聚氯乙烯工艺技术PDF电子书下载

1　聚氯乙烯工业综述 1

1.1　聚氯乙烯性质与应用 1

1.1.1　聚氯乙烯性质和分类 1

1.1.2　聚氯乙烯的用途 2

1.2　国外聚氯乙烯工业发展概述 3

1.2.1　国外氯乙烯单体生产状况 3

1.2.2　国外聚氯乙烯树脂生产状况 4

1.3　中国聚氯乙烯工业发展概述 10

1.3.1 国内PVC工业的发展 10

1.3.2　中国聚氯乙烯企业状况与分析 11

1.3.2.1　企业状况 11

1.3.2.2　企业发展特点 11

1.3.2.3　生产方法和原料路线分析 12

1.4　聚氯乙烯工业与国民经济发展的关系 14

1.4.1 聚氯乙烯树脂在社会发展中的地位 14

1.4.2　聚氯乙烯工业与烧碱工业的依存关系 14

1.4.3　聚氯乙烯工业与电石行业的关系 15

1.4.4　聚氯乙烯工业与乙烯工业的关系 15

1.4.5　聚氯乙烯工业与建材工业的关系 17

1.4.6　聚氯乙烯工业与环境保护循环经济产业链 17

参考文献 18

2　氯乙烯单体的生产 19

2.1　电石乙炔法 19

2.1.1　电石的性质 19

2.1.1.1 电石的物理性质 19

2.1.1.2　电石的化学性质 20

2.1.2　乙炔的性质 21

2.1.2.1　乙炔的物理化学性质 21

2.1.2.2　乙炔的危险性 23

2.1.3　乙炔的制备 24

2.1.3.1　原材料及辅助原料的性质 24

2.1.3.2　乙炔生产的工艺原理 27

2.1.3.3　乙炔生产中的主要设备 32

2.1.4　氯化氢的制备 38

2.1.4.1　工艺流程 38

2.1.4.2　本工序的生产原理 41

2.1.4.3　工艺流程简述 42

2.1.4.4　工艺控制指标 48

2.1.4.5　产品与原料的性质 49

2.1.4.6　氯化氢合成的主要设备 51

2.1.5　氯乙烯的制备 54

2.1.5.1　工艺流程 54

2.1.5.2　工艺原理 54

2.1.5.3　产品性质 61

2.1.5.4　氯乙烯合成的主要设备 64

2.1.6　氯乙烯的压缩 69

2.1.6.1　主要工艺流程 69

2.1.6.2　工艺原理 71

2.1.7　氯乙烯的精馏 73

2.1.7.1　生产原理 73

2.1.7.2　工作任务 73

2.1.7.3　精馏岗位工艺流程简述 73

2.1.7.4　精馏系统操作影响因素 73

2.1.7.5　单体质量 77

2.1.7.6　主要设备 78

2.1.8　精馏尾气回收 80

2.1.8.1　工艺原理及生产方法 80

2.1.8.2　工艺流程过程 84

2.1.8.3　工艺控制及主要工艺指标 85

2.1.9　氯乙烯的贮存及输送 86

2.1.10　中间分析 86

2.2　氯乙烯的生产 96

2.2.1　概述 96

2.2.2　装置组成 96

2.2.3　产品质量标准和主要原料技术规格 97

2.2.4　生产工艺过程及其说明 98

2.2.5　电子计算机控制及安全卫生保护措施 105

2.2.6　工艺技术与设备的特点 107

2.2.7　试车情况 108

2.3 乙烯氧氯化法制取氯乙烯 111

2.3.1　反应机理 112

2.3.1.1　直接氯化 112

2.3.1.2　乙烯氧氯化反应 113

2.3.1.3　二氯乙烷裂解 114

2.3.2　平衡乙烯氧氯化法工艺流程 115

2.3.2.1　直接氯化单元 116

2.3.2.2　氧氯化单元 117

2.3.2.3　二氯乙烷精制单元 117

2.3.2.4　二氯乙烷裂解单元 118

2.3.2.5　氯乙烯精制单元 118

2.3.2.6　废物处理和氯化氢回收单元 118

2.3.2.7　产品氯乙烯质量指标 119

2.3.3　平衡乙烯氧氯化法中的催化剂 119

2.3.3.1　氯化铜 119

2.3.3.2　氯化铁 121

2.3.3.3　加氢催化剂 122

2.3.4　古德里奇技术 122

2.3.4.1　直接氯化单元 122

2.3.4.2　氧氯化单元 124

2.3.4.3　二氯乙烷精馏单元 127

