电石法生产氯乙烯
合肥工业大学
课程设计
设计题目： 5万吨/年电石法制氯乙烯
学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：
学生：方柳陈志指导教师：张旭系主任: （签名）
一、设计要求：
1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。（字数不小于8000字）
2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。
3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。
二、进度安排：
三、指定参考文献与资料
《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》
摘要
本次课程设计主要是设计氯乙烯的生产成套装置。氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料，到目前为止，全球有93%以上的氯乙烯采用氧氯化法生产。在国内，考虑到石油资源不足，价格较高，而电石资源丰富，所以大部分工厂都采用电石法制取氯乙烯。本次主要介绍电石法制取氯乙烯。先后介绍了从原料气氯化氢、乙炔的制备到氯乙烯的合成、氯乙烯的精馏等一系列生产过程的工艺流程、工艺原理以及主要设备选型等问题。
关键词：氯乙烯；电石法；乙炔；氯化氢；工艺流程；精馏
一乙炔的制备
乙炔生产的工艺原理
（1）电石的破碎
通常厂家采购的电石都是大块的电石，而电石料块进入发生器的合理径为25~50mm，因此在进发生器前必须破碎，通常是将大块的电石放入颚式破碎机，粗破后料块直径为80~100mm，通过皮带机输入电石仓库，然后经过二次破碎，径粒达到25~50mm，破碎后料块通过皮带机径除铁器除铁后输入日料库，作为发生器的入料电石。进入破碎机的电石温度应≤130℃，否则会烫坏，烧坏皮带；进入发生器的电石温度应该≤80℃，否则对发生系统不安全。
（2）电石的除尘
化学工程里把气体与微粒子混合物中分离粒子的操作称作除尘。针对电石及其粉尘的特性，选用的除尘方法一般有以下几种。
①旋风除尘。旋风除尘器对数微米以上的粗粉尘非常有效。采用简单的旋风除尘器和风机进行除尘，利用电石粉尘在风机的作用下，在除尘器内旋转所产生的离心力，将电石粉尘从气流中分离出来。这种方式结构简单，器身无运动部件，不需要特殊的附属设备，安装投资较少，操作、维护也方便，压力损失中等，动力消耗不大，运转维护费用低，也不受浓度、温度的影响。但由于电石粉尘比较细，用这种简单的除尘方式很难达到环保要求，除尘效率不高。
②湿法除尘。湿法除尘具有投资少，结构简单，占地面积小，特别是对易燃易爆气体的除尘效果更好，在操作时不会产生捕集到的电石灰尘再飞扬。电石除尘通常采用旋风除尘和湿法的冲激式除尘器相结合。这种除尘方式虽然效率较高，但由于系统压力损失大，管道容易积灰。冬天用蒸汽时，积灰易受潮结块，造成管道堵塞，清理比较困难。除尘器内排出的电石渣水，多耗了水又易造成二次污染，除尘器排出的气体中水蒸气在寒冷的北方也容易结冰，因此这种除尘方式适合于气候湿润、冬天不冷的地方使用。
（3）袋式过滤除尘
布袋除尘室依靠编制的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离含尘气体中电石尘的目的，除尘效率一般可达99%。滤布在长期与粉尘的接触和反复清理的过程
中，其性能会发生变化，这在实际使用中影响很大。滤布一般在一到两年内大多数孔眼就会被堵塞，及时清理也不能达到所需的气量，或产生滤布破损事故，此时需要更换滤布。因此滤布的选型非常重要，一般要考虑材质、织法、透气率、阻力降、压损比等。
（4）乙炔的发生
仓库内经破碎至25~50mm 的电石，在皮带机的输送下，加入到经氮气置换合格的第一贮斗，再加入到经氮气置换合格的第二贮斗，在由电磁振动加料根据发生器的控制需求加入发生器内。电石遇到发生器内的水生成粗乙炔气体由发生器顶部逸出，经喷淋预冷器及正水封进入喷淋冷却塔及气柜中。反应所放出的热量是由过量的冷却塔废水和清净塔废水及渣浆上清液或工业补充水连续加入发生器并通过溢流管溢流而出，上述加水量以维持发生温度在（85±5）℃为标准。为了使发生器液相中的电石颗粒表面因水解反应产生的浓渣浆层被耙齿不断更新破坏，使电石表面不断地能偶与水充分接触，发生器内设置了多层隔板和耙齿，通过耙齿的搅拌使电石颗粒的表面得到不断的更新并缓缓地向下一层隔板推动，使得水解速度更快，更完全；水解反应的副产物电石渣浆不断从溢流管流出，而较浓的渣浆及矽铁杂质由发生器内的搅拌耙齿送至底部间歇排放。当发生器压力因加料故障或停车时，压力低于控制范围时，气柜内贮存的乙炔将借压差经逆水封，进入发生器内以保持设备处于正压，确保安全生产。发生器的安全水封连接管道安装于发生器液面略上方的气相部位。当发生器气相出口管道或冷却内电石渣堵塞而压力剧增时，乙炔气经管道冲破安全水封自动排空。
在湿式发生器中电石加入液相中发生水解反应，生成乙炔，反应式如下：
CaC 2+2H 2O 2)(OH Ca →+mol KJ H C /13022+
由于工业品电石中含有不少杂质，在发生器水相中也同时进行一些副反应，生成相应的PH 3、S H 2、NH 3等杂质气体，其反应时如下：
22)(OH Ca O H CaCO →+
↑+→+S H OH Ca O H CaS 222)(2
322232)(36PH OH Ca O H P Ca +→+↑
↑+→+322232)(36NH OH Ca O H N Ca
↑+→+4222)(24SiH OH Ca O H Si Ca
↑+→+322332)(36AsH OH Ca O H As Ca
发生器生成的是由乙炔气和杂质气体共同组成的、含有大量水蒸气的粗乙炔气，进入清净工序。乙炔发生工艺流程图见1-1。
（5）乙炔的净化
粗乙炔气由于电石内杂质常含有硫化氢、磷化氢、氨、砷比氢等杂质气体。它们合对氯乙烯合成的氯化高汞触媒进行不可逆吸附，破坏其“活性中心”而加速触媒活性的下降，其中磷化氯会降低乙炔的自燃点，与空气接触会自燃，均应彻底脱除。目前多数工厂均采用次氯酸钠液体清净剂，其与杂反进行氧化反应：
NaCl PO H NaClO PH 44433+→+
NaCl SO H NaClO S H 44422+→+
NaCl O H SiO NaClO SiH 424224++→+
