电石乙炔法生产氯乙烯
电石法氯乙烯生产技术总结
电石法氯乙烯生产技术总结摘要：电石法：利用电石（碳化钙CaC2），遇水生成乙炔（C2H2），将乙炔与氯化氢（HCl）合成制出氯乙烯单体（CH2CHCl），再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯-[CH CHCI]n-的化学反应方法。
氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得。
为无色、易液化气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。
氯乙烯是有毒物质，肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。
它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4%～22%（体积），在压力下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。
关键词：电石法转化器集团公司乙烯法技术总结原料路线氯乙烯生产；都是提升机电石灰1835年法国人V.勒尼奥用氢氧化钾在乙醇溶液中处理二氯乙烷首先得到氯乙烯。
20世纪30年代，德国格里斯海姆电子公司基于氯化氢与乙炔加成，首先实现了氯乙烯的工业生产。
初期，氯乙烯采用电石，乙炔与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙炔法。
以后，随着石油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。
1940年，美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。
为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。
1960年，美国陶氏化学公司开发了乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速发展。
乙炔法、混合烯炔法等其他方法由于能耗高而处于逐步被淘汰的地位。
一、生产聚氯乙烯的主要原料与方法，以及所处的一个地位生产聚氯乙烯的主要原料氯乙烯的工业的生产方法大致有三类，一类是电石法，一类是乙烯氧氯化和二氯乙烷/氯乙烯这样三种方法。
从最基本的状况上来说的话，二氯乙烷/氯乙烯法其实就是乙烯氧氯法的后段工序。
因此氯乙烯的工业生产方法一般是电石法和乙烯法。
可是乙烯法的生产技术相对的繁琐，投资的成本比较的多，因此原料的乙烯提供的比较的不简单，需要采取进口的方式，这会受到国际市场的影响。
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施电石乙炔法是生产聚氯乙烯的传统工艺之一，它使用石灰石和煤焦化产物电石（碳酸钙）作为原料，通过电解炉电解法制备乙炔，再进行聚合制备聚氯乙烯。
这一生产过程存在能源消耗和环境污染等问题，因此需要采取一系列的节能措施来改善生产过程，减少能源的消耗和环境的污染。
一、技术改进在电石乙炔法生产聚氯乙烯过程中，可以通过技术改进来提高生产效率，减少能源消耗。
可以优化电解反应条件，调整电解炉的操作参数，提高电解效率，降低能源消耗。
可以改进聚合工艺，采用高效的聚合工艺，提高聚合反应的产率，降低原料和能源的消耗。
还可以改进原料的前处理和制备工艺，提高原料的利用率，减少废弃物的产生，从而减少能源的消耗和环境的污染。
二、设备更新设备更新是节能减排的重要途径之一，在电石乙炔法生产聚氯乙烯过程中，可以通过设备更新来提高生产设备的能效，降低能源的消耗。
可以更新电解炉和聚合设备，采用高效节能的设备替代老旧设备，提高设备的转化效率，降低能源消耗。
可以更新原料准备和处理设备，采用高效节能的设备替代老旧设备，提高设备的利用率，减少能源的消耗。
还可以更新环保设备，采用高效的污染治理设备，降低环境排放，减少对环境的污染。
三、资源综合利用资源综合利用是节能减排的重要手段之一，通过充分利用原料、能源和废弃物等资源，可以提高资源的利用率，减少能源的消耗和环境的污染。
在电石乙炔法生产聚氯乙烯过程中，可以通过资源综合利用来降低原料的消耗，减少废弃物的产生。
可以充分利用废热、余热和余能，进行能量回收和再利用，提高能源利用率，降低能源的消耗。
可以充分利用废水、废气和废渣，进行资源回收和再利用，减少对环境的影响，降低环境污染。
四、管理创新管理创新是节能减排的重要保障，通过科学的管理手段和创新的管理理念，可以提高生产效率，减少能源消耗和环境污染。
在电石乙炔法生产聚氯乙烯过程中，可以通过管理创新来优化生产流程，提高设备利用率，降低能源消耗。
电石 乙炔法生产氯乙烯
在t1～t2期间，次级电流i2从I2m开始 线性下降，该电源的能源就是开关管V
导通时由变压器中储存的能量提供的。
t２时刻，正脉冲又作用到开关管V 的基极，开关管V又导通，则二极管ＶD 截止，于是脉冲变压器又开始储存能量，
2. 开关型稳压电源的种类 1) 按开关晶体管的连接方式分
类 (1) 串联型开关稳压电源。 串联 型开关稳压电源的方框图如图9-3所
示。
• 图9-3 串联型开关稳压电源方框图
• 图9-4 并联型开关稳压电源
(3) 脉冲变压器耦合并联型开关 • 稳图9压-5电变源压。器耦脉合冲并联变型压开器关耦电源合组并成联框型图
（4）发生器液面的影响
发生器液面控制在液面计中部为好
（4）发生器结构的影响
发生器结构（如挡板层数，搅拌速度，耙齿角度等）对电石在发生器中的停留时 间和电石表面生成的氢氧化钙的移去速度有较大的影响。
课堂讨论
聚氯乙烯生产技术
★影响乙炔发生的因素有哪些?
