聚氯乙烯合成工艺设计
聚氯乙烯的生产工艺流程
作者：许文
单位：08化学工程与工艺
摘要：本文主要介绍年产5万吨的聚氯乙烯（PVC）这种大宗化学品的生产过程和工艺，以及聚氯乙烯（PVC）的生产装置。我们用“乙烯氧氯化法”的“古德里奇法”制取氯乙烯单体，然后就氯乙烯单体的聚合的“悬浮聚合法”和正式生产做出进一步的说明。
关键词：PVC，乙烯氧氯化法，悬浮聚合法，古德里奇法
引言：
1，PVC的特性和设计背景
聚氯乙烯树脂是世界五大著名的树脂之一，全称Polyvinyl chloride polymer，简称PVC。聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于
低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会
出现白化现象。常见制品：板材、管材、鞋
底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一
种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原
子的高分子材料。
它柔韧性好，绝缘性高，强度也高，不易溶解等等，广泛的应用于人们的生产生活。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万～12
万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化,130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度 5～10kJ／m2；有优异的介电性能。
2，我国的发展概况
近几年来我国的PVC从无到有发展迅速，但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求，自给率只能保持在70%左右。需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高，也使得电石法成为许多企业的首选工艺。
中国PVC产业主要有三个发展的方面：
一，企业向规模化、大型化和集约化发展。据有关统计资料表明，我国聚氯乙烯生产能力已达到年4000万吨。根据我国石油化工发展规划，到2010年，已经有几套年产20万吨以上的聚氯乙烯装置在我国落户。这些项目如期完成，使新增聚氯乙烯能力约为年200万吨。
二，采用先进生产工艺。引进和采用先进的二氯乙烷法等多种生产工艺，改进聚合釜，以提高聚氯乙烯生产装置的性能；应用计算机自动化控制系统，使生产实现现代化，
逐步淘汰一些无竞争力的小型电石法装置的同时积极改进大型电石法。出现了多种先进方法并存的局面。
三，产品向专业化、多样化和高附加值方向发展。除普通型聚氯乙烯树脂外，大力增加特殊用途的品种、牌号，例如，型材、管材、电缆用的专用料等的产量和质量也将接近或达到国际先进水平。
我国的聚氯乙烯的生产量已经达到4000万吨，数目不容小视。
3，聚氯乙烯的污染
聚氯乙烯其中有氯，这是有毒的。氯乙烯单体含量高，会挥发出来；对人体造成致癌作用，特别是造成内分泌、荷尔蒙的紊乱，所以对人体造成较大的危害。不仅仅如此，常规的PVC等材料的电线电缆是相当严重的污染源，在制造、使用及废弃处理时，都会产生大量的二恶英、卤氢酸、铅等有害物质；PVC材料燃烧时会发生很大的浓烟，并产生有害的HCL气体；而且大部分PVC材料中含有Pb(铅)、Cd(镉)等(用作电缆稳定剂)多种有害重金属，会对人体健康造成一定的危害；焚烧或掩埋后，会造成对土壤和水源的污染。由于一次性医疗器械产品大多采用医用级聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC)，而PVC加工过程中的热分解物对钢材有较强的腐蚀性，PC则硬度高，粘性大，因而对塑化部分的零部件材质要求必须是能抗腐蚀、抗磨损而且有较高的抛光性能。目前大多数医用注塑机采用机筒螺杆镀硬铬的办法或者采用不锈钢为材料制作机简螺杆以达到上述特殊要求。另外，为了防止PVC加工过程中热分解产生气体，要求对动定模板表面进行镀铝处理，而且对外围板金也进行镀铝处理或者采用不锈钢板制作板金，板金拼缝采用无毒硅胶进行密封，以防塑料加工过程中产生的气体跑到外面(塑料加工过程中产生的气体可通过专用设备进行集中收集再经过净化处理方可排入大气中)。