NaCl AsO H NaClO AsH 44433+→+
清净过程反应产物磷酸、硫酸等由后面的碱洗过程予以中和为盐类，再由废碱液排出：
O H PO Na NaOH PO H 2434333+→+
2422Na NaOH SO H →+O H SO 242+
O H CO Na NaOH CO 23222+→+
对于生产中液体清净剂次氯酸钠浓度和pH 值的选择，主要考虑到清净效果及安全因素两个方面。塔内次氯酸钠溶液的有效氯含量不低于%，而补充新鲜溶液的有效氯应该控制在~范围内，pH 值在7~为宜。
处理后的乙炔气经乙炔气冷却器出去饱和水分，制的纯度达%以上，不含S 、P 的合格精制乙炔气送氯乙烯合成工序。
乙炔生产中的主要设备
（1）乙炔发生器
乙炔发生器是是以电石水解反应制取乙炔的主要设备，目前国内多半采用的是湿式立式发生器。本次设计采用φ的六层隔板发生器，其乙炔生产能力为每小时2400m3以上。其示意图如图1-2。
图1-1 乙炔发生工艺流程图
图1-2 乙炔发生器示意图
(2) 清净塔
清净塔式清净系统的主要设备。图1-3为典型的填料式清净塔的结构。清净塔常用的填料有拉西瓷环、塑料阶梯环或波纹填料，如采用陶瓷环尺寸越小，则接触表面积越大，空隙率越小，根据生产经验，一般使用φ25~50mm瓷环，每个瓷环的填充高度为6~9米。
作为清净作用的填料塔，推荐空塔气速在~s，气体在塔内总停留时间为
40~60s，以确保化学吸收完全。由于乙炔清净属于化学吸收过程，清净效果除了与吸收剂浓度、pH值以及吸收温度有关外，还与气液的接触时间有关。
由于清净塔的液相介质为次氯酸纳，以及清净反应生成的硫酸、磷酸等，它对塔体采用的碳钢有腐蚀作用，需要对其进行防腐处理，原来的清净塔采用的是钢衬胶，衬胶在有温度的情况下容易老化脱落，现在有些厂家采用新型的内衬材料，如内衬PO，内衬四氟等，使用寿命长。
图1-3 清净塔示意图
（3）乙炔水环泵
在乙炔气输送设备的选择上，首先要考虑乙炔的性质和对输送设备的要求，从乙炔的化学、物理性质看，它是易燃易爆的气体，不一在高压条件下输送，以确保安全。从输送要求看，乙炔要经过一系列的净化设备，必然产生压力损失，为了克服压力损失，就要有一定的压头，而同时又必须达到生产所需的气量，一确保生产平衡。为此，选用水环泵来输送乙炔气体。其特点是叶轮与泵壳间隙较
大，不易因碰撞而产生火花，对易燃易爆的气体输送安全可靠。泵内的工作液为水，使乙炔成湿气状态，抑制了乙炔的爆炸性质。水环泵具有一定的抽气能力，输送压力不是很高，而量大的性能，虽然能量转换效率不高，但对输送乙炔气体是相当安全、适合的。
二 氯化氢的制备
工艺流程
（1）原材料、辅助材料、公用工程规格及消耗
① 原材料规格及消耗
（ⅰ）氯氢处理来的氢气
2H ≥%（体积分数，干基） 压力 ≤(G)
2O ≤300ppm(体积分数，湿基) 用量 h
O H 2 （质量分数，湿基） （3m h ；h ）
温度 20℃
（ⅱ）氯氢处理来的氯气
2Cl ≥%（体积分数，干基） 压力 ≤(G)
2O ≤% (体积分数，干基) 用量 h
O H 2 ≤50×106 9（体积分数） （3m h ； kg/h ）
温度 ≤45℃
（ⅲ）液氯尾气（废氯）
2Cl 80%~90% 压力 ≤ Mpa(G)
2H ≤2%（体积分数） 用量 kmol/h （3m h ； kg/h ）
温度 20℃
（Ⅵ）氯化氢气体
温度≥94%
游离氯≤%
m h； kg/h)
a. 合成总量： kmol/h3
温度≤45℃
压力≤ Mpa(G)
m h； kg/h)
b. 去VCM装置量: kmol/h3
m h:； kg/h）
c. 去I段降膜吸收器量： kmol/h（3
②辅助材料规格及消耗
（ⅰ）氮气
供应压力 Mpa(G) 温度常温
（ⅱ）仪表空气
供应压力≥ Mpa(G) 温度常温
露点≤—40℃用量
m/h
23
尘、油无尘、无油
（ⅲ）循环水
进水温度 30℃回水温度
40℃
进水压力约 Mpa(G) 回水压力约(G)
m/h
用量约2443
（Ⅵ）纯水
m/h 进水温度 25℃用量≤15 3
进水压力≤ Mpa(G)
（4）本工序产品质量标准及消耗指标
产品质量标准
① 氯化氢质量指标
氯化氢纯度 ≥94% 含游离氯 ≤% ② 氯化氢消耗指标
氯化氢消耗指标见表2-1。
表2-1 氯化氢消耗指标
本工序的生产原理
（1）合成氯化氢的反应机理
生产氯化氢的主要反应时氯气与氢气的化合反应，氯气与氢气在一定的条件下（如光，燃烧或触媒）下，会迅速化合，发生链反应，其反应式如下：
22H Cl +KJ HCl 42.182+====
在实际生产中，氯气与氢气在燃烧前并不混合（否则发生爆炸反应）而是通过一种特殊的设备“灯头”使氯与氢均衡燃烧。
（2）影响氯化氢合成的因素
① 温度的影响。氯气与氢气在440℃以上会迅速化合，但温度高于1500℃时，就有显着的热分解现象。氯气与氢气的反应时放热反应，有大量的热量产生，这种热量使生成的氯化氢温度升高，因此必须设法把合成过程中产生的反应热出去，反应才能向有利于生成氯化氢的方向移动，所以合成炉采用夹套式冷却移走反应热。
② 水分和其他触媒的影响。绝对干燥的氯气和氢气是很难起反应的，当有微量的水分存在时往往可以加快反应速度，所以水分是促进氯气与氢气化合的媒介，但是当水分含量超过一定值时，对反应速度就没有多大影响。
（3）盐酸的生成机理
合成氯化氢气体时，用水吸收，即生成盐酸。当用水吸收氯化氢时，伴随着溶解的进行，将释放大量的溶解热，热量会是盐酸温度升高，不利于对氯化氢气体的吸收，因为当氯化氢纯度一定时，溶液温度越高，氯化氢气体的溶解度就越
低，就使得制得的盐酸浓度越低。
根据化学平衡的原理，必须移走这部分热量，才能使溶液向有利于生成盐酸的方向进行，在化工生产中采用二段降膜式吸收法吸收生产盐酸。还有采用一段降膜式吸收法和二段绝热式吸收法进行吸收生产盐酸。
氯氢纯度、流量、冷却水量、氯化氢纯度等要素都对氯化氢及盐酸的生产过程有很大的影响。
工艺流程简述
（1）生产氯化氢的工艺流程简述
原料（氢气）由氯氢处理工序用氢气压缩机压缩过来，经过氢气缓冲罐，进入氢气管道阻火器，经流量计计量后，经过回阀、调节阀进入二合一石墨合成炉灯头。氢气通过氢气缓冲罐上的压力自动调节阀自动调节，放空氮气经过氮气放空阻火器后放空。
原料（氯气）由氯氢处理工序用氯气压缩机送过来、液氯尾气（废氯）由液氯工序送过来分别进入氯气缓冲罐，混合后的氯气进入氯气管道阻火器，经流量计计量后，经截止阀、调剂阀进入合成炉灯头。