2.3.4.4　二氯乙烷裂解单元 128

2.3.4.5　VCM精制单元 131

2.3.4.6　废水、废气处理及残液焚烧单元 132

2.3.5　三井东压技术 132

2.3.5.1　直接氯化单元工艺流程叙述 132

2.3.5.2　氧氯化单元工艺流程叙述 133

2.3.5.3　EDC精制单元工艺流程叙述 134

2.3.5.4　裂解单元工艺流程叙述 135

2.3.5.5　VCM精制单元流程叙述 136

2.3.5.6　废气废物处理工艺流程叙述 137

2.3.5.7　蒸汽冷凝液工艺流程叙述 139

2.3.5.8　GB-801系统工艺流程 139

2.3.5.9　氯化氢回收工艺流程叙述 139

2.3.5.10　三井东压公司和伍德公司生产工艺对比 141

2.3.6　EVC公司氯乙烯制造工艺技术介绍 141

2.3.6.1　概况 141

2.3.6.2　各单元生产目的及反应机理 142

2.3.6.3　各单元生产流程简述 146

2.3.6.4　各单元工艺技术特点 152

2.4　二氯乙烷为主的联合法 154

2.4.1　反应机理 154

2.4.2　工艺流程 154

2.4.2.1　EDC蒸馏 154

2.4.2.2　裂解单元 155

2.4.2.3　VCM蒸馏 156

2.4.2.4　重组分处理 156

2.4.2.5　冷冻 156

2.4.2.6　电石制氯乙烯 157

2.4.3　经济技术指标 157

2.4.3.1　产品及副产品规格 157

2.4.3.2　原料和化学品规格 157

2.4.3.3　原料消耗 158

2.4.4　工艺对比 158

参考文献 160

3　氯乙烯单体的聚合 162

3.1　氯乙烯悬浮聚合 162

3.1.1　氯乙烯悬浮聚合工艺 162

3.1.1.1　氯乙烯悬浮聚合过程 162

3.1.1.2　聚氯乙烯树脂质量指标和影响因素 164

3.1.2　氯乙烯悬浮聚合反应机理 168

3.1.2.1　氯乙烯聚合反应机理 168

3.1.2.2　悬浮聚合反应动力学 170

3.1.2.3　聚氯乙烯平均分子量及分布 178

3.1.2.4 PVC化学缺陷结构 179

3.1.3　氯乙烯悬浮聚合成粒机理 183

3.1.3.1 聚氯乙烯树脂颗粒结构与形态 183

3.1.3.2　悬浮聚氯乙烯成粒过程 184

3.1.3.3　颗粒特性的影响因素 187

3.1.4　氯乙烯悬浮聚合设备 193

3.1.4.1　聚合釜系统 193

3.1.4.2　VC单体的压缩冷凝回收系统 228

3.1.4.3　PVC树脂浆料的汽提系统 231

3.1.4.4　PVC树脂浆料的离心分离系统 237

3.1.4.5　PVC树脂的干燥系统 241

3.1.4.6　氯乙烯悬浮聚合生产过程的自动控制 248

3.1.5　氯乙烯悬浮聚合的主要原、辅材料 256

3.1.5.1　去离子水 256

3.1.5.2　氯乙烯单体 257

3.1.5.3　引发剂 260

3.1.5.4　分散剂 268

3.1.5.5　防粘釜剂 280

3.1.5.6　热稳定剂 284

3.1.5.7　终止剂 287

3.1.5.8　消泡剂 288

3.1.5.9　缓冲剂 291

3.1.5.10　抗氧剂 291

3.1.5.11　扩链剂 294

3.1.5.12　链转移剂 296

3.1.5.13　螯合剂 299

3.1.5.14　抗鱼眼剂 299

3.1.6 国内外氯乙烯悬浮聚合技术简介 300

3.1.6.1 国内PVC悬浮法聚合技术 300

3.1.6.2 国外PVC悬浮法聚合技术 310

3.2　氯乙烯本体聚合 335

3.2.1 国内外氯乙烯本体聚合的发展与现状 335

3.2.2　本体PVC树脂简介 337

3.2.2.1　理化性质 337

3.2.2.2　产品质量技术标准 338

3.2.2.3　成品的技术检验 340

3.2.3　氯乙烯本体聚合基本原理 340

3.2.3.1　氯乙烯本体聚合化学机理 341

3.2.3.2　氯乙烯本体聚合成粒过程及影响因素 344

3.2.4　本体PVC生产工艺及说明 346