4，生产聚氯乙烯的重要性
聚氯乙烯制品形式十分丰富，可分为硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚氯乙烯糊三大类。硬聚氯乙烯主要用于管材、门窗型材、片材等挤出产品，以及管接头、电气零件等注塑件和挤出吹型的瓶类产品，它们约占聚氯乙烯65%以上的消耗。软聚氯乙烯主要用于压延片、汽车内饰品、手袋、薄膜、标签、电线电缆、医用制品等。聚氯乙烯糊约占聚氯乙烯制品的10%，主要用产品有搪塑制品等。
由此可见聚氯乙烯和我们的生活息息相关，我们离不开聚氯乙烯，所以必须设计好的工艺去优化聚氯乙烯的生产线，使它的污染程度降到最低。
正文：
此套设备采用的方法是“乙烯氧氯化法”，我国目前普遍采用的为“乙炔法(电石法)”和“乙烯氧氯化法”两种。根据“十二五”规划要求，到2015年我国单位GDP能耗要较2010年下降30%，主要污染物排放总量比2010年减少15%。必然会进一步加大对高能耗、高污染行业的治理整顿力度，作为耗水、耗电及废水、废气、废渣排放大户的PVC 行业，无疑会成为继电石行业之后，各地政府治理整顿的主攻目标。电石法PVC企业将面临越来越大的节能减排与环保压力，有的甚至可能因节能减排不力、环保不达标而惨遭淘汰。又面对出口收紧的压力，所以综合考虑本套装置使用乙烯氧氯化法来制备氯乙烯单体。
生产聚合体此套设备用的是“悬浮聚合法”，特点是，反应器内有大量水，物料粘度低，容易传热和控制；聚合后只需经过简单的分离、洗涤、干燥等工序，即得树脂产品，可直接用于成型加工；产品较纯净、均匀。虽然也有生产能力不足和不能连续生产的
缺点，但其简单、廉价、方便、自主产权也是20万吨生产设备所必须考虑的，我想只要对设备的数目增加和进行现代化改进就可以弥补生产能力不足和无法连续生产的缺点。
1.1氯乙烯单体的生产
1.1.1乙炔的生产：
乙炔的生产原料是电石，它的运输和使用必须符合“GB 10665-89”标准，使用前需要检测，电石的批次检测和采样按照国标“GB/T-6678-2003”规定来做，在使用过程中数以安全，不要溅到身上。
电石的破碎，一般采用100-300mm大的电石或者整块电石，在进入粉碎机时的合理粒径为25-50mm，经过破碎后的合理粒径可以达到25-50mm，另外，注意，进入破碎机的电石温度应该在130。C以下，进入发生器的温度也应该小于80。C，否则对系统不安全。
电石的除尘也要符合环保部门的相关标准，在这些问题都解决以后。乙炔的发生，如下方程式：
CaC
2+2H
2
O=Ca（OH）
2
+C
2
H
2
+130 kj/mol
但也会产生很多副反应，产生杂质：
CaO + H
2O → Ca（OH）
2
CaS + 2H
2O → Ca（OH）
2
+ H
2
S↑
Ca
3N
2
+ 6H
2
O → 3Ca（OH）
2
+ 2NH
3
↑
Ca
2Si + 4H
2
O → 2Ca(OH)
2
+ SiH
4
↑
Ca
3As
3
+ 6H
2
O → 3Ca（OH）
2
+ 2AsH
3
↑
Ca
3P
2
+ 6H
2
O → 3Ca（OH）
2
+ 2PH
3
↑
乙炔的净化，发生器产生的粗乙炔气，由发生器顶部引出，经水洗塔喷淋洗涤、再经正水封进入冷却塔，在冷却塔内部，乙炔气体从底部进顶部出，冷却水或从废次钠从顶部进入从底部出去，气液两相在塔内填料表面逆流接触，交换热量并且进一步的进行洗涤。从冷却塔来的乙炔气，在保证乙炔气柜到一定的高度时，进入水泵加压后，再进入两台串联的清洗塔，与含有有效氯0.085%-0.12%的次氯酸钠溶液逆流进行逆流直接接触反应，除去粗乙炔气中的S、P等有害杂质。清净二塔主要除去乙炔中的饱和水分，使得纯度达到98.5%。不含S、P。
图1 乙炔制取和精制流程图1.2乙烯氧氯化法制取氯乙烯
1.2.1乙烯氧氯化反应：
直接氯化：C
2H
4
+Cl
2
→ C
2
H
4
Cl
2
（FeCl
3
作为催化剂）
氧氯化：C
2H
4
+ 2HCl + 1/2O
2
→ C
2
H
4
Cl
2
+ H
2
O +263 Kj（CuCl
2
做催化剂）
副反应：
C 2H
4
Cl
2
+ Cl
2
→ C
2
H
3
Cl
3
+HCl
C
2
H
4
+ HCl → C
2
H
5
Cl
C
2
H
4
+ 2O
2
