【正文】 可為煉氣廠、油田氣中乙烷生產(chǎn)氯乙烯提供了一條新的技術路線。軟的聚氯乙烯具有堅韌柔軟、耐彎曲、有彈性、耐寒等優(yōu)點，所以常用作電線電纜的絕緣包皮，以代替鉛皮、橡膠與紙張等，聚氯乙烯糊是將聚氯乙烯的 顆粒分散在液體懸浮介質(zhì)中，形成高粘度狀的混合物，用于制造人造革、零件及日常生活用品。氯乙烯的聚合物廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及人們的日常生活中，例如；硬的聚氯乙烯具有強度高、質(zhì)量輕、耐磨性能好等特點。除此之 外，氯乙烯易溶解于丙酮、乙醇和烴類，微溶于水，它易燃，與空氣混合爆炸的極限是 4%～22%，它對人體有麻醉的作用，對肝臟有影響，可使人中毒，人對氯乙烯的嗅覺感知的質(zhì)量濃度為 ，長期的接觸會使人引起消化系統(tǒng)、皮膚組織、神經(jīng)系統(tǒng)等多種癥狀。最終完成了設計。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。 0— 15 分 綜合能力 設計能運用所學知識和技能，有一定見解和實用價值。 （ 5）格式規(guī)范，嚴格按系部制定的設計格式模板調(diào)整格式。 新疆工業(yè)高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文） 題 目 年產(chǎn) 24萬噸氯乙烯車間精餾段 工藝設計 專 業(yè) 應用化工 學生姓名 學 號 小 組成員 指導教師 完成日期 新疆工業(yè)高等專科學校教務處印制 新 疆 工 業(yè) 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計（論 文） 任 務 書 班級 專業(yè) 應用化工技術 姓名 日期 論文（設計）題目： 年產(chǎn) 10萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設計 設計（論文）要求： （ 1）學生應在教師指導下按時完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，獨立完成。 （ 4）設計方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)充分 可靠。 0— 10 分 2 能力與質(zhì)量 調(diào)研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解設計任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 0— 15 分 4 撰寫質(zhì)量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術 規(guī)范，圖表清楚，字跡工整，書寫格式規(guī)范， 0— 15 分 合計 0— 100 分 評語： 成 績： 評閱人（簽名）： 日 期： 畢業(yè)設計（論文）答辯及綜合成績 答 辯 情 況 自 述 情 況 清 晰、完 整流 利 簡 練 清 晰 完 整 完 整熟 悉內(nèi) 容 基 本 完 整熟 悉內(nèi) 容 不 熟悉 內(nèi)容 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯小組評語及建議成績： 答辯委員會綜合成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 年產(chǎn) 10 萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設計 學號： 091632 姓名 ： 曾海潮 (新疆工業(yè)高等專科學校， 烏魯木齊 830091) 摘要： 氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應用于高分子化工的重要的單體，為無色 、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學中間體或溶劑。