四川大学高分子实习报告Word格式.docx

四川大学高分子实习报告Word格式.docx

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等一系列荣誉称号，并先后通过了质量、环境、职业健康安全管理体系认证、IS010012：

2003计量确认体系国家级资格认证，获得了进军国际市场的通行证。

在广东塑料交易所，“金路"

牌聚氯乙栩脂作为电石法的主交割品牌。

在大连商品交易所，“金路"

牌聚氯乙烯树脂被作为推荐品牌，交割时免检。

2009至2010年，公司再次荣获“2009中国化工企业生命力60强"

、“中国化工500强"

、“四川名牌"

、“用户满意企业"

等省级、国家级荣誉称号。

2011年，公司荣获全国五一奖状荣誉称号。

2013年，公司以推动二次创业为使命，进行产业整合和技术转型，在超低/超高聚合度树脂、超细树脂，特种树脂，特种纤维等项目上加大投入与生产，并在与中科院相关石墨烯合作研发的基础上尽快实现工业化生产这一目标。

2014年，公司钾碱项目正式竣工并投入生产，质量达到行业先进标准。

1.2安全管理规章制度

公司依据国家《安全生产法》、《环境保护法》、《职业病防治法》、《危险化学品安全管理条例》等法律法规，编写《金路树脂安全生产管理手册》，并制定出一系列安全管理规章制度。

主要有：

安全生产责任制；

安全教育制度：

安全生产调度管理制度：

重点岗位安全管理制度；

防火、防爆、消防管理制度；

安全环保管理制度；

安全操作规程；

化学事故应急救援预案；

常用危险化学品安全管理；

污染物以及三废排放管理。

安全教育制度特别强调：

新工入厂必须进行三级安全教育（公司级：

分厂级：

工段班组级）方能分配到操作岗位。

未取得安全作业证不能独立上岗操作；

特殊工种、特殊过程作业人员必须持证上岗。

检查、参观、实习等其他人员在进入生产现场前，应当接受安全生产教育和培训，具备一定的安全防护知识，遵守本公司的安全生产管理制度。

1.3公司生产所需的大宗原材料和主要产品简介

公司是一家以食盐电解法生产氯化氢、电石乙炔法生产乙炔，再将氯化氢和乙炔进行合成、聚合后生成聚氯乙烯树脂为主的化工企业。

主要原材料有：

①盐；

②电；

③水；

④电石；

⑤煤；

主要产品有：

①聚氯乙烯树脂（PVC）；

②烧碱（Na0H）；

主要副产品有：

①液氯（Cl）；

②盐酸（HCl）；

③次氯酸钠（NaC10）

四川省金路树脂有限公司工艺流程示意图

1.4生产过程中主要有毒有害物质的性质和预防措施

生产过程中的主要毒物有：

①Cl2（气液）；

②VC（气液）；

③NH3（气液）；

①Cl2（气液）：

气态：

黄绿色有刺激性气味的气体。

对眼、呼吸系统粘膜有刺激作用。

若吸入体内，可引起眼红、流泪、咳嗽、气促、呼吸困離等表现，中度中毒会出现胸痛、恶心、较重干咳等症状，重度中毒会出现反射性心跳骤停、造成窒息死亡。

Cl2（液氯）：

液态：

性质与气态相同。

在常温下蒸发成气态。

燃烧（分解）产物：

氯化氢（盐酸）。

预防措施：

化工生产操作工必须严格执行工艺技术操作规程，遵守工艺纪律，正确穿戴和使用个体防护用品。

检查、参观、实习人员应严格遵守生产现场的各项规定，不准乱动乱摸设备、仪器仪表；

严格执行原化工部颁发的安全生产“四十一条禁令"

中的“十四个不准"

