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正文內(nèi)容

年產(chǎn)30萬(wàn)噸氯乙烯(vcm)_工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-08-12 10:16 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 苯、乙醚、氯仿等許多烴類混合,能溶解油和脂肪,其蒸汽和空氣能形成爆炸性混合物。 理化常數(shù):熔點(diǎn): ℃ ;沸點(diǎn): ℃ ;臨界溫度: 288℃ 臨界壓力: ;臨界溫度: 412kg/m3;閃點(diǎn)(閉環(huán)): ℃ 密度:液態(tài)( 20℃ ) =1255kg/m3,蒸汽比重 毒性:有毒;對(duì)黏膜有刺激作用,可引起角膜混濁和肺水腫,抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),刺激胃腸道和引起肝腎的脂肪性病變,皮膚接觸能引起皮炎,對(duì)人體有致癌作用,車間中最高允許濃度 25mg/m3。 二氯乙烷的主要用途: 主要用作脂肪、蠟、橡膠等溶劑,大量用于制造氯乙烯,并用作谷物、谷倉(cāng)和葡萄園土壤的氣體消毒蟲劑;二氯乙烷在 高溫高壓下可裂解成氯乙烯和氯化氫。 4 本崗位生產(chǎn)的 EDC 規(guī)格(如表 1) 表 1: EDC 規(guī)格 組分 分子式 數(shù)值 1,2二氯乙烷 1,2C2H4Cl2 ≧ 輕組分VCM+EC+11EDC C2H3Cl 、 C2H5Cl 、1,2C2H4Cl2 ≦ 500Mg/kg 重組分 1, 1, 2三氯乙烷 C2H3Cl3 ≦ 1000Mg/kg 水 H2O ≦ 20Mg/kg 鐵 Fe ≦ 氯乙烯合成方法簡(jiǎn)介 直接氯化生產(chǎn) 1,2二氯乙烷方法介紹 1,2二氯乙烷是生產(chǎn)聚氯乙烯和氯乙烯的重要原料。乙烯直接氯化是目前生產(chǎn) 1,2二氯乙烷的主要工藝之一 。 乙烯直接氯化法又可分為氣相法和液相法兩種方法,其中氣相法生產(chǎn)工藝目前還停留在實(shí)驗(yàn)室階段,沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,因而工業(yè)生產(chǎn)方法主要是液相法。 液相法制取 1,2二氯乙烷按照反應(yīng)溫度又分為: 低溫氯化工藝、中溫氯化工業(yè)、和高溫氯化工藝 3 種。這三種方法代表了乙烯直接氯化生產(chǎn) 1,2二氯乙烷的發(fā)展過程。 低溫氯化反應(yīng)溫度為 50℃ ,特點(diǎn)是反應(yīng)選擇性高,但液相氯化和液相出料催化劑損失大,生成 1,2二氯乙烷 因需要用水洗 滌而產(chǎn)生大量廢水,另外設(shè)備工藝復(fù)雜、投資大,目前該方法正在逐漸被淘汰。 中溫氯化技術(shù)反應(yīng)溫度約為 90℃ ,液相氯化、氣相出料,特點(diǎn)是催化劑留在反應(yīng)液中,不需要水洗,只需要脫輕、重組分就可以用于 1,2二氯乙烷 裂解。中溫氯化方法是我公司乙烯直接氯化生產(chǎn) 1,2二氯乙烷 的主要方法之一 [2]。 5 中溫氯化介紹 上海氯堿化工股份有限公司和山東齊魯石油化工公司在 20世界 80年代引進(jìn)日本三井東壓公司直接氯化反應(yīng)技術(shù)建成 1,2二氯乙烷 生產(chǎn)裝置。該工藝主要設(shè)備為立式圓筒型不銹鋼反應(yīng)器,反應(yīng)溫度約為 90℃ ,反 應(yīng)壓力為 ,乙烯和氯氣反應(yīng)的分子摩爾比為 : ,反應(yīng)熱由氣化的 1,2二氯乙烷 帶出,冷凝后大部分 EDC 循環(huán)回反應(yīng)器,另一部分經(jīng)冷凝液相去精餾。反應(yīng)器內(nèi)裝有拉西環(huán)金屬填料。 近年來,上海氯堿化工股份有限公司和山東齊魯石油化工公司對(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,產(chǎn)品中 EDC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由 %提高到%,降低了裝置的單耗。在反應(yīng)器拉西環(huán)上增加了高度為 規(guī)整填料,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%,產(chǎn)品中 EDC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步提高到 %。 高溫氯化技術(shù)介紹 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℃ ,壓力為 ,乙烯和氯氣分子摩爾比為 : ,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。該工藝比傳統(tǒng)工藝的 VCM 裝置節(jié)約加熱蒸汽,并節(jié)約了相應(yīng)的循環(huán)冷卻水用量,產(chǎn)品中 EDC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到%,無需進(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)壓力約為 。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(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于 %,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,尾氣無需再送乙烯氧氯化單元利用。 6 第二章 EDC 生產(chǎn)原理及工藝流程 生產(chǎn)原理 乙烯和氯氣在催化劑存在下發(fā)生加成反應(yīng),其反應(yīng)方程式如下: C2H4+ Cl2 → 1,2C 2H4Cl2 + 183KJ/mol (公式 1) 1t 反應(yīng)機(jī)理為: FeCl3 + Cl2 → [ FeCl 4 ̄ Cl+ ] (公式 2) [ FeCl4 ̄ Cl+ ] +C2H4 →[CH 2ClCH2+FeCl4 ̄ ] (公式 3) [CH2ClCH2+FeCl4 ̄ ] →CH 2ClCH2Cl+FeCl3 (公式 4) 、在反應(yīng)過程中,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 →CHCl 2CH2Cl+ HCl (公式 5) 反應(yīng)機(jī)理: C2H4+Cl2 →(C 2H4Cl) ?+Cl? (公式 6) (C2H4Cl) ? + Cl2 → CH 2ClCH2Cl+ Cl? (公式 7) CH2ClCH2Cl +Cl2→? CHCl CH2Cl+HCl? (公式 8) CHCl CH2Cl +CL2→CHCl 2CH2Cl+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 → CHCl 2CH3 (公式 10) EDC11 是低沸點(diǎn)化合物( BP=57℃ ) (Ⅲ ) 氯乙烷 副反應(yīng): C2H4 + HCl → C 2H5Cl (公式 11) 反應(yīng)機(jī)理: HCl+FeCl3→H+FeCl 4 ̄ 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 7 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 /tEDC 4) 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。 工藝流程 將乙烯儲(chǔ)運(yùn)送來的乙烯 (C2H4)和氯堿廠送來的 (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℃ 和 的操作條件下發(fā)生加成反應(yīng),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 (C20xx),再通過輕組分塔進(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( C2
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