2.1.5 电石渣
(1) 数量
1吨PVC，产生含固量5～15%的电石渣浆9～15吨（含固50%干渣3～5吨），成为该工业最 大三废。
同样，次级电流为线性下降的波形，ΔＩ2为脉冲变压器次级电流的减小量， 因此有
I2
Uo L2
Toff
(9-8)
式中，Ｔoff为开关管V的截止时间。
2.1.3.2 喷淋预冷器、冷却塔和气柜
喷淋预冷器：设置于发生器顶部 减少乙炔气夹带的电石渣浆；降温预冷、分担冷却塔负荷。 预冷器所用水自顶部喷入，由底部流入发生器作为反应用 水。
CaC2 CaO
C SiO2、FeSi、SiC Fe2O3 CaS MgO、Ca3N2、Ca3P2、Ca3As2
电石乙炔法生产氯乙烯
先进的电石乙炔法主要技术指标 • 电石1380公斤/吨聚氯乙烯
电 石 乙 炔 法
电石乙炔法生产氯乙烯
• 电石法生产乙炔 • 电石(碳化钙) CaC2 分子量 64.1 熔
点 2300 ℃ 密度 2220.
• 工业品是灰色,黄褐色或黑色固体,含碳
化钙较高的呈紫色,工业品一般含碳化钙 70-80%
电石生产
• 生产电石的主要原料：石灰和碳素 • 碳素原料的配制：
名称 焦碳 无烟煤 石油焦
配方Ⅰ 50% 30 % 20 %
配方Ⅱ 70 % 30 % 0%
配方Ⅲ 70 % 0% 30 %
电石生产
• 将石灰（氧化钙 CaO）、碳素置于2200 ℃ 左右的电炉 中熔炼反应得到电石。
• 理论上生成1吨电石（发气量300升/公斤）消耗电能： 1000∗0.806 ∗111300/64/860=1630度 0.806：发气量300升/公斤的电石其中碳化钙百分含量 860：电热，即1度电能完全转化为热能的数（千卡/度） 64：碳化钙分子量
• 据统计目前电石法比乙烯法在成本上降低6001000元/吨.
严峻的聚氯乙烯行业
• 目前全国一哄而上的电石法生产聚氯乙 烯会使整个行业趋于激烈竞争,2005年新 增产能310万吨,近几年平均每年以150万 吨幅度增长。
• 走技术创新之路,挖潜改造. • 提高自动化程度,降低人员成本. • 优化生产条件,降低单耗.