氮、氢气在合成炉灯头混合燃烧，生成的氯化氢由合成炉上部送出，经冷却槽、石墨冷却器冷却后，进入氯化氢分配台，从氯化氢分配台出来的氯化氢气体，按合成车间的需求量经流量计计量送往VCM工序，开停车时不合格的氯化氢则进入吸收系统用于生产高纯盐酸。
从石墨冷却器中冷凝下来的盐酸，从石墨冷却器的底部流入冷凝酸排放槽，然后排入盐酸储槽。
软水槽中的软水，经软水泵加压后送入二合一石墨合成炉夹套的下部，之下而上流入合成炉，合成炉夹套顶部产生的低压蒸气经闸阀及压力自动调节阀送入低压蒸气管道。
（2）生产高纯度盐酸的工艺流程简述
用于制酸的氯化氢气经过氯化氢分配台上的截止阀进入高纯盐酸吸收系统Ⅰ段降膜吸收器上封头，与来自Ⅱ段降膜吸收器的稀酸从管内自上而下并流吸收生成成品盐酸，成品盐酸从Ⅰ段降膜吸收器的底部流经盐酸液封罐，然后流入盐酸储槽，未被吸收的氯化氢气体经返气管由Ⅱ段降膜吸收器的上风头进入，与水
在管内自上而下进行并流吸收，生成的稀酸经U型管进入Ⅰ段降膜吸收器，废气从Ⅱ段降膜吸收器的底部流出进入水流喷射器，痛循环水一起进入循环液储槽，经过分离后的尾气排入大气。
成品酸流入酸储槽，分析合格后用酸泵送去自用或打入盐酸高位槽供给客户。
氯化氢合成的主要设备
（1）合成炉
合成炉是制造氯化氢气体的主要设备。过去工艺上应用比较广泛的是钢制合成炉，有空气冷却式和水冷夹套式两种。现在均以石墨合成炉为主。
由于石墨合成炉具有耐高温、耐腐蚀、传热效率高等优点，石墨合成炉的应用十分广泛。工业上多见炉内体的块孔壁通入冷却时的水冷式石墨炉，以降低炉内氯化氢的温度和提高生产能力。尤其是副产低压蒸汽的合成炉，起副产低压蒸汽输送距离较远、利用范围较广泛，如图2-1。
（2）石墨换热器
石墨换热器是用于冷却或加热氯化氢或其它腐蚀性气体的设备，主要有块孔式（如图2-2）和列管式（如图2-3）。
列管式石墨换热器，可用于合成炉经空气冷却导管后的高温氯化氢的冷却，水箱的设计可以降低气体进口部位特别是上管板的温度，不至于经受高温而使管板与列管的交接缝处因材料热膨胀系数差异而胀裂损坏。
对于列管式石墨换热器，立式安装比斜式安装或卧式安装更有利于浮头的自由伸缩。
块孔式石墨换热器是由若干带有无聊孔道、冷却水孔道的石墨换热块（多块上下叠加），上下石墨封头及其金属盖板以及圆筒钢壳体（圆块孔式）或两端侧盖（矩块孔式）等主要零件组成，零件之间用衬垫密封，并以长螺栓紧固。
（3）膜式吸收塔
膜式吸收塔是一种等温吸收器，是哟个不透性石墨制成的，是近年来发展起来的用于氯化氢吸收制取盐酸的主要设备，起基本结构与一般列管式石墨换热器相似，所不同的是吸收塔在上管板的板孔上设置有吸收液的分配器。膜式吸收塔
具有典型的气液相在固定界面传质的特点，因而出酸浓度高，温度低，操作稳定，易于修剪等特点。其许用的技术特性：
①许用温度。气体入口温度＜250℃；
②许用压力。壳程,管程 Mpa。
图2-1 副产低压蒸汽的氯化氢合成炉和块孔式石墨换热器
图2-2 块孔式石墨换热器图2-3 列管式石墨换热
器
三氯乙烯的制备
工艺流程
乙炔工段送来的精制乙炔气体（纯度≥%）经乙炔砂封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%），不含游离氢）在混合器以一定的比例（1:）混合后进入一级石墨冷却器，用—35度冷冻水冷却至（2±4）℃，再经二级石墨冷却器用－35,冷冻盐水间接冷却至（—14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用出去大部分冷凝液后一次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集出去少量晶粒很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤%的混合气体一次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70~80℃送入串联的两端装有氯化高汞触媒的转化器，课分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%~30%的乙炔未转化，再进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热通过转化器列管间的循环热水移去。粗氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞除去大部分汞以后，进入粗氯乙烯冷却器冷却至＜30℃，进入一级水洗组合塔，以二级水洗塔填料的稀酸及解吸后的稀
酸吸收混合气体中的大部分氯化氢气体，制的氯化氢含量为28%~30%的盐酸送氯化氢脱吸或做为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有微量的氯化氢酸雾、二氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%~20%的NaOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离部分脱水后送入压缩工序。生产间的流动则有设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。
工艺原理
（1）混合气脱水
利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气体中的大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气体中的水分；利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，将混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气体中水分至所必需的工艺指标。在混合气体冷冻脱水过程中，冷凝的40%盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气体流中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用3%～5%憎水性有机氟硅油的5~10μm细玻璃长纤维过滤除雾，“气溶胶”中的液体微粒于垂直排列的玻璃纤维想碰撞后，大部分雾粒被截留，在重力作用下向下流动的过程中液滴逐渐增大，最后滴落下来并排出。
