压缩输送 乙炔洗净 中和
冷凝
乙炔去合成
图1 乙炔生产工艺流程图
5.2 合成工序工艺流程
合成工序工艺流程如图2所示。合成氯乙烯的两种原料是HCl气体和C2H2。HCl气体是由HCl厂来的,经过石墨冷却冷却后进入HCl缓冲罐。C2H2气体由乙炔工序来,输送到乙炔缓冲罐中,再经过乙炔砂封,乙炔砂封的作用是防爆。两种混合气体进入混合器,为了使反应充分又降低成本,控制HCl气体和C2H2的比值为1.05~1.1:1。HCl气体易溶于水,生成Cl-,Cl-会与乙炔发生反应生成氯乙炔,这是一种易爆的气体,所以要求Cl-〈0.002%。要减少Cl-,就必须减少混合气中的水,故混合气要经过石墨冷凝器,用-35oC 的食盐水作冷凝剂,食盐水走壳程,混合气体在第一个石墨冷凝器中被冷至-10~-15oC。在第二个始末冷凝器内,混合气体进一步冷却至-14~17oC左右,在此温度下,混合气体中的水分(严格讲是盐酸酸雾)大部分被冷却凝聚并与气体分离。混合气体除水后进入多桶过滤器,里面装有含氟硅油玻璃棉,用来除去HCl酸雾。然后经过石墨预热器和钢制预热器,石墨预热器用的是50~60oC的水提供热量,钢制预热器用的是70~80oC的水。预热后的混合气体转化器,转化器中装有HgCl2触媒作为催化剂,它是黑色小圆柱形状,有剧毒,所以从转化器出来的产物必须先进入除汞器除汞,除汞器的结构与转化器一样,只是其中填充的不是HgCl2而是活性碳,用来吸附汞。产物中的副产物有氯乙烷,还有过量的HCl气体,需要净化,后面的都是净化过程。气体经水洗、碱洗除去HCl气体,水洗塔有两个,一个是泡沫塔,另一个是填料塔;碱洗塔是填料塔。然后经机前冷却器、单压机、机后冷却器,再经油分离器除掉经过单压机时附带的油。机前、机后冷却器实际上都是列管式换热器,机前冷却器用的是5oC的水,机后冷却器用的是循环水,其温度一般比常温稍低。然后气体进入全凝器,冷凝成液体进入加压精馏部分,此部分包括低沸塔和高沸塔,低沸塔主要是除C2H2,在0.55MPa 条件下精馏,再经高沸塔,在0.35 MPa的条件
下精馏出氯乙烯单体,经成品冷凝器进入单体贮槽,氯乙烯单体送聚合工序。
乙炔砂封
乙炔
混合
预冷
氯化氢
冷凝 过滤 一级预热 二级预热 转化 除汞 水洗 碱洗 旋液分离 机前冷却 压缩 机后冷却 油分离 冷凝 水分离 精馏
单体冷凝 单体贮存
氯乙烯去聚合
图2 氯乙烯合成工艺流程图
5.3 聚合工序工艺流程
聚合工序工艺流程如图3所示。将单体送入反应釜聚合。反应釜有两种,一种是蛇管式,还有是夹套式。往反应釜中加入偶氮二乙庚腈或过氧化合物作为引发剂。反应后料浆输送到料浆排放槽,此时的压力是0.9MPa左右,经卸压至0.1MPa进入料浆贮槽,然后进入气提塔分离,去除氯乙烯单体。聚合物进入离心机离心干燥,分离大部分水分后,得到含水约20~25%的湿PVC糊,之后以螺旋输送机、破碎机打散后送到干燥系统进行干燥。干燥工艺采用气流干燥塔及旋风干燥 床,热风为干燥热源,然后进入一级旋风分离,分离出的固体通过旋振筛分离出径粒达标的产品,经过一级旋风分离不完全的,再经二级旋风分离,分离后空气可以排空。旋振筛也分为两级,先经过一级旋振筛,合格产品被筛下,进入中间槽,用鼓风机吹入仓库,不合格的留在筛上,进行二级旋振,二级旋振合格的产品也送入仓库,不合格的直接用袋
子接出回收。
当反应釜中的转化率达到83.5%左右时,加入终止剂终止反应,因为此时树脂的形态最好。
料浆贮存 料浆排放 聚合
氯乙烯
料浆气提
离心脱水 气流干燥 旋风干燥 旋风分离 筛分
包装
成品包装料仓
聚氯乙烯
图3 氯乙烯聚合工艺流程图
四、收获与体会
在株化为期四天的见习很快就结束了,给人的感觉就是既充实又有趣,但同时也有些许伤感…… 到达株化的时候已经快中午时分了,见到我们的住宿点时,简直让我们兴奋的心一下就凉了下来,房间里散发出来的异味真叫人难以忍受。但想想:“既来之,则安之”,很快铺好自己的床后,就抓紧时间吃饭和休息。下午两点,老师给我们请来了株洲化工厂主管安全的工程师给我们讲解有关的安全知识,大家都听得很认真,懂得了在化工厂最重要的就是注意安全问题。接下来的两天都是有化工厂的工程师给我
