吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化工技術(shù)氯乙烯生產(chǎn)工藝(編輯修改稿)
2025-03-09 08:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 氯乙烯生產(chǎn)企業(yè) , 所有的氯乙烯裝置均與聚氯乙烯裝置配套建設(shè) , 完全一體化。氯乙烯的生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了多年的工業(yè)生產(chǎn)和工藝改造后 , 形成了 4 種主要的生產(chǎn)工藝 : 電石乙炔法、二氯乙烷法、乙烯氧氯化法和平衡氧氯化法。 電石乙炔法 電石乙炔法是最早的氯乙烯生產(chǎn)方法。它主要利用乙炔和氯化氫為原料 ,用氧化汞做催化劑進行加成反應(yīng) ,生成氯乙烯。 其優(yōu)點是工藝成熟、簡單 , 設(shè)備投資低 , 但由于采用電石作為原 料 , 需要消耗大量電能 , 使氯乙烯成本上升 ,反應(yīng)中所用的催化劑對環(huán)境的污染嚴(yán)重。電石乙炔法在世界上已基本被淘汰 , 但這是我國目前主要的氯乙烯生產(chǎn)方法。 3 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 二氯乙烷法 二氯乙烷法是以乙烯為原料與氯氣反應(yīng)生成二氯乙烷 ( E D C) , 然后由二氯乙烷熱裂化制備氯乙烯的方法。該法的副產(chǎn)物是 H CI , 如果不加以利用 ,生產(chǎn)成太高。與電石乙炔法聯(lián)合起來可以解決 H CI 問題。但這種方法既不能完全向石油天然氣化工方向轉(zhuǎn)化 ,又不能完全擺脫電石乙炔法 , 所以沒有發(fā)展前途。 乙烯氧氮化法 氧氯化法是對利用氯化氫合成有機物的這一類反應(yīng)的總稱。乙烯氧氯化法的化學(xué)反應(yīng)方程式為 : ； 這種方法是目前缺少氯氣的地區(qū)采用的方法。 這 3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 ) 。目前在我國 , 除齊魯石化、上海氯堿總廠、北京化工二廠和天津大沽化工廠四家較大的聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)采 用了以乙烯為原料的平衡氧氯化法 ,天津樂金公司直接以進口的氯乙烯為原料外 , 其余廠家均是電石乙炔法 , 乙炔法生產(chǎn)氯乙烯占氯乙烯總生產(chǎn)能力的 % 。電石路線由于存在耗電量大 , 成本高以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題 , 正在被世界各國所淘汰，而石油路線則由于成本低、質(zhì)量高、污染小、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點 , 成為目前世界上比較通用的生產(chǎn)工藝。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。石油和天然氣通常是相伴而生 , 在石油和天然氣當(dāng)中 ,石油的應(yīng)用非常廣泛 , 而天然氣雖然有極 豐富的貯藏量 , 但其在化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用還遠遠趕不上石油。如何使天然氣替代或部分替代石油在國民經(jīng)濟中的作用 , 是人們一直關(guān)注的課題。尤其是隨，著石油資源的日益減少和天然氣資源的大量發(fā)現(xiàn) ,天然氣的轉(zhuǎn)化和利用越來越受到人們的重視。在這種情況下 , 很自然想到用天然氣、油田氣中的乙烷來取代石油中的乙烯 , 用于氯乙烯的生產(chǎn)。因此 ,電石法 PVC 在國內(nèi)還可以生存相當(dāng)長時間。 乙炔法合成氯乙烯介紹 最老也是最簡單的商業(yè)路線是用無水氯化氫在活性炭作載體的氯化汞催化劑上面通過乙炔氣相加成生成氯乙烯單體。同其它氯乙烯 路線相比，該工藝反 4 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 應(yīng)簡單，收率高，因此可做簡單的產(chǎn)品凈化，沒有大量的廢物處理問題，其基建和運營成本低于氧氯化法路線。通過氫氣和氯氣的反應(yīng)，在現(xiàn)場可獲得無水氯化氫。