年產(chǎn)30萬(wàn)噸氯乙烯工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 06:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工公司對(duì)生產(chǎn)EDC的中溫氯化技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，在反應(yīng)體系中添加一定比例的NaCl作為助催化劑，反應(yīng)選擇性可以得到一定程度提高，%%，降低了裝置的單耗。，反應(yīng)傳熱，傳質(zhì)效果得到大幅度的提高，不僅反應(yīng)器直接不變，反應(yīng)生產(chǎn)能力增加了30%，%。高溫氯化工藝的反應(yīng)溫度為110120℃，反應(yīng)熱可以充分利用，這樣就可以降低裝置的能耗，是乙烯直接氯化反應(yīng)生產(chǎn)EDC的主要發(fā)展方向[1]。 EVC公司高溫氯化技術(shù)主要設(shè)備是一體化的反應(yīng)器和精餾塔，反應(yīng)器材質(zhì)為不銹鋼。與傳統(tǒng)的直接氯化工藝的反應(yīng)器不同，反應(yīng)器采用熱虹吸式反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度為110℃，：，反應(yīng)釜內(nèi)產(chǎn)生的氣相EDC全部進(jìn)入精餾塔，EDC(裂解后未反應(yīng)EDC也回到該精餾塔提純，塔底液體作為循環(huán)EDC返回反應(yīng)器，直接氯化反應(yīng)熱能直接用于精餾，不需在精餾塔底設(shè)計(jì)再沸器。，并節(jié)約了相應(yīng)的循環(huán)冷卻水用量，%，無(wú)需進(jìn)一步精制可直接用于裂解生產(chǎn)VCM。 赫司特公司乙烯直接氯化反應(yīng)器為立式圓筒反應(yīng)器，首先Cl2經(jīng)靜態(tài)混合器溶解在循環(huán)EDC中，然后C2H4與溶解Cl2的EDC混合后進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)溫度控制在120℃左右。反應(yīng)器內(nèi)部分液相送EDC精制單元作為再沸器熱源換熱后返回反應(yīng)器；部分閃蒸的EDC氣體經(jīng)冷凝后EDC(%，其中一部分直接用于裂解，另一部分返回反應(yīng)器。該工藝除混合器材料為不銹鋼外，其余設(shè)備材料均為碳鋼，設(shè)備造價(jià)低，而且該工藝尾氣量較少，尾氣無(wú)需再送乙烯氧氯化單元利用。第二章 EDC生產(chǎn)原理及工藝流程，其反應(yīng)方程式如下：C2H4+ Cl2 → 1,2C2H4Cl2 + 183KJ/mol （公式1） 1t反應(yīng)機(jī)理為： FeCl3 + Cl2 → [ FeCl4￣Cl+ ] （公式2）[ FeCl4￣Cl+ ] +C2H4 →[CH2ClCH2+FeCl4￣] （公式3）[CH2ClCH2+FeCl4￣] →CH2ClCH2Cl+FeCl3 （公式4）、在反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)生成少量副產(chǎn)物，其副反應(yīng)化學(xué)方程式如下：（Ⅰ）TCE 基本反應(yīng)：C2H4 + 2Cl2 →CHCl2CH2Cl+ HCl （公式5）反應(yīng)機(jī)理：C2H4+Cl2 →(C2H4Cl) ?+Cl? （公式6）(C2H4Cl) ? + Cl2 → CH2ClCH2Cl+ Cl? （公式7） CH2ClCH2Cl +Cl2→? CHCl CH2Cl+HCl? （公式8） CHCl CH2Cl +CL2→CHCl2CH2Cl+Cl? （公式9） 這個(gè)反應(yīng)受到Fe3+和氧氣的抑制。TCE是一種高沸點(diǎn)的化合物（BP=℃）。 （Ⅱ）1,1EDC： C2H4 + Cl2 → CHCl2CH3 （公式10） EDC11是低沸點(diǎn)化合物（BP=57℃）(Ⅲ) 氯乙烷 副反應(yīng)： C2H4 + HCl → C2H5Cl （公式11） 反應(yīng)機(jī)理：HCl+FeCl3→H+FeCl4￣副產(chǎn)物與如下因素有關(guān)： 氯氣中氧氣的含量 反應(yīng)物在液態(tài)EDC中分布 反應(yīng)溫度 FeCL3的濃度 EDC與溶解的氯進(jìn)一步反應(yīng) 氯氣中硫的存在及乙烯中氨的存在會(huì)使催化劑中毒、直接氯化的化工特點(diǎn)1）能量消耗低，產(chǎn)品質(zhì)量高，裂解前不需要額外的精制2）與其他單元獨(dú)立性強(qiáng)，操作彈性高3）原料消耗低：287kg乙烯/tEDC ，725kg氯/tEDC4) 轉(zhuǎn)化率高：乙烯＞％ 氯氣＞％5)可靠性好，運(yùn)行率高6）安全性好，尾氣在線分析儀（2選1）以及EDC聯(lián)鎖系統(tǒng)確保安全穩(wěn)定運(yùn)行。