→ 2CO + 2H
2
O
C
2
H
4
+ 3O
2
→ 2CO
2
+ 2H
2
O
C 2H
4
+ 3HCl + O
2
→ C
2
H
3
Cl
3
+ 2H
2
O
1.2.2 二氯乙烷的裂解：方程式如下：
C 2H
4
Cl
2
→ C
2
H
3
Cl + HCl – 67.93Kj
也存在副反应，注意副反应。
1.2.3 乙烯氧氯化法工艺流程：
共分为五个单元，直接氯化单元、氧氯化单元、二氯乙烷精制单元、二氯乙烷裂解单元和氯乙烯精制单元。
图2 乙烯氧氯化工艺流程
氧氯化单元,主要在流化床反应器上，首先将直接氯化单元含有乙烯的尾气和本单元的部分冷凝气体汇合经过补充新鲜的乙烯气后预热后，再按比，乙烯：氯化氢：氧气：惰性气体= 1.6:2.0：0.63:2.0的比例进料，生成二氯乙烷。
二氯乙烷精制单元，主要用低沸塔，目的是清除EDC中的低沸物，清除低沸物后再送入高沸塔除去高沸物，最后再送入二氯乙烷的回收塔，回收二氯乙烷。
二氯乙烷裂解单元，主要将二氯乙烷送入裂解炉中，反应后，再进入急冷塔，大约会有40%原料的EDC组成的循环液，直接喷淋避免副反应，冷热交换后进入下一个工段。
图3 二氯乙烷裂解流程图
氯乙烯精制单元，二氯乙烷裂解后，生成氯乙烯和氯化氢，转化率为大约55%，所以又大量为转化的原料。本套设备用的是改进的二塔流程设计。保留原来的氯化氢塔和氯乙烯塔，物料通过两个塔后，只有少量的HCl，进入液碱洗涤器和固碱干燥塔后进入到氯乙烯成品罐中。
采用二塔工艺减少了设备的维修费用，操作方便，运行费用很低，并且节约了部分的蒸汽，降低了成本，因此本套设备采用二塔工艺流程来精制氯乙烯。
1.3氯乙烯的悬浮聚合
主要原材料有，去离子水，氯乙烯单体，引发剂构成。
其中去离子水的质量直接影响到聚合的质量，水的硬度过高会影响材料的绝缘性和稳定性，水中阳离子（氯根）如果过高，会影响聚乙烯醇的分散体系易使树脂的颗粒变粗，影响产品的形态，PH也会影响，过高会是聚乙烯醇分解：
表1去离子水的规格
表2氯乙烯单体的规格
VCM的杂质对合成的影响：1，炔类的影响，在VC自由基聚合中能与链发生反应，形成稳定的p-Π共轭体系，对集合有很大的影响。2，高废物也会对气产生影响，会粘连在反
应釜上，不利。
悬浮聚合有以下几个步骤：聚合，分离出去氯乙烯单体，离心除去水合干燥。VCM（氯乙烯）
图4 悬浮聚合的主要流程
将去离子水加入聚合釜内,并将聚合配方的助剂如分散剂、缓冲剂等加入釜内搅拌,然后加入引发剂,密封聚合釜,抽除釜内空气,必要时用氮气替换,使釜内残留氧含量降至最低,最后加入氯乙烯单体VCM,然后通过反应釜夹套中的过热水加热,将釜温升至预定温度并进行聚合。
这些聚合反应热通过3种方式散热,但是根据反应釜大小,3种途径可以只利用其中一
种或两种方式散热: 1)釜夹套冷却水，2)釜内冷水管，3)釜顶冷凝器等。要严格操作技术,始终保持预定反应温度,以保证氯乙烯产品质量。如果釜内聚合反应放热不足或失控造成温度过高不下时,釜内饱和蒸汽压也将大大超过反应釜的操作压力甚至设计压力,从而造成聚合釜的物理破坏。对此在制造聚合釜时对温度及压力的设计留有充分的余量,防止物理爆破酿成的灾难性后果。聚合反应的温度、压力的失控事故常常发生在反应的前中期,即VCM聚合为PVC的转化率小于70%时单体富相存在,才会发生上述温度。压力超高VCM转化率大于70%时,单体富相消失时,压力稳步降低。
气提反应，用于清除氯乙烯单体，可以达到小于1×10-6的水平。最有效的气体方法包括蒸汽气提塔的使用。首先，反应器中的东西吹到集料箱和卸料箱中，单体的回收压力就与大气压相近，回收单体到达这个程度会导致PVC粒子变硬，因为有许多塑化作用的单体都被除去了，这有助于粒子粘合。氯乙烯和一些水从顶部除去，气体后从底部除去。
过滤，通过离心机过滤，注意要用转鼓式离心过滤机。干燥和筛选，也要注意在聚氯乙烯干燥前温度不能高于100。C。
1.4催化剂选择：
合成催化剂采用高汞为催化剂（HgCl
）
2
2.1物料衡算（以制乙炔为例）：
2.1.1设计要求：
PVC年产5万吨，时间（τ）：8000h，乙炔工段ψ
1
=95%，转化率X=98%，乙烯合成ψ
2=96%，氯乙烯精馏ψ
3
=94%，氯乙烯聚合收率ψ
4
=90%
2.1.2氯乙烯聚合，每小时的氯乙烯量
F vc =
F
pvc
M
vc
τψ
4
=
5*107
8000*90%*62.5
