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1、第一章 工艺技术概论一、 绪论1、 产品在国民经济中的意义。 据资料表明，目前世界PVC生产能力超过3000万吨/年，美国、西欧、日本PVC生产能力占全球总能力的50%以上。据美国化工咨询公司预测到2003年全球对PVC树脂的需求将以年均4%速率增长，至2001年全世界总需求已达2700万吨. PVC需求增长主要受建筑业发展的带动，至2001年建筑对PVC树脂需求将占PVC总需求的60%以上。塑料包装业对PVC需求也在增长，另外由于PVC在循环应用及其毒性研究方面的进展，解除了人们对PVC毒性顾虑，也将促使PVC应用领域的扩大。 我国现有PVC生产能力269万吨/年，共有80多家PVC生产企业
2、，但有3/4企业1997年实际产量均不到2万吨，电石-乙炔法仍占总生产能力的44.6%. 由于各行各业对PVC不断增长的需求，故国产PVC树脂不能满足需求，自给率呈下降趋势。虽然这几年我国PVC树指业生产发展较快，但人均占有量仅1.5kg/人年，仅是国际平均水平（15-16kg/人年）的1/10，故无论从国民经济发展各行各业对PVC树脂需求，或人均消耗PVC水平来看，我国PVC树脂发展空间都还很大。2、 PVC的发展概况。 氯乙烯是生产聚氯乙烯的单体，1835年由法国化学家Regnault在实验室中发现的，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC的开端。1910年在德、美已开
3、展了VC的紫外线聚合物和利用过氧化物聚合等，但没有得到工业上的应用，原因是由于聚合物的稳定性问题，后来由于VC的制法和聚合方法进行了大规模的生产，并有古老的量化法发展到电石法。随着石油化工的发展生产VC的方法又有新的发展，并继续前进。 我国从五十年代开始研究和生产聚氯乙烯，1953年由沈阳化工研究院和北京化工研究院开始小试，1956年小试成功，并在锦西建立了第一个生产厂家。 目前中国有聚氯乙烯生产企业70多家，近两年平均产量240万吨左右，居世界第3位。中国生产的聚氯乙烯品种中，通用均聚级聚氯乙烯的品种比较齐全，但专用均聚级聚氯乙烯品种较少，产品的质量与国外相比有一定的差距。业内人士指出，未来
4、几年，聚氯乙烯行业将向以下方向发展：集约化的企业模式。 中国聚氯乙烯企业将面临越来越大的竞争压力，企业规模大小将直接影响竞争能力。未来几年，中国将发展几个大规模聚氯乙烯重点生产企业，增强企业在市场中的竞争能力。预计到2005年前，中国聚氯乙烯行业计划新增加的生产能力将达200万吨年左右。二、 生产方法的评述。 在确定工业化生产方法时，需要各方面的综合考虑，例如反映途径的选择，各种物料组分的安排、分离方法的确定、温度、压力、相态的变化等。一般来说一种产品的生产总是希望来源方便、价格便宜、工业化容易实现、经济效益最大、环境污染最小等。 VC单体合成路线，某些发展中国家如我国、南非等地区则以电石乙炔
5、法为主，随着石油化学的发展这些地区将还会转为石油乙烯路线，降低成本是发展PVC工业的当务之急。 目前，生产氯乙烯所需的原料友乙炔、乙烯、氯气、氯化氢和扬弃的不同组合，在国外已公布一中乙烷一步氯化的方法，并且小试成功。乙烷明显比乙烯便宜，而乙烯比乙炔更为廉价。 三、产品说明（一）聚氯乙烯（PVC）分子式：-(-CH2-CHCl-)-n1、物理性质比 重：1.35-1.45宏观密度：0.40-0.65比 热: 0.8372-1.465焦耳/克（0100）导热系数：0.6128瓦特/(米、K)折 光 率: nn=1.544颗粒半径: 60-150um无毒无臭白色颗粒。3、 化学性质PVC化学性质稳定
6、，可在常温下耐最大浓度的盐酸、90%以下的硫酸、浓硝酸（50-60%）以及浓碱（20%）溶液。PVC树脂在高温下与浓碱发生脱HCl反应，而在浓硝酸或浓硫酸中发生氧化分解反应。PVC树脂可溶于酮类(丙酮、环己酮)、酯类氯代物（二氯乙烷、氯、四氯化碳）及芳香烃（苯、二甲苯、四呋喃），对水、汽油、酒精等特别稳定。PvC树脂不溶于乙烯单体。PvC树脂在火焰上燃烧能降解并放出HCl，离开火焰立即自熄。4、 PvC分子结构 （1）无规立构型： （2）结构晶型： （3）结晶型： PvC产品结晶度随聚合混度的降低而升高。工业生产的PvC主要以无定型为主，结晶度5-15%，同沥青、玻璃一样无明显熔点。PvC树脂
7、在75-85开始软化，大于120，时开始分解放出HCl。5、 老化性质：聚氯乙烯制品在长期受热、紫外光和氧气的作用下，会发生分解而放出HCl，而放出的HCl又对PvC的进一步分解起催化作用。若白色PvC制品，会出现白-红-浅红-棕-黑的变化，树脂变色是由于热敏性烯丙基和叔氢原子的形成，分子链断裂，从而引起多烯结构的形成而产生的。这使制品的性能变差，因此在塑料加工中，应加入相应的热稳定剂，紫外光吸收剂，抗氧剂等，以提高PvC制品的抗老性。5、产品的主要用途：可用于塑料透明瓶、过氯乙烯、硬制片注塑加工制品、硬管、墙壁纸等。表1.牌号主要用途K-57(SG-8)塑料透明瓶 塑料管件如弯头、三通等K-
