懸浮法本體法乳液法溶液法PVC聚合的四種生產(chǎn)工藝四種工藝比較一懸浮法聚合生產(chǎn)工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品品種多、應(yīng)用范圍廣,一直是生產(chǎn)PVC樹(shù)脂的主要方法,目前世界上90％的PVC樹(shù)脂(包括均聚物和共聚物)都是出自懸浮法生產(chǎn)裝置。乳液聚合與懸浮聚合基本類(lèi)似,只是要采用更為大量的乳化劑,并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚,從而得到粒徑很小的聚合物樹(shù)脂,一般乳液法生產(chǎn)的PVC樹(shù)脂的粒徑為0.1—0.2m,懸浮法為20―200m。懸浮和本體樹(shù)脂不能混合,即使少量混合也會(huì)因靜電效應(yīng)導(dǎo)致聚合物粉末的流動(dòng)性降低四種工藝比較二本體法生產(chǎn)工藝在無(wú)水、無(wú)分散劑,只加入引發(fā)劑的條件下進(jìn)行聚合,不需要后處理設(shè)備,投資小、節(jié)能、成本低。用本體法PVC樹(shù)脂生產(chǎn)的制品透明度高、電絕緣性好、易加工,用來(lái)加工懸浮法樹(shù)脂的設(shè)備均可用于加工本體法樹(shù)脂。溶液聚合單體溶解在一種有機(jī)溶劑（如n－丁烷或環(huán)己烷）中引發(fā)聚合,隨著反應(yīng)的進(jìn)行聚合物沉淀下來(lái)。溶液聚合反應(yīng)專(zhuān)門(mén)用于生產(chǎn)特種氯乙烯與醋酸乙烯共聚物。溶液聚合反應(yīng)生產(chǎn)的共聚物純凈、均勻,具有獨(dú)特的溶解性和成膜性。所需的物料品種較多去離子水VCM單體引發(fā)劑分散劑調(diào)節(jié)劑終止劑等等加料的精度要求高儀表精度不低于0.5級(jí)；測(cè)量上經(jīng)常采用雙流量計(jì),計(jì)量槽＋流量計(jì),電子稱(chēng)部分物料甚至采用稀釋方式來(lái)提高加料的精度批量加料品種多,要求高電石法生產(chǎn)PVC工藝流程示意圖清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。中和液為稀堿溶液。電石法乙炔工藝乙炔發(fā)生電石輸送發(fā)生器壓縮、貯存乙炔清凈清凈塔中和塔清凈液的配置和循環(huán)使用清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。乙炔發(fā)生操作畫(huà)面清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。清凈操作畫(huà)面清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。氯化氫合成工藝焚燒爐氯氫配比升負(fù)荷先加氫；減負(fù)荷先減氯；確保氯氣不過(guò)量。?清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。VCM合成工藝混合、冷卻、脫酸轉(zhuǎn)化器二組由多個(gè)轉(zhuǎn)化器并聯(lián)組成一組凈化和壓縮公用工程熱水系統(tǒng)冷凍鹽水氯乙烯分廠(chǎng)主要生產(chǎn)工藝為氯乙烯（VCM）工段，并以保全、冷凍等工段作為輔助生產(chǎn)工段。氯乙烯（VCM）工段包括100單元、200單元和300單元。其生產(chǎn)工藝流程圖見(jiàn)圖2-5。圖2-5氯乙烯分廠(chǎng)工序流程圖100單元的主要目的是用乙烯（C2H4）在低溫的環(huán)境下直接被氯氣（Cl2）氯化完成二氯乙烷的合成，并且通過(guò)精制為裂解爐單元提供合格純凈的二氯乙烷，以及為保護(hù)環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的廢水和廢氣的處理。200單元生產(chǎn)主要目的是以氣相二氯乙烷（EDC）在500○C左右的終端溫度下裂解，脫去HCl，生成氯乙烯（VCM），而后經(jīng)HCl塔和VCM塔精鎦，分離出純凈的HCl和VCM，VCM即聚氯乙烯車(chē)間生產(chǎn)所需要的原料，而分離出的HCL還可以繼續(xù)循環(huán)使用，參與300單元的生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的循環(huán)性。