同時以設計任務以及計算機為輔助，對氯乙烯精制工段中的低沸塔進行了物料衡算， 熱量衡算，塔及其附屬設備的計算。氯乙烯易液化，這一性質(zhì)在氯乙烯精制中有著重要的工業(yè)意義。目前世界上用于制造聚氯乙烯樹脂的上網(wǎng)氯乙烯單體量約占氯乙烯總產(chǎn)量的 96%，而美國則達98%。而且由于它們的表面光滑，不需要涂漆、維修方便，比其他的塑料門的材料要便宜好多，因而在國內(nèi)外的的產(chǎn)業(yè)上得到了廣泛阿的應用和發(fā)展，聚氯乙烯的材料具有色澤鮮艷，花紋有立體感、防潮、防霉、防燃及便易清洗的特點，用做房屋建設具有簡單大方，價格便宜等好多的優(yōu)點。作者研究開發(fā)了乙烷在較低溫 度下， 高轉化率、高選擇性脫氫氧化氯化生成氯乙烯的新催化劑及相應的工藝過程。 由于傳統(tǒng)的電石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量電能， 對環(huán)境造 成了嚴重的污染， 我國在幾家較大的氯乙烯生產(chǎn)廠引進了日本、歐洲的平衡氧氯化生產(chǎn)工藝， 該工藝由于具有成本低、質(zhì)量高、污染小、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點， 是目前世界上比較通用的氯乙烯生產(chǎn)工藝。 60 年代后期，隨著乙烯裝置大型化及乙烯氧氯化技術的成熟，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。 氯乙烯的合成始于 1835 年，由法化學家 Regnault 用氫氧化鉀的乙醇溶液將二氯乙烷脫氯化氫制得，并于 1838 年觀察到了它的聚合體，這次的發(fā)現(xiàn)被認為是 PVC 的開端。 混合氣體法制備氯乙烯采用石腦油作原料，將石腦油用燃燒氣體裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合氣體，該混合氣體先后與氯化氫和氯氣反應，制成易分離的氯乙烯和 1， 2二氯乙烷經(jīng)熱裂解制成氯乙烯，日本吳羽化學公司將其工業(yè)化生產(chǎn)。至目前為止，大多數(shù)工廠都采用乙烯直接氯化和乙烯氧氯化制備 1， 2二氯乙烷（ EDC），再將 EDC 加以熱裂解得到氯乙烯單體（ VCM）的聯(lián)合切平衡的 DCEDCOXYEDCVCM法來制備氯乙烯。 1976 年，我國已經(jīng)開始形成了一條新的乙烯路線。氯乙烯有較好的機械強度，優(yōu)異的電介性能，但對光和熱的穩(wěn)定性差，其化 學式為 CHClCH ?2 ，分子量為 ，熔點為 ℃ ，沸點 ℃ ，臨界壓力為 ，臨界溫度為 ℃ ，氣化熱為 gJ330 ，與空氣形成爆炸性混合物，其爆炸濃度范圍為 4%～ 22%（體積比）。 氯乙烯的兩個反應部分，氯原子和雙鍵，能進行的化學反應很多。由于雙鍵的存在，因此氯乙烯能發(fā)生氧化、加成、裂解、取代、均聚、共聚等一些列化學反應。 ② 受熱及未添加或耗盡抑制劑的情形下會發(fā)生放射性聚合反應。 ② 燃燒（分解）產(chǎn)物燃燒時，分解生成氯化氫和光氣等有毒和腐蝕性煙霧 。 職業(yè)危害 （ 1） 接觸機會：在氯乙烯和聚氯乙烯的生產(chǎn)過程中，都有接觸氯乙烯的可能，尤其是生 產(chǎn)聚氯乙烯的聚合釜的清理，清釜工的慢性氯乙烯中毒可能性最大。 急性中毒現(xiàn)場處理 （ 1）皮膚接觸立即脫去被污染的衣著，用肥皂水和流動清水徹底；中洗皮膚，并就醫(yī)。如呼吸困難，給吸氧。 （ 2）清釜技改以往聚合釜人工清釜，一釜一清，清釜工要接觸大量氯乙烯。這樣使聚氯乙烯成品的熱加工中，釋放氯乙烯單體的量極大減少，減少了污染和危害。 （ 6）做好職業(yè)性體檢對氯乙烯作業(yè)工人應認真進行就業(yè)前和定期性 (每年一次 )體檢。近幾年以來，特別是美國 9. 