37.2 42.5 48.2 50.4 57.6 54.6 57.8 64.1 69.3 78.5
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
88 90.1 102 119 137 139 154 159.69 189.4 281
电石法pvc生产工艺
电石法pvc生产工艺电石法PVC生产工艺PVC（聚氯乙烯）是一种广泛应用于建筑、汽车、电器等各个领域的塑料材料。
其中，电石法是制备PVC的一种常见方法。
下面将介绍电石法PVC生产工艺的主要步骤。
首先，电石法PVC生产工艺的第一步是制备乙炔气。
通过加热石灰石（CaCO3）和煤进行反应，产生一氧化碳和氢气。
通过将这两种气体混合，然后通过电弧放电反应，可以制备出乙炔气。
接下来，乙炔气经过净化处理，去除其中的杂质和水分，以确保后续反应的顺利进行。
然后，将乙炔气与氯气混合，在适当的温度和压力下进行氯乙烯（VC）的氯化反应。
这个反应过程是一个高温、高压的反应，需要严格控制反应条件，以获得高品质的氯乙烯产物。
氯乙烯的氯化反应得到的产物中包含了一系列的不饱和化合物，需要进一步反应才能得到PVC。
这一步骤是通过将氯乙烯与过氧化氢（H2O2）或过硫酸盐进行自由基聚合反应来完成的。
在反应中添加适量的过氧化氢或过硫酸盐，并控制反应温度和时间，可以得到所需的PVC产物。
在得到PVC后，还需要进行加工和改性，以满足不同应用领域的要求。
常见的一种改性方法是添加稳定剂和增塑剂。
稳定剂可以防止PVC在高温条件下分解，而增塑剂可以提高PVC的柔韧性和可加工性。
最后，经过加工和改性后的PVC可以以颗粒或片状的形式出售，用于不同产品的制备。
例如，通过热塑性成型或挤出工艺，可以将PVC颗粒制成各种形状的管道、板材等。
总结一下，电石法PVC生产工艺主要包括乙炔气的制备、氯乙烯的氯化反应、PVC的聚合、加工和改性等步骤。
通过严格控制反应条件和添加适当的添加剂，可以得到高质量的PVC产品。
电石法PVC生产工艺在塑料制品生产领域具有广泛的应用前景。
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施乙炔法是生产聚氯乙烯的主要方法之一，电石乙炔法是一种重要的乙炔法生产方法。
然而，这种生产过程不仅能消耗大量的能源，还会引起环境污染。
为了应对这些问题，采取一系列节能措施还是很有必要的。
一、提高生产装置的效率生产装置的运行效率对能源消耗以及生产成本有着极大的影响。
在电石乙炔法生产聚氯乙烯的过程中，要提高反应装置的运转效率和稳定性，减少生产中的能量损耗。
在电石炉中，要掌握合理的冶炼工艺，提高煤炭的利用率，减少冶炼煤炭中的挥发分排放，从而可以减少电石的生产能耗，提高生产效率。
二、减少废气产生电石乙炔法在生产聚氯乙烯的过程中，会产生大量的废气，其中主要的是氯化氢废气，这种废气在排放时不仅会产生恶臭，还会对环境构成严重的威胁。
因此，要采取一些措施来减少废气的产生。
例如，在煤气净化过程中要严格控制废气中的Cl2含量以降低氯化氢的含量；在电石炉顶部增加冷却水雾喷淋与气体洗涤系统，根据气体成分，选用合适的洗涤液，将氯化氢降低至一定含量以下。
三、加强废水处理电石乙炔法生产过程中，除了产生废气外，还会产生大量废水。
废水中含有大量有机物、氯化物、晶体水及微量的重金属等，若排放不当就会对周边环境造成严重污染。
因此，必须采取适当的水处理方案。
例如，在电石炉底部设置废气冷却水热交换器，重复利用冷却水；设置适当的浓缩设备，使水体得到有效地浓缩；利用活性炭和生物处理等手段来进行全面的废水净化。
四、加大能源回收利用电石乙炔法在生产过程中消耗大量的能源，其中热能是一大特点。
对于电石炉排放的高温烟气，可以通过余热锅炉实现能源的回收利用，用于供应生产设备所需的热能。
同时，电石炉底部的冷却水也可以回收利用，经过冷却后的水可用于废水处理、消防等。
五、推广低能耗新技术随着科技的不断进步，新的技术和装置越来越受到人们的关注。
一些新的技术和装置能够实现低能耗、无污染生产，并且可以提高生产效率。
电石乙炔法生产聚氯乙烯的新技术包括化学烷基化、代表甲烷法和煤气烷化等，这些技术在生产过程中无需使用电石炉，从而可以实现减少消耗的煤炭和电力的储存。
电石乙炔法生产氯乙烯—粗氯乙烯的合成
氯化氢 吸湿性，可吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40％左
右的盐酸，降低混合气中的水分。 脱水原理：
HgCl2 + H2S → HgS + 2HCl 3HgCl2 + PH3 → (HgCl)3P + 3HCl C2H2 + HgCl2 → Hg + Cl-CH=CH-Cl
铁和锌的存在会降低催化剂对合成反应的选择性
②遮盖 炭、树脂状聚合物、酸雾等黏结在催化剂表面，遮盖活性 中心而失活。
③活性结构改变 由于过热破坏催化剂活性结晶表面而活 性下降，催化剂活性分子移动，使催化剂表面松弛。