300單元的生產(chǎn)目的是利用乙烯、氧氣和裂解的中間產(chǎn)物氯化氫為原料，經(jīng)過(guò)乙烯的氧氯化反應(yīng)生成1,2-二氯乙烷，并且將所生產(chǎn)的二氯乙烷用到200單元中去，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程形成環(huán)狀，以完成整個(gè)裝置的生產(chǎn)平衡。（4）聚氯乙烯（PVC）分廠(chǎng)聚氯乙烯分廠(chǎng)生產(chǎn)工段包括乙炔工段、合成工段、老聚合工段、干燥工段、新聚合工段、五線(xiàn)聚合工段、冷凍工段。生產(chǎn)任務(wù)包括電石法單體的生產(chǎn)及PVC樹(shù)脂的聚合，聚合生產(chǎn)能力70萬(wàn)噸/年。天津大沽化工廠(chǎng)的PVC生產(chǎn)是由VCM單體經(jīng)聚合反應(yīng)后生成。聚氯乙烯分廠(chǎng)的VCM來(lái)源有兩種:一種是本廠(chǎng)自制，即由乙炔轉(zhuǎn)化生產(chǎn)為VCM；另一種是由氯乙烯分廠(chǎng)供給。主要工藝流程見(jiàn)圖2-6。圖2-6聚氯乙烯工藝流程圖乙炔工段利用外購(gòu)的電石和水在乙炔發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)生成乙炔氣體，乙炔氣體經(jīng)過(guò)壓縮、清靜、干燥后得到純凈的乙炔氣體。合成工段利用電解分廠(chǎng)生產(chǎn)的副產(chǎn)品氯氣和氫氣反應(yīng)合成HCL，或者是由廢鹽酸和蒸汽通過(guò)脫析、脫水工序生成干燥HCL，進(jìn)一步凈化后供給VCM轉(zhuǎn)化，部分HCL由氯乙烯分廠(chǎng)提供。純凈的乙炔氣體和HCL經(jīng)過(guò)混合預(yù)熱后發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為VCM單體，VCM再經(jīng)過(guò)水洗堿洗、壓縮、精餾后就送進(jìn)VCM儲(chǔ)罐等待參加聚合反應(yīng)。聚合工段使VCM和其他的各種輔劑發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)汽提、干燥后成為產(chǎn)品包裝出廠(chǎng)。單體生成操作畫(huà)面一清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。單體生成操作畫(huà)面二清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。冷卻、壓縮操作畫(huà)面清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。VCM精餾工藝低沸塔除去低沸物高沸塔除去高沸物氣相VCM經(jīng)冷凝后得到合格的氯乙烯單體。清凈液為次氯酸鈉,清凈塔采用兩塔串聯(lián)方式。VCM精餾操作流程圖釜體積70m3傳熱能力大,生產(chǎn)強(qiáng)度高,內(nèi)冷擋板；設(shè)計(jì)壓力高設(shè)計(jì)壓力2.1MPa,可生產(chǎn)低聚合度樹(shù)脂；防粘釜技術(shù)特殊的防粘釜液釜壁沖洗和防粘釜液噴涂技術(shù)高壓水清釜先進(jìn)的生產(chǎn)工藝有效的防止粘釜熱水加料工藝聚合注水工藝生產(chǎn)工藝密閉化前提條件先進(jìn)的防粘釜技術(shù)達(dá)到幾百釜不開(kāi)蓋清釜。先進(jìn)的加料工藝所有物料均以液態(tài)形式輸送,實(shí)現(xiàn)了聚合過(guò)程的密閉化和自動(dòng)化操作單體回收技術(shù)傳統(tǒng)回收方式來(lái)說(shuō).每一個(gè)聚合反應(yīng)周期均有約10一15％的未反應(yīng)VCM進(jìn)入精餾系統(tǒng)循環(huán)精制,加大了精餾系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷。既浪費(fèi)了能源又降低了設(shè)備能力。