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内蒙古工业大学本科毕业设计说明书

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。

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第一章 绪 论

1.1 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。

2006年全球PVC产能约4291.1万吨，较2005年的4041.1万吨，增长了6.48%，受2004年全球经济转好的影响，2005年是PVC产能增加最多的一年，增长率由2004年的4.19%增加到9.72%，尤其仅中国产能就增加了280万吨，增长率达到35.45%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，2005年产能增幅也达到了29%。近两年北美PVC产能并没有增长，但2008年以后北美PVC产能增加将接近100万吨，增幅达到12.60%。

1.1.1 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2010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、

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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。

1.1.2 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476.43万吨，占世界聚氯乙烯生产能力23%，产量416.3万吨，消费量414.5万吨。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4.5%，1994年，美国的PVC生产能力为523万吨，到2000年，美国聚氯乙烯生产能力已达到615.8万吨，产量580.2万吨。

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598.9万吨，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4.8%，非欧共体国家为3.3%，产量约为501.3~612.5万吨；到2000年，生产能力达到751.7万吨，产量573.9~669.76万吨，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211.6万吨,占世界总生产能力的9%，产量202.4万吨，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1992~2000年间，日本PVC产品需求量年增长率

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在7%以上。东欧：东欧地区1990年聚氯乙烯生产能力为240.7万吨，产量166.5万吨。1992年，东欧地区产量仅为124.4万吨，1985~1992年间PVC年平均减产2.4%。1994年有所增加，产量达到203.6万吨。到2000年，生产能力的年增长率为2.2%，人均消费量为4.45kg，消费水平仍然很低。

1.1.3 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 500kW·h(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％；5万～9.5万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 123.8万t／a和139.3万t／a两个PVC生产基地，年总产量263.1万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。

1.2 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

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传统材料的替代品，1吨PVC可以替代9.5m3木材、1吨PVC管材可以替代7.14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。

1.3 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、弹性地板、多层结构、增强塑料板等；烧结成型蓄电池隔板；汽车用焊缝胶、防砂石击涂料及中空树脂材料等。

1.4 聚氯乙烯的性质

分子式： ( CH2-CHCl )n 1.4.1物理性质

比 重：1.35-1.45 宏观密度：0.40-0.65 g/cm3

比 热 容：0.8372-1.465 J/g℃（0～100℃） 导热系数：0.6128 W/(m·K) 折 光 率：1.544

颗粒半径：悬浮60～150微米，本体30～80微米，糊树脂0.1～2微米，掺混20～80微米；

外 形：无毒无臭白色颗粒；

电 性 能 ： 耐电击穿，可用于1万V低压电缆。

1.4.2化学性质

耐酸碱性：PVC化学性质稳定，可在常温下耐最大浓度的盐酸、90%

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