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聚氯乙烯行業節能方案

點擊次數:  更新時間:2011-09-08 11:59:41  【打印此頁】  【關閉
聚氯乙烯行業節能方案
聚氯乙烯行業節能方案 展示圖片2

1.      PVC的基本知識

1.1分子式

  (CH2-CHCL)n ,n=500~1500

1.2性質

一種乙烯基的聚合物質,密度1.38g/m3,成型收縮率:0.6-1.5%,成型溫度:160-190℃;

阻燃(阻燃值為40℃以上)、耐化學藥品性高(耐濃鹽酸、濃度為90%的硫酸、濃度為60%的硝酸和濃度20%的燒堿)、機械強度及電絕緣性良好;其耐熱性較差,軟化點為80℃,於130℃開始分解變色,並析出HCl

1.3用途

塑料軟製品:人造革、薄膜、電線護套等; 塑料硬製品:供水管道,家用管道,房屋牆板,商用機器殼體,電子產品包裝,醫療器械,快艇護舷,生產板材、門窗和閥門等。

1.4 PVC分類

按硬度分為:硬PVC和軟PVC;其中硬PVC大約占市場的2/3,軟PVC1/3

按應用範圍分為:通用型PVC樹脂(由氯乙烯單體在引發劑的作用下聚合形成的)、 高聚合度PVC樹脂(在氯乙烯單體聚合體係中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂)、交聯PVC樹脂(在氯乙烯單體聚合體係中加入含有雙烯和多烯的交聯劑聚合而成的樹脂)。

 

2.      聚氯乙烯的生產方法和生產工藝

2.1聚氯乙烯的生產方法

有乙烯法、乙炔法兩種方法

電石法和乙烯法生產PVC的差異比較

項目/方法

電石法

乙烯法

工藝路線

煤化工

石油化工

生產原料及消耗

電石:1.451.5/PVC

氯化氫:0.750.85/PVC

電:430500kwh/PVC

乙烯:0.5/PVC

氯器:0.65/PVC

電:420440kwh/PVC

優勢比較

電石生產原料豐富,產能充足;電石法成本相對低廉;電石渣綜合利用技術日趨成熟

石油資源有限;價格上漲;成本高於電石法

 

電石法反應方程式

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乙烯法反應方程式

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2.2電石法生產PVC的生產工藝

電石法生產PVC裝置由乙炔、氯乙烯、聚氯乙烯、公用工程(循環水站、空壓站、冷凍站、鍋爐房、配電站等)等工序組成。

2.1乙炔的生產工藝

2.1.1乙炔生產原料路線

天然氣法天然氣部分氧化法製乙炔及合成氣典型工藝有BASF法、SBA Kellogg法、Montecatini法等,其工藝大同小異,主要是裂解爐型不同,大多數天然氣部分氧化法采用BASF法)、電石法

2.1.2電石生產乙炔的方法

電石生產乙炔的方法有濕法乙炔生產法、幹法乙炔生產法。  

安全性

濕法乙炔法

幹法乙炔法

加料過程

半密封

帶有密封裝置的計量螺旋輸送器連續密閉地加入發生器,安全性高

反應過程

反應溫度為85

反應溫度為100~110℃,水蒸汽/乙炔體積高,安全性高

排渣過程

間斷開放

連續密閉的,密封壓力可調並可靠,排渣機使用等壓料封

故障狀態

停電或設備故障均需進行處理以確保安全

係統突然停電,反應幾乎立即停止,無需作任何處理;任何重要設備出現故障,均由程序采取相應的措施進行處理。遇到最嚴重的問題就停止加料,反應幾乎立即停止。

 

經濟性

濕法乙炔法

幹法乙炔法

基本建設

需要沉降及壓濾處理工序

不需要沉降及壓濾處理工序,設備土建投資節約116萬元/t.PVC,節約用地220平米/t.PVC

運行費用

需渣漿處理

不需要,節約壓濾電耗80kwh×產能(單位:萬t.PVC/h;節約維護費6萬元/t.PVC

乙炔吸收率

 

加料是連續的,無需置換,加料時沒有乙炔氣體排出,排出的電石渣是幹的,沒有溶解損失。幹法比濕法提高吸收率2.5%,電石水解率高達99.85%,沒有生電石排出,噸PVC成本低168元。

水消耗

濕法工藝的耗水量為2.38/噸電石

需要新鮮的水量隻有0.72/噸電石,其餘用水全部是循環使用的次氯酸鈉廢液。

電石渣處理

用濕法工藝每生產1PVC產生電石渣濾餅3.96噸,其中含水40%,含水量1.6噸,若用其生產水泥,每除掉1噸水需要150公斤標煤,標煤單價按530/噸計算,則每生產1PVC需要電石渣處理費為127元。