自壓回收壓縮冷凝回收轉(zhuǎn)化率計(jì)算粗料預(yù)估加料完反應(yīng)過(guò)程中動(dòng)力學(xué)模型主要控制過(guò)程去離子水、VCM、分散劑、各種助劑加料；等溫入料入料完釜溫異常調(diào)整引發(fā)劑恒溫聚合注水反應(yīng)結(jié)束、加入終止劑等漿料輸送（聚合釜出料）汽提離心干燥公用工程等溫入料控制策略控制要求:單體、去離子水等同時(shí)加入聚合釜，加料完畢釜溫大約比反應(yīng)溫度高2℃左右；控制方法利用熱平衡方程式，以設(shè)定釜溫為目標(biāo)，通過(guò)各種物料的進(jìn)料溫度、流量動(dòng)態(tài)調(diào)整控制加料；引發(fā)劑加入前溫度超差控制等溫入料控制流程圖反應(yīng)溫度控制硬件設(shè)備夾套設(shè)備:釜體采用半圓管夾套，避免了普通夾套的缺點(diǎn)，增加了導(dǎo)熱能力。內(nèi)冷擋板:內(nèi)冷管間采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，更有利于傳熱。并且內(nèi)冷管兼具擋板作用可以增加釜內(nèi)流體湍流，增加傳熱。合理溫控方案的應(yīng)用根據(jù)釜溫、夾套溫度采用串級(jí)溫度控制方案，控制冷卻水根據(jù)釜溫直接控制內(nèi)冷擋板冷卻水聚合模擬控制注水控制主要方法聚合開(kāi)始后定期注入補(bǔ)充水直到預(yù)定的水比錦西化工研究院經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)得到如下結(jié)論:在聚合前采用低水比(1.2—1.4)當(dāng)聚合反應(yīng)開(kāi)始后1小時(shí)左右，在易發(fā)生暴聚的轉(zhuǎn)化率10％到達(dá)之前開(kāi)始注入水。此后每15分鐘加入一次使最終水比達(dá)2:1。缺點(diǎn):該法使物料體積在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，忽高忽低，在氣液界面仍有少量粘結(jié)物生成。注水控制根據(jù)反應(yīng)速率注水根據(jù)式（1）的注水速率可以保持反應(yīng)釜的液位恒定在初始液位。而上式的注水速率只取決于反應(yīng)速率。反應(yīng)速率可以通過(guò)聚合熱的計(jì)算得到，聚合熱表達(dá)如下:該法緊密跟蹤轉(zhuǎn)化速率?？杉皶r(shí)、準(zhǔn)確地注入補(bǔ)充水。因此可很好地維持反應(yīng)物料體積和控制粘度。但它需要同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)過(guò)程變量,并經(jīng)過(guò)復(fù)雜計(jì)算,對(duì)我國(guó)目前大部分PVC生產(chǎn)廠(chǎng)來(lái)說(shuō),還有一定的因難。注水控制聚合開(kāi)始后恒速注入補(bǔ)充水直到反應(yīng)結(jié)束依據(jù)VCM聚合在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)基本維持不變,而初始反應(yīng)速率較低部分大致為聚合后期高反應(yīng)速率部分所補(bǔ)充。具體方法首先要計(jì)算出總體積收縮量,根據(jù)聚合時(shí)間就得到注入水的流量。但實(shí)際上平均聚合速率都取小一些,防止因偶然因素造成滿(mǎn)釜。該法基本使注入水的速率與體積收縮維持平衡。液位比反應(yīng)開(kāi)始時(shí)略高,到反應(yīng)結(jié)束時(shí)恢復(fù)到初始位置。一個(gè)聚合釜要生產(chǎn)多種型號(hào)的產(chǎn)品,過(guò)程復(fù)雜爆聚轉(zhuǎn)型粘釜粗料釜溫釜壓控制精度要求高過(guò)渡釜溫超調(diào)不超過(guò)0.5℃；保溫階段釜溫偏差±0.2℃。過(guò)程復(fù)雜、控制精度高恒流注水缺陷及其解決辦法反應(yīng)速率過(guò)快如果在反應(yīng)開(kāi)始后的各不同時(shí)刻放熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常值時(shí),說(shuō)明反應(yīng)速度過(guò)快,達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率的時(shí)間就要縮短,注入水的速率相應(yīng)調(diào)高一些。反應(yīng)速率過(guò)慢在反應(yīng)開(kāi)始后的各不同時(shí)刻,放出的熱量小于正常反應(yīng)的放熱量。這時(shí)注入水量若保持原值就相對(duì)過(guò)高,注滿(mǎn)全釜。因此