3.2.4.1　本体法PVC装置的组成 346

3.2.4.2　工艺流程图 347

3.2.4.3　工艺流程说明 349

3.2.4.4　聚合配方和操作条件 352

3.2.4.5　主要原辅材料及其技术规格 353

3.2.4.6　生产操作控制 359

3.2.5　本体PVC生产主要设备 361

3.2.5.1　预聚合釜 361

3.2.5.2　后聚合釜 362

3.2.5.3　润滑系统 366

3.2.5.4　高压水自动冲洗系统 366

3.2.5.5　PVC研磨机 366

3.2.5.6　分级筛 367

3.2.6　本体PVC生产的DCS控制系统 367

3.2.7　粘釜与防粘釜 369

3.2.7.1　粘釜的原因 369

3.2.7.2　防粘釜技术 370

3.2.8　安全生产技术及其防护 370

3.2.8.1　安全生产技术 370

3.2.8.2　中毒、燃烧爆炸、烧伤及其防护 372

3.2.8.3　烧伤及机械伤害的防止 373

3.2.9　环境保护 374

3.2.9.1　主要污染源和污染物 374

3.2.9.2　主要污染物治理及其效果 374

3.2.9.3 “三废”排放标准 375

3.2.10　主要消耗定额 375

3.2.11　本体PVC树脂的加工与应用 376

3.3　聚氯乙烯糊树脂 379

3.3.1　氯乙烯乳液聚合 380

3.3.1.1　氯乙烯乳液聚合技术特点 380

3.3.1.2　氯乙烯乳液聚合的生产工艺流程及操作 381

3.3.1.3　氯乙烯乳液聚合的主要设备 382

3.3.1.4　氯乙烯乳液聚合化学机理 387

3.3.1.5　氯乙烯乳液聚合的成粒机理 391

3.3.1.6　氯乙烯乳液聚合的主要原材料 393

3.3.1.7　氯乙烯乳液聚合的异常现象 409

3.3.2　氯乙烯种子乳液聚合 410

3.3.2.1　氯乙烯种子乳液聚合技术简介 411

3.3.2.2　氯乙烯种子乳液聚合机理 421

3.3.2.3　氯乙烯种子乳液聚合的主要原材料 427

3.3.2.4　氯乙烯种子乳液聚合的DCS控制 430

3.3.2.5　种子乳液聚合PVC糊树脂的质量指标 431

3.3.2.6　种子乳液聚合过程中的异常现象及处理 431

3.3.3　氯乙烯连续乳液聚合 432

3.3.3.1　氯乙烯连续乳液聚合的特点 433

3.3.3.2　氯乙烯连续乳液聚合工艺流程及操作 434

3.3.3.3　氯乙烯连续乳液聚合生产配方和操作条件 439

3.3.3.4　氯乙烯连续乳液聚合设备 441

3.3.3.5　氯乙烯连续乳液聚合的粒径控制 441

3.3.3.6　连续法糊树脂产品质量及用途 442

3.3.3.7　连续乳液聚合稳定条件和异常现象及排除方法 444

3.3.4　氯乙烯微悬浮聚合 447

3.3.4.1　氯乙烯微悬浮聚合的发展和现状 448

3.3.4.2　溶胀法氯乙烯微悬浮聚合 451

3.3.4.3　一步法机械均化氯乙烯微悬浮聚合 459

3.3.4.4　氯乙烯种子微悬浮聚合 465

3.3.4.5　混合法氯乙烯微悬浮聚合 468

3.3.5 国外乳液聚合及微悬浮聚合技术简介 488

3.3.5.1　瑞典Kema Nord公司 488

3.3.5.2 日本三菱化成乙烯公司 489

3.3.5.3 法国ATO公司 491

3.3.5.4 日本钟渊化学公司 492

3.3.5.5 日本吉昂公司（Nippon Zeon） 493

3.3.5.6 日本住友化学公司 493

3.3.5.7　德国许尔斯公司（Hǚls）及赫斯特（Hoechst）公司 494

3.3.5.8　美国古德里奇公司及西方化学公司 495

3.3.6　各种糊树脂生产工艺对比 497

3.3.7　各种糊树脂的加工应用 497

3.4　氯乙烯的其他聚合 498

3.4.1　氯乙烯超临界聚合 498

3.4.2　氯乙烯活性自由基聚合 500

3.4.2.1　金属催化体系 501

3.4.2.2　连二亚硫酸钠催化体系 501

3.4.2.3　二氧化硫脲／辛基紫罗碱催化体系 503