=111.1Kmol/h
其中F
pvc
为年生产量，M为相对分子质量，剩下的一个为年生产时间，另那个一个为收率。
2.1.3氯乙烯合成每小时需要的粗乙烯量：
F vc （精制前的）=
F
vc
ψ
3
=
111.1
94%
=118.2Kmol/h
2.1.4生成乙烯用到的乙炔量：
C 2H
2
+ HCL C
2
H
3
Cl
F’
C2H2=
F
C2H2
ψ
2
=
118.2
96%
Kmol/h=123.15Kmol/h
因为乙炔工段的转化率为98%，所以进入吸收塔以前的工段：F‘’
=123.15/0.98=125.66Kmol/h
2.1.5电石气的计算：
乙炔工段的转化率95%
F
混
=125.66/0.95=132.28Kmol/h
由状态方程PV=nRT
V=nRT
P
=
132.28*8.314*293.15*103
1.01*102
=3192072L/h 查数据得电石气的发气量为265L/kg
所以电石量为：3192072/265=12045.56Kg/h
因此每年消耗：M
每年
=12045.56*8000=96364449
3.1工艺的优化
由于催化剂的毒性给生拆和工人带来的危害以及氯化剂对设备管道的腐蚀比较严重，所以本设计需要改进为对环境污染小成本低的新型工艺。可改进为阿克苏公司开发的二氯乙烷、纯碱工艺发展和综合了生碳酸氢钠和二氯乙烷工艺。该工艺的特点是将生产碳酸氢钠的生产工艺加以改进，与本设计的氧氯化乙烯生产二氯乙烷的工艺相结合，创出了一条生产氯乙烯单体并副产纯碱的工艺。在该工艺中，氯化剂使用有机氯化铵，如盐酸三甲胺作为氯化剂。使用铵盐作氯化剂，不需要在使用点解氯化钠来生产氯，所以节省了能源消
耗。在工艺中产生的绿化更改过去都是作为废物排放掉，而在这一工艺中获得了新的效益。
3.2厂址的选择
原料：厂址要靠近原料基地，原料的数量和质量要满足建厂要求。关于“靠近”的尺度，厂址离相关乙炔盐酸厂的距离宜控制在汽车运输2h路程之内。
周围环境：要选在人少的地方，尽量远离居民区，远离水源，最好临近海边，这样有利于厂内部分设备的冷却。
地势：地势应基本平坦，厂区标高应高出通常最高洪水水位，且能保障排水顺利。
劳动力来源：季节产品的生产需要大量的季节工，厂址应靠近城镇或居民集中点。
政策的支持：要符合国家的“十二五”发展规划，积极落实环保和高效的政策。
环保：选取下风处作为厂房地址，防止物体泄露给人民带来损害。
经费问题：厂址的选择应考虑建厂的经费，适合投资的厂址才会被选择，否则是浪费钱。
3.3三废的处理
不论选择何种的工艺，聚氯乙烯的生产都会给环境带来污染，但是如何污染最小化就是需要我们尽力去设计和考虑的。
它的污染物主要分为三大部分：
1，固体部分：包括电石废渣、灰，烧碱飞尘，废活性碳，废弃高汞催化剂等，可以采用粉尘吸收和电石灰浆可以用作制造水泥，关于高汞催化剂可以回收其中的汞。
2，液体部分：电石过滤清夜，可以送到废水处理场中和酸性的溶液。水洗塔废水，可以制成复产盐酸送去买。PVC母液，可以用生物化学法是COD达标后，将其用作汽提塔、离心机以及管道的冲洗用水，或者做聚合工艺水，收效很好。
3，气体部分：VCM精馏尾气，其中主要含有VCM、C
2H
2
、H
2
、N
2
等，可以分别选择活性炭吸
附、变压吸附、溶剂吸收、膜过滤等工艺，如果处理的好可以大大减少对环境的污染。
处理废水主要采用气提方法，处理废水，一方面可以回收EDC，另一方面可以减少废水中的COD的含量。另外，剩余的铜必须出去，调节PH值为8-9，沉淀铜，然后离心机脱水。EDC废气用活性炭吸收，HCl废气通过洗涤塔处理。氯乙烯精制的废液直接焚烧处理，可以产生20%左右的盐酸。
4.0参考文献：
1，黄志明，聚氯乙烯工艺技术，化学工业出版社，2008
2，查尔斯 E 维尔克斯、詹姆斯 W 萨默斯聚氯乙烯手册，化学工业出版社，2009
3，娄爱娟，吴志全，化工设计，华东理工大学出版社，2008
1，赵杰民. 基本有机化工工厂设备。北京：化学工业出版社，1993。
2，张洋. 高聚物合成工业设计基础。北京：化学工业出版社，1981。
3，[美]L.I. 纳斯.聚氯乙烯大全。第一、二、三卷。北京：化学工业出版社。1983。
4，林师沛. 聚氯乙烯塑料配方设计指南。北京：化学工业出版社，2002。
5，邓云祥. 聚氯乙烯生产原理。北京：科学出版社. 1982.
