-毕业论文(氯乙烯生产工艺)12
河南济源职业技术学院
化工专业毕业设计
题 目: 氯乙烯 生 产 工 艺
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目 录
前言 ................................ 4
1 氯乙烯的概述 ...................... 4
第一章 氯乙烯的理化性质 ............. 5 1 氯乙烯的理化性质 . .....................................................................................................................5
1.1 理化性质 . .....................................................................................................................51.2 反应方程式 . ..................................................................................................................51.3 稳定性与反应性 . ............................................................................................................5
第二章 生产方法的选择 ............... 6 1 各种生产方法概述 . .....................................................................................................................6
1.1 电石乙炔法 .................................................................................................................61.2 二氯乙烷法 . ..................................................................................................................71.3 乙烯氧氮化法 . ...............................................................................................................72乙炔法合成氯乙烯介绍 ................................................................................................................8
第三章 工艺流程的设计与绘制 ........ 8
3.1 反应热及时移出 ...........................................................................................................8
3.2 反应器型式 .................................................................................................................83.3 管外用加压的循环热水进行冷却 ......................................................................................83.4 发挥催化剂床层的效率,提高处理量 ................................................................................93.5 工艺流程叙述 ..............................................................................................................9
第四章 氯乙烯合成岗位工艺指标 ...... 10
第五章 氯乙烯合成岗位开停车操作 ... 11 第2页 共21页
1.1 系统开车及准备 ......................................................................................................... 11
1.1.1 初始开车或检修后开车前准备 ............................................................................ 111.1.2 正常开车开车前准备 . ........................................................................................121.2 开车操作步骤 . .............................................................................................................131.3 系统正常操作 . .............................................................................................................141.4 系统正常停车操作 . .......................................................................................................151.5 系统紧急停车步骤 . .......................................................................................................151.6 停车后处理 . ................................................................................................................15
第六章 合成岗位的主要设备 ......... 16
第七章 氯乙烯合成岗位不正常情况及处理
方法 ............................... 17
第八章 工艺计算 ................... 18
1 物料衡算 ..............................................................................................................................18
第九章 氯乙烯合成岗位应急预案 ..... 20
1 停水、电、气等紧急现象及处理 . ..............................................................................................20
参考文献 ........................... 21
致谢 ............................... 21
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[摘要] 随着国民经济的高速发展,社会需求的增长,刺激了PVC 树脂生产的迅速发展,目前全国有生产企业80余家,但规模较小,年产十万吨以上的厂家仅有上海氯碱化工股份有限公司和齐鲁石化总公司。近年我国PVC 树脂产量远远不能满足市场的需求,这与我国大部分生产厂家工艺技术落后,VC 原料短缺有直接关系。我国相关技术也基本处于比较落后的水平,且相关资源也不够丰富,致使我国有相当一部分生产氯乙烯厂家还是使用的比较落后的乙炔法,但是此方法对于我国目前国情还是有相当大的适应性,虽然它是最古老但最简单的商业生产路线。乙炔法合成氯乙烯曾为我国聚氯乙烯工业的发展做出巨大贡献,至今仍约占我国氯乙烯总生产能力的2/3、产量的1/2以上。目前我国以电石乙炔为原料的聚氯乙烯生产厂共76家,总生产能力124万吨/年。在能源成本愈来愈高以及国内外竞争日益激烈的今天,建立在高能耗电石基础上的乙炔法聚氯乙烯工业正面临严峻考验。
[关键字] 乙炔 氯乙烯 聚氯乙烯 氯碱 能源 高能耗
前言
1 氯乙烯的概述
氯乙烯又名乙烯基氯,是一种应用于高分子化工的重要的单体,为无色、易液化气体,是塑料工业的重要生产原料,是生产聚氯乙烯塑料的单体;或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物,用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维,也用作化学中间体或溶剂。
由于传统的电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能, 对环境造成了严重的污染, 我国在几家较大的氯乙烯生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺, 该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点, 是目前世界上比较通用的氯乙烯生产工艺。但是, 平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石第4页 共21页
油中的乙烯, 随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾的日益尖锐, 这一工艺也暴露出它的弊端。作者研究开发了乙烷在较低温度下, 高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯的新催化剂及相应的工艺过程。该过程一旦开发成功, 可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯提供了一条新的技术路线。
最初的氯乙烯生产全部以乙炔为原料。60年代后期,随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟,乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势,在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。迄今为止,全世界氯乙烯装置93%以上采用乙烯法,在工业发达国家如日本,以全部淘汰了乙炔法,仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。
第一章 氯乙烯的理化性质
1 氯乙烯的理化性质
1.1 理化性质
无色有醚样气味的气体,沸点-13.9℃,熔点-160.0,闪点-17.8℃,冷凝点-159.7℃,相对密度(水=1):0.91,易燃易爆,与空气混合能形成爆炸性混合物。微溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。
1.2 反应方程式
乙炔和氯化氢在氯化汞催化剂作用下生成氯乙烯反应式:
C 2H 2+HCl→C 3H 2Cl+124.8KJ/mol
1.3 稳定性与反应性
1.3.1化学稳定性极易燃。气体比空气重,可沿地面流动,可能造成远处着火,有湿气存在时,腐蚀铁和钢。
1.3.2燃烧(分解)产物燃烧时,分解生成氯化氢和光气等有毒和腐蚀性烟雾。
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1.3.3避免接触条件避免受热、光照和接触空气与潮气。
第二章 生产方法的选择
1 各种生产方法概述
目前, 从国内十大PVC 生产商的工艺和原料路线的现状分析, 我国PVC 生产中乙烯法、电石法和EDC/ VCM 法基本各占1/ 3 ,呈现三足鼎立之势, 是世界各大PVC 生产国中仅有的兼有乙烯法、电石法、EDC/ VCM 法3 种装置共存的国家。电石法PVC 在中国能够生存是有其深刻的历史和现实原因的。由于目前中国PVC 生产的原料路线、资源分布和环境要求的不同, 尤其是电石法PVC 的工艺技术已十分成熟, 资源有保证。近几年以来, 特别是美国9. 11 事件以来, 随着国际局势的紧张, 国际原油、天然气价格暴涨, 导致了以乙烯工艺路线的PVC 成本增加, 从而突显了我国电石法PVC 的成本优势。2004 年我国的电石法PVC 主导了全国的PVC 市场, 出现了一个暴利时代。于是国内再度掀起了电石法PVC 的投资与装置改扩建的热潮。在目前电石法PVC 利润空间比较大的时候, 新建装置一定要防止低水平的重复建设, 要广泛吸收同行业的先进技术和经验, 真正做到高起点、高水平。
氯乙烯是一种非常重要的化工原材料, 主要用来制备聚氯乙烯( 简称PVC) 树脂, 也用于制备偏二氯乙烯、冷冻剂等 。全世界9 % 的氯乙烯单体都用于生产聚氯乙烯, 我国目前没有专门的氯乙烯生产企业, 所有的氯乙烯装置均与聚氯乙烯装置配套建设, 完全一体化。氯乙烯的生产工艺经历了多年的工业生产和工艺改造后, 形成了4 种主要的生产工艺: 电石乙炔法、二氯乙烷法、乙烯氧氯化法和平衡氧氯化法。
1.1 电石乙炔法
电石乙炔法是最早的氯乙烯生产方法。它主要利用乙炔和氯化氢为原料, 用氧化汞做催化剂进行加成反应, 生成氯乙烯。
CH =CH +HCl →CH 2=CHCl
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