8、61(SG-7)过氯乙烯、硬制片注塑加工制品K-67(SG-5)硬管、墙壁纸、唱片、包装软硬材料K-70(SG-3.4)薄膜、电缆包皮、软管、游泳池装饰K-74(SG-2)电缆、绝缘层、保护套、鞋料、纤维等软制品四、原料中间物料1、氯化氢分子式：HCl分子量：36.5氯化氢的物理性质：氯化氢是一种无色有刺激性臭味，易溶于水的气体，溶于水中则为盐酸。在标准状况下，1升水可溶525.2升的氯化氢，1mol氯化氢，溶解于水时产生5.375千米（22.504千焦）的热量。（常压下100g水中溶HCl克数）温度030405060HCL克数82.367.363.359.656.1重度（克升）1.639（标
9、准状况下气体）溶点：111沸点：83恒沸点：110（盐酸0.101MPa）组成：20.2临界温度：51.4临界压力：81.6大空压（82.68121105 Pa）热比：气体：0.8122KJ/kg（大气压13100）液体：1.7292KJ/Kg(-98.2)汽化热：16.161KL/m0L溶化热：2.0934KJ/m0L生成热：92.3734KJ/m0L盐酸比重31 1.158(15)36% 1.183导热系数：气体0.0467KJ/mhk粘度：气体（12.75）0.1385MPaS31%盐酸（25）1.67MPas扩散系数105（mOL/e）2.110-5(厘米2秒)电导率：（9.6）110
10、8（1/ncm）100SCm-1化学性质：（1）氯化氢在干燥状况下几乎不与金属作用，在含水或溶于水中时其腐蚀性很强，与大多数金属的氯化物Fe+2HCL-FeCI2H2OHCICaCO3CA+CO2+H2O（2）与乙炔等不饮和烃起反应生成加成物HCLC2H2C2H3CL（3）氯化氢工艺控制指标纯度：9095（电解氯气纯度88以上）含水份：0.03%含游离氯0.002%2、氯乙烯单体的物理性质化学性质氯乙炔为无色，有麻醉性的芳香气体。常温常压下比空气重一倍并微融于水。纯氯乙烯气体加压到5个大气压以上时，可用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。氯乙烯单位的物理性质分子式：C2H3CLH H结构式 C
11、CH CI分子量：62.5物理性质：沸点（76Cm泵柱）13.9熔点 159.7折光率n 1.3642表面张力 牛顿米10a100 16.61725 2.9430 1.29325 47050 130100 2.5比热CP 20液体 25气体CaL/g 0.38 0.205J/g 1.5910 0.8583饱和蒸气压（K牛顿）帕斯卡温度（）压 力温度（）压 力温度（）压 力28.3752.741.57163.30733.53505.20023.0368.404.01198.74739.22598.93316.6190.3475.53210.93346.80724.53313.61102.3331
12、6.21301.06754.87890.1338.32126.53325.72400.60060.341011.406饱和蒸汽压亦可按下式计算：eogp=0.84201150.9/T+1.75togT0.002415T其中P绝对大气压T绝对温度氯乙烯密度温度密度（g/cm3）温度（）密度（g/Cm3）12.960.969239.570.87331.320.944248.200.8755513.400.922359.910.831029.110.8955密度亦可按上式计算d=0.9471-0.001746t-0.00000324t来计算式中d为液体密度（gCm3）,t为温度（）氯乙烯蒸汽密度（一
13、个大气压下）温度密度g/Cm3温度密度g/Cm3300.001575200.009488200.002392300.012547100.003521400.1658400.005025500.21598100.006978600.27624氯乙烯蒸发潜热温度潜热温度潜热CcL/gT/gCa/gT/g-2081.7358.80382080.2335.7814-1084.1352.11003078.5328.6638063347.50444076.9320.70891081.7342.6165074.4311.4983氯乙烯粘度（液体）温度30201001020粘度（帕斯卡秒103）0.3030.2730.2480.2260.2060.190氯乙烯在水中的溶解度（常压）温度010152028Vom/VH2O0.8080.5720.4330.2920.10氯乙烯某些溶液中的溶解度压 力煤 油二氯乙烷 乙醇
