電石法生產(chǎn)氯乙烯(已修改)
2025-08-17 10:00 本頁面
【正文】 合肥工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 5萬噸/年電石法制氯乙烯 學(xué)院： 化學(xué)與化工學(xué)院 專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班級(jí)： 學(xué)生： 方柳 陳志 指導(dǎo)教師： 張旭 系主任: （簽名）一、設(shè)計(jì)要求：根據(jù)設(shè)計(jì)題目，進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)際調(diào)研或查閱有關(guān)技術(shù)資料，選定合理的流程方案和設(shè)備類型，并進(jìn)行簡要論述。（字?jǐn)?shù)不小于8000字）設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容：封面、目錄、設(shè)計(jì)題目、概述與設(shè)計(jì)方案簡介、工藝方案的選擇與論證、工藝流程說明、專題論述、參考資料等。圖紙要求：工藝流程圖1張（圖幅2號(hào)）；設(shè)備平面或立面布置圖1張（圖幅3號(hào)））。二、進(jìn)度安排：教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)地點(diǎn)備注查資料、說明書提綱、工藝方法、工藝流程圖第一周物料衡算、能量衡算、設(shè)備工藝管道及設(shè)備設(shè)計(jì)、繪制工藝流程圖和設(shè)備平面圖第二周編寫計(jì)劃說明書第三周三、指定參考文獻(xiàn)與資料《過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南》（兼用本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）、《過程裝備成套技術(shù)》、 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》摘要本次課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)氯乙烯的生產(chǎn)成套裝置。氯乙烯是生產(chǎn)聚氯乙烯的主要原料，到目前為止，全球有93%以上的氯乙烯采用氧氯化法生產(chǎn)。在國內(nèi)，考慮到石油資源不足，價(jià)格較高，而電石資源豐富，所以大部分工廠都采用電石法制取氯乙烯。本次主要介紹電石法制取氯乙烯。先后介紹了從原料氣氯化氫、乙炔的制備到氯乙烯的合成、氯乙烯的精餾等一系列生產(chǎn)過程的工藝流程、工藝原理以及主要設(shè)備選型等問題。關(guān)鍵詞：氯乙烯；電石法；乙炔；氯化氫；工藝流程；精餾 一 乙炔的制備 乙炔生產(chǎn)的工藝原理（1）電石的破碎通常廠家采購的電石都是大塊的電石，而電石料塊進(jìn)入發(fā)生器的合理徑為25~50mm，因此在進(jìn)發(fā)生器前必須破碎，通常是將大塊的電石放入顎式破碎機(jī)，粗破后料塊直徑為80~100mm，通過皮帶機(jī)輸入電石倉庫，然后經(jīng)過二次破碎，徑粒達(dá)到25~50mm，破碎后料塊通過皮帶機(jī)徑除鐵器除鐵后輸入日料庫，作為發(fā)生器的入料電石。進(jìn)入破碎機(jī)的電石溫度應(yīng)≤130℃，否則會(huì)燙壞，燒壞皮帶；進(jìn)入發(fā)生器的電石溫度應(yīng)該≤80℃，否則對發(fā)生系統(tǒng)不安全。（2）電石的除塵化學(xué)工程里把氣體與微粒子混合物中分離粒子的操作稱作除塵。針對電石及其粉塵的特性，選用的除塵方法一般有以下幾種。①旋風(fēng)除塵。旋風(fēng)除塵器對數(shù)微米以上的粗粉塵非常有效。采用簡單的旋風(fēng)除塵器和風(fēng)機(jī)進(jìn)行除塵，利用電石粉塵在風(fēng)機(jī)的作用下，在除塵器內(nèi)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，將電石粉塵從氣流中分離出來。