第八条：

不是自己分管的设备、工具不准动用。

若遇氯气外泄，应短暂屏住呼吸，有序地迅速撤离泄漏现场至上风口或空气新鲜处（观察风向标，以箭头方向为上风口）。

不许擅自参加事故抢险。

②VC（气液）：

氯乙烯。

无色、具有醚样气味的气体。

侵入途径：

吸入，或经皮肤吸收。

轻度中毒会出现眩晕、胸闷、嗜睡等症状；

严重中毒时，神志不清或呈昏睡状。

皮肤接触氯乙烯液体，会出现红斑、水肿等症状。

化工生产操作工以及检查、参观、实习人员同预防氯气的措施一样。

③NH3（气液）：

氨，氨气。

无色有刺激性恶臭的气体。

低浓度氨对粘膜有刺激作用；

高浓度可造成组织溶解性坏死，引起化学性肺炎及灼伤。

急性中毒，轻度表现为皮肤、粘膜的刺激反应，出现鼻炎、咽炎、气管及支气管炎；

可有角膜及皮肤灼伤。

重度者出现喉头水肿，气道阻塞而窒息。

如氨溅入眼内，可致晶体浑浊，角膜穿孔，甚至失明。

1.5人身容易受到伤害的物质的性质和预防措施

①、酸（盐酸、硫酸）：

盐酸：

氯化氢气体溶入水中生成盐酸。

氯化氢也是一种有毒有害、有强烈刺激性的气体。

中毒症状与氯气中毒相似。

盐酸具有强腐蚀性，能破坏皮肤和细胞膜，接触时间过长会造成皮肤的严重溃烂。

盐酸外观是无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味。

一旦皮肤沾上盐酸，需立即用流水长时间冲洗沾染部分。

硫酸：

硫酸脱水极强。

属中等毒类。

吸入或皮肤沾染。

对皮肤、粘膜有强烈的刺激和腐蚀作用。

切记只能将硫酸缓缓倒入水中，不能将水倒入硫酸中；

皮肤沾上硫酸，应立即脱去污染的衣服，并用人量水冲洗至少15分钟，然后就医。

②、碱（烧碱）：

外观有液体、固体两种。

均为白色不透明。

固体易潮解。

具有强腐蚀性。

皮肤沾染。

皮肤接触可引起灼伤；

误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。

皮肤沾染立即用流水冲洗。

眼睛接触，立即提起眼睑，用流动水或生理盐水冲洗至少15分，然后就医。

③、乙炔（C2H2）：

产生乙炔气的原料是电石（CaC矿），外观为固体，颜色呈灰黑色。

溶解于水产生乙炔气，乙炔气为无色无臭气体，有使人不愉快的大蒜气味，属微毒类，具有弱麻醉怍用。

在空气中达到一定浓度时会产生爆炸，遇明火会燃烧。

吸入、皮肤沾染。

吸高浓度乙炔，会使人感到眩晕、头痛、恶心和呕吐。

停止吸入，症状可迅速消失。

迅速脱离现场至空气新鲜处；

皮肤沾染，可立即用水冲洗。

1.6人身容易受到伤害部位的防护措施

呼吸系统防护：

接触毒物作业和处理事故的工人必须正确佩戴个体防护用品（防护服装、防尘口罩、防毒面具等），并做到“三会"

：

会检查护品可靠性，会正确使用护品，会正确维护保养护品；

在生产区域需提前判定风向，参观、实习人员遇有刺激性气体和粉尘，应及撤离至上风处及空气新鲜处。

（重点）眼睛的防护：

操作工人应正确佩戴防护眼镜、安全面罩。

参观、实习人员在有酸、碱、腐蚀性物质的地方要保持一定的距离，尽量不要靠近正在运行的设备、管道、泵。

若不小心有酸、碱、腐蚀性物质侵入眼内，必须就近用自来水冲洗至少15分钟以上，然后就医。

身体暴露部分（面部、皮肤、手）的防护：

操作工人应根据所在岗位的性质，正确穿戴防护用品，选择各种相适应的手套、面罩等，避免身体暴露部分受到伤害。

1.7化学灼伤的急救措施：

对化学灼伤的急救要分秒必争。

尤其对头面部的灼伤，不仅要注意到皮肤，更重要的是眼睛。

立即离开现场，迅速脱除被化学物质玷污的衣物。

立即用大清水冲洗创面15～30分钟。

冬季需注意保暖。

酸、碱、电石等有害物质溅入眼内时，应立即用清水冲洗15分忡以上，千万不要急

于送医院，否则，对眼睛的危害程度会进一步恶化、甚至造成失明的'