11 事件以來，隨著國際局勢的緊張，國際原油、天然氣價格暴漲，導致了以乙烯工藝路線的 PVC 成本增加，從而突顯了我國電石法PVC 的成本優(yōu)勢。 氯乙烯是一種非常重要的化工原材料，主要用來制備聚氯乙烯 ( 簡稱 PVC)樹脂，也用于制備偏二氯乙烯、冷凍劑等 。 化工系畢業(yè)論文（設計） 6 乙炔法 氯乙烯的生產(chǎn)方法常用乙炔法，即以一定純度的氯化氫與一定純度的乙炔氣體以1： ～ 比例充分混合后，在 HgCl2 觸媒作用下，在 100～ 180℃ 作用下，反應生成氯乙烯。 （ 2）當混合氣中氯化氫過量多時，所生成的氯乙烯能再與過量的氯化氫反應生成1. 1 — 二氯乙烷。 其生產(chǎn)方法又可分為液相法和氣相法。反應是在裝滿觸媒的轉化器中進行。在聯(lián)合法中，氯乙烯的合成仍是在單獨的設備中進行的，所以需要較大的投資。此法系同時往一個裝 有觸媒的反應器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化熱裂解是在 230℃ 以下進行，二氯乙烷裂解是生成的氯化氫立即在 20~50 秒鐘內(nèi)和 乙炔反應，反應的生成物再經(jīng)進一步的凈制處理，以將雜質(zhì)出去。故不存在廢氣的利用和同時生產(chǎn)多種產(chǎn)品的問題，可以小規(guī)模并很經(jīng)濟地生 產(chǎn)出氯乙烯。由于乙炔和乙烯不 需分離、濃縮和凈化，沒有副產(chǎn)物。 乙烯氧氯化法 乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯，包括三步反應： 第一步乙烯氯化生成二氯 乙烷 ；第二步二氯乙烷熱裂解為氯乙烯及氯化氫；第三步乙烯、氯化氫和氧發(fā)生氧氯化反應生成二氯乙烷。 （ 2）二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯的反應式為： ClCH2CH2Cl─→CH 2=CHCl +HCl 反應是強烈的吸熱反應，在管式裂解爐中進行，反應溫度 500～ 550℃ ，壓力 ～ ；控制二氯乙烷單程轉化率為 50%～ 70%，以抑制副反應的進行。 （ 3）氧氯化反應 以載在 γ－ 氧化鋁 上的氯化銅為催化劑，以 堿金屬 或堿土金屬鹽為助催化劑。 固定床反應器 溫度較難控制，為使有較合理的溫度分布，常采用大量 惰性氣體 作稀釋劑 ，或在催化劑中摻入固體物質(zhì)。 由反應器出來的反應產(chǎn)物經(jīng) 水淬 冷，再冷凝成液態(tài)粗二氯乙烷。 化工系畢業(yè)論文（設計） 9 乙烷氧氯化法 采用特制的熔鹽為觸媒，使石油裂解氣中的乙烷在反應器中進行氧氯化和裂解反應，從而制得氯乙烯。反應式為： C2H6 +2Cl2 → C 2H3Cl + 3HCl （ 2）乙烷氧氯化 反應式為： 2C2H6 + Cl2 + 3/2O2 → 2C 2H3Cl + 3H2O 目前這些方法僅處于實驗階段，工業(yè)化方法尚未完成。 2 低沸精餾塔工藝設計 化工系畢業(yè)論文（設計） 10 氯乙烯精餾工序物料衡算的已知條件 原料成分 粗氯乙烯溶液，粗氯乙烯含量 90%（質(zhì)量比），乙炔含量 2%，二氯乙烷含量 2%，水含量 6%。 全凝器的物料衡算 原料成分 粗氯乙烯溶液，其中氯乙烯 90%（質(zhì)量比），乙炔 2%（質(zhì)量比），二氯乙烷 2%（質(zhì)量比），水 6%（質(zhì)量比），本次設計要聚氯乙烯的年產(chǎn)量為 24萬噸 /年，一年生產(chǎn)時間為8000h，粗氯乙烯溶液可采用流量為 /年，即 244800/8000= ht 。 原料液及塔頂，塔底的摩爾分率 乙炔的摩爾質(zhì)量 MA = 26 KmolKg 氯乙烯的摩爾質(zhì)量 MB = KmolKg 進料： ???Fx 塔頂： ???Dx 塔底： ???Wx 原料液及塔頂，塔底的平均摩爾質(zhì)量 K m o lKgM F /)( ?????? K m o lKgM D )( ?????? K m o lKgM W 4 1 2 )0 0 2 ( 0 2 ?