6，[美] L.F. 奥尔布来特。通用塑料和单体生产。北京：化学工业出版社. 1981
7，化工制图，黄振珂主编，许春树副主编，孙亚丽主审，化学工业出版社。
聚合物合成工艺学思考题及其答案资料
第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用
年产50万吨苯乙烯工艺设计(已附翻译)
第1章 引言 1.1 苯乙烯的性质和用途 苯乙烯，分子式 8 8H C ，结构式 2 56CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重 要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。苯乙烯（SM ）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是基本有机化工的重要产品之一。苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯难溶于水，25℃时其溶解度为0.066%。苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。 苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/L 。浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范围为1.1～6.01%（体积分数）。 苯乙烯（SM ）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。 苯乙烯（SM ）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS 塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS 塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。世界苯乙烯生产能力在1996年已达1900万吨，目前全世界苯乙烯产能约为2150～2250万吨。
年产3000吨丙烯氰(AN)合成工段换热器工艺设计1
年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计
目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明
PET的合成及生产工艺知识讲解
P E T的合成及生产工 艺
高聚物合成工艺学 系别：化学与环境工程学院 专业：08高分子材料与工程 姓名：刘世博 学号：200805050067
PET的合成及生产工艺 摘要：聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二 甲酸二甲酯与乙二醇酯交换法制成的聚合物，俗称涤纶，简称 PET 或 PETP。聚对苯二甲酸 二乙酯作为纤维原料已有50多年的历史，本文对PET的研究，生产和应用进行了详细的概述，阐述了其在化学工业中的作用和地位。并介绍了PET的制备方法和确定了PET的生产工艺。 关键字:聚对苯二甲酸乙二醇酯苯二甲酸乙二醇直接酯化法聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET) 化学式为-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-,由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。 PET为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。 1.PET原料准备与精制过程 1.1精对苯二甲酸加氢精制法 该法以高纯PX 为原料,醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为催化剂,溴化氢或四溴乙烷为促进剂,空气作氧化剂,使用大型单台连续搅拌式氧化反应器,使PX在
氧化反应器中生成对苯二甲酸粗制品。为了进一步氧化中间产物,缓和主氧化反应器的操作条件,增加产物的收率,减少溶剂的消耗,提高产品质量,使主氧化反应器出来的氧化液进入第一结晶器,同时将占整个气体体积2 %的空气通入第一结晶器中进行二次氧化。结晶分离出的粗对苯二甲酸用水配成约31 %的浆料,经增压、预热后进入加氢反应器。浆料经反应器下部的钯/ 碳(Pd/ C)催化剂床层流到反应器底部的过程中,粗对苯二甲酸中的杂质对羧基苯甲醛在催化剂床层进行动态加氢反应,还原成对甲基苯甲酸。对甲基苯甲酸较易溶于水,在过滤母液时,从系统中除掉。加氢反应器中的浆料经5 级连续结晶、分离洗涤、干燥即得产品TPA 。 1.2 EG 的用量 加入适量的EG ，使TPA EG =1.3～1.8，或低于1.3，以抑制醚化反应。 1.3 加入Co 、Zn 、Mn 等金属的化合物可以抑止醚化反应。 2 .催化剂（或引发剂）配制过程 目前世界绝大多数PET 聚酯生产装置仍采用锑类的催化剂，锑催化剂用量约占90%，其它还有锗和钛类催化剂，尽管这些锑类催化剂的催化效果很好，但随着人们认识的提高，锑的毒性问题愈来愈受到人们关注。因此近年来PET 非锑催化剂研究非常活跃。随着人类对环保的认识和要求的提高，这类催化剂开发将有广阔的前景。 反应采用三氧化二锑作为催化剂，在反映前用160度的高温乙二醇进行溶解，冷却到120度进入反应系统；为保证反应顺利进行，产物品质稳定，用磷酸作为稳定剂，另算也用乙二醇稀释后进入反应系统。反应所需要的热量来源
聚合物合成工艺学思考题及其答案word精品
1. 简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程；包括单体、溶剂、去离子水等原 料的贮存、洗涤、精制、干 燥、调整浓度等过程和设备。 (2)催化剂(引发剂)配制过程；包括聚合用催化剂、引发剂和 助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。 釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备 收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程 与设备。 输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设 备。 和溶剂的回收与精制过程及设备。 2简述连续生产和间歇生产工艺的特点 优点是反应条件易控制， 升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便 于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。 缺点是反应器不 能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续 不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、 机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率 高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3. 合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的 主要差别是什么？ 答：合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡 胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离， 一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中， 以胶粒 的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易 粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥， 而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥 剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答：高分子合成工业中：废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使 用的气体；污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的 废水；废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物 .。