目 录
第一章 绪 论 ................................................................................................ 1
1.1 聚氯乙烯(PVC) ......................................................................................................... 1
1.1.1 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用 ............................................................. 1 1.1.2 聚氯乙烯工业的发展概况 ............................................................................. 1 1.1.3 聚氯乙烯制品的开发与应用技术 ............................................................... 2 1.1.4 聚氯乙烯系列聚合物的性质 ......................................................................... 4 1.2 氯乙烯（VC） .......................................................................................................... 4
1.2.1 氯乙烯的合成 ................................................................................................. 4 1.2.2 生产工艺流程简述 ......................................................................................... 8 1.3 聚氯乙烯合成方法 .................................................................................................... 8
1.3.1 典型聚合工艺概述 ......................................................................................... 9 1.3.2 典型聚合工艺技术特性比较 ....................................................................... 10 1.3.3 氯乙烯悬浮聚合反应机理 ......................................................................... 11 1.3.4两条主线 ........................................................................................................ 13 1.3.5 影响聚氯乙烯颗粒形态的主要因素 ......................................................... 14 1.3.6 杂质对聚合反应的影响 ............................................................................... 16 1.4 生产工艺流程 .......................................................................................................... 18
1.4.1生产工艺流程图 ............................................................................................ 18 1.4.2 工艺指标 ....................................................................................................... 19 1.4.3主要原料和产物的物化性质 ........................................................................ 19
第二章 工艺计算 .......................................................................................... 22
2.1 物料衡算 .................................................................................................................. 22
2.1.1 计算依据 ....................................................................................................... 22 2.1.2 计算 ............................................................................................................... 23 2.2 热量衡算 .................................................................................................................. 30
2.2.1 衡算方法 ....................................................................................................... 30 2.2.2 标况下有关物化数据表[3] .......................................................................... 31 2.2.3 计算 ............................................................................................................... 31
第三章 主要设备的设计与选型 ...................................................................... 38
3.1 石墨冷却器的选型 .................................................................................................. 38
3.1.1 已知条件 ....................................................................................................... 38
3.1.2 计算两流体的平均温度差 ........................................................................... 38 3.2 石墨预热器的选型 .................................................................................................. 39
3.2.1 已知条件 ....................................................................................................... 39 3.2.2 计算两流体的平均温度差 ........................................................................... 39 3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 .............................................................................................. 40
3.3.1 已知条件 ....................................................................................................... 40 3.3.2 计算两流体的平均温度差 ........................................................................... 40 3.4 转化器的设计 .......................................................................................................... 41
3.4.1 已知条件 ....................................................................................................... 41 3.4.2 计算 ............................................................................................................... 41 3.5 泡沫水洗塔的设计 .................................................................................................. 43
3.5.1 已知条件 ....................................................................................................... 43 3.5.2 塔径的计算 ................................................................................................... 43 3.5.3 孔的布置 ....................................................................................................... 44 3.5.4 塔板的压降 ................................................................................................... 44 3.5.5 稳定性 ........................................................................................................... 45 3.5.6 液泛 ............................................................................................................... 45 3.5.7 物沫夹带： ................................................................................................... 46 3.6 主要设备一览表 ...................................................................................................... 46
第四章 主要管道管径计算和选型 ................................................................ 48