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，器身無運(yùn)動(dòng)部件，不需要特殊的附屬設(shè)備，安裝投資較少，操作、維護(hù)也方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用低，也不受濃度、溫度的影響。但由于電石粉塵比較細(xì)，用這種簡單的除塵方式很難達(dá)到環(huán)保要求，除塵效率不高。②濕法除塵。濕法除塵具有投資少，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，特別是對易燃易爆氣體的除塵效果更好，在操作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生捕集到的電石灰塵再飛揚(yáng)。電石除塵通常采用旋風(fēng)除塵和濕法的沖激式除塵器相結(jié)合。這種除塵方式雖然效率較高，但由于系統(tǒng)壓力損失大，管道容易積灰。冬天用蒸汽時(shí)，積灰易受潮結(jié)塊，造成管道堵塞，清理比較困難。除塵器內(nèi)排出的電石渣水，多耗了水又易造成二次污染，除塵器排出的氣體中水蒸氣在寒冷的北方也容易結(jié)冰，因此這種除塵方式適合于氣候濕潤、冬天不冷的地方使用。（3）袋式過濾除塵布袋除塵室依靠編制的或氈織的濾布作為過濾材料來達(dá)到分離含塵氣體中電石塵的目的，除塵效率一般可達(dá)99%。濾布在長期與粉塵的接觸和反復(fù)清理的過程中，其性能會(huì)發(fā)生變化，這在實(shí)際使用中影響很大。濾布一般在一到兩年內(nèi)大多數(shù)孔眼就會(huì)被堵塞，及時(shí)清理也不能達(dá)到所需的氣量，或產(chǎn)生濾布破損事故，此時(shí)需要更換濾布。因此濾布的選型非常重要，一般要考慮材質(zhì)、織法、透氣率、阻力降、壓損比等。（4）乙炔的發(fā)生倉庫內(nèi)經(jīng)破碎至25~50mm的電石，在皮帶機(jī)的輸送下，加入到經(jīng)氮?dú)庵脫Q合格的第一貯斗，再加入到經(jīng)氮?dú)庵脫Q合格的第二貯斗，在由電磁振動(dòng)加料根據(jù)發(fā)生器的控制需求加入發(fā)生器內(nèi)。電石遇到發(fā)生器內(nèi)的水生成粗乙炔氣體由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)噴淋預(yù)冷器及正水封進(jìn)入噴淋冷卻塔及氣柜中。反應(yīng)所放出的熱量是由過量的冷卻塔廢水和清凈塔廢水及渣漿上清液或工業(yè)補(bǔ)充水連續(xù)加入發(fā)生器并通過溢流管溢流而出，上述加水量以維持發(fā)生溫度在（85177。5）℃為標(biāo)準(zhǔn)。為了使發(fā)生器液相中的電石顆粒表面因水解反應(yīng)產(chǎn)生的濃渣漿層被耙齒不斷更新破壞，使電石表面不斷地能偶與水充分接觸，發(fā)生器內(nèi)設(shè)置了多層隔板和耙齒，通過耙齒的攪拌使電石顆粒的表面得到不斷的更新并緩緩地向下一層隔板推動(dòng)，使得水解速度更快，更完全；水解反應(yīng)的副產(chǎn)物電石渣漿不斷從溢流管流出，而較濃的渣漿及矽鐵雜質(zhì)由發(fā)生器內(nèi)的攪拌耙齒送至底部間歇排放。當(dāng)發(fā)生器壓力因加料故障或停車時(shí)，壓力低于控制范圍時(shí)，氣柜內(nèi)貯存的乙炔將借壓差經(jīng)逆水封，進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)以保持設(shè)備處于正壓，確保安全生產(chǎn)。發(fā)生器的安全水封連接管道安裝于發(fā)生器液面略上方的氣相部位。當(dāng)發(fā)生器氣相出口管道或冷卻內(nèi)電石渣堵塞而壓力劇增時(shí)，乙炔氣經(jīng)管道沖破安全水封自動(dòng)排空。在濕式發(fā)生器中電石加入液相中發(fā)生水解反應(yīng)，生成乙炔，反應(yīng)式如下：CaC+2HO+由于工業(yè)品電石中含有不少雜質(zhì)，在發(fā)生器水相中也同時(shí)進(jìn)行一些副反應(yīng)，生成相應(yīng)的PH、NH等雜質(zhì)氣體，其反應(yīng)時(shí)如下：發(fā)生器生成的是由乙炔氣和雜質(zhì)氣體共同組成的、含有大量水蒸氣的粗乙炔氣，進(jìn)入清凈工序。乙炔發(fā)生工藝流程圖見11。 （5）
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