年產(chǎn)40萬噸電石法制氯乙烯工藝設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-04 14:10本頁面
【正文】 （3）計算任務(wù) 移出熱量和循環(huán)冷卻水量。（7）列出物料衡算表 表31物料衡算表物料名稱相對分子質(zhì)量輸入輸出質(zhì)量/kg質(zhì)量分數(shù)/(%)質(zhì)量/kg質(zhì)量分數(shù)/(%)乙炔氯化氫水氮氣氫氣氯乙烯二氯乙烷 乙醛26182829944合計年總計448035040448019840年產(chǎn)40萬噸氯乙烯，；，；。26g/mol44g/mol%=水反應(yīng)量=247。%=原料氯化氫中含氫量=%==原料氯化氫中含水量=%==生成二氯乙烷量=26g/mol99g/mol%=副反應(yīng)消耗氯化氫量=2247。%==841640mol原料乙炔加入量=841640mol247。26g/mol==56041440mol主反應(yīng)氯化氫量=56041440mol=乙炔總反應(yīng)量=247。（6）計算過程產(chǎn)物氣氯乙烯量=50000247。% C2H2:HCl=1:( 摩爾分數(shù))原料乙炔組成( 摩爾分數(shù))%，%，%。4000001000kg247。 圖2—6 氯乙烯精餾工藝流程圖1全凝器 2水分離器 3低沸塔 4中間槽 5尾冷凝器 6水分離器 7高沸塔 8成品冷凝器9單體貯槽第三章 電石法制氯乙烯工段物料及熱量衡算方法 萬噸氯乙烯反應(yīng)器的物料衡算（1）計算范圍 以反應(yīng)器為計算范圍,如圖所示.圖3—1 氯乙烯物料衡算框圖（2）主、副反應(yīng)C2H2+HCl==CH2=CHClC2H2+2HCl==CH3CHCl2C2H2+H2O==CH3CHO按反應(yīng)乙炔計，%，%%（3）計算任務(wù)原料消耗量和產(chǎn)物氣摩爾組成。也即，氣液通過一次接觸，上升蒸氣中易揮發(fā)組分乙炔的含量將因液體的部分氣化而增多；向下流的液體中難揮發(fā)組分氯乙烯的含量將因蒸氣的部分冷凝而增多。塔頂部的蒸氣所含易揮發(fā)組分(低沸點組分)較多，溫度也低些；塔底部的液體所含難揮發(fā)組分(高沸點組分)較多，溫度也較高些。精餾必須具備兩個條件：一是由塔底加熱釜(或稱再沸器)使物料產(chǎn)生上升的蒸氣；二是由塔頂冷凝器使部分蒸氣冷凝為向下流的液體(又稱回流)。氣體再經(jīng)堿冼泡沫塔3去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜4，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔5進一步除去微量酸性氣體，至機前冷卻器6和水分離器7，分離出部分冷凝水，借往復(fù)式壓縮機8加壓至 ～ MPa（表壓），并經(jīng)機后油分離器、冷卻器9及分離器等設(shè)備，進一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。粗氯乙烯的凈化壓縮工藝流程如圖25所示：粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化高汞升華物，在填裝活性炭的汞吸附器（除汞器）1中除去，然后由石墨冷卻器將合成氣冷卻到15℃以下，通入水洗泡沫塔2回收過量的氯化氫。 3. 含氧(%以下) 在轉(zhuǎn)化率低、放空尾氣中乙炔量較多時，氧氣在放空氣相中被濃縮，存在潛在危險；會與炭反應(yīng)生成CO、CO2降低催化劑使用壽命，造成后分離困難；使干燥塔內(nèi)的固堿生成碳酸鈉外殼，影響固堿的脫水效果。1. 純度 氯化氫純度≥93%[純度低時，組成不穩(wěn)定，與乙炔的配比不易調(diào)整；含有較多的惰性氣體(約占7%)，使尾排氣體增加，乙炔和氯乙烯損失增加，電石定額上升。2. 磷硫雜質(zhì) 磷化氫、硫化氫均能與催化劑發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)吸附，使催化劑中毒而縮短催化劑的使用壽命；還能與升汞反應(yīng)生成無活性的汞鹽。1. 純度 一般要求乙炔純度≥%。凝液送入低沸物塔8使乙醛等低沸物及乙炔等氣體從塔頂蒸出，塔頂餾出液為精氯乙烯單體，釜液是二氯乙烷等高沸物，可另再回收。乙炔加氯化氫制氯乙烯工藝流程如圖24所示：經(jīng)精制處理的干燥精乙炔通過沙封1與干燥的氯化氫氣體在混合氣2中混合均勻，進去反應(yīng)器3，在催化劑氯化汞的作用下進行加成反應(yīng)。受壓后的氯化氯氣體和硫酸一起進入氣液分離器，硫酸從底部排出，經(jīng)過冷卻后又被納氏泵吸入循環(huán)使用。出合成爐時氣體溫度仍可達400～500℃，經(jīng)鐵制的空氣冷卻導(dǎo)管冷卻后，氣相溫度可降至150℃以下，然后進入圓塊孔或石墨換熱器)或列管式石墨冷卻器，用工業(yè)上水將氯化氫氣體冷卻到40℃左右。石英的燃燒器傳熱較慢，套管口積蓄的熱量不易散失，能經(jīng)常保持引發(fā)溫度，以使合成反應(yīng)持續(xù)進行，燃燒時火焰溫度可達2000℃以上，并發(fā)出青白色火焰。由氯氣壓縮機（離心式壓縮機或納氏泵）送入氯氣緩沖罐2，經(jīng)穩(wěn)壓裝置調(diào)節(jié)，以恒壓送入合成爐與燃燒器，其純度在90％以上，％以下。氫氣的純度在98％以上，經(jīng)氣液分離器及阻火器進入合成爐5燃燒器。圖2—2 乙炔清凈工藝流程1 水環(huán)式壓縮機；3清凈塔；4中和塔；5冷卻器；氯化氫合成的工藝流程如圖23所示：氫氣由氣柜出來經(jīng)止逆水封和卸壓水封后，經(jīng)氫氣緩沖器進入合成爐燃燒器；而氯氣則由氯氣處理送來，；，經(jīng)冷卻、除霧后送至氯乙烯合成裝置。然后經(jīng)13乙炔阻火器，最后送往乙炔的清凈塔，進行清凈工序。在斗式提升機的上部出來的小顆粒送往5加料小車，然后把加料小車內(nèi)的料送往6上加料貯斗和7下加料貯斗，然后經(jīng)8振動攪拌器，然后在9小顆粒電石在乙炔發(fā)生器經(jīng)攪拌器15,16進行反應(yīng)。電石（碳化鈣CaC2），遇水生成乙炔（C2H2），將乙炔與氯化氫（HCl）合成制出氯乙烯單體（CH2CHCl）。因此,電石法PVC 在國內(nèi)還可以生存相當(dāng)長時間。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。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。電石路線由于存在耗電量大, 成本高以及環(huán)境污染嚴重等問題, 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。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) 。它是目前世界上比較先進的生產(chǎn)工藝。平衡氧氯化法是利用乙烯和氯氣生產(chǎn)EDC，EDC熱裂化生成VCM和氯化氫，再由氯化氫、乙烯
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