工艺条件的选择：冷冻混合脱水的关键是温度的控制，温度高达气体含水达不到工业要求，会腐蚀碳钢设备和管道，还会在转化器内和乙炔发生反应生成乙醛类的缩合物（粘稠状），触媒结块堵塞转化器列管，部分触媒失去作用，转化系统阻力增大：温度太低，低于浓盐酸冰点（—18℃），则盐酸结冰，该冰堵塞设备通道，系统阻力增大、流量下降，扬中市流量降为零，无法继续生产。因此，混合脱水二级石墨冷却器出口的气体温度必须稳定地控制在（—14±2）℃范围内。
经混合脱水后的混合气体温度很低，需要在预热器中加热到70~80℃后才能进入转化器进行反应。这是因为混合气体加热后，使未除尽的雾滴全部气化，可以降低氯化氢对碳钢的腐蚀性，气体温度接近转化温度有利于提高转化反应的效率。
（2）氯乙烯的合成
一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1：（~）的比例混合后，在氯化高汞触媒的作用下，在100~180℃温度下反应生成氯乙烯。反应方程式如下：
)/8.29(/8.1243222mol kcal mol KJ Cl H C HCl H C +→+
在合成反应中还有少量的副反应发生：
乙炔在与氯化氢反应生成二氯乙烷：
24222Cl H C HCl H C →+
副反应是我们所不希望的，既消耗掉宝贵的原料乙炔，又给氯乙烯精馏增加了负荷，其关键是催化剂的选择、摩尔比、反应热的及时移出和反应温度的控制。生产条件的选择如下。
①摩尔比：使一种原料气的配比过量，可使另一种原料气的转化率增加。因此大多数化学反应利用这一原理，使价值低的原料过量，尽量使价值高的原料反应完全。由于乙炔的价值远远高于氯化氢，因此要将氯化氢过量配比。但氯化氢过量太多，则不但增加了原料消耗，还会增加生成1,1-二氯乙烷副产物。实验与实践的经验，控制乙炔与氢气的摩尔比在1：（~）范围为宜。实际操作中，是通过控制乙炔和氯化氢流量计来进行摩尔配比，并以合成二段转化器出口粗氯乙烯气体中氯化氢和乙炔的含量分析值来进行校正的。
②催化剂：目前乙炔法氯乙烯合成所使用的催化剂都是氯化汞类的催化剂。这是因为该催化剂的得率和选择性都很高，价格又不算贵，但伴随有汞污染。虽然国内的许多科学家对无汞类的催化剂进行了大量的研究和应用实验，但人未能找到能与氯化汞相比肩的催化剂，非汞类催化剂的研究是一个漫长而艰巨的任务。氯乙烯合成所使用的催化剂，是将氯化汞吸附在活性炭载体上。纯的氯化高汞对合成反应并不催化作用，纯的活性炭也只有较低的催化作用，而当氯化高汞吸附到活性炭上后，即具有很强的催化活性。对氯乙烯催化剂载体的活性炭是又相应要求的，其内部“通道”是由10μm 左右的微孔构成的多孔结构，比表面积应在800~1000㎡/g 。目前做氯乙烯催化载体的是φ3×6mm 颗粒活性炭，为了满足内部孔隙率其吸苯率应≥30%，机械强度应≥90%。一般来讲，椰子壳或核桃壳制得的活性炭效果较好。
③反应温度：温度对氯乙烯很成反应有较大影响。提高反应温度有加快合成反应的速度，获得较高转化率；但是过高的温度会使催化剂吸附的氯化高汞升华，
降低催化剂活性和使用寿命，还会使副反应产物二氯乙烷增多，催化剂上的升汞易会被还原成干汞和水银。工业生产中尽可能将合成反应温度控制在
100~180℃。要控制反应温度就要控制适当的乙炔空间流速和提高转化器的传热能力，最佳的反应带温度应该在130~150℃之间，只是可以做到的。
④反应压力：乙炔与氯化氢的合成反应时两分子合成一分子的反应，是体积减小的反应，加大反应压力有利于反应的正向进行。要实现较高的反应压力，则需要较大的流体输送动力，过大的反应压力对流体输送机械提出了更高的要求，有较大的困难，且输送动力过大也不经济；乙炔在较高的压力下安全性下降。因此合成反应压力控制在~为宜。
⑤空间流速：空间留宿是指单位时间内通过单位体积催化剂的气体流量（习惯上用乙炔气体来表示），其单位为3m 乙炔/（3
m 催化剂·h ）。在实际生产过程中，比较恰当的乙炔空间流速为25~353m 乙炔/（3m 催化剂·h ），在这一空间流速范围内，既能保证乙炔有较高的转化率，又能保证高沸点副产物的含量少。
（3）粗氯乙烯的净化
① 净化目的。除去过量配比的氯化氢、未反应的乙炔、氮气、氢气、二氧化碳和为除尽的微量汞蒸气等气体，以及副产物反应所产生的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、乙炔基乙烯等杂质气体。
② 净化原理。水洗和碱洗。水洗是属于一种对于气体的物理吸收的操作。是利用适当的液体作为吸收剂来处理气体混合物，即利用吸收剂吸收混合气体中溶解度大的气体组分，使之达到分离的目的。水洗石粗氯乙烯净化的第一步，除去了溶解度较大的氯化氢、乙醛及汞蒸气等，二氧化碳可以通过碱洗除去，通常用10%~15%的氢氧化钠溶液作吸收剂，粗氯乙烯气体经碱洗至中性
（4）盐酸脱吸
副产盐酸脱吸是将水洗脱酸塔产出的含有杂质的废酸进行脱吸，可以回收其中的氯化氢，并返回前部继续生产氯乙烯。由浓酸槽来的31%以上的浓盐酸进入脱吸塔顶部，在塔内与经再沸器加热而沸腾上升的气液混合物充分接触，进行传质、传热，利用水蒸气冷凝时释放出的冷凝热将浓盐酸中的氯化氢气体脱吸出来，直至达到沸腾状态平衡为止。塔顶脱吸出来的氯化氢气体经冷却使温度降低至－5～－10℃、除去水分和酸雾后，其纯度可达%以上，送往氯乙烯合成前部；塔底
排出的稀酸经冷却后送往水洗塔，作为水洗剂循环使用。
氯乙烯合成的主要设备
（1）酸雾过滤器
根据气体处理量的大小，酸雾过滤器有单筒式和多筒式两种结构形式。多筒式结构如图3-1所示。
为了防止盐酸腐蚀，设备筒体、花板、滤筒可采用钢衬胶或硬聚氯乙烯制作。
过滤器的每个筒可包扎硅油玻璃棉，厚度35mm左右，总的过滤面积为8m2,
m/3以上。一般，限制混合气体截面流速在这样的过滤器可处理乙炔流量1500h
s一下。设备夹套内通入冷冻盐水，以保证脱水过程中的温度控制。
图3-1 酸雾过滤器
（2）氯乙烯合成转化器
氯乙烯合成转化器是电石乙炔法生产氯乙烯的关键设备，是列管式固定床板反应器。
电石法生产氯乙烯适合我国国情，随着产量和装置的增大，该转化器的运行防漏和大型化越来越引起广大用户的关注和重视。
①结构。如图3-2所示为转化器的结构图。转化器实际上是一种大型固定管板式换热器。主要由上下管箱及中间管束三大部分组成。上下管箱均由乙型平焊法兰基锥形封头组成，其中上管箱顶部配有4个热电偶温度计接口、4个手孔，混合气体入口处还设有气体分布盘；下管箱内衬瓷砖，并设有用于支撑大小磁环及活性炭的多孔板、合成气体出口及放酸口。中间管束主要由上下两板管，换热管、壳体、支耳等部分组成。
