第一章概述第一节聚氯乙烯简述氯乙烯的聚合物。
英文缩写PVC。
聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。
玻璃化温度80～85℃，密度1.35～1.45克/厘米3，使用温度-15～60℃。
PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能，与大多数增塑剂的混合性好，因此可大幅度改变材料的力学性能。
加工性能优良，价格便宜，但对光、热稳定性差，100℃以上或光照下性能迅速下降。
聚氯乙烯用自由基加成聚合制备，方法有悬浮、本体、乳液和溶液等，其中以悬浮法为主，以过氧化物等引发，加分散剂后可得到疏松树脂颗粒，加工性能好。
聚合温度高，链转移速率高，产物分子量小，一般应稳定在±0.5℃以内。
溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂，乳液聚合产物也可直接应用，或喷雾干燥为固体。
聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位。
PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。
聚氯乙烯(PVC)用途广泛，并是最早用于工业化生产的塑料管道材料，至今仍是管道生产的主导材料。
PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生，可用于压力和重力管道，也可用于塑料包装、制品等领域，其低廉的价格和突出的均衡性能，已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。
聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮，乳液，本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。
在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。
PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度制品。
硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。
目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。
第二节国内生产及应用状况我国聚氯乙烯工业经过30多年发展至今，已有70多个生产厂，装置生产能力达150多万吨/年，实产量也已磅110鑫万吨/年，其中悬浮法PVC产品占90%以上，国内有8套引进生产装置，分别为日本信越化学公司的2套20万吨/年生产装置（齐鲁石化公司氯碱厂和上海氯碱化二股份有限公司各一套），美国古德里奇公司3套生产装置（北京化工二厂和锦西化工总厂4万吨/年装置各一套和福州第二化工厂1.5万吨/年装置一套）、美国黎各公司一套（武汉葛店化工厂实际生产能力2.5万吨/年装置一套）及美国西方石油公司的0.3万吨/年生产能力的医药级PVC生产技术和关键设备（无锡化工集团股份有限公司），这8套引进装置生产能力总计达到54.8万吨/年，约占悬浮法PVC装置总生产能力39%，引进装置的产品质量达到国外同类产品水平。
[8]国内PVC生产企业在引进国外先进的生产技术的同时，开始了消化、吸收、创新的国产化工作，通过十几年的技术攻关、技术发行取得了较大的成绩，使我国悬浮法PVC的生产技术和产品质量水平迈进了一个新台阶，但与国外水平相比，仍有差距，且引进的国外不同公司的装置水平也不尽相同，各有长处和短处，国内技术也有先进处，为进一步提高我国悬浮法PVC生产技术和产品质量水平，根据化生化（1995）44号“关于印发PVC树脂行业组长单位和专家组会议纪要”中要求，我们将对国内现有的VCM聚合反应计算机控制技术、防粘技术、聚合排气回收技术、PVC浆料中残留VCM的脱除技术、PVC浆料的脱水干燥技术、成品包装技术和聚合釜、汽提塔、离心机、干燥器等主要设备进行全面的观察、分析对比，择其优者在“九、五”期间，创出我国特有的先进的VCM聚合（包括后处理）生产装置及技术，且具备建设大型PVC装置的能力，为新建PVC生产企业和现有PVC生产企业的扩产、技术改造提供技术和设备，以避免今后再发展PVC生产时重复引进，为国家节约大量外汇。
PVC树脂可以采用多种方法加工成制品，悬浮聚合的PVC树脂可以挤出成型、压延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或压塑成型。
分散型树脂或糊树脂通常只采用糊料涂布成型，用于织物的涂布和生产地板革。
糊树脂也可以用于搪塑成型、滚塑成型、蘸塑成型和热喷成型。
发达国家PVC树脂的消费结构中主要是硬制品，美国和西欧硬质品占大约2/3的比例，日本占55%；硬质品中主要是管材和型材，占大约70～80%。
PVC软制品市场大约占全部PVC市场的30%，软制品主要包括织物的压延和涂层、电线电缆、薄膜片材、地面材料等。
硬质品PVC树脂近年来增长比软制品快。
在全世界范围内一半以上的PVC树脂用于与建筑有关的市场，使PVC行业容易受到经济的波动影响。
建筑领域是PVC树脂增长最快的市场，1986～1996年美国PVC树脂在建筑市场的增长率为6%/年, 在其它市场中的增长率仅为1.4%/年。
1986年美国PVC树脂在建筑市场中的分额为64%，1996年增加到73%，预计2001年将增加到76%，增长最快的用途是管材、板壁、和门窗等。
近几年我国聚氯乙烯硬制品应用份额也有增长趋势，管材、型材和瓶类所占份额由1996年25%增长到1998年的40%，但至今我国聚氯乙烯的应用还是软制品的份额较多。
