化工聚錄乙烯生產(chǎn)技術(shù)pvc課件PVC緒論

電石(diànshí)法聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)主講教師：蘇小莉冶金(yějīn)化工系應(yīng)用化工技術(shù)教研精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容項(xiàng)目一電石法乙炔生產(chǎn)技術(shù)任務(wù)1乙炔的發(fā)生(fāshēng)任務(wù)2乙炔的清凈項(xiàng)目二合成法氯化氫生產(chǎn)技術(shù)項(xiàng)目三電石法氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)任務(wù)1混合脫水和氯乙烯的合成任務(wù)2粗氯乙烯的凈化和壓縮任務(wù)3氯乙烯單體的合成精品資料項(xiàng)目(xiàngmù)四懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)任務(wù)1氯乙烯的懸浮聚合任務(wù)2PVC料漿的汽提任務(wù)3PVC料漿的脫水任務(wù)4PVC樹(shù)脂的干燥精品資料緒論(xùlùn)一、聚氯乙烯的基本概念二、聚氯乙烯的物理化學(xué)性質(zhì)三、聚氯乙烯的分類(fēnlèi)四、聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝及成本分析五、聚氯乙烯的用途六、小結(jié)精品資料一、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的基本概念聚氯乙烯（Polyvinylchloride，PVC）全名為Polyvinylchlorid，主要成份為聚氯乙烯，色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固耐用，由于在制造過(guò)程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來(lái)增強(qiáng)其耐熱性，韌性，延展性等，故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。它是當(dāng)今世界上深受喜愛(ài)、頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種(yīzhǒnɡ)合成材料。它的全球使用量在各種合成材料中高居第二。PVC(聚氯乙烯)，其單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHCl精品資料二、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的物理化學(xué)性質(zhì)聚氯乙烯樹(shù)脂，物理外觀為白色粉末，無(wú)毒、無(wú)臭。相對(duì)密度1.35-1.46，折射率1.544（20℃）不溶于水，汽油，酒精和氯乙烯，溶于丙酮，二氯乙烷，二甲苯等溶劑，化學(xué)穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。除少數(shù)有機(jī)溶劑外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50-60%的硝酸及20%以下的燒堿。聚氯乙烯在100℃以上(yǐshàng)開(kāi)始分解并緩慢放出HCl，隨著溫度上升，分解與釋放HCl速度加快，致使聚氯乙烯變色。精品資料聚氯乙烯是一種無(wú)毒、無(wú)臭的白色粉末。它的化學(xué)穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。對(duì)于鹽類亦相當(dāng)穩(wěn)定；PVC的熱穩(wěn)定性和耐光性較差，在100℃以上即可開(kāi)始分解并放出氯化氫(HCl)氣體，致使PVC變色。PVC的電絕緣性優(yōu)良，一般不會(huì)燃燒，在火焰上能燃燒并放出HCl，但離開(kāi)火焰即自熄，是一種“自熄性”、“難燃性”物質(zhì)(wùzhì)?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，PVC主要用于生產(chǎn)型材、異型材、管材管件、板材、片材、電纜護(hù)套、硬質(zhì)或軟質(zhì)管、輸血器材和薄膜等領(lǐng)域。精品資料三、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的分類1、按照應(yīng)用范圍分類(fēnlèi)①通用型PVC樹(shù)脂②高聚合度PVC樹(shù)脂③交聯(lián)PVC樹(shù)脂