②工作原理。乙炔与氮气混合气经冷却脱水、进入用氯化汞作催化剂的转化器列管中进行反应，合成转化为氯乙烯气体，该反应为强放热反应，反应带中心的温度高达190℃上下，该反应放出大量的热量必须经壳程中90～100℃循环水冷却介质带走。
四 氯乙烯的精馏
生产原理
利用多组分的混合物在定压下各组分的沸点或在定温下各组分的蒸气压（或挥发度）不同经过传质传热的过程，即：气相中难挥发组分和液相中易挥发组分，进行多次的反方向扩散而得到较完全分离的单一组分的物质。
粗氯乙烯成分复杂，其中包括：.32Cl H C 、222Cl H C 、242Cl H C 、22H C 、CHO CH 3、2O 、2N 等，属于多组分物质。
A ——轻组分： 222,N H C t 沸=－℃
B ——产品VCM ： .32Cl H
C t 沸=－℃
C ——重组分： 242Cl H C t 沸=57~60℃
工艺流程简述
来自机后冷却器的VC 气体进入全凝器，用5℃的水将大部分氯乙烯冷凝成液体，VC 液体去聚结器除去水分全凝器为冷凝下来的气体进入尾气冷凝器，经－35℃盐水冷却后，VCM 进入聚结器除去水分。尾气冷凝器中未冷凝的气体，去尾气吸附器经吸附氯乙烯和乙炔后定压排空。从聚结器出来的氯乙烯气体进入低沸塔，低沸塔釜用热水见解加热使氯乙烯气化，在塔中上升的氯乙烯蒸汽同下降的液体在各层塔板上进行充分接触，进行传质传热。将沿各层塔板下流的液相中的低沸物蒸出，经塔顶冷凝器用5℃水控制回流比后，低沸物由塔顶冷凝器出口进入尾气冷凝器，使塔釜氯乙烯由液位控制器进入高沸塔。高沸塔釜用热水加热，上升的氯乙烯蒸汽用下降的液体在各层塔板上进行充分接触们进行传质传热，使氯乙烯蒸出，经塔顶冷凝器冷凝用5℃水将氯乙烯冷凝，控制部分氯乙烯回流。
由塔顶出来的大部分精氯乙烯进入成品冷凝器，用5℃水将氯乙烯冷凝，送氯乙烯液体贮存工序。高沸塔釜分离出高沸物，压入高沸物贮槽至一定量后送入蒸馏Ⅲ塔，经Ⅲ塔蒸馏，塔顶流出的氯乙烯经塔顶冷凝器用5℃水控制回流比后，回收氯乙烯进入气柜，塔釜放出物排往二氯乙烷槽。
精馏系统操作影响因素
由于氯乙烯中有机及无机杂质对精馏过程、聚合反应及聚氯乙烯产品的热稳定性有不利影响，必须尽可能地去除干净。
（1）回流比的选择
回流比是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液量之比，也是表征精馏塔效率的主要参数之一。在氯乙烯精馏过程中，由于大部分采用塔顶冷凝器的内回流形式，不能直接按最佳回流比来操作控制，但在实际操作中发现质量差而增加塔顶冷凝量时，实质上就是提高回流比和降低塔顶温度、增加理论板数的过程。但若冷凝量和回流比增加太多，势必是塔釜温度下降而影响塔底混合物组成，因此又必须相应地增加塔釜加热增发量，使塔顶和塔底温度维持原有水平，所不同的是向下流的液体和上升的蒸汽量增加了能量消耗也相应增加。虽然氯乙烯精馏用的热量是利用转化反应余热，但所需冷量却是要成本的。因此在一般情况下，不宜采用过大的回流比。对于回流式系统，也可以通过冷盐水的通入量和温差测定获得总换热量，再由气体冷凝热估算冷凝回流量。一般低沸塔的回流比实际是基本全回流，仅约有5%左右的含有大量乙炔的氯乙烯排出：高沸塔在~范围，当单体质量相同时，回流比小则说明塔的效率高。
（2）惰性气体的影响
由于氯乙烯合成反应的原料氯化氢气体是有氢气和氯气合成制得的，纯度一般只有90%~96%，余下组分为氢气、乙炔等不凝气体。这些不凝性气体含量虽低，但却能在精馏系统的冷凝设备中产生不良后果。它犹如空气存在于水蒸气冷凝系统中一样，使冷凝壁面上存在一层不凝气体膜，导致给热系数显着下降。
电石法生产氯乙烯
合肥工业大学 课程设计 设计题目： 5万吨/年电石法制氯乙烯 学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级： 学生：方柳陈志指导教师：张旭系主任: （签名） 一、设计要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。（字数不小于8000字） 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。 3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。 二、进度安排： 三、指定参考文献与资料 《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》
摘要 本次课程设计主要是设计氯乙烯的生产成套装置。氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料，到目前为止，全球有93%以上的氯乙烯采用氧氯化法生产。在国内，考虑到石油资源不足，价格较高，而电石资源丰富，所以大部分工厂都采用电石法制取氯乙烯。本次主要介绍电石法制取氯乙烯。先后介绍了从原料气氯化氢、乙炔的制备到氯乙烯的合成、氯乙烯的精馏等一系列生产过程的工艺流程、工艺原理以及主要设备选型等问题。 关键词：氯乙烯；电石法；乙炔；氯化氢；工艺流程；精馏
一乙炔的制备 乙炔生产的工艺原理 （1）电石的破碎 通常厂家采购的电石都是大块的电石，而电石料块进入发生器的合理径为25~50mm，因此在进发生器前必须破碎，通常是将大块的电石放入颚式破碎机，粗破后料块直径为80~100mm，通过皮带机输入电石仓库，然后经过二次破碎，径粒达到25~50mm，破碎后料块通过皮带机径除铁器除铁后输入日料库，作为发生器的入料电石。进入破碎机的电石温度应≤130℃，否则会烫坏，烧坏皮带；进入发生器的电石温度应该≤80℃，否则对发生系统不安全。 （2）电石的除尘 化学工程里把气体与微粒子混合物中分离粒子的操作称作除尘。针对电石及其粉尘的特性，选用的除尘方法一般有以下几种。 ①旋风除尘。旋风除尘器对数微米以上的粗粉尘非常有效。采用简单的旋风除尘器和风机进行除尘，利用电石粉尘在风机的作用下，在除尘器内旋转所产生的离心力，将电石粉尘从气流中分离出来。这种方式结构简单，器身无运动部件，不需要特殊的附属设备，安装投资较少，操作、维护也方便，压力损失中等，动力消耗不大，运转维护费用低，也不受浓度、温度的影响。但由于电石粉尘比较细，用这种简单的除尘方式很难达到环保要求，除尘效率不高。 ②湿法除尘。湿法除尘具有投资少，结构简单，占地面积小，特别是对易燃易爆气体的除尘效果更好，在操作时不会产生捕集到的电石灰尘再飞扬。电石除尘通常采用旋风除尘和湿法的冲激式除尘器相结合。这种除尘方式虽然效率较高，但由于系统压力损失大，管道容易积灰。冬天用蒸汽时，积灰易受潮结块，造成管道堵塞，清理比较困难。除尘器内排出的电石渣水，多耗了水又易造成二次污染，除尘器排出的气体中水蒸气在寒冷的北方也容易结冰，因此这种除尘方式适合于气候湿润、冬天不冷的地方使用。 （3）袋式过滤除尘 布袋除尘室依靠编制的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离含尘气体中电石尘的目的，除尘效率一般可达99%。滤布在长期与粉尘的接触和反复清理的过程