后果。

1.8进入厂区的注意事项

①厂区内严禁吸烟、赤膊、穿拖鞋或着裙装。

②外来参观、实习的来宾，必须有本公司相关人员陪同；

并在指定的生产区域内进行参观、实习。

③参观、实习人员必须经公司安全环保处、劳人处以及前往参观实习的相关管理单位的安全生产知识培训后，方可进入生产现场。

④参观、实习的来宾，在生产现场不能擅自动用设备、仪器仪表、阀门，来经允许，不准摄影。

⑤在禁止打手机的区域，严禁打、接手机电话。

接手机应向当班员工、技术员咨询后在安全场所进行。

⑥进入工厂需时刻关注周边环境，了解灭火器等的位置，提前判断风向，充分使用自身视觉、听觉、嗅觉对外界信息综合分析判断。

生产过程中若遇出现跑冒滴漏或紧急情况，必须听从指挥，有序撤离现场，严禁主动参与救护。

⑦进入生产区后，不准擅自在生产区内随意乱窜。

在厂内参观学习，必须遵守当班员工的指导建议，严禁独自一人在生产现场活动，必须在至少2人同行的条件下经当班员工、技术员许可方可进行，同伴间彼此监督与保护，应付意外情况的发生。

⑧重点保护好自己的眼睛，长发女同学应远离有转动轴的设备。

⑨快速通过管架，发现维修作业及时绕行。

⑩多听、多问、不动手。

二、乙炔工段

乙炔工段主要有三道工序：

①电石破碎；

②乙炔发生；

③清净工艺；

2.1电石破碎

电石粒度是影响电石水解反应制乙炔气的重要因素，电石的水解反应是液固相反应，电石与水接触面积越大，即电石粒度越小，其水解速度也越快，电石粒度与水解时间的关系如下：

电石粒度，mm

2～4

5～8

8～15

15～25

25～50

50～80

200～300

完全水解时间，min

1.17

1.65

1.82

4.23

13.6

16.57

～35

但是粒度也不宜过小，否则水解速度太快，使反应放出的热量不能及时移走，易发生局部过热而引起乙炔分解和热聚，进而使温度剧升而发生爆炸，粒度过大，则水解反应缓慢，在发生器底部间歇排出的渣浆中容易夹带未反应的电石，造成电石消耗定额上升。

电石破碎流程图

2.2乙炔发生

2.2.1乙炔发生原理

在湿式发生器中电石加入液相即水解生成乙炔气体：

CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2+130kJ/mol

由于工业品电石含有不少的杂质，在发生器液相中也同时进行一些副反应，生成相应的磷化氢、硫化氢、砷化氢等杂质气体，其反应式如下：

CaO+H2O→Ca（OH）2+63.6kJ/mol

CaS+2H2O→Ca（OH）2+H2S↑

Ca3N2+6H2O→3Ca（OH）2+2NH3↑

Ca3P2+6H2O→3Ca（OH）2+2PH3↑

Ca2Si+4H2O→2Ca（OH）2+SiH4↑

Ca3As2+6H2O→3Ca（OH）2+2AsH3↑

2.2.2工艺流程概述

破碎后的小颗粒电石输送到料仓储存，加料时料仓中的电石放入加料斗，然后由工业摄像装置实现远程操作，将电石输送到发生器上储斗及下储斗，再由电磁振动加料器连续的加入发生器中，下储斗和电磁振动加料器之间用软连接，从而减少山于电石振动而带动造成的摩擦，根据流量控制气柜高度和加料速度。