3.4.3　氯乙烯阴离子活性聚合 503

3.4.4　茂金属催化氯乙烯聚合 504

3.5　聚氯乙烯专用树脂 505

3.5.1　氯醋共聚树脂及糊树脂 505

3.5.1.1 国内外氯醋糊树脂的发展与现状、用途 505

3.5.1.2　共聚合原理、竞聚率、共聚组成 506

3.5.1.3　聚合方法 507

3.5.1.4　共聚合流程、配方和工艺条件 507

3.5.1.5　氯醋糊树脂的牌号、质量指标及影响因素 509

3.5.1.6　氯醋糊树脂的加工与应用 509

3.5.2　高聚合度聚氯乙烯树脂 510

3.5.2.1 国内外高聚合度聚氯乙烯树脂的发展与现状、用途 511

3.5.2.2　高聚合度聚氯乙烯树脂的合成原理 511

3.5.2.3　高聚合度聚氯乙烯树脂的合成工艺配方 512

3.5.2.4　高聚合度聚氯乙烯树脂的牌号、质量指标及影响因素 512

3.5.2.5 高聚合度聚氯乙烯树脂的加工与应用 514

3.5.3　交联聚氯乙烯树脂 515

3.5.3.1　国内外交联PVC树脂发展与现状、用途 515

3.5.3.2　交联PVC树脂的合成原理 516

3.5.3.3　交联PVC树脂的合成工艺 518

3.5.3.4　交联PVC树脂的加工和应用 520

3.5.4　氯化聚氯乙烯 522

3.5.4.1 国内外氯化聚氯乙烯树脂的发展与现状 522

3.5.4.2　氯化聚氯乙烯树脂的合成原理 524

3.5.4.3　氯化聚氯乙烯树脂的合成工艺和配方 525

3.5.4.4　氯化聚氯乙烯的牌号、质量指标及影响因素 534

3.5.4.5　氯化聚氯乙烯的性能、加工及应用 536

3.5.5　掺混树脂 539

3.5.5.1　聚氯乙烯掺混树脂发展简况 539

3.5.5.2　掺混树脂的制备方法 541

3.5.5.3　聚氯乙烯掺混树脂的特性和作用 543

3.5.5.4　聚氯乙烯掺混树脂规格及要求 546

3.5.6　大口径管材专用PVC树脂 547

3.5.6.1　大口径管材专用PVC树脂的生产技术 548

3.5.6.2　大口径管材专用PVC树脂的颗粒特性 550

3.5.7　无皮和少皮PVC树脂 550

3.5.7.1　无皮和少皮PVC树脂的合成技术 551

3.5.7.2　无皮和少皮PVC树脂的颗粒特性 551

3.5.7.3　无皮和少皮PVC树脂的应用 551

3.5.8　高抗冲PVC树脂 552

3.5.8.1 国内外高抗冲聚氯乙烯树脂发展与现状 552

3.5.8.2 EVA-g-VC共聚树脂 553

3.5.8.3　CPE-g-VC共聚物 556

3.5.8.4　ACR-g-VC共聚树脂 557

3.5.9 内增塑型PVC接枝共聚物 559

3.5.10　可直接加工PVC树脂 560

3.5.11　PVC／无机纳米粒子复合树脂 562

3.5.11.1　PVC／纳米碳酸钙复合树脂 562

3.5.11.2　PVC／蒙脱土纳米复合树脂 564

参考文献 565

4　聚氯乙烯质量控制与加工性能 568

4.1　原辅材料质量控制与分析 568

4.1.1　分散剂对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析 568

4.1.1.1　分散剂在悬浮聚合中的作用 568

4.1.1.2　分散剂对产品质量的影响 568

4.1.1.3　分散剂的质量分析 570

4.1.2　引发剂对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析 573

4.1.2.1 引发剂对“鱼眼”的影响 573

4.1.2.2　引发剂对聚氯乙烯树脂初期变色性能的影响 573

4.1.2.3　引发剂的质量分析 573

4.1.3　氯乙烯单体对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析 574

4.1.4　水对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析 575