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防正式样本
文件编号：TP-AR-L4009 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防正式样本
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 电石与水反应生成乙炔，乙炔在常温下是气态。 乙炔气与空气混合，可形成易燃易爆气体，一旦遇上 火源、静电、局部高温、摩擦等就会发生爆炸。因 此，生产者都必须了解本工段原材料和产品的性能、 生产特点，确保本工段的安全操作。 易燃易爆，乙炔性质活泼，在高温、高压下具有 强烈的爆炸能力。乙炔与空气能在很宽的范围内，即 2.3—81%（其中7—13%最易爆炸，最适宜的混合比 为13%）形成爆炸混合物。它属快速爆炸混合物，其 爆炸延滞时间只有0.017秒。在电石加料中，如贮斗
内剩余的乙炔气用氮气未排尽，遇到明火或加料电石摩擦就会发生火烧爆炸。 乙炔与氯气反应生成氯乙炔会发生火烧爆炸。在生产中次氯酸钠配制槽的液面控制太低，碰到故障时会出现系统内乙炔气倒窜入文丘里的氯气管中，与氯气生成氯乙炔造成文丘里火烧爆炸的现象。 （二）有毒有害 l.乙炔 乙炔属微毒类化合物，具有轻微的麻醉作用。车间空气中最高允许浓度是500mg/m3。人体大量吸入乙炔气，初期表现为兴奋、多语、哭笑不安；后为眩晕、头痛、恶心和呕吐，共济失调、嗜睡；严重者昏迷、紫钳、瞳孔对光反应消失、脉弱而不齐。急救方法是迅速离现场至空气新鲜处，采取人工呼吸或输氧治疗。
聚氯乙烯生产工艺说明
第一部分氯乙烯的制备 工艺流程: 乙炔工段送来的精制乙炔气（纯度≥98.5%），经乙炔沙封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%，不含游离氯）在混合器以一定比例（1：1.05）混合后进入一级石墨冷却器，用－35℃冷冻盐水冷却至（2±4）℃,再经二级石墨冷却器用－35℃冷冻盐水间接冷却至（－14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集除去少量粒径很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤0.06%的混合气依次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70～80℃温度送入串联的两段装有氯化高汞触媒的转化器，可分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%～30%的乙炔未转化，在进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性较低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热，通过转化列管间的循环热水移支去。精氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞器填料塔的稀酸及解吸后的稀酸吸收混合气中的大部分氯化氢气体，制得氯化氢含量为28%～30%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有极微量的氯化氢酸雾、二氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%～20%的NAOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离器部分脱水后送入压缩工序。生产间的波动则由设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。工艺原理: 混合气脱水:利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气中的水分，利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，阄混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气中的水分至所必需的工艺指标。在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40%的盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用浸渍3%～5%憎水性
电石法氯乙烯乙炔生产工艺要点.doc
电石法氯乙烯乙炔生产工艺（全版） 生产原理 电石水解反应原理 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130KJ/mol(31kcal/mol) 由于工业电石含有大量杂质,CaC2在水解反应的同时,还进行一些副反应,生成相应的杂质气体,其反应式如下: CaO+2H2O→Ca(OH)2+63.6kJ/mol CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑ Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑ 清净原理: 上述水解反应中,生成的粗乙炔气中含有硫化氢、磷化氢等杂质气体,在清净时主要进行如下 化反应. H2S+4NaClO→H2SO4+4NaCl PH3+4NaClO→H3PO4+4NaCl SiH4+4NaClO→SiO2+2H2O+4NaCl AsH3+4NaClO→H3AsO4+4NaCl 上述反应生成的H2SO4 、H3PO4等酸类物质，部份夹带于气体中，进入中和塔，在塔内与氢氧化钠进行中和反应，主要的反应式如下： H3PO4+3Na OH→Na3PO4+3H2O H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O 生成的盐类物质溶解于液相中，通过排碱时排放。 