• 氯化氢和乙炔混合冷冻脱水 • 氯化氢和乙炔浓硫酸脱水工艺 • 变温变压吸附解吸工艺 • 氯化氢用浓硫酸干燥和乙炔用分子筛干燥组合干燥工艺
• 活性组分：氯化汞HgCl2(升汞、氯化高汞),易升华,溶于水, 单独使用无催化作用 ;
• 载体：活性炭，单独使用活性低。
• 组合：氯化汞吸附于活性炭表面后则具有很强的催化活性
以下 • 原料气中惰性气体含量低于2％
水存在
+ C H 22 H 2 O C H 3 C - H O
反应温度：100～180℃ 高温有利于反应进行
但温度过高副反应增多，催化剂升华 反应压力 ：0.12～0.15Mpa
空速：空速过高，气体停留时间减少，乙炔转化率降低。 空速减小，乙炔转化率提高， 过小，高沸点副产物量也增多，生产能力减小。
④升华 温度升高，HgCl2更易升华，催化剂的活性组分 量逐渐减少，活性下降。
电石法生产PVC生产工艺
聚氯乙烯厂生产流程叙述一. 乙炔车间1.1. 原料岗位生产流程叙述：袋装电石用小车运到鄂式破碎机旁，将电石从袋里倒出放入破碎机破碎，经皮带机送到料仓内。
1.2. 加料岗位生产流程叙述：与原料岗位联系把电石运到料仓，加料到计量斗。
用氮气置换一贮斗后，打开活门向一贮斗加入电石。
（加料时开氮气阀门以置换排除贮斗内空气，防止加料时发生燃烧爆炸事故）1.3. 发生岗位生产流程叙述：二贮斗中的电石，由电磁振动输送器连续加入发生器内，电石与水在发生器内发生反应，生成的粗乙炔气由发生器顶部逸出，经渣降捕集器、正水封、冷却塔进入清净系统及气柜中。
“水”由工业水和废次钠及电石上清液一起连续加入渣浆捕集器，然后流入发生器内，以维持发生器温度在75℃～90℃，并保持发生器内的液位；电石分解后的稀电石渣浆，从溢流管不断溢出，浓渣浆及其它杂质由发生器内耙齿耙至底部，定期排出。
当发生器压力高于10000Pa时，乙炔气由安全水封自动放空，当发生器压力降低时，乙炔气由气柜经逆水封进入发生器，保持发生器正压；乙炔气在渣降捕集器经初步冷却及洗涤后，进入正水封，然后进入喷淋冷却塔和填料冷却塔，将乙炔气降温到常温，进入清净系统。
1.4. 清净岗位生产流程叙述：乙炔气由冷却塔顶部出来进入水环泵，加压送入1#清净塔和2#清净塔，用次氯酸钠溶液直接喷淋，使粗乙炔中的PH3、H2S等杂质氧化成H3PO4、H2SO4等酸性物质；再送入中和塔，与从塔顶喷淋而下的5～13％浓度的碱液逆流接触，中和粗乙炔气中的酸性物质，乙炔气（乙炔气纯度＞98.5％）从塔顶出来后送合成车间。
清净塔所用的NaClO是由泵从NaClO高位槽抽到2#清净塔使用，2#清净塔使用过的NaClO 再由泵打到1#清净塔使用，1#清净塔使用过的废NaClO排到废水槽供给发生使用。
1.5. 压滤岗位生产流程叙述：电石渣浆从发生岗位溢流到浓缩池后，用渣浆泵打到程控压滤机，通过压滤形成渣饼和清液，程序设定松开、取板、拉板卸下渣饼，最后铲车装车运到料场；清液水先经过热水泵送上凉水塔，冷却后的清液用冷水泵打到乙炔车间。
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37.2 42.5 48.2 50.4 57.6 54.6 57.8 64.1 69.3 78.5
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
88 90.1 102 119 137 139 154 159.69 189.4 281
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
聚氯乙烯 PVC
• 本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于 聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量 不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧， 手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而 低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
•
常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门
窗、电线外皮、文具等
•
聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙
• 据统计目前电石法比乙烯法在成本上降低6001000元/吨.
严峻的聚氯乙烯行业
• 目前全国一哄而上的电石法生产聚氯乙 烯会使整个行业趋于激烈竞争,2005年新 增产能310万吨,近几年平均每年以150万 吨幅度增长。
• 走技术创新之路,挖潜改造. • 提高自动化程度,降低人员成本. • 优化生产条件,降低单耗.