1998年软制品占PVC总用量的51%（其中薄膜为20%，塑料鞋10%，电缆料5%，革制品11%，泡沫和单板等5%），硬制品占40%（其中板材16%，管材9%，异型材8%，瓶3%，其它4%），地板墙纸等占9%。
第二章生产工艺简述第一节悬浮法生产工艺悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态，聚合反应在单体小液滴中进行。
使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。
引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。
聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。
聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。
然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。
聚合反应结束后的浆料一般呈中性或弱酸性，这样的浆料在后系统汽提中受热放酸，PH 值会更低，影响树脂白度。
在生产装置中通过向出料槽中加入氢氧化钠提高浆料PH值，破坏树脂中低分子物，提高树脂白度。
新鲜单体进入界区后，首先经过一个过滤器FIL-1B，过滤后的新鲜单体储存在卧式储槽TK-8B中。
新鲜单体储槽的液位是自动控制的。
当实际液位低于设定液位上限时，TK-8B 进口管上的自动截止阀就会自动打开，新鲜单体流入储槽，当实际液位达到设定液位上限时该阀门就会自动关闭。
停止向储槽运送单体。
整个储存系统总是维持一定量的新鲜液体，以被聚合加料用。
在新鲜单体储槽底部装有一根蒸汽管，伸到储槽内，用于排空置换。
通过一个手动阀门的开与关，可以向槽内喷射蒸汽。
在蒸汽进口的对面，即槽的顶部装有回收管线，当单体储槽需要维修时，可以使用蒸汽对储槽进行彻底吹扫，使用回收管线将含有VCM的蒸汽导入回收系统，回收单体。
但聚合加料时，由DCS启动新鲜单体泵PU-3B，经过单体过滤器FIL-2B和VCM流量计计量后，向釜内加料。
聚合反应结束后，未聚合的单体，即回收单体经过冷凝和收集两个过程，储存在回收单体储槽中，可直接用于聚合反应。
聚合后，未反应的VCM以气体的形式排出，经第一冷凝器CN-1F，及第二冷凝器CN –2F冷却后，液化为VCM液体，靠自身的重量流入回收单体储槽TK-3B或TK-8B。
回收单体和新鲜单体按一定的比例再次加入到聚合釜中进行回收。
一般来说回收单体和新鲜单体的比例大约为1:3.5。
为了避免单体的自聚，回收单体的储槽的温度应控制在15.5摄氏度。
正常的运行压力一般为0.18-0.42Mpa，随第二冷凝器压力的变化而变化。
本装置的供水系统可以满足如下用途：反应釜加料用水，冲洗，密封，注水以及各种与操作有关的工作所需水。
反应釜加料用水由热水储槽TK-6B和冷水储槽TK-5B来供给冷水和热水分别由PU-6B和PU-7B输送，混合后预期温度后送往聚合釜。
每台泵再将多余的水循环返回水槽。
入釜水的温度可自行控制。
常温无离子水由界区外送至界区内储存在无离子水储槽TK-5B中，其液位控制器可以调节储槽进口管线上的液位调节阀，根据要求向槽内打入无离子水，当TK-5B液位降到不够一釜次用水时，控制室内的液位低限液位就会报警。
这个无离子水槽能为整个装置提供密封水，冲洗水，注入水和部分加料水。
常温无离子水由界区外送至界区内，经过蒸汽加热器HE-3B加热后储存在热无离子水储槽TK-6B中，控制温度一般在95摄氏度左右其液位控制器可以调节储槽进口管道上的液位调节阀，根据要求向槽内打入热无离子水。
如果液位调节阀关闭，蒸汽加热器HE-3B 上的蒸汽控制阀也会关闭，这样在没有水流时，防止蒸汽进入加热器。
本套装置采用等温水入料工艺。
这种入料方法使得在各个组分入料完毕时，聚合釜温度等于或大于所设定温度，这可通过同时向釜内加入热的和冷的无离子水来实现。
离子水入料系统由一台冷水泵和一台热水泵（PU-6B，PU-7B）组成，每台泵的出口都设置一个温控阀和一条返回储槽的循环管线，再水入料时，DCS检测混合后的水温，通过控制冷和热的无离子水的流量，达到预期的温度。
将热和冷的无离子水混合，不仅仅是在热水储槽内控制水温及热水入料的需要。
而且还要满足氯乙烯的温度变化和不同聚合配方变化的调整。
第二节工艺指标及设备1.本工艺生产的树脂的分子量靠聚合温度进行控制。
如果要降低分子量，就要降低聚合温度。
聚合温度每变化1摄氏度，树脂的特性黏度变化0.029。
每釜料所用的引发剂量对树脂的分子量影响很小。
树脂分子量随着每釜引发剂用量的增加而下降。
本生产装置的做法是利用温度变化对树脂的特性黏度有较大影响这一特点，通过改变聚合温度来控制树脂的分子量。
2.颗粒度的工艺控制树脂的颗粒度，在很大程度上取决于每批料中所用的分散剂的数量和聚合釜内搅拌程度。
本生产装置的悬浮PVC生产工艺中，搅拌速度是恒定的。
搅拌器速度，叶片和叶片位置，聚合釜内的挡板形态被设计成是不可调的。
树脂的颗粒度通过改变每批料所用的分散剂总含固量进行控制。
搅拌因素的变化，对颗粒度，颗粒形态，树脂的孔隙率都有影响。
本工艺的聚合釜搅拌已为提供良好树脂的均匀性，悬浮稳定性，热传导性能而得到最佳化的设计。
悬浮胶体稳定性是指聚合系统在反应过程中，使VCM在连续的水相中，保持分散状态的能力。
如果VCM和水相发生分离，就会导致出现粗料。
造成粗料的原因很多。
恢复分散剂在聚合胶体的稳定性的最好的方法是提高水与VCM的比例，如果再短期内出现几次粗料，又找不出任何原因，便可采取这种措施，在以高水比例继续进行生产的同时，继续查找产生粗料的原因。