯通过塔顶冷凝器并控制部分回流，大部分精氯乙烯进入成品冷凝器，用5℃水冷凝后送至单体贮槽内，再经VCM输送泵送到聚合工序。

高沸点塔釜的高沸物再经过精馏三塔回收二氯乙烷。

自泡沫脱酸塔出来的31%盐酸预热后送往脱吸塔，经蒸气加热，塔顶脱出的氯化氢气体经循环冷却水和5℃水冷却后，送往VCM 合成的混合器内。

塔底的浓度为12%的稀盐酸则返回泡沫脱酸塔吸收合成转化气中的氯化氢气体。

4.5.3 氯乙烯聚合、干燥及包装装置4.5.3.1 聚合反应原理氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁聚合反应即在聚合釜内加入一定量的无离子水，在引发剂、悬浮剂及其它助剂作用下，借助较强的搅拌作用，在一定的温度和压力下进行聚合反应。

该反应过程分链引发、链增长、链转移、链终止阶段。

4.5.3.2 生产工艺流程悬浮法PVC生产工艺由如下两个工序组成：1）聚合工序单元B： VCM和水的贮存与加料；单元C：助剂配制；单元D：涂壁系统、废水汽提；单元E：聚合；单元F： VCM回收；单元G：汽提。

2）干燥、包装料仓工序单元H：干燥；单元I：包装料仓。

新鲜VCM按需要量由界区外送至界区内，贮存在新鲜VCM贮槽中，回收VCM由界区内VCM回收单元来，贮存在回收VCM贮槽中。

新鲜VCM和回收VCM 经计量后，按要求比例，用VCM加料泵打入聚合釜内。

冷无离子水由界区外送至界区内，贮存在冷无离子水贮槽中。

冷无离子水用于聚合加料、轴封注水、管路冲洗、出料过滤器冲洗和聚合反应过程的注水。

冷无离子水用蒸汽加热后，贮存在热无离子水贮槽里，热无离子水用于聚合加料。

依据聚合反应初始温度要求，按一定比例经计量后，用无离子水加料泵打入聚合釜内，无离子水的加料泵的设计适用冷热无离子水。

这种加料方法几乎可省去聚合初期升温工序并使加料时间减少到最低。

单元C：溶液配制与加料提供的引发剂用容器包装，贮存在离工艺区附近的冷库中，送至界区后在引发剂配制槽内，按配制方法要求制成分散液，然后贮存在引发液贮槽内。

分散液经测定浓度后，按聚合生产工艺配方要求，采用称量槽计量后，用加料泵加入聚合釜内。

分散剂用袋包装或容器包装，贮存在界区内的化学品仓库里。

分散剂溶液的配置，按配制方法要求，在分散剂配制槽内配制，然后贮存在分散剂溶液贮槽中。

溶液经测定浓度后按聚合生产工艺配方要求，采用称量槽计量后，用加料泵打入聚合釜内。

分散剂的称量精度要求是很高的，以保证PCV产品质量的稳定性。

缓冲剂是袋包装，贮存在化学品仓库中，根据配制要求制成缓冲剂分散液后，贮存在缓冲剂贮槽。

在加无离子水过程中，缓冲剂分散液经缓冲剂流量计计量后，压入无离子水中，一起进入聚合釜。

终止剂用密闭金属桶包装，贮存在化学品仓库里。

终止剂溶液按配制方法要求，在配制贮槽内配制成溶液并贮存在同一个罐内。

溶液经测定浓度后，按聚合生产工艺配方要求，用流量计计量。

当聚合反应达到设定的转化率时，用终止剂加料泵打入聚合釜，终止聚合反应。

以保证PVC产品的分子量分布均一，同时也可以防止VCM在单体回收系统内继续聚合，在事故状态下，操作人员起动终止剂加入系统，使终止剂自动加入釜内，终止聚合反应。

单元D：防沾釜的涂壁系统在美国B.FGOODRICH公司的PVC生产工艺中，聚合釜内壁不需要进行人工除垢工作，这是因为聚合加料前在聚合釜内壁喷涂一层防粘釜剂，基本上可以防止聚合物在聚合反应过程中粘于釜壁，从而使聚合反应进行600釜次也不需要进行釜除垢，600釜次以后，釜内壁有少量的粘结物粘在釜壁上，需用高压力的水，用手动或特殊的冲洗系统进行清洗，两种系统均不需要进入釜内进行除垢作业。