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露， 并且加强监测 仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施， 使废气减少到容许浓度之下。 对于 三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中， 不得已时则考虑它的 利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法， 或采用密 闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量， 有针对性地回 收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1、 、作为材料再生循环利用； 2、 作为化学品循环利用； 3、 作为能源回收利用 第一章 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的, 经历了进料、反应、出料、清理的操作。 (3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合 ?(4)分离过程；包括未反应单体的回 (5)聚合物后处理过程；包括聚合物的 (6)回收过程；主要是未反应单体
年产20万吨PVC合成工段工艺设计毕业设计
毕业设计（论文）任务书 化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日 指导教师：（签名） 学生（签名）
内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。 关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法； 防粘釜技术；
目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)
《合成高分子化合物的基本方法》教案
第一节合成高分子化合物的基本方法 一、教材分析和教学策略 1、新旧教材对比： 教材的要求与过渡教材不一样，如要求学生书写缩聚物结构式要在方括号外侧写出链节余下的端基原子和原子团，而加聚物的端基不确定，通常用横线表示。 2、本节的内容体系、地位和作用 本节首先，用乙烯聚合反应说明加成聚合反应，用乙二酸与乙二醇生成聚酯说明缩合聚合反应，不介绍具体的反应条件，只介绍加聚与缩聚反应的一般特点，并借此提出单体、链节（即重复结构单元）、聚合度等概念，能识别加聚反应与缩聚反应的单体。利用“学与问”“思考与交流”等栏目，初步学会由简单的单体写出聚合反应方程式、聚合物结构式或由简单的聚合物奠定基础。 本节是在分别以学科知识逻辑体系为主线（按有机化合物分类、命名、分子结构特点、主要化学性质来编写）和以科学方法逻辑发展为主线（先介绍研究有机化合物的一般步骤和方法，再介绍有机合成，最后介绍合成高分子化合物的基本方法），不断深入认识有机化合物后，进一步了解合成有机高分子化合物的基本方法。明显可以看出来是《有机化学基础》第三章第四节“有机合成”基础上的延伸。学习本讲之后，将有助于学生理解和掌握高分子材料的制取及性质。
3、教学策略分析 1）开展学生的探究活动： “由一种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应，生成小分子物质的量应为（2n-1）”；由聚合物的分子式判断单体。 2）紧密联系前面学过的烯烃和二烯烃的加聚反应、加成反应、酯化反应、酯的水解、蛋白质的水解等知识，提高运用所学知识解决简单问题的能力，同时特别注意官能团、结构、性质三位一体的实质。 3）运用多煤体生动直观地表现高分子化合物合成的基本方法。 二、教学设计方案 （一）教学目标： 1、知识和技能 ①能举例说明合成高分子的组成与结构特点，能依据简单合成高分子的结构分析其链节和单体。 ②能说明加聚反应和缩聚反应的特点 2、过程与方法 了解高分子化合物合成的基本方法。 3、情感、态度与价值观 使学生感受到，掌握了有机高分子化合物的合成原理，人类是可以通过有机合成不断合成原自然界不存在的物质，从而为不断提高人类生活水平提供物质基础。 （二）教学重点： 通过具体实例说明加成聚合反应和缩合聚合反应的特点，能用常见的单体写出简单的聚合反应方程式和聚合物的结构式，或从简单的聚合物结构式分析出单体。 （三）教学难点： 理解加聚反应过程中化学键的断裂与结合，用单体写出聚合反应方程式和聚合物结构式；从聚合物结构式分析出单体。
Pvc生产工艺设计以和流程
Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993
电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气 聚氯乙烯简称PVC，是我国重要的有机合成材料，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。我国是全球最大的PVC生产和消费国。 根据生产方法的不同，PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法，习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法。我国国内聚氯乙烯总产能的75%采用以煤化工为基础的电石法装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。 电石法以煤炭为上游原料，烟煤在隔绝空气的条件下，经过高温干馏生成焦炭。焦炭和石灰石（CaCO3）反应生成电石（CaC2），电石遇水，就生成了乙炔。乙炔和氯化氢发生加成反应就生成氯乙烯，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。 PVC生产过程中的关键一步是原盐水解生成氯气和烧碱（NaOH）。氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品，其作用自不待言。烧碱在工业生产中也有广泛的应用，使用最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等等。鉴于氯和烧碱在这些行业中的巨大作用，工业上就将与这两种化学品相关的产业称作烧碱产业。 烧碱项目出来的产品主要是：氯气、氢气和烧碱，烧碱是主要出售的产品，而氯气和氢气则不好出售，所以需要PVC来平衡，正好PVC生产需要氯气和氢气来生产氯化氢气体，所以……HCl需要烧碱项目提供，所以要上烧碱项目，离子膜法是当前生产烧碱最先进最流行的方法，是因果关系 企业要考虑化工产品的平衡，前面的产品后面要有消耗的，聚氯乙烯生产需要消耗氯气，而较之其他的像氯化石蜡项目等量要大，而且利润上要差好多。烧碱项目产生的氯气就是被PVC消耗掉，烧碱只是单独的一个产品，有的做液碱销售，也有的要蒸发成固碱 PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70％以上。 在PVC生产成本这部分，影响价格的主要因素应该考虑煤炭、焦炭、电力、电石、原油、乙烯、VCM等价格成本，另外，原盐的价格也会通过氯的价值传导对PVC 的价格进行一定程度的影响。 原盐的主要消费领域就是氯碱产品的生产。原盐电解后产生的氯部分用于生产PVC 和其他氯产品，钠部分用于生产纯碱和烧碱。 根据应用范围不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC 树脂。 根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法
年产10万吨苯乙烯工艺设计本科毕业设计论文
