年产6万吨pvc精馏工段工艺设计毕业论文(编辑修改稿)

年产6万吨pvc精馏工段工艺设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

............................ 75 参考文献 ............................................................................................................................. 77 谢 辞 ................................................................................................................................. 79 引 言 聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一。 由于其具有难燃 、 抗化学腐蚀 、 耐磨 、 电绝缘性优良和机械强度较高等优点 ， 广泛应用于农业 、 石油化工 、轻工 、 纺织 、 化学建材 、 电力 、 冶金 、 国防军工 、 建材 、 食品加工等国民经济各命脉部门 ， 在国民经济发展中具有举足轻重的地位。 氯碱工业是我国基础原材料产业 ，产品种类多 、 关联度大 ， 下游产品达上千个品种 ， 具有较高的经济延伸价值 ， 据统计 ，每万吨氯碱产品所带动的一次性经济产值在 10 亿元人民币以上。 另外 ， 氯产品也是生活饮用水处理和日用化学品生产的主要原料 ， 与人民生活息息相关。 由于氯碱工业具有的特殊地位 ， 建国以来 ， 一直将主要氯碱产品产量及经济指标作为国民经济统计和考核的重要指标。 聚氯乙烯是一种重要的热塑性树脂。 他经过成型加工、改性，可以制成软 质、 硬质、泡沫、纤维等塑料制品，性能优良，用途很广。 聚氯乙烯是从 1930年才开始作为内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 6 工业材料的，但现在年产量已逾 1100万吨，约占世界塑料总产量的五分之一，仅次于聚乙烯居第二位。 同时生产设备不断向大型化发展。 据报道目前最大的氯乙烯生产装置达 36万 吨每年。 我国于 1958年开始大规模工业生产，现在是发展最快的通用树脂之一。 以氯乙烯 树脂为基料和增塑剂、填料、稳定剂、着色剂、改性剂等多种助剂混合后经塑化、成型加工而成的聚氯乙烯塑料应用相当广泛。 通用型 悬浮法聚氯乙烯树脂可以加工成软制品和硬质品。 日常生活中常见的电缆外皮、防水卷材、农用膜、密封材料等属于软制品，塑钢门窗、上下水管、硬纸板材、管件等一般为硬质品。 氯乙烯聚合的基本方法有四种：悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合及溶液聚合。 树脂产品的物理形态有粉状、糊状、溶液和清漆等。 他们各自适应一定的加工工艺或使用范 围。 目前主要用悬浮法生产，成品为某种粗细的粒状树脂，适宜于压延、挤出、注射、吹塑等成型加工工艺。 最近有关专利报道，对悬浮法做适当改进，可生产代糊用树脂。 在聚氯乙烯生产中，单体氯乙烯的合成是关键。 其合成工艺路线，按基本原料来源，可分为电石路线和石油路线。 电石路线以电石为原料，先水解得乙炔，然后把乙炔和氯化氢混合，通过氯化汞催化剂合成氯乙烯，这是生产单体氯乙烯的老方法。 它具有设备简单，工艺成熟，投资低，能小规模经营的特点。 但存在耗电量大，原料成本高，因安全问题生产规模受到限制，和钢铁工业争焦炭 ，同时会引起汞 的污染问题，因而不能适应聚氯乙烯大发展需要的缺点。 氯乙烯的 合成、精馏、聚合一直就是氯乙烯生产的热点问题。 我国有非常丰富的电石资源 ，以电石为原料生产氯乙烯自然成为国内大部分生产氯乙烯工厂的共同选择。 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 7 第一章 绪 论 聚氯乙烯工业的发展概况 聚氯乙烯树脂，即常说的 PVC树脂，是一个用来表示一类由氯乙烯单体衍生的聚合物和共聚物的叙述性名称。 1930 年 ～ 1933 年实现了聚氯乙烯工业规模的生产，但大规模的发展还是在解决了增塑加工方法之后才成为一 种用途广泛的树脂。 1958 年聚氯乙烯在我国开始大规模生产，现在已成为发展最快的通用树脂之一。 