电石在发生器内遇水产生的粗乙炔气体从发生器顶部逸出，经喷淋预冷器及正水封进人喷淋冷却塔及气柜中

为了使发生器液相中的电石颗粒表面能够与水充分接触，使其因水解反应而产生的浓渣浆层不断更新，发生器内设置三层隔板和耙齿。

在耙齿搅拌下电石表面不断更新并缓慢移向下一层，水解反应的电石渣浆从溢流管不断流出，排放出来的电石渣浆进入乙炔回收系统，回收渣浆中的乙炔气；

而较浓的渣浆及矽铁杂质由发生器内耙齿送往底部间歇排放。

反应放出的热量由清净废水、过量的渣浆上清液或工业水连续加入发生器并通过溢流管带走，维持发生温度在75℃～90℃、液位在20%～70%范围内。

发生器内压强控制在3～13kPa范围内；

若压力低于控制范围，则气柜内储存的乙炔气体借压差经逆水封进人发生器内，保证设备处于正压，确保安全生产；

发生器的安全水封则连接管道安装于发生器液面略上方的气相部分，当发生器气相出口管道或冷却塔因电石渣堵塞而压力剧增时，乙炔气体冲破安全水封自动排空。

而当发生器液相排渣不畅等造成液面升时（有溢入加料器和储斗的危险）液相部分将借位差由管道安全流出。

乙炔发生流程图

2.2.3影响因素

①电石粒度

②电石纯度：

纯度越高，水解速度越快

③水解温度：

50℃以下，温度每升高1℃水解速度加快1%

2.3清净工艺

2.3.1清净工艺原理

粗乙炔气由于电石内杂质通常含有H2S、PH3、NH3等杂质气体。

它们会对氯乙烯合成的氧化高汞触媒进行不可逆的吸附，破坏其“活性中心”而加速触媒活性下降，其中PH3（特别是P2H4）会降低乙炔气的燃点，与空气接触就会自燃，均应彻底除去。

目前工厂采用的次氯酸钠清净工艺，其与杂质进行氧化反应：

PH3+4NaClO→H3PO4+4NaCl

H2S+4NaClO→H2SO4+4NaCl

SiH4+4NaClO→SiO2+2H2O+4NaCl

AsH3+4NaClO→H3AsO4+4NaCl

清净过程产生的磷酸、硫酸等经碱洗中和为盐类，再由废碱液排出：

H3PO4+3NaOH→Na3PO4+3H2O

H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2O

2.3.2清净工艺流程

发生系统的粗乙炔气经蒸发式冷凝器冷凝后进入废水塔、清水塔洗涤冷却后，经水环泵压缩进入两台串联的清净塔。

与含有有效氯0.075～0.12%的次氯酸钠直接接触反应，以脱去乙炔气中的S、P杂质；

清净塔废次氯酸钠进入次氯酸钠复用装置进行复用。

清净塔顶排出的乙炔气进入碱洗塔与循环碱中和反应经汽水分离器、冷凝器除去气相中的饱和水分。

处理后的精制乙炔气纯度达98.5%以上，不含S和P，然后送入氯乙烯合成系统使用。

上述清净塔的NaClO清净剂由浓NaClO（10%）或NaOH、水、Cl2、复用NaClO分别计量后连续送入文丘里反应器配制而成，配置后的溶液进入配制槽储存，用泵送入NaClO高位槽，再由第二塔循环泵连续或间接抽取使用，第二塔排出的NaClO作为第一塔的补充液用，第一塔排出的废NaClO借位差流入废水回收槽，再由泵送入废次氯酸钠真空塔或送入发生器作为工艺用水。

清净工艺流程图

2.3.3清净工艺的主要影响因素

次氯酸钠溶液的浓度和pH值是影响清净的主要因素，当有效氯在0.15%以上时（pH呈酸性），则容易产生游离氯生成氯乙炔而发生爆炸；

若有效氯在0.05%以下和pH值在8以上，则清净效果下降。

要保证清净的效果，补充新鲜溶液的有效氯应控制在0.075～0.12%范围内，pH值应接近7.