乙炔進行烘干，然后通過碳床，脫除催化劑毒素（如硫化物）。無水氯化氫、凈化過的乙炔和循環(huán)氣一起用反應(yīng)器排出物通過間接熱交換預(yù)熱，并送到轉(zhuǎn)化器。每個反應(yīng)器都是管間走導(dǎo)熱的多管熱交換器，去除反應(yīng)放熱，然后在外部熱交換器中產(chǎn)生蒸汽。反應(yīng)管裝滿了催化劑粒料，粒料由負(fù)載在活性炭載體上 10重量百分比的氯 化汞組成。反應(yīng)器通常在 90到 140攝氏度（取決于催化劑活性）和 — 大氣壓力下運行。在每個反應(yīng)器中每一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為98%— 99%。反應(yīng)器排出物由氯乙烯、副產(chǎn)品以及未反應(yīng)的乙炔和氯化氫組成，通過與反應(yīng)器進料進行間接交換冷卻，然后用水和堿洗滌。產(chǎn)品氣經(jīng)過壓縮、冷卻，連同冷凝的氯乙烯和氯化的烴副產(chǎn)品送往汽提塔。汽提塔底部的粗氯乙烯在后處理塔內(nèi)提純，脫除重的氯化有機物和乙醛以便另行處置。氯乙烯汽提塔的塔頂餾出物進入另一個吸收器 — 汽提塔系統(tǒng)，乙炔和氯化氫循環(huán)到反應(yīng)器，輕的氯化烴類送去焚化。 5 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第三章 工藝流程的設(shè)計與繪制 反應(yīng)熱及時移出 反應(yīng)是放熱反應(yīng)，局部過熱會影響催化劑的壽命 (HgCl2 升華，使其活性下降 )。因此，在反應(yīng)過程中，必須及時地移出反應(yīng)熱。 反應(yīng)器型式 工業(yè)上經(jīng)常采用多管式的固定床氯化反應(yīng)器，管內(nèi)盛放催化劑。 經(jīng)過干燥和已經(jīng)凈化的乙炔和氯化氫的混合氣體，自上而下地通過催化劑床層，進行反應(yīng)。 管外用加壓的循環(huán)熱水進行冷卻 發(fā)揮催化劑床層的效率，提高處理量 反應(yīng)是放熱反應(yīng)，乙炔的空速大，則有局部 過熱現(xiàn)象 (熱點溫度 )，因此，乙炔的空速也受到限制。 如果整個床層溫度都接近最佳的允許溫度，就可以充分發(fā)揮催化劑床層的效率：采取分段進氣、分段冷卻和適當(dāng)調(diào)整催化劑活性等方法，可以使床層溫度分布得到改善，乙炔空速可以提高，因而催化劑的生產(chǎn)能力也可以顯著提高。 工藝流程敘述 乙炔加氯化氫制氯乙烯的工藝流程如圖 31所示： 6 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 圖 31 乙炔加氯化氫制氯乙烯的工藝流程圖 乙炔可由電石水解得到。 經(jīng)過凈化和干燥后的乙炔，與干燥的氯化氫以 1:～ 的比例混合，進入反應(yīng)器，進行加成反應(yīng)，乙炔轉(zhuǎn)化率可達到 99%左右，副產(chǎn)物 1,1二氯乙烷的生成量約為 1%左右。 從反應(yīng)器出來的氣體產(chǎn)物中，除含有產(chǎn)物氯乙烯和副產(chǎn)物 1,1二氯乙烷以外，還含有 5～10%的氯化氫，和少量沒有反應(yīng)的乙炔。 反應(yīng)氣體經(jīng)過水洗和堿洗，除去氯化氫等酸性氣體，并且用固體 KOH進行干燥，再經(jīng)過冷凝冷卻，得到粗氯乙烯凝液。 粗氯乙烯先經(jīng)過冷凝蒸出塔，脫去溶解于其中的乙炔等氣體后，進入氯乙烯塔進行精餾，除去 1,1二氯乙烷等高沸點雜質(zhì)，塔頂蒸出產(chǎn)品氯乙烯，產(chǎn)品氯乙烯貯于低 溫貯槽中。 7 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第四章 氯乙烯合成崗位工藝指標(biāo) 崗位工藝生產(chǎn)控制指標(biāo)和頻次： 8 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 注： A重要記錄指標(biāo) B般記錄指標(biāo) C觀察記錄指標(biāo) D觀察不記錄指標(biāo) 9 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第五章 氯乙烯合成崗位開停車操作 系統(tǒng)開車及準(zhǔn)備 初始開車或檢修后開車前準(zhǔn)
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