电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施

郑杰 ,李强 ,马金涛

华泰重化工有限责任公司 新疆乌鲁木齐市830000

摘要：现如今，随着我国科学技术的不断发展，聚氯乙烯已然成为21世纪我国社会发展中不可缺少的重要资源。聚氯乙烯作为我们生活中不可缺少的使用材料，曾在人们的生活中扮演着很重要的角色，但是近些年来随着环境污染日益加重，国家开始号召节能减排、绿色生活，所以聚氯乙烯的使用也大不如前，可是又作为目前人们生活离不开的材料之一，它的地位也一时无法替代，所以如何在聚氯乙烯的生产上降低能耗是目前生产聚氯乙烯的主要任务。

关键词：电石乙炔法；聚氯乙烯；节能措施

引言

PVC作为一种通用型树脂，具有产量巨大，综合性能好、价格较低和原材料来源充足等优点，其制品具有良好的耐腐蚀、绝缘性能好、抗磨损性强，还具有其他优良的化学性能。应用于多个领域，与此同时，深受当今世界欢迎的一个重要原因是价格相对较低，性价比很高，PVC消费量很大。改革开放以来，我国聚氯乙烯生产和消费快速增长，截止于2015年的统计结果显示，我国PVC生产厂家超过140家，总体产能已经超过2200万吨/年，PVC行业正步入高速发展，竞争激烈的发展时期。

1.聚氯乙烯的特点

从社会层面来讲，聚氯乙烯是新时代下的产物，自身在环保特性上有着极为显著的优势，其特征如下所示：

（1）熔点。聚氯乙烯的熔点是不固定的，在低温状态下，聚氯乙烯的强度并不会出现较为严重的波动，而当温度升高到一定程度，聚氯乙烯便会发生软化，甚至会变为流体。

（2）机械性。聚氯乙烯之所以会被社会各界所青睐，则是因为其本身具有较的抗拉性与强度，在受到冲击时所受到的影响相对较低，能够满足大部分工程生产需求。

（3）电能性。与其他同类型材料相比，聚氯乙烯有着极为优异的电能性，这一特性对于21世纪的今天是尤为重要的，随着人们对于电力资源的要求越来越高，这种有着极高电能性的材料自然广受社会各界青睐。

2.聚氯乙烯生产工艺

聚氯乙烯生产的主要生产原料即为氯乙烯，在进行聚合反应之后，将会得出聚氯乙烯。

期生产过程可以总结为：首先。在聚合釜内将VCM同水、分散剂以及引发剂等加入至其中，并采取聚合反应；当VCM转化率为85%时，在反应釜内放入终止剂，并将乳液放入出料槽；将其与从汽提塔内送出的物料予以热交换之后，从汽提塔顶部送入至汽提塔，将PVC树脂与其他物料呈现为分离状态，与此同时，将VCM等原料进行回收；之后烘干PVC，打包之后存储至仓库中。

在PVC聚合过程，在反应釜内加入了很多助剂与原料，将其充分搅拌之后，将会产生悬浮液，然后加入适量的引发剂开始反应，在升温和添加引发剂之后，聚氯乙烯单体将会聚合成PVC粒子，如果聚合达到某种程度，这些粒子则会变成相应的PVC浆料，并且一直将冷却水通入至夹套与档板内，从而产生移出反应热的效果。如果VCM的转化率达到一定程度之后，将会产生相应的压降，将会停止反应，出料。反应完成后的浆料经汽提脱析出内含VCM后送到干燥工序脱水干燥。

聚氯乙烯具有非常广泛的应用效果，然而，并非全部场合均可适用相同的聚氯乙烯。综合当前的发展现状来看，主要有四类不同的聚氯乙烯，在各个领域得到了广泛应用。

3.聚氯乙烯电石乙炔法生产原理概述

正如我们刚才提到的，聚氯乙烯实际上是氯乙烯的聚合物。氯乙烯是如何形成的？现在，让我们介绍一下电石乙炔法生产聚氯乙烯的生产原理。首先，电石应水解生成一定量的乙炔，乙炔是生产乙烯的主要原料。此时，要生成氯乙烯，应添加一定量的氯。氯的来源是什么？目前，我们都使用氯化氢。一个重要原因是释放的氢气是无毒无害的气体。当加入与乙炔等量的氯化氢时，在一定条件下，乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯和氢气，然后对生成的氯乙烯施加一定条件使其聚合，最终生成聚氯乙烯，并将其加工进聚氯乙烯塑料。这是从电石分解到聚氯乙烯材料生成的整个过程，因此，从电石到聚氯乙烯的整个过程都经历了一系列化学反应。我们必须严格控制每道工序，控制用量和用量，确保聚氯乙烯的顺利形成。近年来，电石乙炔法几乎已成为聚氯乙烯制造商最常用的生产技术。因此，在电石乙炔法生产聚氯乙烯的过程中，如何加强节能措施已成为近年来企业和制造商的主要目标。