2.4乙炔工段工艺控制指标

指标名称

单位

控制范围

置换氮气流量

M³

≥5

乙炔总管温度

℃

≤40

发生器温度

75～90

次氯酸钠

有效氯

0.075～0.12%

发生器压力

kPa

3～13

pH

7～8

发生器液面

（液位计）%

20～70%

中和塔碱

NaOH浓度

≤15%

气柜高度

%

25～85%

Na2CO3浓度

≤10%

真空分离罐压力

≤-30

乙炔质量

纯度

≥98.5%

乙炔总管压力

≤60

S、P含量

无

三、氯碱工艺

主要工艺流程：

3.1离子膜电解工艺流程

=

离子膜电解工艺流程如上图所示，其核心工段是二次盐水精制和电解部分。

盐水一次精制的目的是将悬浮物与各种杂质离子的含量控制在要求范围内，为盐水二次精制做准备。

盐水二次精制做准备。

盐水二次精制最主要的部分是螯合树脂塔，其作用是使粗盐水经过树脂塔后除去二价阳离子，满足电解的质量要求。

精制盐水流经电解槽时，在一定直流电作用下，离子经离子交换膜发生迁移，最终在阴极液相形成烧碱，在阳极液相产生淡盐水；

同时在阴极气相生成H2，在阳极气相生成Cl2。

氯氢处理工段对H2和Cl2进行降温及干燥处理，满足后续工段需求。

3.2氯氢处理工段

①

②

3.3氯化氢生产工艺流程

原料（H2）由氯氢处理工段用氢气压缩机送入，经氢气缓冲罐进入氢气管道阻火器计量后，再经止回阀、调节阀进入二合一石墨合成炉灯头。

氢气通过氢气缓冲罐上的压力自动调节阀调节，放空氢气是经过氢气放空阻火器后放空的。

原料（Cl2）由氯氢处理工段用氯气压缩机送入，液氯尾气由液氯工段送入，分别进入氯气缓冲器，混合后的氯气进去氯气阻火器，计量后，再经截止阀、调节阀进入合成炉灯头。

氯气、氢气在合成炉灯头混合燃烧，生成的氯化氢由合成炉上部送出，经冷水槽、石墨冷却器冷却后进入氯化氢分配台，从氯化氢分配台出来的氯化氢气体，按合成车间的需求计量后送入VCM工段，开停车时不合格的氯化氢则进入吸收系统用于生产高纯酸。

从石墨冷却器中冷凝下来的盐酸，由石墨冷却器底部流入冷凝酸排放槽，然后排入盐酸储槽。

软水槽中的软水，经软水泵加压后送入二合一石墨合成炉夹套的下部，自下而上流入冷却合成炉，合成炉夹套顶部产生的低压蒸汽经闸阀及压力自动调节阀送入低压蒸汽管道。

氯化氢生产工艺流程

四、氯乙烯的合成

氯乙烯合成的主要工序：

①混合脱水；

②混合气转化及水洗；

③盐酸脱析；

④粗氯乙烯压缩；

⑤精馏；

⑥尾气回收；

4.1混合脱水工序

4.1.1相关设备和工艺原理

基于气体的饱和水蒸气分压随温度的降低而降低，水质从气体中凝结而出的原理，将混合气利用冷冻干燥的方法达到脱水干燥的目的。

①混合器：

乙炔气和干燥后的HCl气体互成180°

进入混合器，混合器中的螺旋分布有利于提高乙炔和HCl的混合效果。

此外，还利用了氯化氢吸湿的特点，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸。

②石墨冷却器：

乙炔和氯化氢在混合器中以一定比例混合后进入列管式石墨冷却器，经－35℃的盐水冷冻，利用盐酸冰点低和水蒸气分压低的原理，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中的水含量，达到进一步降低混合气中的水分的目的。

温度下降，分压下降，40％的盐酸以小液滴形式析出，其中少量盐酸从底部经酸封去高位槽，大部分呈极细微的酸雾悬浮于混合气体之中，形成气溶胶。

③酸雾捕集器：

酸雾形成的气溶胶无法依靠重力自然沉降，而气溶胶中的液体微粒与硅棉（浸渍甲基硅氧烷的玻纤棉）碰撞后被截留，形成酸性小液滴，在重力作用下向下流动并逐渐增大，最后掉落并排除。

④分离器：

用余冷进一步分离水和盐酸。

若分离器中的温度过低，则会使盐酸结冰堵塞设备，使系统阻力增加，流量下降。

⑤预热器：

对混合气体进行预热的目的是使未除尽的雾滴全部气化，降低氯化氢对碳钢的腐蚀性；

使气体温度接近转化温度，有利于提高转化效率，从而减少转化器的加热压力。

4.1.2工艺流程概述

由盐酸工段送来的的HCl气体，经HCl干燥器干燥后，再经HCl缓冲罐，与乙炔工段送的乙炔气经乙炔缓冲罐，借乙炔流量计控制流量使分子比为乙炔：

氯化氢=1:

1.05～1.1在混合器充分混合后，进入石墨冷却器用－35℃盐水间接冷却到－8～－16℃使绝大部分水以40％盐酸存在，混合气进入两台串联的酸雾，由浸硅油玻璃棉捕集盐酸从底部经过封排入酸储槽，混台气经预热器升温后以降低相对湿度。

混合脱水工艺流程图

4.1.3工艺参数

乙炔纯度≥98.5%不含硫、磷含氧量≤0.4%

HCl纯度≥92%不含游离氯含氧量≤0.4%

混合器出口温度≤50℃

混合脱水温度－8～－16℃

预热器出口温度70～95℃

4.2混合气转化及水洗工艺

4.2.1乙炔氢氧化法的基本原理

在氯化汞触媒存在时，乙炔和氯化氢合成氯乙烯的转化反应方程式如下：

CH≡CH+HCI→CH2＝CHCI+124.8kJ/mol（29.8kcal/mol）

其反应机理分为以下几个过程：

乙炔先与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞：

CH≡CH+HgCl2→ClCH＝CH－HgCl

此中间加成物很不稳定，通氯化氢即分解而生成氯乙烯：

ClHC＝CH－HgCl→CH2＝CHCl+HgCl2

乙炔和氯化氢的分子比小时，所生成氯乙烯与氯化氢加成而生成1，1二氯乙烷

CH2＝CHCl+HC→CH3—CH—Cl2

反之，当乙炔和氯化氢的分子比大时，则过量的乙炔使氯化汞催化剂还原成氯化亚汞或金属汞，使触媒失去活性，同时生成副产物二氯乙烯。

由于氯化氢气体在水中的溶解度很大，故以水为吸收剂吸收合成气中的氯化氢气体，在常温下氯化氢在水中的体积溶解度为410～440标准m³

的氯化氢。

用氢氧化钠溶液吸收合成气中微量的氯化氢和二氧化碳的反应式如下：

NaOH+HCl→NaCl+H2O

2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O

4.2.2转化水洗工艺流程概述

混合脱水后的混台气经预转化器，在触媒的催化下反应生成以氯乙烯为主的，尚含有

20～30％未转化的乙炔气的合成气，再进入再转化器继续反应，未转化的乙炔含量控制在

≤4%；

合成反应的热量，通过由泵送到转化的管间循环软水移出。

通过再转化器之后的粗氯乙烯气体进入两个并联的除汞器，除汞器中填料为活性炭，对汞进行吸附，除去汞后的粗氯乙烯气体再送入两个串联的粗氯乙烯冷却器（VCM1#，VCM2#）中进行冷却（冷却器中通5℃水），降低温度有利于HCl的吸附，将气体温度降至20℃以下。

降温后的粗氯乙烯气体通过两组相同的泡沫塔和水洗塔，之后再进入碱洗塔进行碱洗。

泡沫塔中通入5℃水，其类型为筛板式。

从塔的上部加入稀盐酸，淋到各层筛板上，形成很薄的积液层；

粗氯乙烯气体从塔下部进入，通过筛板时，出现鼓泡现象，使稀酸和气体的接触面积大大增加，提高了HCl吸收效率。

从泡沫塔底部流出的盐酸再经冷却，进一步提高浓度后进入浓酸槽。

从泡沫塔顶部出来的氯乙烯气体进入水洗塔。

水洗塔为喷淋式填料塔，其填料为塑料颗粒，通入水进行喷淋，吸收少量的HCl,形成的稀酸进入稀酸槽。

经过泡沫塔、水洗塔后，氯乙烯气体中的HCl杂质含量进一步减少，仅为微量。

混合气转化及水洗工艺流程

4.2.3相关工艺参数

原料混合气摩尔比：

乙炔：

氯化氢～1：

（1.05～1.10）（HCl气体在后续工段更容易除，且不易造成触媒中毒，所以HCl过量，而且