按照北京化二股份公司公司提供的涂壁液配方和配制方法，在涂壁液配制槽内配成液后，贮存在涂壁液贮槽内，使用时涂壁液通过聚合釜顶部的喷射阀打入聚合釜。

聚合釜顶部装有两个呈180℃对称的涂壁喷嘴。

每次聚合反应完毕，物料配净后，先用1.6MPa的冲洗水，通过喷嘴将釜壁表面松散的聚合物冲洗干静，然后涂壁泵开启，将计量后的涂壁液与蒸汽一起送进喷嘴，在喷嘴内用0.6MPa的蒸汽将涂壁液雾化后冷凝在釜内，在釜壁表面形成一层膜，从而基本防止聚合物粘于釜壁。

以上操作是在聚合釜密闭的状态下、由DCS控制系统自动控制完成的。

单元E：聚合聚合是在搅拌反应器内进行，反应热量从反应器夹套和内冷挡板中不高于30℃的冷却水移出，不许用冷冻水。

反应器的工程容积为70m3,其操作为间歇式，以生产K-57PVC树脂为例，主要程序依次有:程序操作时间•VCM和无离子水进料 0.5小时•引发剂，分散剂和化学药剂进料 0.4小时•聚合反应（k-57PVC树脂用30℃水） 4.7小时•聚合反应结束加终止剂 0.02小时•VC浆料排出 0.5小时•聚合釜抽真空 0.2小时•釜壁冲洗和喷涂壁液 0.2小时•下一生产周期的准备 0.2~1.1小时间歇操作周期共 6.7~7.6小时以上的间歇操作由DCS控制系统自动程序控制。

根据PVC产品的生产工艺配方所规定的原材料种类、用量和DCS 设定的加料程序，在聚合釜密闭状态下，自动的加入冷、热无离子水、分散剂、缓冲剂和引发剂。

当引发剂自动加入后，开始聚合反应，通过自动调节冷却水量，维持反应温度。

聚合反应是按规定的反应温度曲线进行的，聚合反应热被测量，并由微型电子计算机计算单体转化率当达到设定的转化率时在操作人员启动终止剂加料系统后，终止剂自动加入聚合釜，终止聚合反应，然后将PVC浆料自动出料到出料槽。

聚合的VCM回收大部分是在聚合的后系统进行，以缩短聚合周期。

聚合釜出料后，要对聚合釜回收，使釜内残压有0.05MPa，先用1.6MPa压力水冲洗釜壁，然后在釜壁上涂涂壁液，以防止下一次聚合反应粘结聚合物。

当生产600釜次以后，累积在釜壁少量的粘壁物，用高压力水进行一次清洗，这样的聚合生产工艺可以达到高生产的效率和稳定优异的产品质量。

单元F：VCM回收未参加聚合反应的VCM分别从聚合釜、出料槽、泡沫分离器和汽提塔来，通过压缩机系统将VCM压缩，然后在冷凝器中用30℃以下的冷却水以及0℃的冷冻水将VCM冷凝成液体，贮存在冷凝槽中，供聚合使用。

单元G：PVC浆料汽提PVC浆料的汽提是在汽提塔内进行,PVC 浆料连续用汽提供料泵从出料槽经热交换器送往汽提塔塔顶。

浆料在塔内与塔底进入的蒸汽逆向流动，塔顶馏出物送往冷凝器，冷凝器采用30℃冷却水进行冷凝后，冷凝液汇同回收压缩机轴封水、VCM贮槽分离水、聚合釜冲洗水均集中在废水储槽中，然后送往废水汽提系统。

汽提后的废水含VCM不大于2PPM，不凝的VCM汽提送往VCM气柜。

经过汽提的PVC浆料送往浆料混料槽。

汽提废水去污水处理。

4.5.3.3 干燥工序生产工艺流程经汽提后的PVC浆料由泵打到干燥厂房边的浆料罐内，再经离心机脱水，脱水后的PVC树脂含水在25%，经螺旋输送机送进气流干燥管与热风混合进入旋风干燥器进行干燥，干燥后的PVC粉料经旋风分离器组与气流分离，成品PVC经筛选后用仓料泵送至混料仓。

4.6 主要设备的选择4.6.1 乙炔发生装置乙炔发生器采用目前国内发气量最大的直径Φ3200高效乙炔发生器，其发气量一般可达2700Nm3/h的乙炔气，单台发气量可满足32000吨/年聚氯乙烯的生产能力。