4.聚氯乙烯电石乙炔法生产节能措施

4.1乙炔车间

乙炔发生系统包括电石（小）加料斗、上储斗、下储斗、乙炔发生器、渣浆分离器、安全水封等。对于一个反应系统来说，压力、温度、停留时间是重要的操作参数。

在乙炔发生器中，工业生产不允许压力超过0.015MPa，这是由于乙炔在压力大于0.015MPa以上，乙炔分子浓缩密集，温度超过550℃时会发生分解爆炸，工业中的压力控制一般在4-16kPa。

温度对电石水解反应速度的影响是显著的，提高温度使电石水解速度加快。同时，乙炔在石灰乳里的溶解度减小，因此发生器的温度控制高时有利于电石收率的提高。再者，温度稍高则乙炔气中水蒸气含量也提高，这可降低乙炔的爆炸危险性。所以，发生器温度控制高些对生产是有利的。另一方面，从乙炔的稳定性来看，温度高使乙炔的分解可能性增大，乙炔的分解爆炸危险性增大，而发生器的温度高，系统用水量就少，使发生器排出的电石渣含固量过高，相应造成排渣困难。故从安全生产等方面考虑，发生温度控制不宜过高，一般控制温度在80℃-90℃为好。

现场操作是反应压力在6}8kPaG，反应温度控制在88℃，基本上是在最优操作点;考虑到已经新上渣浆回收装置，可以适当降低反应温度，使渣浆固含量降低，有利于乙炔的回收。

4.2乙炔清净系统

乙炔清净系统是利用次氯酸钠的氧化性来脱除粗乙炔中含有的微量硫磷杂质气体，次钠溶液用量与乙炔杂质含量有关，国内PVC行业年产10万吨PVC一般需有效氯0.08~0.12%的次钠流量为35m3/h，另外一种确定新鲜次钠加入量的经验计算方法为:生产每吨乙炔耗次氯酸钠4.4kg（10%有效氯浓度折百量），即每吨乙炔耗有效氯浓度为0.1%的新鲜次钠溶液4.4t（废次钠有效氯浓度在0.02%以下），清净后乙炔气用AgNO3试纸检测不变色。

当能够保证新鲜次钠的较高有效氯（0.12%）时，31m3/h左右的次钠就满足清洗要求，行业普遍应用的35m3/h的流量是高于满足清洗效果的，但从分析数据看，废次钠的有效氯偏低（所测数据皆低于0.02%），由于0.05%以下的清净效果已严重下降，因此本装置的次钠用量稍嫌不足。

另外，现场测量废次钠PH值偏高，文献报导与理论计算都在2}3左右，建议进一步校正PH值的测量。

本工段应尽快标定乙炔中的杂质含量及检测方法，由于杂质的主要影响是使VCM催化剂中毒，而杂质是微量的，中毒也不是立竿见影的，因此还应跟踪催化剂更换周期，要确保次钠用量足够高效。

4.3聚合车间

聚合车间可以说是这一系列化学反应的最终场所。这个地方也很重要。在聚合车间，企业必须严格控制质量。稍有疏忽不仅不能节约能源，还可能影响聚氯乙烯材料的质量。在本车间，企业主要需要严格控制聚合条件，包括加强分散剂、脱盐水pH值计量和搅拌系统的管理，特别是搅拌系统的管理。应定期进行维护和检查，以避免分离系统出现问题，影响聚氯乙烯的生产和聚合过程。事实上，电石乙炔法生产聚氯乙烯材料的节能措施是按照电石到聚氯乙烯的全过程依次进行的。各车间依次采取相应的节能措施。如果每一步都能节能，那么整个生产过程的节能当然是微不足道的。

结语

电石乙炔法生产聚氯乙烯材料的过程涉及一个复杂的化学过程。过程中任何环节的化学反应都需要密切关注。然而，在生产过程中稍有不慎就会使原材料更加浪费，因此应严格控制。关于电石乙炔法生产聚氯乙烯材料的节能措施，我国还有很大的改进空间。所有企业都必须加强管理，努力实现节能和经济效益的最大化。

参考文献：

[1]秦军.陈校本.电石乙炔法生产聚氯乙烯的节能措施[J].石化技术.2015（09）：108-112.

[2]崔光荣.聚氯乙烯生产中节能降耗措施[J].中国化工贸易.2017（05）：246-252.

[3]姜慧.电石乙炔法生产聚氯乙烯的节能措施[J].魅力中国.2016（08）：166-169.