4.1 HCl进料管 ............................................................................................................... 48 4.2 乙炔气进料管 .......................................................................................................... 49 4.3 石墨冷却器的进料管 .............................................................................................. 49 4.4 多筒过滤器进料管 .................................................................................................. 49 4.5 转化器进料管 .......................................................................................................... 49 4.6 转化器出料管 .......................................................................................................... 50 4.7 石墨冷却器进口管 .................................................................................................. 50 4.8 40%盐水进料管 ..................................................................................................... 51 4.9 循环水管 .................................................................................................................. 51
4.9.1 石墨预热器 ................................................................................................... 51 4.9.2 转化器 ........................................................................................................... 51 4.9.3 石墨冷却器 ................................................................................................... 52 4.10 总进水管 ................................................................................................................ 52 4.11 部分管道一览表 .................................................................................................... 52
第五章 合成工段中三废的产生及处理 ....................................................... 54
5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 ...................................................................... 54
5.1.1 氯化汞触媒的产生 ....................................................................................... 54 5.1.2 氯化汞中毒机理 ........................................................................................... 54 5.1.3 废HgCl2触媒的处理 .................................................................................. 54 5.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 .............................................................. 54
5.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生 ............................................................................... 54 5.2.2 中毒机理 ....................................................................................................... 55 5.2.3 对VC泄露的综合治理 ............................................................................... 55 5.3 废水的处理 .............................................................................................................. 55
5.3.1 废水排放标准[1] .......................................................................................... 55 5.3.2 废水的处理方法 ........................................................................................... 56 5.4 废气处理 .............................................................................................................. …56 5.5其他三废的处理 ....................................................................................................... 57
第六章 安全生产防火技术 ............................................................................ 58
6.1 厂区安全生产特点 .................................................................................................. 58 6.2 乙烯合成的安全技术 .............................................................................................. 58
6.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围 ............................................... 58 6.3乙炔爆炸 ................................................................................................................... 58
6.3.1 氧化爆炸 ....................................................................................................... 59 6.3.2 分解爆炸 ....................................................................................................... 59 6.3.3 乙炔的化合爆炸 ........................................................................................... 59 6.4 氯乙烯的燃烧性能 .................................................................................................. 59 6.5 安全措施 .................................................................................................................. 59
第七章 经济核算 ............................................................................................ 61 第八章 总 结………………………………………………………………65 致 谢………………………………… …………………………...…………66
第一章 绪 论
1.1 聚氯乙烯(PVC)
1.1.1 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用
合成树脂是塑料工业的基本原料，在一定条件下塑制成一定形状的材料，在常温下它的形状不变，是材料工业的重要组成部分。
作为热塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯树脂，在世界各国合成树脂的生产、品种及消费上均处领先地位。我国也是如此，聚氯乙烯塑料制品居于各树脂及加工制品之主。这主要由于以下原因：
（1） 聚氯乙烯材料制品性能优良。有独特的使用功能。
（2） 基础原料资源广，为聚氯乙烯树脂生产发展奠定了物质基础。
（3） 以聚氯乙烯制取的合成材料可代替钢铁和木材使用，而且节能显著，每生产１立方米。通用塑料，其能耗为148.6千焦，而生产1立方米钢材能耗为356.7×106千焦。
（4） 用于农业生产，如地膜、大棚等，为农业生产提供保障。
（5） 聚氯乙烯塑料不仅在建筑、农业及包装工业上有着广泛的用途，在电子器件、交通运输、机械和人民生活等各方面，也均得到重用。 1.1.2 聚氯乙烯工业的发展概况
20世纪的30年代50年代是塑料工业迅速发展的时期。在此期间有许多合成塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工业化。
自1835年法国化学家V.Regnault首先发现了氯乙烯，于1838年他又观察到聚合体，这就是最早的聚氯乙烯。1872年包曼(Baumann)报导了氯乙烯的制备，并观察到在强烈阳光照射后，氯乙烯逐渐变成一种无定形的白色固体物。经历数十年直到1910年德国与美国研究了氯乙烯在紫外线和过氧化物存在下的聚合反应。1910年，Ostromislensky在进行氯乙烯研究时，也获得氯乙烯聚合物，称之为Cauprene chloride。1920年，德国研究聚氯乙烯已相当活跃，这时美国联碳化学公司与杜邦公司对氯乙烯聚合物的制备发表了专利。这标志着氯乙烯及其聚合物的制造已进入实用技术阶段。1920年，在美国的柏寨森 (BURGHAUSAN)的瓦克(WACKER)公司制取聚醋酸乙烯，用它与氯乙烯共聚制得一种新材料。该材料易加工，且不再发生分解因它具有内增塑性，可用作涂料和硬模塑制品，开辟了以内增塑的办法解决了聚氯乙烯的加工。另一方面也为聚氯乙烯从共聚改性作出了开拓性的工作。对聚氯乙烯发展起到积极的推动作用。又于1932年发现聚氯乙烯的低分子增塑剂。英国帝国化学公司于1937年采用高沸点液体如磷酸酯类