【正文】 。IVCM市場需求相當堅挺。 由此可見 ，氯乙烯的生產(chǎn)在有機化工生產(chǎn)中占有重要的地位。 氯乙烯容易發(fā)生 聚合 反應 ， 氯 乙烯是聚氯乙烯的單體，在引發(fā)劑的作用下，易聚合成聚氯乙烯。 、 氯乙烯 的 主要 用途 氯乙烯具有麻醉作用，在 20～ 40％ 的濃度下，會使人立即致死，在 10％ 的濃度下， — 小時內(nèi)呼吸管內(nèi)急動而逐漸緩慢，最后微弱以致停 止呼吸。 表 11 氯乙烯的物理性質(zhì) 外觀與性狀： 無色、有醚樣氣味的氣體。揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 第 頁 3 熔點－ ℃ ，沸點－ ℃ ，與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 ％～ ％（體積）。電石乙炔法 、 混合烯炔法等其他方法由于能耗高而處于逐步被淘汰的地位。以后，隨著石油化工的發(fā)展，氯乙烯的合成迅速轉(zhuǎn)向以乙烯為原料的工藝路線。本文主要介紹了氯乙烯的性質(zhì)用途及國內(nèi)外市場狀況，著重介紹了其生產(chǎn)方法與“三廢“處理，對未來氯乙烯的發(fā)展做出的預測。余下的則用于生產(chǎn)聚氯乙烯氯化物和氯化溶劑。本文對氯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及進展進行了綜述 ，介紹了氯乙烯的性質(zhì)用途、生產(chǎn)方法、國內(nèi)外市場狀況等，并給出了自己的結(jié)論。在查閱資料的過程中，對未來氯乙烯的發(fā)展方向做出了預測 。 最初的氯乙烯生產(chǎn)全部以乙炔為原料，隨著乙烯裝置大型化及乙烯氧氯技術(shù)的成熟，乙烯法在經(jīng)濟和環(huán)保等方面占有明顯的優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)乙炔法迅速被乙烯法取代，迄今為止，全世界氯乙烯裝置 93％ 以上采用乙烯法，在工業(yè)發(fā)達國家如日本，已全部淘汰了乙炔法，僅在我國及其它發(fā)展中國家仍占有相當比重。 二 、氯乙烯的性質(zhì)結(jié)構(gòu) 、 歷史發(fā)展 1835 年法國人 烯。 1940 年，美國聯(lián)合碳化物公司開發(fā)了二氯 乙烷法。 、 氯乙烯的理化性質(zhì) 氯乙烯是乙烯 分子中一個氫原子被氯取代而生成的化合物 ，是一種 重要的化工產(chǎn)品，其英文簡寫為 VCM， 分子式 CH2 CHCl 。氯乙烯中氯原子很不活潑，難以發(fā)生 取代反應 ，但在四氫呋喃中可以與鎂形成 格氏試劑 。 相對密度（水 =1）： 相對蒸氣密度（ 空氣 =1）： 蒸氣壓（ kPa）： （ 25℃ ） 禁配物： 強氧化劑。慢性中毒會使人有暈眩感覺，同時對肺部有刺激，因此，氯乙烯在空氣中的允許濃度為 500ppm。氯乙烯也可以和其它不飽和化合物共聚，生成高聚物，這些高聚物在工業(yè)上和日用品生產(chǎn)上具有廣泛的用途。 揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 第 頁 4 三 、國內(nèi)外氯乙烯的市場現(xiàn)狀 、 國外氯乙烯的市場現(xiàn)狀 據(jù) CMAI統(tǒng)計， 2020年全球 VCM生產(chǎn)能力約為 34． 58Mt，其中北美占 26％ 、東北亞占 35％ 、西歐占 19％ 、中東歐占 3． 3％ 、中東占 3％ 、南美占 3％ 、 其他地區(qū)占 10． 7％。東歐銷售額良好，特別是俄羅斯和土耳其。可見 PVC的發(fā)展空間越大， VC的市場發(fā)展前景越好。 