从世界范围来看， PVC 第二大合成树脂，消费量仅次于聚乙烯。 近几年，全球 PVC的总产能一直持续扩张，但其增长点主要集中在中国。 由于世界经济非平衡式发展，各地区 PVC 市场的供求和发展状况存在一定的差异，欧洲和北美市场对 PVC 需求的扩张主要依赖对下游高端产品的需求增长，亚洲经济的迅速发展带动 PVC 市场的产销依然旺盛。 此外，从生产工艺路线看，除中国和极少几个国家以电石法工艺路线生产，绝大部分国家都是采用石油天然气路线，生产 工艺的差别导致了世界 各主要地区 PVC的市场价格和生产成本也不尽一致。 2020 年全球 PVC 产能约 万吨，较 2020 年的 万吨，增长了 %，内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 8 受 2020 年全球经济转好的影响， 2020 年是 PVC 产能增加最多的一年，增长率由 2020年的 %增加到 %，尤其仅中国产能就增加了 280 万吨，增长率达到 %之多。 中东地区 PVC 产能长期短缺，为了适应需求增长，一些厂家也开始扩大产能， 2020年产能增幅也达到了 29%。 近两年北美 PVC 产能并没有增长，但 2020 年以后北美 PVC产能增 加将接近 100 万吨，增幅达到 %。 聚氯乙烯工业 聚氯乙烯化学性质稳定，中性无毒，同时既轻又坚固，适应性强且价格便宜。 近几年来聚氯乙烯发展的很快，在很大范围上替代了其它有较少问题的材料，如玻璃、金属、纸、陶瓷和树木等，在建筑材料、消费用品、医疗汽车行业等都有着广泛的应用。 近年来，我国 PVC 表观消费量以年均 10%～ 15%左右的速度增长， PVC 制品一直以薄膜、人造革、电缆料和鞋类四大系列的软制品为主。 目前在各领域的应用比例正在不断变化，软制品消费比例逐年下降，而异型材、管材、板材等 主要用作建筑材料的硬制品的消费比例不断提高。 预计到 2020 年仅化学建材业对 PVC 树脂的需求量将达到 200 万 t；电子电器工业中 PVC 电缆料、电器连接件以及仪器设备壳体等对 PVC的需求量也将有较大幅度的增长，将达 100万 t。 此外，包装、农业、汽车、医疗、日常生活用品等领域对 PVC 的需求量也将不断增长。 从近几年我国聚氯乙烯 (PVC)行业发展趋势来看，聚氯乙烯消费高速的增长，同时也引发了我国聚氯乙烯 (PVC)的建设热潮，聚氯乙烯 (PVC)市场竞争将更加激烈。 同时，近年我国环保、节能、减排、差别电价、出口退 税调整、加工贸易调整等政策措施不断出台，执行力度也比以往任何一年都要来得更猛烈。 传统的 PVC生产格局正面临新的形势和冲击，传统企业如不能尽快通过技改、创新、改制等手段降本增效、化劣势为优势，将有被淘汰的危险。 国外聚氯乙烯工业的发展 自从 20 世纪 60 年代以来，国外发达国家根据聚氯乙烯市场竞争加剧和能源结构情况，开发了新的平衡氧氯化工艺。 到目前为止，全球有 93%以上的单体采用 氧氯化法生产。 但是，在少数国家，由于电石来源广泛，乙炔法氯乙烯生产成本比采用石油的氧氯化法低，所以，乙炔法和联合法仍占有一些 市场。 世界聚氯乙烯工业中，美国的生产能力和实际产量均居首位，生产工艺先进，产品更新快，各国较多地引进美国的生产技术，所以说，美国是了解世界聚氯乙烯的窗口。 1991 年，美国的生产能力为 万吨，占世界聚氯乙烯生产能力 23%，产量内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 9 万吨，消费量 万吨。 1992 年以来，美国的聚氯乙烯市场供不应求，使之产量增加 9%，其中管件消费量上升 28%，护墙板提高 35%，门窗型材提高 38%，电线电缆增长 16%，地板增长 8%。 1993 年美国的 PVC 产量比 1992 年增长 %， 1994年，美国的 PVC 生产能力为 523 万吨，到 2020 年，美国聚氯乙烯生产能力已达到 万吨，产量 万吨。 西欧聚氯乙烯工业开发较早，目前生产技术已比较成熟。 1990 年，生产能力达 万吨，占世界总生产能力的 27%，产量 550 万吨，占世界产量的 30%。 西欧每年消费聚氯乙烯 500~520 万吨，其消费结构为硬制品占 64%，软制品占 36%。 近年来，由于受 ―绿色和平 ‖运动的影响，使西欧的 PVC 产量、消费量和价格都有所下降。 1992 年总消费量下降 4%。 