年产10万吨苯乙烯工艺设计 一、前言 苯乙烯，分子式88H C ，结构式256CH CH H C ,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，广泛用作生产塑料和合成橡胶的原料。如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS ）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN ）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA ）和丁苯橡胶(SBR)。 苯乙烯是1827年由M · Bonastre 蒸馏一种天然香脂-苏合香时才发现的。1893年E · Simon 同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯。1867年Berthelot 发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯，这一发现被视为苯乙烯生产的起源。1930年美国道化学公司首创由乙苯脱氢法生产苯乙烯工艺，但因当时精馏技术未解决而未工业化。直至1937年道化学公司和BASF 公司才在精馏技术上有突破，获得高纯度苯乙烯单体并聚合成稳定、透明、无色塑料。1941～1945年道化学、孟山都化学、Farben 等公司各自开发了自己的苯乙烯生产技术，实现了大规模工业生产。 50年来，苯乙烯生产技术不断提高，到50年代和60年代已经成熟，70年代以后由于能源危机和化工原料价格上升以及消除公害等因素，进一步促进老工艺以节约原料、降低能耗、消除三废和降低成本为目标进行改进，取得了许多显著成果，使苯乙烯生产技术达到新的水平。除传统的苯和乙烯烷基化生产乙苯进而脱氢的方法外，出
现里Halcon乙苯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺，其中环球化学∕鲁姆斯法的UOP∕Lummus的“SMART” SM工艺是最先进的，通过提高乙苯转化率，减少了未转化乙苯的循环返回量，使装置生产能力提高，减少了分离部分的能耗和单耗；以氢氧化的热量取代中间换热，节约了能量；甲苯的生成需要氢，移除氢后减少了副反应的发生；采用氧化中间加热，由反应物流或热泵回收潜热，提高了能量效率，降低了动力费用，因而经济性明显优于传统工艺。
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途
聚氯乙烯合成方法及主要用途
聚氯乙烯 氯乙烯单体制备： 工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。 1、乙炔法 乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制的。此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造聚氯乙烯树脂厂家主要集中在我国，占我国聚氯乙烯树脂总量的70%。 2、联合法 由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应，又制得氯乙烯。 3、乙烯氧氯化法 使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。副产品氯化氢再回收到氧氯化工段，继续反应。 4、乙烯平衡氧氯化法 是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。 聚氯乙烯聚合工艺： 在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用五种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。 （1）本体聚合法 一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62~75°C温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60°C温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。 本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。因此，此法生产的氯乙烯树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。但聚合时操作控制难度大，聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。 （2）悬浮聚合法 液态氯乙烯单体以水为分散介质，并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂，在一定温度下，借助搅拌作用，使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合完成后，经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。 选取不同的悬浮分散剂，可得到颗粒结构和形态不同的两类树脂。国产牌号分为SG-疏松性（“棉花球”型）树脂和XJ-紧密型（“乒乓球”型）树脂。疏松性树脂吸油性好，干流动性佳，易塑化，成型时间短，加工操作方便，适用于粉料直接成型，因而一般选用悬浮法聚合的疏松性树脂作为聚氯乙烯制品成型的基础原料。目前各树脂厂所生产的悬浮法聚氯乙烯树脂，基本上都是疏松型的。 （3）乳液聚合法 氯乙烯单体在乳化剂作用下，分散于水中形成乳液，再用水溶性的引发剂来引发，进行聚合，乳液可用盐类使聚合物析出，再经洗涤、干燥得到聚氯乙烯树脂粉末，也可经喷雾干燥得到糊状树脂。 乳液法聚氯乙烯树脂粒径极细，树脂中乳化剂含量高，电绝缘性能较差，制造成本高。该树脂常用于聚氯乙烯糊的制备。因此，该法生产出来的树脂俗称糊树脂。
聚氯乙烯生产工艺说明
第一部分氯乙烯的制备 工艺流程: 乙炔工段送来的精制乙炔气（纯度≥98.5%），经乙炔沙封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%，不含游离氯）在混合器以一定比例（1：1.05）混合后进入一级石墨冷却器，用－35℃冷冻盐水冷却至（2±4）℃,再经二级石墨冷却器用－35℃冷冻盐水间接冷却至（－14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集除去少量粒径很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤0.06%的混合气依次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70～80℃温度送入串联的两段装有氯化高汞触媒的转化器，可分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%～30%的乙炔未转化，在进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性较低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热，通过转化列管间的循环热水移支去。精氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞器填料塔的稀酸及解吸后的稀酸吸收混合气中的大部分氯化氢气体，制得氯化氢含量为28%～30%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有极微量的氯化氢酸雾、二氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%～20%的NAOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离器部分脱水后送入压缩工序。生产间的波动则由设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。工艺原理: 混合气脱水:利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气中的水分，利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，阄混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气中的水分至所必需的工艺指标。在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40%的盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用浸渍3%～5%憎水性
年产一万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计
. 毕业设计 题目：年产1万吨聚苯乙烯聚合车间工艺设计学院： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间：
设计说明 本次设计主要是针对年产1万吨聚苯乙烯聚合车间工艺的设计。设计的内容主要包括绪论、聚苯乙烯的聚合机理、聚合工艺介绍、物料衡算、反应釜的设计、热量衡算、自动控制等几部分。本设计采用的是热引发本体聚合的生产工艺，在确定工艺流程的基础上对以下几部分进行了设计计算：物料衡算、反应釜的设计、热量衡算等。本次设计年理论产值是一万吨经计算投料每小时需投入苯乙烯1288.8kg，甲苯175.69kg，每小时生成的聚苯乙烯计算后可知，年产量为1.08万吨。符合设计的要求。釜体容积14.33m3，釜体高度 3.18m。共需反应热为24000000KJ。 关键词：热引发本体聚合聚苯乙烯苯乙烯预聚釜聚合釜