氯乙烯二种生产方法简单比较
• 乙烯平衡氧氯化法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
乙烯平衡氧氯化法
乙烯平衡氧氯化法主要反应式
• 直接氯化反应: C2H4+Cl2→C2H4Cl2 氧氯化反应: C2H4+2HCl+0.5O2 →C2H4Cl2+H2O 裂解反应: 2C2H4Cl2 →2C2H3Cl+2HCl
先进的乙烯平衡氧氯化法主要技术指标
先进的电石乙炔法主要技术指标 • 电石1380公斤/吨聚氯乙烯
烯中的一个氢原子的高分子材料。
聚氯乙烯材料性质
• 聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于 防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放 出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。
• 聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240℃-340℃燃 烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃，然 后在400-470℃发生碳的燃烧。
• 进入21世纪以来，我国的聚氯乙烯产能由320万 吨迅猛增长到158１万吨，8年增长了近5倍。 2009年供给量达到1674.5万吨，表观消费量达到 1064万吨，产能过剩 600余万吨，
我国PVC生产产量 (万吨) 发展情况
1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990
• PVC作为五大通用树脂（聚乙烯PE、聚氯乙烯 PVC、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、丙烯晴-丁二 烯-苯乙烯共聚物ABS)之一，约占世界合成树 脂消费量的29%。
• PVC是一种全球化产品，工业品是白色或浅黄 色粉末,密度1.4T/M3,含氯量54-58%。
• 亚洲地区产能占35%，需求占37%。 • 我国PVC消耗量与发达国家相比差距很大，美
国年人均24 Kg,德国18 Kg，预计2006年我国10 Kg。
聚氯乙烯产能
• 2005年全国聚氯乙烯产能达972万吨
• 2006年全国聚氯乙烯产能达1337万吨
• 美国休斯敦的化学品市场协会(CMAI)的最新研究 报告显示， 2004-2007年，全球新增PVC产能550 万吨／年，约占据当前4400万吨／年总产能的 14．4％。据称，新增产能约90％来自于中国。
物理和化学性质
• 稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受
• 聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐 化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、 浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、 机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性 较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色， 并析出HCI。
聚氯乙烯市场潜力
二种生产方式成本初步比较
• 2006年6月日本乙烯价格:1130-1190美元/吨折 合人民币9040-9520元/吨,乙烯法生产一吨聚氯 乙烯需消耗乙烯502公斤即4538-4779元,占聚氯 乙烯价格69%.
• 2006年我国电石价格:2300-2550元/吨,电石法生 产一吨聚氯乙烯需消耗电石1750公斤即40254462元,占聚氯乙烯价格63%。
• （电石法）石灰石（碳酸钙 CaCO3)高温分解 生成石灰（氧化钙CaO），石灰与焦碳高温反 应生成电石(碳化钙CaC2)，电石水解生成乙炔 →乙炔与氯化氢加成反应生成氯乙烯→氯乙烯 聚合生产聚氯乙烯。
• （乙烯法）乙烯氯化（氧氯化）生成二氯乙烷 →二氯乙烷裂解生成氯乙烯→氯乙烯聚合生产 聚氯乙烯。
国内二种聚氯乙烯生产方法并存
• 据2004年统计数据: • 乙烯法生产聚氯乙烯能力占1/3 • 电石法生产聚氯乙烯能力占2/3 • 由于近己年石油价格稳步上升,乙烯法生
产聚氯乙烯已没有利润空间,作为标志性 企业上海氯碱化工股份有限公司已出现 亏损,电石法比重将进一步放大.
聚氯乙烯二种主要生产方法
• 乙烯 485公斤/吨氯乙烯 • 氯气 630公斤/吨氯乙烯 • 乙烯平衡氧氯化法生产聚氯乙烯的我国
代表性企业是上海氯碱化工股份有限公 司,山东齐鲁石化股份有限公司采用日本 三井东压技术.
电石乙炔法主要反应式
• CaC2 +2H2O→C2H2+Ca(OH)2 • C2H2 +HCl → C2H3Cl
355 360 401 503 649 824 1208
1674.5
PVC成本
• 2007年3月统计电石法PVC成本为710美 元/吨，销售价854美元/吨，乙烯法PVC 成本为830美元/吨，销售价905美元/吨。
内地聚氯乙烯生产简史
• 1958年锦西化工厂建成3000吨/年工业装置，随 后改扩建6000吨/年（电石乙炔悬浮法）。
• 1959-1960年相继建成6套6000吨/年工业装置和 一套3000吨/年工业装置（电石乙炔悬浮法） 。
• 1962年武汉建汉化工厂和上海天原化工厂建成 2套500吨/年装置（乳液法）
• 1977年北京化工二厂引进B.F.Goodrich技术建 成8万吨/年乙烯氧氯化工业装置。
• 20世纪80年代以后陆续从国外15家PVC公司引 进24套工业装置。