毕业论文：《聚氯乙烯（PVC）生产工艺设计》.docVIP

PAGE 第一章 文献综述 1.1 聚氯乙烯（PVC）的概况和地位 聚氯乙烯是重要的合成树脂之一，在世界五大通用型热塑性合成树脂中，其产量及消费仅次于聚乙烯，约占世界合成树脂总消费量的30﹪，居第二位；但其在世界商业上的重要性，就其多用途性以及总吨位来说，仍超过任何一种聚合物。这是因为PVC组成中多含有大量的改性剂，如增塑剂、填充剂等，所以其成品的总产量仍压倒聚乙烯；同时与其他大多数塑料材料完全依赖碳氢基原料相比，PVC分子一半以上是氯因而价廉，所以受到世界各国的重视。PVC的首次文献记录是在1872年德国的E-Bauman发现盛有乙烯的玻璃封管暴露于阳光下会由低粘度的液体转变为非结晶的白色粉末，这些固体的化学物质稳定性好，不会被酸、碱等试剂所侵蚀；1912年，F-Klatt在德国格金海电化厂发现氯乙烯能够由乙炔和氯化氢反应所得，这一发现是现代工业生产氯乙烯的开端；1935年，德国法本公司采用乳液法实现PVC工业化；自20世纪30年代工业化以来，PVC以其优良的综合性能和较低的价格一直受到各工业国家的普遍重视，保持着长久不衰的发展势头。 从1940年起，氯乙烯的生产原料，乙炔开始被乙烯部分取代，首先将乙烯直接氯化成1，2-二氯乙烷（EDC），再加以热裂解制得氯乙烯，裂解产生的氯化氢仍被用在乙炔-氯化氢法中。 混合气体法制备氯乙烯采用石脑油作原料，将石脑油用燃烧气体裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合气体，该混合气体先后与氯化氢和氯气反应，制成易分离的氯乙烯和1，2-二氯乙烷经热裂解制成氯乙烯，日本吴羽化学公司将其工业化生产。将该法中的原料从石脑油换成石油，则成为原油裂解法，可得到高浓度的乙炔、乙烯的混合气体，而且可从副产物的芳香族的焦油、沥青的物质中制造热煤油或碳纤维等物质，具有综合的经济效益。 1955-1958年，美国的化学公司研究的大规模乙烯氧氯化法制备1，2-二氯乙烷取得成功。至此以后，乙烷全部取代乙炔成为制备氯乙烯的原料。至目前为止，大多数工厂都采用乙烯直接氯化（DC）和乙烯氧氯化（OXY）制备1，2-二氯乙烷（EDC），再将EDC加以热裂解得到氯乙烯单体（VCM）的联合切平衡的DC-EDC-OXY-EDC-VCM法来制备氯乙烯。联合平衡法充分利用廉价的原料，基本上不生成副产物，目前西方世界90%以上的氯乙烯产量是用该法生产的。 PVC具有不易燃，抗化学腐蚀，耐磨，电绝缘性优良和机械强度较高等优点，被广泛应用于工业、建筑、农业、日用品、包装、电力及公用事业等领域。PVC树脂价格低廉，其制品广泛应用于工农业建设和人民的日常生活。从整个世界PVC市场的地区分布情况来看，当前，北美洲和亚洲是世界上最大的PVC消费市场；未来十几年间，拉美和中国将成为PVC消费增长最快的地区。因此，伴随我国经济的长期持续稳定的发展，PVC生产企业将存在着较大的利润增长空间，因此，氯乙烯作为生产PVC的主要的生产原料，它在工业生产中有很重要的意义。 1.2 我国聚氯乙烯发展简介 我国氯乙烯工业起步于50年代末，它是中国最早生产的合成树脂。起初主要以小规模的电石乙炔法生产为主，自上个世纪70年代起，随着我国乙烯工业的迅速发展，聚氯乙烯工业才得到了较快的发展；90年代以来，国内聚氯乙烯加工工业获得了长足的发展。其中，乙烯法生产PVC的厂家主要有中国石化齐鲁股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司、天津大沽化工股份有限公司和北京化工股份有限公司等。 我国PVC工业第一套生产装置于1958年在锦西化工厂（现锦化化工集团有限责任公司）建成投产，至1993年已发展到75家，形成150万吨每年的生产能力；之后，国内PVC生产规模迅速扩大，1999年达到270.2万吨每年，2004年生产厂家达到76家，产能达到660万吨每年，产量达到503万吨。由此可见，随着国内经济的快速发展，我国的PVC产业也得到了高速发展。 PVC需求强劲。中国对PVC的需求一直保持着强劲的增长势头，尽管国内PVC生产也一直保持着较大增长，但市场缺口仍很大。目前，国内PVC需求与国际发展特点相同，PVC树脂消费增加的重要原因是化学建材的迅速发展而导致的硬制PVC产品需求的大幅度上升。PVC进口势头保持强劲从目前供应不足需的矛盾看，国内产量一时还难以满足消费需求。而且，假如WTO后，随着进口关税减让政策的逐渐推进，必将增强进口PVC树脂的价值优势，据海关统计，近年来PVC进口情况可以看出：1996年到2001年的6年间，我国纯聚氯乙烯年平均进口增长率高达29.00%，高出年均消费增长率近10个百分点。每年我国从50个左右的国家和地区进口聚氯乙烯，其中以日本、韩国、美国、俄罗斯和我国台湾省为主。目前我国采用进口单体生产PVC的能力约66万吨/ 年。 长期以来，