4.1.5 电石对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析 577

4.1.5.1　发气量 577

4.1.5.2 乙炔中硫化氢的测定 577

4.1.5.3 乙炔中磷化氢的测定 577

4.1.6　其他因素对聚氯乙烯树脂质量的影响 578

4.1.6.1 氧对产品的热稳定性的影响 578

4.1.6.2　铁对产品的热稳定性的影响 578

4.2　聚氯乙烯树脂质量与加工性能的关系 578

4.2.1 以乙炔为原料生产氯乙烯单体质量控制分析 578

4.2.1.1　乙炔含量及纯度 578

4.2.1.2　硫化氢和磷化氢的定性检验 579

4.2.1.3　反应后合成气的分析 579

4.2.1.4　干燥后氯乙烯含量分析 580

4.2.2　以乙烯为原料的氧氯化法中间质量控制分析 580

4.2.2.1　直接氯化合成1,2-二氯乙烷 580

4.2.2.2　二氯乙烷中三氯化铁的测定 580

4.2.2.3　二氯乙烷中氯的测定 581

4.2.2.4　氧氯化法合成1,2-二氯乙烷 582

4.2.2.5　二氯乙烷分析 582

4.2.2.6　氯化氢中烃类分析 582

4.2.2.7　1,2-二氯乙烷热裂解 582

4.2.3　氯碱中间产品质量控制分析 582

4.2.4　聚氯乙烯中间质量控制分析 583

4.2.4.1　配制助剂浓度分析 583

4.2.4.2　聚氯乙烯树脂浆料中氯乙烯含量分析 584

4.2.4.3　结果计算 585

4.2.4.4　杂质粒子数 586

4.3　聚氯乙烯成品分析 586

4.3.1　黏数、K值和平均聚合度？ 586

4.3.1.1　黏数 587

4.3.1.2　K值 587

4.3.1.3　平均聚合度？ 588

4.3.2　表观密度的测定 588

4.3.3　挥发物（包括水）含量 589

4.3.4　杂质粒子数 589

4.3.5　筛余物 589

4.3.6　“鱼眼”数 589

4.3.7　树脂增塑剂吸收量 589

4.3.8　电导率 590

4.3.9　残留氯乙烯 590

4.3.10　热稳定性 590

4.3.10.1 白度 591

4.3.10.2　刚果红法 591

4.3.10.3　pH值法 591

4.3.10.4　氯化氢水吸收法 591

4.3.10.5　塑化仪测定法 592

4.3.10.6　热空气老化变色法 593

4.3.11　干流动性 593

4.4　聚氯乙烯树脂用途及加工方法 594

4.4.1　聚氯乙烯树脂用途 594

4.4.2　聚氯乙烯塑料常用加工方法及设备 594

4.4.2.1　挤出成型 594

4.4.2.2　注塑成型 595

4.4.2.3　压延成型 596

4.4.2.4　其他成型方法 596

4.4.3　聚氯乙烯塑料的加工助剂 596

4.4.3.1　增塑剂 596

4.4.3.2　稳定剂 597

4.4.3.3　润滑剂 598

4.4.3.4　其他助剂 598

参考文献 598

5　聚氯乙烯工厂的建设与安全环保 599

5.1　聚氯乙烯工厂建设的项目决策 599

5.1.1 项目决策的内容和目的 599

5.1.2　项目决策阶段的工作程序 599

5.1.3　聚氯乙烯项目建设的可行性研究 600

5.1.3.1 可行性研究的目的及意义 600

5.1.3.2　可行性研究的内容 600

5.1.3.3　可行性研究的步骤 601

5.2　建设方案总体设计 602

5.2.1　项目选址 602

5.2.2　生产工艺技术方案设计 603

5.3　设计阶段的管理 603

5.4 工业卫生与安全环保 604

5.4.1　劳动保护与安全卫生 604

5.4.1.1 聚氯乙烯生产装置职业危害因素分析 604

5.4.1.2　安全卫生防护措施 605

5.4.1.3　劳动保护设施及费用 607

5.4.2　环境保护 607

5.4.2.1　厂址选择及其对环境的影响 607

5.4.2.2　聚氯乙烯工厂的主要污染源、污染物及治理措施 608

5.4.2.3　聚氯乙烯工厂的清洁文明生产 608

5.4.2.4　环保设施及费用 609