1993 年有所回升， 1994 年，西欧的 PVC 生产能力可达大约 739 万吨，其中欧共体国家生产能力年增长水平为 %，非欧共体国家为 %，产量约为 ~ 万吨；到 2020 年，生产能力达到 万吨，产量 ~万吨，市场需求在 659 万吨以上。 日本聚氯乙烯工业起步较晚，但发展迅速， 1991 年聚氯乙烯树脂生产能力已达 万吨 ,占世界总生产能力的 9%，产量 万吨，占世界的 11%，是亚洲地区目前生产能力和产量最大的国家。 在 1992~2020 年间，日本 PVC 产品需求量年增长率在 7%以上。 东欧：东欧地区 1990 年聚氯乙烯生产能力为 万吨，产量 万吨。 1992 年，东欧地区产量仅为 万吨， 1985~1992 年间 PVC 年平均减产 %。 1994 年有所增加，产量达到 万吨。 到 2020 年，生产能力的年增长率为 %，人均消费量为 ，消费水平仍然很低。 中国的聚氯乙烯工业 我国 PVC 树脂是伴随着氯碱工业而发展起来的， 是烧碱厂主要以氯为主料的产品，也是烧碱厂平衡氯气的主要手段。 由于我国烧碱厂规模小而分散，致使 PVC 工业的发展先天不足，一直采用电石乙炔为主要原料组织生产，能耗高、污染严重 和产品成本无竞争力是其三大致命弱势。 我国 PVC 生产厂生产每吨 PVC 树脂的能耗高达 500kWh(含电石用电 )；每吨 PVC 树脂生产时要排出 2t干电石渣，污染环境； 制造成本一般要比乙烯氧氯化法高出 1000 元／ t PVC 以上。 目前电石乙炔为原料的 PVC生产企业仍占绝对优势，其产量约占 PVC 总生产量的 2／ 3(包括伺机进口 EDC 或VCM 为原料生产 FVC 的企业 )。 企业集中度低，大于 20 万 t／ a 生产规模的企业仅 3家，占装置总规模的 24％； 10 万 ～ 20 万 t／ a 规模为 5 家，占总规模的 21％； 5 万 ～ 万 t／ a 规模 14 家，占总规模的 26％；小于 5 万 t／ a 规模 47 家， 占总规模的内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 10 29％。 由此可见，我国有 68％的 PVC 生产企业小于 5 万 t／ a 规模，并以 1 万 ～ 2万 t／ a 为主。 而在国际上氯乙烯单体一般是大规模以商品基地组织生产，生产规模可达百万吨或以上， PVC 生产规模一般也在 30 万 t／ a 以上。 我国台湾省的台塑集团在美国和台湾分别拥有 万 t／ a 和 万 t／ a 两个 PVC 生产基地，年总产量 万 t， 位居世界生产商的首位。 但是几十年来 ，我国 PVC 树脂生产有了 很大发展 ，无论是树脂生产技术还是产品质量都有很 大提高，原料路线已开始从乙炔路线向乙烯路线方向转换，产品品种不断增加，生产能力也迅速增加，质量不断提高，已基本能满足制品生产的需要。 随着经济的发展，市场对 PVC 的需求量将不断增加， PVC 行业要进一步提高产品的专用化和市场化水平，加快我国 PVC 工业的发展步伐， 变劣势为优势，为成为 PVC 世界强国而努力。 聚氯乙烯工业在国民经济中的重要意义 在 20 世纪 80年代人类步入了高分子时代。 聚氯乙烯树脂作为五大合成高分子材料之一，在我们的当今世界起到了非常重要的作用。 合成高分子材料在现代生活中 的地位越来越重要，人们 的生活一天也离不开塑料制品。 聚氯乙烯是非常重要的大宗塑料，可作为钢铁、有色金属、木材、玻璃、纸张等传统材料的替代品， 1吨 PVC可以替代 、 1吨 PVC 管材可以替代 吨钢材或 10 吨铸铁管，因此 PVC 工业的发展，有利于资源优化配置和节省社会能源， PVC加工业是中国塑料工业中企业最多的行业，与上游的氯碱行业、电石行业和乙烯行业，下游的加工企业生产的关联度极高，因此， PVC 工业的发展，可以带动和促进国民经济许多行业的发展，可以改善人民生活条件，提高人民生活水平。 PVC 工业在国民经济 中担负了重要角色。 聚氯乙烯的分类 PVC 塑料制品种类繁多， 具体 分类 简介如下： 按生产方法分类，分为悬浮法，溶液法，本体法，乳液法； 按 柔软性可分为硬质 (未增塑 )和软质 (增塑 )两大类 ； 按单体种类分为均聚物和共聚物； 按树脂特性分类，可分为通用树脂和特种树脂； 按应用角度分有板材， 管 材，异型材 ，粘接密封材料，皮革，薄膜薄片，鞋料，发泡制品等。 按成型方法分，有单螺杆或双螺杆挤出机挤出制品 ， 注塑制品；压延膜、板、弹内蒙古工业大学本科毕业设计说明书 年产 6 万吨 PVC 精馏工段工艺设计 11 性地板、多层结构、增强塑料板等；烧结。