Design Description This design is mainly aimed at the annual output of 10000 tons of polymerization polystyrene workshop process design. Design content mainly includes the introduction, polystyrene introduced the polymerization mechanism, polymerization process, material balance, the design of the reaction kettle, heat balance, automatic control and so on several parts. This design USES a thermal bulk polymerization production process, the technological process is determined on the basis of calculation in design of the following sections: the design of the material balance and the reaction kettle, heat balance, etc. The design theory of value is ten thousand tons of calculating charge per hour need for styrene 1288.8 kg, 175.69 kg, toluene per hour generated polystyrene after calculation, the annual output of 10800 tons. In line with the requirements of design. The kettle body volume of 14.33 m3, body height of 3.18 m. The total heat of reaction of 24000000 kJ. . Keywords：Heat cause Bulk polymerization polystyrene styrene The performed kettle Polymerization kettle
产五万吨合成氨合成工段工艺设计方案
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
年产五万吨合成氨合成工段工艺设计 摘要：本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计，氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤，上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下：H273.25%， N225.59%，CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa，合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料，设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的 工艺流程，并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算，并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。 关键词：物料衡算，氨合成，能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia
聚氯乙烯生产工艺
PVC塑料的工艺 聚氯乙烯（PVC)塑料是以聚氯乙烯树脂为基础的多组份混合材料。在生活中拥有广泛的应用。聚氯乙烯（PVC）是一种无毒、无臭的白色粉末。聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，聚合度n一般在500~20000范围内，其分子结构式如下： 由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阴燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用二工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。 一主要原料：单体氯乙烯，分散剂聚乙烯醇(PVC)，去离子水和引发剂等 其他辅助试剂：脱盐水，PH调节剂碳酸氢铵和氨水，聚合物分子量调节剂(-巯基乙醇)，引发剂过氧化二碳酸二乙基己酯(EHP)和过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)，可塑剂，防粘釜剂，终止剂二乙基羟胺(DEHA)，缓释阻垢剂(H-9)，碱液(40%)等 １单体：氯乙烯主要用乙炔法和乙炔氧氯化法制备，用于悬浮聚合的氯乙烯单体纯度在%以上。生产原料对聚氯乙烯质量很重要。氯乙烯杂质含量应尽可能低一些，其中脱盐水PH值要近乎中性，为，导率应小于2um/cm 2分散剂：主分散剂主要是纤维素醚和部分水解的聚乙烯醇。纤维素应为水溶性衍生物，如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等，聚乙烯醇应由聚醋酸乙烯酯经碱性水解得到，影响其分散效果的因素为其聚合度和水解度，而且-OH基团为嵌段分布时效果最好；副分散剂主要是小分子表面活性剂和地水解度聚乙烯醇。常用非离子型的脱水山梨醇单月硅酸酯。用88%聚乙烯醇和%的聚乙烯醇。 ） 3引发剂：引发剂的有效溶度对VC悬浮聚合速率有着直接的影响，因此溶剂型引剂的有效溶度为引发剂最重要的质量指标。引发剂在较低温度下就会逐步分解，因此除了必须按要求在低温条件下进行储运外，对于储运时间过长或可能经历非低温放置的引发剂必须进行有效溶度的分析，再确定聚合的实际用量。单独使用高活性引发剂虽可提高聚合平均速率、缩短聚合时间，但会出现聚合前中期聚合速率过大、后期聚
聚苯乙烯塑料的生产工艺
聚苯乙烯塑料的生产工艺 聚苯乙烯[1](PS)是一种无色透明的热塑性树脂。PS 具有良好的光学性能及电气性能，容易加工成型，着色性能好。由于它具有良好的性能，因此，现在已经成为世界上应用最广的热塑性树脂，是通用塑料的五大品种之一。PS 注射成型是PS 制品的主要加工方法。PS 是由苯乙烯单体加聚反应得到的无定形聚合物。苯乙烯的聚合方很多，主要有本体聚合、悬浮聚合和乳液聚合等。文章以PS GP-525 制造工艺马为例，对成型技术进行了研究。 1 PS 塑料成型特性分析 1.1 工艺特性 (1)熔点不明显：聚苯乙烯为无定形聚合物，熔融温度范围较宽，且热稳定性较好，约在95 ℃左右开始软化，在190 ℃成为熔体，在270 ℃以上开始出现分解。 (2)比热较低：加热流动和冷却固化速度快，熔体粘度适中，且流动性好，塑化效率较高，易于成型；在模具冷却硬化也比较快，故模塑周期短。 (3)受温度和压力影响较大：成型温度和压力的增加，对聚苯乙烯熔体的流动性有明显增长，其中温度比压力的影响更大，在成型过程中，可以通过改变温度和压力，来调节熔体流动性。 (4)吸水性较低：聚苯乙烯的吸水性＜0.05 %，成型中所允许的水分含量通常为0.1 %，因此一般无需进行预干燥处理。 (5)收缩率较低：聚苯乙烯的收缩率一般在0.4 %左右，制品成型稳定性好。 1.2 注塑机工作原理及结构[2] (1)注塑机工作原理：注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆(或柱塞)的推力，将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出件后又再闭模，然后再进行下一个循环。 (2)注塑机结构，如图1 所示。 图1 注塑机结构图 Fig.1 Structure of injection machine 1.3 制品与模具的设计 (1)制品的壁厚：制品的壁厚应根据树脂情况进行选择。为减少制品的内应力，有利于物料的均匀收缩，在考虑制品的壁厚时，应注意壁厚的均匀性，要求相差不要太大，并避免缺口、尖角的存在，转角、厚薄连接处等部位采取圆弧进行过渡。