们介绍一些化工产品的生产工艺,如硫酸、烧碱、聚氯乙烯和钛白粉等。
休息一天后我们终于等来了进厂的时刻……
十七号早晨,一切工作准备就绪后,在老师的带领下,我们首先来到了聚氯乙烯(PVC)厂。第一次看到那些高大的塔设备、储罐还有那些输送管道,不知道为什么,有一种莫名的恐惧,总是和燃烧和爆炸就联系起来了,于是就不自觉的认为化工厂确实是一个危险因素比较多的地方。最早接触化学药品是在初中时的化学实验室,那时看到的仅仅是试管、很小的试剂瓶,接触的东西和在工厂看到的比较起来,真
的是小巫见大巫了。高温高压的工艺状况、大型危险品储罐之类的的确有点吓人。
在工程师的现场讲解中我们对工厂的设备才有了一个简单的认识,对PVC的生产工艺流程也有了大致的了解。感触最深的还是要数PVC厂的自动控制技术了,工作人员只需坐在总控室,然后定时巡检就可以了。问了一下他们的工作情况,实行三班倒制度,因为化工厂不同于其他行业,昼夜都必须有人工作。
接着我们还参观了烧碱厂、硫酸厂和钛白粉厂,了解了烧碱、硫酸和钛白粉的生产工艺流程。虽然我们在这么短的时间里是不可能对那些化工产品的生产有很全面很深刻的理解,但是在这次见习中却有一点让我感触颇深,那就是化工厂里的那些辛勤工作的员工们!进入化工厂给我的第一感觉就是感觉胸闷、呼吸困难,看到空气中弥漫着的烟尘,不由的对化工厂产生了一种畏惧感,但是当我看到在工厂里每天忍受着毒烟对身体的伤害还继续艰辛工作的职工们,再加上了解到他们的薪水之低,真的对他们产生了敬佩
之情,跟他们比起来,我们忍受一天又算得了什么呢?他们才是国家的骄傲!
此次见习很短暂,单从见习,能学到的东西也是有限的,不过在感性上我们对化工厂的情况有了更详细的认识。从实习中我发现自己还有很多东西需要去不断学习,不管以后自己是不是要从事这个行业,因为我所学的专业是化学教育类,都需要学好。学以致用,今天的积累只为明天的智慧。也许我们学的只是皮毛之类的知识,也许我们学的明天极少有用得着的时候,但这些基础资料会指引我们明天的工作做得更好,为明天的工作注入创新的灵感。今天我们动手实践了,动手尝试了,那么我们下一次遇上难题就不
会盲目,不再气馁,而会做得更好。我想这也是此次见习教予我们的一个很重要的方面。 感谢株洲化工集团给予我们这次宝贵的见习机会,感谢那些为我们这群的求知者耐心讲解的工程师
和老师们! 感谢你们! 五、 后记
通过这次见习,我深深的体会到一个国家的繁荣富强离不开工业的发展。
经过多年发展,世界PVC产业日臻成熟。而中国大陆PVC产业落后世界近20年。日本在70年代PVC产业进入了成熟期,而中国一直到90年代才开始进入半成熟期。面对国际发展趋势,我国聚氯乙烯
行业要把握三个发展方向,以求得进步:
一是企业向规模化、大型化和集约化发展。据有关统计资料表明,2000年至2005年,我国已有约年50万吨聚氯乙烯拟建项目建成投产,我国聚氯乙烯生产能力已达到年300万吨。根据我国石油化工发展规划,几套年产20万吨以上的聚氯乙烯装置将很快实施。如这些项目如期完成,则新增聚氯乙烯能力
约为年200万吨,届时我国将形成几个大型聚氯乙烯生产企业。
二是采用先进生产工艺。引进和采用先进的二氯乙烷法等多种生产工艺,改进聚合釜,以提高聚氯乙烯生产装置的性能;应用计算机自动化控制系统,使生产实现现代化,逐步淘汰一些无竞争力的小型
电石法装置。
三是产品向专业化、多样化和高附加值方向发展。除普通型聚氯乙烯树脂外,大力增加特殊用途的品种、牌号,例如,型材、管材、电缆用的专用料等的产量和质量也将接近或达到国际先进水平。
有这“三套马车”保驾,我国聚氯乙烯行业必将取得大的进步。
而作为在全国范围内有一定影响的株洲化工集团,为了促进其各个产业更好的发展,在此,我提出
几点个人建议:
首先,就是要抓好环境保护工作,这也是最重要的。试想一下,如果一个企业环保工作做不好,即使它现在发展再快,到最后人类因为自己的行为受到大自然的惩罚时,我们已经没有了和谐的生存空间,
又何以谈发展工业呢?