將乙烯儲(chǔ)運(yùn)送來(lái)的乙烯(C2H4)和氯堿廠送來(lái)的(Cl2)送入直接氯化反應(yīng)器（C081）內(nèi)，以溶解于二氯乙烷（EDC）中的三氯化鐵、氯化鉀作為催化劑，在90100℃，生成1，2二氯乙烷(EDC)，并將生成的1,2二氯乙烷以氣相的形式蒸出反應(yīng)器，一部分氣相1,2二氯乙烷經(jīng)空冷器(C2031)冷凝后，回到液位控制器(C2121)中，循環(huán)回反應(yīng)器，以控制反應(yīng)器液位，移去反應(yīng)熱；另一部分氣相1,2二氯乙烷經(jīng)空冷器（C2131）冷凝后回到冷凝液儲(chǔ)罐(C2012)，再通過(guò)輕組分塔進(jìn)料泵C2052A/S送入輕組分塔（C2082）中去除輕組分，塔釜EDC經(jīng)循環(huán)水冷卻器（C139）冷凝后去EDC儲(chǔ)罐，塔頂輕組分（尾氣）經(jīng)輕組分塔頂冷凝器（C2032）和氟利昂深冷器（C2041）冷凝后去焚燒或中和洗滌塔（D2082）。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱通過(guò)1,2二氯乙烷氣化移走。 首先向儀表部門確認(rèn)所有儀表設(shè)備投入使用,確認(rèn)冷凝水、氟利昂冷凝系統(tǒng)投入使用；現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)所有設(shè)備（人孔、法蘭等）連接正確；主裝置C2081已加催化劑；確認(rèn)尾氣分析儀、尾氣處理、風(fēng)機(jī)（C2031）投入使用；確認(rèn)后續(xù)系統(tǒng)脫輕塔（C2082）等投入使用；現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)氮?dú)馔度胧褂?，用氮?dú)鉀_洗噴嘴；向中控確認(rèn)裝置聯(lián)鎖投入使用；通知中控緩慢打開進(jìn)料系統(tǒng)，對(duì)角關(guān)閉兩個(gè)噴嘴，開車先利用兩個(gè)噴嘴進(jìn)料，關(guān)閉氮?dú)鉀_洗噴嘴；打開后續(xù)尾氣系統(tǒng)氮?dú)鉀_洗，防止氧含量超標(biāo)；現(xiàn)場(chǎng)注意觀察反應(yīng)器的溫度，壓力等所有設(shè)備是否正常；開泵，將后續(xù)系統(tǒng)冷凝提純的產(chǎn)品送入罐區(qū)貯存。在開車過(guò)程中，先用3兩只噴嘴，增加投料時(shí)再用4兩只噴嘴，（每增加4T氯氣進(jìn)料，增加一個(gè)噴嘴）。內(nèi)部確認(rèn)單需在開車過(guò)程中逐條確認(rèn)。在進(jìn)料升溫時(shí)，如C2081的液位過(guò)低（可能導(dǎo)致ESD時(shí)）應(yīng)及時(shí)從E068向C2081補(bǔ)料；如C2081液位過(guò)高（可能導(dǎo)致ESD時(shí)），應(yīng)及時(shí)從C081向 氯化反應(yīng)器中間貯罐（C2018）排料。在操作過(guò)程中，要密切關(guān)注尾氣中乙烯、氧氣含量及C2121液位；初始開車時(shí)正常控制乙烯含量在1015%以上，氧氣含量在56%之間，C081的液位控制在6570%之間（通過(guò)空冷器的轉(zhuǎn)速來(lái)控制）剛開始開車時(shí)，只使用空冷器風(fēng)機(jī)C2071AACC2四臺(tái)風(fēng)機(jī)，且C2031一般只開西邊兩只閥門，東邊兩只蝶閥關(guān)閉；在開車過(guò)程中，要及時(shí)根據(jù)尾氣在線分析儀中氧氣、乙烯的濃度來(lái)調(diào)整C2131前的氮?dú)饬浚?，乙烯含量在49%；在增加Cl2時(shí)，通過(guò)增加氯氣流量控制器的設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)（流量從8t/h增加到10t/h，控制提料速率為1kg/s，注意在提料過(guò)
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