幹法工藝生產的電石渣比濕法工藝經過壓濾後的濾餅含水量低30%,用於生產水泥無需幹燥。

2.1.3乙炔的生產工藝

2.1.3.1電石破碎

散裝電石由輪式破碎機把粒度小於150mm電石加入電石料鬥,料鬥上有160 ×160mm網柵清除大塊電石。料鬥錐體處有分壓裝置,減壓錐防止料塊堆積。電石經振動給料機振動落入電石帶式輸送機經雙軌組合行走架上安裝的永磁除鐵器除去矽鐵等鐵雜質後,進入鄂式破碎機 把電石塊破碎到粒度5080mm後,再經帶式輸送機送至電石筒倉。

2.1.3.2電石上料

進入筒倉的電石經筒倉減壓錐減輕壓力後,打開筒倉出料切斷閥進入電機自動給料機,經雙軌組合行走架安裝的永磁除鐵器進一步除鐵後,送至電石加料鬥中。

2.1.3.3乙炔發生

電石加料鬥內電石,經鬥內減壓錐及電石加料鬥出料切斷閥經電機振動加料機及電機稱量膠帶給料機過稱,落入乙炔加料鬥內,打開經過N2置換後的二貯鬥活門的把料加入上貯鬥,再經N2置換後,關閉上貯鬥排空閥及上料鬥充N2閥打開下貯鬥活門把料拉至下貯鬥開動電磁振動加料機連續把電石加入乙炔發生器內,電石在發生器內與水發生反應,生成乙炔氣(ACE)經洗泥器進入正水封,由正水封出來的氣體進入冷卻塔降溫,預清淨,進一步脫渣泥後,少部分經阻火器,分離器進入氣櫃貯存,以備發生係統出現意外,通過逆水封來維持發生器壓力。

反應方程式

     CaC2+ 2H2OCa(OH)2+CHCH+130kJ/mol(31kcal/mol)

2.1.3.4乙炔清淨

大部分乙炔氣經升壓機升壓後,進入氣水分離器,分離出來的水經過水冷卻器用循環水(CWS)冷卻後回到乙炔升壓機循環使用。從汽水分離器出來的氣體進入1#清淨塔,在清淨塔內與來自2#清淨塔內的Naclo溶液接觸,把SP先一步氧化成酸性物質,然後在第二清淨塔內與來自次氯酸鈉配製槽的新鮮次氯酸鈉逆流接觸,進一步把SP氧化成酸性物質,經清淨後的攜帶酸性雜質的乙炔氣進入 堿洗塔,用NaoH1417 % )堿液中和清淨過程產生的酸性物質,中和後的乙炔氣純度≥99%S0.2% P0.3%AgNO3試紙檢驗不變色,送到氯乙烯合成。

2.2氯乙烯合成

精製乙炔氣,經砂封和乙炔預冷器預冷後,與幹燥氯化氫經緩衝器通過流量計調節分子配比(乙炔/氯化氯=11.051.1),在混台器中充分混合後,進入串聯的石墨冷卻器,用-35℃鹽水(尾氣冷凝器下水)間接冷卻,混合氣中水分一部分則以40%鹽酸排出,部分則夾帶於氣流中,進入串聯的酸霧過濾器,由矽油玻璃棉捕集分離;氣體經預熱器預熱,由流量計控製進入串聯的轉化器,借列管中填裝的暖附於活性炭上升汞催化劑,使乙炔和氯化氫合成轉化為氯乙烯單體。

2.3氯乙烯聚合

氯乙烯單體中加入引發劑等在聚合釜裏聚合反應,經離心分離沉降和幹燥,得到成品PVC.

2.4 電石法PVC的生產工藝框圖

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3.      我國PVC現狀

目前我國電石法聚氯乙烯行業,乙炔發生多數采用濕法乙炔法,電石渣的利用能耗高;氯乙烯單體合成采用含汞觸媒催化,汙染大;廢酸廢液處理不力,造成資源浪費和環境汙染。

為實現節能減排,國家發改委對聚氯乙烯行業製定了推廣采用幹法乙炔技術、低汞觸媒催化、聚合母液生化處理和廢酸回收技術,降低行業產品能耗水平,減少廢液和COD排放的產業政策。

 

4.節能技術

我公司擁有幹法乙炔、精餾尾氣處理、鹽酸深度處理回收、聚合母液回收處理等成套成熟的綜合節能減排技術,按EPC模式為聚氯乙烯生產用戶提供優質的節能服務。

 

行業及解決方案

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