電石(diànshí)法聚氯乙烯生產技術主講教師：蘇小莉冶金(yějīn)化工系應用化工技術教研精品資料主要(zhǔyào)內容項目一電石法乙炔生產技術任務1乙炔的發生(fāshēng)任務2乙炔的清凈項目二合成法氯化氫生產技術項目三電石法氯乙烯生產技術任務1混合脫水和氯乙烯的合成任務2粗氯乙烯的凈化和壓縮任務3氯乙烯單體的合成精品資料項目(xiàngmù)四懸浮法聚氯乙烯生產技術任務1氯乙烯的懸浮聚合任務2PVC料漿的汽提任務3PVC料漿的脫水任務4PVC樹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性質三、聚氯乙烯的分類(fēnlèi)四、聚氯乙烯的生產工藝及成本分析五、聚氯乙烯的用途六、小結精品資料一、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，由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強其耐熱性，韌性，延展性等，故其產品一般不存放食品和藥品。它是當今世界上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應用的一種(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)，其單體的結構簡式為CH2=CHCl精品資料二、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的物理化學性質聚氯乙烯樹脂，物理外觀為白色粉末，無毒、無臭。相對密度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，化學穩定性很高，具有良好的可塑性。除少數有機溶劑外，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毒、無臭的白色粉末。它的化學穩定性很高，具有良好的可塑性。對于鹽類亦相當穩定；PVC的熱穩定性和耐光性較差，在100℃以上即可開始分解并放出氯化氫(HCl)氣體，致使PVC變色。PVC的電絕緣性優良，一般不會燃燒，在火焰上能燃燒并放出HCl，但離開火焰即自熄，是一種“自熄性”、“難燃性”物質(wùzhì)。基于上述特點，PVC主要用于生產型材、異型材、管材管件、板材、片材、電纜護套、硬質或軟質管、輸血器材和薄膜等領域。精品資料三、聚氯乙烯(jùlǜyǐxī)的分類1、按照應用范圍分類(fēnlèi)①通用型PVC樹脂②高聚合度PVC樹脂③交聯PVC樹脂

精品資料通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂；交聯PVC樹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劑聚合而成的樹脂。通用型聚氯乙烯由于制備方法簡單、用途廣泛，在現貨市場上流通的絕大部分都是通用型的聚氯乙烯樹脂，而高聚合度的和交聯的PVC樹脂一般在特殊領域(lǐnɡyù)應用較多。精品資料2、根據氯乙烯單體的獲得(huòdé)方法電石法、乙烯法和進口(jìnkǒu)(EDC-二氯乙烷、VCM)單體法(習慣上把乙烯法和進口(jìnkǒu)單體法統稱為乙烯法)。目前，世界上多為乙烯法PVC，而我國則主要以電石法PVC為主。精品資料3、根據(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過程簡單，便于控制及大規模生產，產品適宜性強，是PVC的主要生產方式，從世界范圍內講，懸浮法PVC的生產量約占總量的80%。本體法不用水和分散劑，聚合后處理簡單，產品純度高，但是存在聚合過程攪拌(jiǎobàn)和傳熱的難題，生產成本較高，屬于淘汰類工藝，其生產能力不到總量的10%，我國目前只有四川宜賓天原采用本體法生產PVC。精品資料乳液法聚合時以水為分散介質，制得的顆粒較細，熱穩定性和電絕緣性不佳，適宜糊樹脂的生產(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PVC糊樹脂的產量不到PVC總產量的4％。溶液聚合只用來生產(shēngchǎn)涂料或特種產品。在美國，使用各種聚合方法生產(shēngchǎn)的樹脂比例是：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，90％以上的PVC都是采用懸浮法制備生產(shēngchǎn)的。精品資料四、聚氯乙烯的生產工藝及成本(chéngběn)分析1、生產工藝PVC的生產主要有兩種制備工藝，一是電石法，主要生產原料是電石、煤炭和原鹽；二是乙烯法，主要原料是石油。國際市場上PVC的生產主要以乙烯法為主，而國內受富煤、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PVC總產能的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PVC，剩余的鈉部分用于生產燒堿，所以，氯、堿實際上存在共生關系，氯堿平衡也是整個行業發展過程中不得不考慮的重要因素。精品資料工業鹽燒堿(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業工藝流程示意圖精品資料工業鹽燒堿(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）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)分析從生產成本角度分析，兩種工藝在不同經濟發展周期(zhōuqī)，成本差別較大。通常情況下，在國際宏觀經濟高速發展階段，由于油價較高，乙烯法生產成本較高，電石法成本優勢明顯；而一旦國際經濟進入衰退，油價將在低位運行，電石法由于能耗較高，煤電油運等價格有支撐，成本優勢消失。自2003年以來，國際油價大幅攀升，使乙烯法PVC成本增加，而電石法生產則受此影響較小，從而導致國內電石法PVC生產裝置建設的新一輪熱潮，使電石法PVC產能急劇擴大，對乙烯法PVC生產形成了極大挑戰，許多乙烯法企業處于虧損邊緣。但隨著2008年5月之后原油價格的持續下調，乙烯法的成本優勢明顯，電石法生產廠家微利運行，甚或難以為繼。精品資料電石法成本構成主要由電石費用、氯化氫費用和水電費構成。國家標準規定：生產1噸PVC消耗(xiāohào)電石1.45～1.5噸，（一般以1.45計算，但一般實際生產過程中消耗(xiāohào)會高于這個比例，只有少數能達到標準），消耗(xiāohào)氯化氫氣體0.75～0.85噸（一般以0.76計），每噸耗電量約450～500kw?h，另有其它項目開支，如包裝費、引發劑、分散劑、水費、管理人員費用等因生產廠家和生產規模的不同而不盡相同。總體來講，電石法的成本構成分配比例約為：電石占65～70%，氯化氫占15%，電力占6%，其他制造費用占6%。電石法的一個顯著特點為耗電較高，不但在生產PVC時要耗費電力，由焦炭制備電石也要消耗(xiāohào)大量的電，如生產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、管理人工費用等。乙烯法每生產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，乙烯價格對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，但其設備投資卻十分巨大，因此設備折舊在成本中所占比重較大。而設備投資是固定的，因此乙烯、氯乙烯價格的變化是聚氯乙烯樹脂價格變動的主要因素。精品資料產業布局乙烯法生產裝置難以(nányǐ)深入內地能源(néngyuán)結構缺油、貧氣、富煤電石法聚氯乙烯工藝進步能耗、污染的有效控制電石法生產工藝將繼續作為中國聚氯乙烯行業的基礎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PVC消費量最大的領域，約占PVC總消費量的25％左右，主要用于制作門窗和節能(jiénénɡ)材料，目前其應用量在全國范圍內仍有較大幅度增長。在發達國家，塑料門窗的市場占有率也是高居首位，如德國為50%，法國為56%，美國為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領域，約占其消費量的20％左右。在我國，聚氯乙烯管較PE管和PP管開發早，品種多，性能優良，使用范圍廣，在市場上占有重要位置。3．聚氯乙烯膜PVC膜領域對PVC的消費位居第三，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制成規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中加入穩定劑、潤滑劑和填料，經混煉后，用擠出機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腐蝕的貯槽、風道及容器等。5．PVC一般軟質品利用擠出機可以擠成軟管、電纜、電線(diànxiàn)等；利用注射成型機配合各種模具，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、玩具和工業商品。精品資料7．聚氯乙烯護墻板和地板聚氯乙烯護墻板主要用于取代鋁制護墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應用在機場候機樓地面和其它場所的堅硬地面。8．聚氯乙烯日用消費品行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統產品，聚氯乙烯被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運