工序任务 将破碎好的电石加入发生器内与水发生水解反应，按生产需要，调节电磁振荡器电流，维持气柜高度，生成的粗乙炔气进行冷却、压缩、清净（除去粗乙炔气中的H2S、PH3等杂质），使其纯度达到98%以上，满足合成工序流量要求。 工序岗位职责 熟悉本工序工艺流程，设备结构，物料性能，掌握操作法及基本生产原理，以及安全、消防环境保护要求。严格遵守岗位操作规程、交接班制度、安全生产制度、巡回检查制度、设备维护保养制度。 严格控制各项工艺控制指标，准确及时填写原始记录，做到无漏项，无涂改,无污迹,字体工整(要求用仿宋体)。 八小时工作负责处理和排除各种生产故障,保证实现优质、高产低消耗,同时保证设备卫生清洁和环境卫生。遵守劳动纪律、不串岗、不睡岗、不擅自离岗,有事离岗必须向班长请假。 服从班组长、工段长的领导和分厂、生产调度的指挥,接受安全巡岗检查。 工序原料质量要求 电石 电石质量应符合(表1)要求。 表1电石质量标准 GB/T10655-89 指标名称指标 优级品一级品二级品三级品 发气量,L/Kg
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防 2009-06-26 13:32:07 作者：来源： 电石与水反应生成乙炔，乙炔在常温下是气态。乙炔气与空气混合，可形成易燃易爆气体，一旦遇上火源、静电、局部高温、摩擦等就会发生爆炸。因此，生产者都必须了解本工段原材料和产品的性能、生产特点，确保本工段的安全操作。 易燃易爆，乙炔性质活泼，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力。乙炔与空气能在很宽的范围内，即2.3—81%（其中7—13%最易爆炸，最适宜的混合比为13%）形成爆炸混合物。它属快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017秒。在电石加料中，如贮斗内剩余的乙炔气用氮气未排尽，遇到明火或加料电石摩擦就会发生火烧爆炸。 乙炔与氯气反应生成氯乙炔会发生火烧爆炸。在生产中次氯酸钠配制槽的液面控制太低，碰到故障时会出现系统内乙炔气倒窜入文丘里的氯气管中，与氯气生成氯乙炔造成文丘里火烧爆炸的现象。 （二）有毒有害 l.乙炔 乙炔属微毒类化合物，具有轻微的麻醉作用。车间空气中最高允许浓度是500mg/m3。人体大量吸入乙炔气，初期表现为兴奋、多语、哭笑不安；后为眩晕、头痛、恶心和呕吐，共济失调、嗜睡；严重者昏迷、紫钳、瞳孔对光反应消失、脉弱而不齐。急救方法是迅速离现场至空气新鲜处，采取人工呼吸或输氧治疗。 2.氯气 氯气是窒息性的毒性很大的气体，对眼、呼吸系统粘膜有刺激作用，可引起迷走神经兴奋，反射性心跳骤停。氯气急性中毒轻度者出现粘膜刺激症状，眼红、流泪、咳嗽，中度者出现支气管炎和支气管肺炎、胸闷、头痛、恶心、干咳等；重度者出现肺水肿，可发生昏迷和休克。 3.氮气 氮气是窒息性气体，短时间内可使人窒息死亡，因为它属于无毒气体而常被人们所忽视。 进入排过氮气的发生器和气柜之前，应将人孔等打开，必要时用排风扇鼓风，使空气流通或水冲洗后经检测含氧量在18—21%时方能进行操作。 （三）易腐性
电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备
电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备 马晶，王硕，韩晓丽 摘要：电石与水反应生成乙炔，乙炔除杂质后与氯化氢混合后进入转化器进行反应，反 应在装有氯化汞和活性炭为催化剂的列管内进行。改进转化器列管内结构，使流体流动状态改变，管中心温度降低，提高触媒使用寿命，提高单台转化器生产能力。在我国目前很多用电石法制氯乙烯的厂家的情况下值得推广应用。 关键词：电石乙炔法; 氯乙烯；转化器；结构 随着我国经济的不断发展，各种新材料合成及其他相关领域的开发促使了氯产品和产业的快速发展，同时如何能达到更高的产量是人们关注的问题。氯乙烯是氯产品中比较基础的一种产品，又名乙烯基氯是一种应用于化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得，为无色、易液化气体，沸点-13.9 ℃，临界温度142 ℃，临界压力5.22 MPa。氯乙烯有毒，与空气混合易形成爆炸物，爆炸极限4％～22％（体积分数）。其单体的生产方法主要分为乙炔法（电石法）、乙烯法、烯烃法、联合法、乙烯氧氯化法和乙烷一步氧氯化法。我国因石油资源相对较少，电石原料分布广泛，所以目前很多化工企业仍采用电石法制取氯乙烯。 1 电石法制氯乙烯主要化学反应 电石与水反应产生乙炔，除杂质后与氯化氢混合、干燥后进入转化器。反应在转化器管内进行，列管内内装入以活性炭为载体的氯化汞（含量一般为载体质量的10％）催化剂。常压下进行反应,反应为放热反应，管外用加压循环热水冷却，保证温度控制在100～180 ℃。乙炔转化率达99％,氯乙烯收率在95％以上。副产物是二氯乙烷（约1％），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。 生产工艺中，乙炔和氯化氢在转化器内合成氯乙烯的反应： （1）在氯化汞催化剂存在下，乙炔与氯化氢加成直接合成氯乙烯。 原料乙炔和氯化氢制备方法 （2）电石气制备乙炔方法： （3）氯化氢的制备方法：氯碱车间的氯气和氢气通入合成炉。 2 影响反应转化率的因素 2.1 原料乙炔与氯化氢的配比 在反应中乙炔可与催化剂氯化汞反应生成氯化亚汞和单质汞，所以在实际生产中要使原料气中氯化氢过量以避免催化剂中毒，减少副反应的发生。在气体纯度稳定的情况下，乙炔和氯化氢摩尔配比一般应保证在1.05～1.10 之间。可通过测定转化器出口气体中的氯化氢含量(HCl 体积分数在3%～8%)控制原料气比例，净化泡沫塔的出口温度、酸浓度值也可作为控制配比的相关参考依据。但氯化氢过多，会生成多氯化物等副产物。乙炔和氯化
采用电石法生产聚氯乙烯