、 電石乙炔法 電石 乙炔法是最早的氯乙烯生產(chǎn)方法。電石與反應器內(nèi)的水反應后，生成的乙炔氣從發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)正水封進入冷卻塔和水洗塔降溫及除去電石泥等固體雜質(zhì)后進入氣柜中。為了防止因后續(xù)管路、設備堵塞發(fā)生超壓，反應器內(nèi)的乙炔或物料進入安全水封 排 出。后臺反應揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 第 頁 6 器中排出的氯乙烯氣體在高溫下帶出的氯化汞在填充活性碳的除汞器中除去，然后進入石墨冷凝器，用 0℃ 水將其間接冷卻至 15℃ 以下再進入泡沫塔，回收過量的氯化氫以制取 30％ 以上的鹽酸放入酸貯槽。去除粗氯乙烯中的雜質(zhì)主要由耪餾來完成，低沸塔除去輕組分雜質(zhì)，高沸塔除去重組分雜質(zhì)。向下流動的液相與塔底上升的氣相在塔板上進行傳熱與傳質(zhì)，最終在塔頂排出純氯乙烯氣體，經(jīng)塔頂冷凝器用 O℃ 水將其冷凝下來，部分回流入塔頂，大部分進入純氯乙烯貯槽。管內(nèi)裝有以活性炭為載體的氯化汞（含量一般為載體質(zhì)量的 10％ ）催化劑。此法工藝和設備簡單，投資低，收率高；但能耗大，原料成本高 ,催化劑汞鹽毒性大 ,并受到安全生產(chǎn)、保護環(huán)境等條件限制，不宜大規(guī)模生產(chǎn)。反應溫度低，乙炔氣在水中溶解度大，影響電石額升高。 4)清凈塔液位控制；通過檢測加入清凈塔中次氯 酸鈉流量來控制清凈塔液位在液面計 1／ 3～ 2／ 3之間。 (3)氯乙烯轉(zhuǎn)化站 1)乙炔、氯化氫配比控制：分別檢測進入合成爐前氯化 氫與乙炔的流量來實現(xiàn)氯化氫：乙炔 =1． 05～ 1． 10： 1． 00。轉(zhuǎn)化過程中，隨著反應的進行，反應放出大量的熱量，在不同反應階段，反應程度不同，反應放出的熱量也不同，這時必須根據(jù)反應器溫度的高低及變化趨勢， 通過調(diào)節(jié)控制熱水槽水流量、熱水槽水溫度、乙炔與氯化氫混合氣體流量和混合氣體溫度及時有效控制轉(zhuǎn)化器溫度以滿足轉(zhuǎn)化要求的溫度 130℃ ～ 180℃ 之間。大連理工大學碩士學位論文 2)低沸塔塔頂壓力控制：由尾氣放空來控制，使 得塔頂壓力在 0． 45～ 0． 5MPa之間，這個變量與其他變量之間耦合較小。 5)高沸塔塔頂溫度控制：由塔頂冷劑量控制，即檢測加入塔頂 O39。它受塔釜液位、回流量、塔釜加熱量等波動的影響。 、電石法 VCM 生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)存在的問題 和其他行業(yè)的自動化控制水平相比，國內(nèi)電石法 VCM控制技術(shù)發(fā)展水平還是很低的，大多生產(chǎn)裝置處于手動控制和半自動控制狀態(tài)，很多企業(yè)雖然采 用了 PLC控制系統(tǒng)，但是仍然靠人工手動操作，這種情況和國內(nèi)自動化應用基礎水平比較低有很大的關(guān)系。 (2)乙炔生產(chǎn)工序中發(fā)生器溫度、發(fā)生器壓力耦合，如何控制好發(fā)生器內(nèi)溫度與壓力是系統(tǒng)平穩(wěn)生產(chǎn)的關(guān)鍵。大連理工大學碩士學位論文 (6)根據(jù)現(xiàn)場情況和現(xiàn)有條件，設計氯乙烯生產(chǎn)過程集成優(yōu)化控制系統(tǒng)，保證生產(chǎn)正常運行，也是訖待解決的問題。一些小型電石法 PVC廠家的發(fā)生器更小。H。目前，干法乙炔工藝已通過工業(yè)化實驗階段，并在 PVC行業(yè)內(nèi)大力推廣應用，很多新建裝置已經(jīng)按干法乙炔工藝進行設計，原有的大部分老裝置為節(jié)能減排也都在著手改造中。 (3)精鐳工藝的改進 1） 新型精餾塔的應用 一些小規(guī)模的電石法 PVC生產(chǎn)廠家仍在延用老式的塔型，如浮閥塔等，這些塔不僅處理能力小、不易操作，而且容易發(fā)生自聚現(xiàn)象。自聚物常堵塞低沸塔的降液管、塔盤，甚至整個低沸塔，造成系統(tǒng)操作困難、 VCM質(zhì)量下降、尾氣中 VCM含量升高，甚至出現(xiàn)安全事故 通過實踐可知，在精餾系統(tǒng)加入一定量的阻聚劑，如壬基苯酚或?qū)Ρ蕉拥确宇?，是防止自聚的有效方法。不僅冷凝蛇管容易泄漏，而且活性炭顆粒也均被破壞，大多已成粉末狀：其四，凈化氣氣體中氯乙烯含量在 2％ 左右，遠遠大于環(huán)保排放標準 (36mg／ m 相當于 l2． 910～ 6)。回收的氯乙烯和乙炔循環(huán)利用，尾氣中含氯乙烯和乙炔分別在 36 mg／ m 和 120 mg／ m 達到國家排放標準。研究證實，在裂解溫度為 500℃ 左右時。 、裂解壓力和停留時間 從主反應平衡式可知，增大裂解壓力不利于提高 EDC 的轉(zhuǎn)化率。因此，工業(yè)生產(chǎn)中 EDC 在裂解爐中停留的時間較短，以獲得高產(chǎn)率，通?？刂?EDC 轉(zhuǎn)化率在 50％～ 60％ ，選擇性控制在％ 左右。 、 乙烯氧氯 化法 現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)氯乙烯的主要方法。反應溫度 40～ 110℃ ，壓力 ～ ，乙烯的轉(zhuǎn)化率和選擇性均在 99％ 以上。塔底為氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通過氯乙烯精餾塔精餾，由塔頂獲得高純度氯乙烯，塔底重組分主要為未反應的粗二氯乙烷 ,經(jīng) 精餾除去不純物后 ,仍作熱裂解原料。反應器有固定床和流化床兩種形式，固定床常用列管式反應器，管內(nèi)填充顆粒狀催化劑，原料乙烯、氯化氫與空氣自上 而下通過催化劑床層，管間用加壓熱水作熱載體，以移走反應熱，并副產(chǎn)壓力 1MPa的蒸汽。這種反應器反應溫度均勻而易于控制，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)，但反應器結(jié)構(gòu)較復雜，催化劑磨損大。 乙烯氧氯化法的主要優(yōu)點是利用二氯乙烷熱裂解所產(chǎn)生的氯化氫作為氯化劑，從而使氯得到了完全利用。 各國目前使用的平衡氧氯化法制 VCM 工藝的不同主要在直接氯化及氧氯化兩部分，而 EDC 裂解部分差異 不大。粗 EDC 產(chǎn)品從液相采出。國內(nèi)天津大沽化工廠 1994 年引進的 80kt/aEDC 裝置即采用 EDC 公 司低溫氯化技術(shù)。 中溫氯化的優(yōu)點是反應速率快，基本無催化劑損耗，反應器不易腐蝕；缺點是大量反應熱未能得到利用。 、 混合烯炔法 該法是以石油烴高溫裂解所得的乙炔和乙烯混合氣（接近等 摩爾 比）為原料，與氯化氫一起通過氯化汞催化劑床層，使氯化氫選擇性地與乙炔加成，產(chǎn)生氯乙烯。 這 4 種氯乙 烯生產(chǎn)工藝中 , 除了第一種生產(chǎn)工藝走的是電石路線外 ,后三 種生產(chǎn)工藝均屬于石油路線 ( 即以石油或石油產(chǎn)品為原材料生產(chǎn)氯乙烯 ) 。但是 , 隨著石油資源的日益枯竭以及氯乙烯的需求不斷增加 , 必須有新的氯乙烯生產(chǎn)工藝的誕生。 1971 年 , 美國的 Lummus 公司提出了對乙烷接氯化制氯乙烯的研究開發(fā) , 接著英國的 ICI 、 Monsanto 和 BF Goodr