精品資料通用型PVC樹(shù)脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹(shù)脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長(zhǎng)劑聚合而成的樹(shù)脂；交聯(lián)PVC樹(shù)脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹(shù)脂。通用型聚氯乙烯由于制備方法簡(jiǎn)單、用途廣泛，在現(xiàn)貨市場(chǎng)上流通的絕大部分都是通用型的聚氯乙烯樹(shù)脂，而高聚合度的和交聯(lián)的PVC樹(shù)脂一般在特殊領(lǐng)域(lǐnɡyù)應(yīng)用較多。精品資料2、根據(jù)氯乙烯單體的獲得(huòdé)方法電石法、乙烯法和進(jìn)口(jìnkǒu)(EDC-二氯乙烷、VCM)單體法(習(xí)慣上把乙烯法和進(jìn)口(jìnkǒu)單體法統(tǒng)稱為乙烯法)。目前，世界上多為乙烯法PVC，而我國(guó)則主要以電石法PVC為主。精品資料3、根據(jù)(gēnjù)氯乙烯單體的聚合方法懸浮法、乳液法、本體法和溶液法懸浮法以其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，便于控制及大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品適宜性強(qiáng)，是PVC的主要生產(chǎn)方式，從世界范圍內(nèi)講，懸浮法PVC的生產(chǎn)量約占總量的80%。本體法不用水和分散劑，聚合后處理簡(jiǎn)單，產(chǎn)品純度高，但是存在聚合過(guò)程攪拌(jiǎobàn)和傳熱的難題，生產(chǎn)成本較高，屬于淘汰類工藝，其生產(chǎn)能力不到總量的10%，我國(guó)目前只有四川宜賓天原采用本體法生產(chǎn)PVC。精品資料乳液法聚合時(shí)以水為分散介質(zhì)，制得的顆粒較細(xì)，熱穩(wěn)定性和電絕緣性不佳，適宜糊樹(shù)脂的生產(chǎn)(shēngchǎn)，主要用于制造人造革、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，我國(guó)PVC糊樹(shù)脂的產(chǎn)量不到PVC總產(chǎn)量的4％。溶液聚合只用來(lái)生產(chǎn)(shēngchǎn)涂料或特種產(chǎn)品。在美國(guó)，使用各種聚合方法生產(chǎn)(shēngchǎn)的樹(shù)脂比例是：懸浮法87.8%、乳液和微懸浮法6.4%、本體聚合法4.4%、溶液法1.4%。在我國(guó)，90％以上的PVC都是采用懸浮法制備生產(chǎn)(shēngchǎn)的。精品資料四、聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝及成本(chéngběn)分析1、生產(chǎn)工藝PVC的生產(chǎn)主要有兩種制備工藝，一是電石法，主要生產(chǎn)原料是電石、煤炭和原鹽；二是乙烯法，主要原料是石油。國(guó)際市場(chǎng)上PVC的生產(chǎn)主要以乙烯法為主，而國(guó)內(nèi)受富煤、貧油、少氣的資源(zīyuán)稟賦限制，則主要以電石法為主，截至到2007年12月，電石法約占我國(guó)PVC總產(chǎn)能的70％以上。值得注意的是，在電石法制備PVC中，原鹽電解后氯化氫用于生產(chǎn)PVC，剩余的鈉部分用于生產(chǎn)燒堿，所以，氯、堿實(shí)際上存在共生關(guān)系，氯堿平衡也是整個(gè)行業(yè)發(fā)展過(guò)程中不得不考慮的重要因素。精品資料工業(yè)鹽燒堿(shāojiǎn)﹢氯氣(lǜqì)電解氯堿化工造紙、紡織、印染、化纖、氧化鋁等﹢氫氣氯化氫煤炭生石灰電石﹢石灰石﹢藍(lán)炭或焦炭﹢水乙炔﹢VCM含汞觸媒PVC聚合煤化工電石法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)工藝流程示意圖精品資料工業(yè)鹽燒堿(shāojiǎn)﹢氯氣(lǜqì)電解造紙、紡織、印染化纖、氧化鋁等原油石腦油乙烯EDC直接氯化或氧氯化（氧氯化與HCL反應(yīng)）裂解VCMPVC聚合氯堿化工石化乙烯法聚氯乙烯工藝流程示意圖精品資料2、成本(chéngběn)分析從生產(chǎn)成本角度分析，兩種工藝在不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期(zhōuqī)，成本差別較大。通常情況下，在國(guó)際宏觀經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，由于油價(jià)較高，乙烯法生產(chǎn)成本較高，電石法成本優(yōu)勢(shì)明顯；而一旦國(guó)際經(jīng)濟(jì)進(jìn)入衰退，油價(jià)將在低位運(yùn)行，電石法由于能耗較高，煤電油運(yùn)等價(jià)格有支撐，成本優(yōu)勢(shì)消失。自2003年以來(lái)，國(guó)際油價(jià)大幅攀升，使乙烯法PVC成本增加，而電石法生產(chǎn)則受此影響較小，從而導(dǎo)致國(guó)內(nèi)電石法PVC生產(chǎn)裝置建設(shè)的新一輪熱潮，使電石法PVC產(chǎn)能急劇擴(kuò)大，對(duì)乙烯法PVC生產(chǎn)形成了極大挑戰(zhàn)，許多乙烯法企業(yè)處于虧損邊緣。但隨著2008年5月之后原油價(jià)格的持續(xù)下調(diào)，乙烯法的成本優(yōu)勢(shì)明顯，電石法生產(chǎn)廠家微利運(yùn)行，甚或難以為繼。精品資料電石法成本構(gòu)成主要由電石費(fèi)用、氯化氫費(fèi)用和水電費(fèi)構(gòu)成。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：生產(chǎn)1噸PVC消耗(xiāohào)電石1.45～1.5噸，（一般以1.45計(jì)算，但一般實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中消耗(xiāohào)會(huì)高于這個(gè)比例，只有少數(shù)能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)），消耗(xiāohào)氯化氫氣體0.75～0.85噸（一般以0.76計(jì)），每噸耗電量約450～500kw?h，另有其它項(xiàng)目開(kāi)支，如包裝費(fèi)、引發(fā)劑、分散劑、水費(fèi)、管理人員費(fèi)用等因生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)規(guī)模的不同而不盡相同。總體來(lái)講，電石法的成本構(gòu)成分配比例約為：電石占65～70%，氯化氫占15%，電力占6%，其他制造費(fèi)用占6%。電石法的一個(gè)顯著特點(diǎn)為耗電較高，不但在生產(chǎn)PVC時(shí)要耗費(fèi)電力，由焦炭制備電石也要消耗(xiāohào)大量的電，如生產(chǎn)1噸電石約需消耗(xiāohào)3450kw?h的電、0.6噸的焦炭和0.9噸的石灰石。精品資料乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯氣消耗、耗電量、加工助劑、管理人工費(fèi)用等。乙烯法每生產(chǎn)1噸PVC要消耗乙烯0.5噸，消耗氯氣0.65噸，兩者約占成本的60%左右。在原料(yuánliào)成本中乙烯成本占了主要部分，乙烯價(jià)格對(duì)聚氯乙烯的成本有較大影響。雖然乙烯法耗能量較電石法低，但其設(shè)備投資卻十分巨大，因此設(shè)備折舊在成本中所占比重較大。而設(shè)備投資是固定的，因此乙烯、氯乙烯價(jià)格的變化是聚氯乙烯樹(shù)脂價(jià)格變動(dòng)的主要因素。精品資料產(chǎn)業(yè)布局乙烯法生產(chǎn)裝置難以(nányǐ)深入內(nèi)地能源(néngyuán)結(jié)構(gòu)缺油、貧氣、富煤電石法聚氯乙烯工藝進(jìn)步能耗、污染的有效控制電石法生產(chǎn)工藝將繼續(xù)作為中國(guó)聚氯乙烯行業(yè)的基礎(chǔ)和最重要組成部分精品資料五、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的用途1．聚氯乙烯異型材型材、異型材是我國(guó)PVC消費(fèi)量最大的領(lǐng)域，約占PVC總消費(fèi)量的25％左右，主要用于制作門(mén)窗和節(jié)能(jiénénɡ)材料，目前其應(yīng)用量在全國(guó)范圍內(nèi)仍有較大幅度增長(zhǎng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，塑料門(mén)窗的市場(chǎng)占有率也是高居首位，如德國(guó)為50%，法國(guó)為56%，美國(guó)為45%。精品資料2．聚氯乙烯管材在眾多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消費(fèi)領(lǐng)域，約占其消費(fèi)量的20％左右。在我國(guó)，聚氯乙烯管較PE管和PP管開(kāi)發(fā)早，品種多，性能優(yōu)良，使用范圍廣，在市場(chǎng)上占有重要位置。3．聚氯乙烯膜PVC膜領(lǐng)域?qū)VC的消費(fèi)位居第三，約占10％左右。PVC與添加劑混合(hùnhé)、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。也可以通過(guò)剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。精品資料4．PVC硬材和板材PVC中加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機(jī)可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線(diànxiàn)套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。5．PVC一般軟質(zhì)品利用擠出機(jī)可以擠成軟管、電纜、電線(diànxiàn)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。精品資料6．聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)包裝材料聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生產(chǎn)礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產(chǎn)成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)膜也可用于拉伸或熱收縮包裝，用于包裝床墊、布匹、玩具和工業(yè)商品。精品資料7．聚氯乙烯護(hù)墻板和地板聚氯乙烯護(hù)墻板主要用于取代鋁制護(hù)墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹(shù)脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓地面和其它場(chǎng)所的堅(jiān)硬地面。8．聚氯乙烯日用消費(fèi)品行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統(tǒng)產(chǎn)品，聚氯乙烯被用來(lái)制作各種仿皮革，用于行李包，運(yùn)