采用电石法生产聚氯乙烯(PVC)的上市公司一览◇电石法：利用电石（碳化钙CaC2），遇水生成乙炔（C2H2），将乙炔与氯化氢（HCl）合成制出氯乙烯单体（CH2CHCl），再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH CHCI]n—的化学反应方法。具体代表厂家为：新疆天业（600075）、中泰化学（002092）、青岛海晶等。 ◇乙烯法：从石油中提取乙烯（C2H4），让氯气与乙烯发生取代反应，制得氯乙烯单体，经聚合反应生成聚氯乙烯树脂。代表厂家为：齐鲁石化、上海氯碱等。 电石法比石油法成本低，但电石法生产的氯乙烯单体在质量上比石油法稍差（也就造成了石油法PVC稍优于电石法），且电石法造成的污染较大。但石油价格的持续走高，使电石法的生存空间和利润空间不断扩展。有相当多的企业或投资人正在进入这一行业，特别是西部企业，在资源（电石多由西部企业生产、煤矿也较丰富）、能耗（水电成本较低）、人力（人工成本低）等方面都具有优势。近两年内，西部将有几百万吨的电石法PVC投产，行业竞争将愈演愈烈。同时随着PVC出口退税的调整（从11%降至5%）以及国家对两高一资企业的限制（电石将极其紧张），国内市场将极其惨烈。 ◇西部电石法生产企业成本优势突出 在电力成本支撑电石价格难以下跌的情况下，拥有一体化优势的西部企业利用自备电厂或当地较为便宜的电石价格，拥有成竞争优势。自备电厂的发电成本仅为0.18-0.20 元/度，远低于0.37-0.39 元/度的电网电价；电石供应价格也在2400-2600 元/吨，低于内地电石价格200 元/吨以上。在市场价格偏低、行业内企业普遍开工不足的情况下，西部电石法PVC 生产企业依旧保持了较高的开工率和合理的库存水平，拥有自备电厂的企业，在目前的价格水平下依旧拥有较强盈利能力。英力特一季度开工率约为70%，随后逐步提高至二季度90%、三季度的100%；新疆天业也从一季度约80%开工率提升至三季度的100%；中泰化学更是一直保持了100%的满负荷生产。
乙烯氧氯化法生产氯乙烯[1]
乙烯氧氯化法生产氯乙烯 一、概述 1．氯乙烯的性质和用途 氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力为5.12MPa，尽管它的沸点低，但稍加压力，就可得到液体的氯乙烯。氯乙烯易燃，闪点小于-17.8℃，与空气容易形成爆炸混合物，其爆炸范围为4～21.7％(体积)。氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂，微溶于水，在水中的溶解度是0.001g／L。氯乙烯具有麻醉作用，在20～40％的浓度下，会使人立即致死，在10％的浓度下，—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢，最后微弱以致停止呼吸。慢性中毒会使人有晕眩感觉，同时对肺部有刺激，因此，氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。 氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。由于双键的存在，氯乙烯能发生一系列化学反应，工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。 氯乙烯是聚氯乙烯的单体，在引发剂的作用下，易聚合成聚氯乙烯。氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚，生成高聚物，这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。因此，氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。 2．氯乙烯的生产方法
氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代，当时是使用电石水解成，乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。其化学反应方程式为：CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 C2H2 + HCl CH2CHCl 50年代前，电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成： CaO+3C CaC2 + CO 随着氮乙烯需求量的增加，人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。在50年代初期，乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。 随后，人们注意到二氯乙烷裂解过程，除生成氯乙烯外还生成氯化氢。由此，工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。 CH 2＝CH2十C12 → CH 2C1—CH 2C1 CH 2C1—CH 2C1 → CH 2＝CHC1十HC1 十HCl → CH 2＝CHC1 50年代后期，开发出乙烯氧氯化工艺以适应不断增长的对氯乙烯的需求。 在这个过程中，乙烯、氧气和氯化氢反应生成二氯乙烷，和直接氯化过程结合在一起，两者所生成的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯，这种
聚氯乙烯生产工艺简介
聚氯乙烯生产工艺简介 PVC树脂是氯乙烯单体经聚合制得的一类热塑性高分子聚合物，分子式为: [ CH2—CHCl ]n，其中n表示聚合度，一般n=590～1500。 一、氯乙烯单体的制备 工业上制备氯乙烯的方法主要有：乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。 1、乙炔法：乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法，乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制得。此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造PVC树脂主要集中在我国，占我国PVC树脂总量的一半以上。 2、联合法：由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应又制得氯乙烯。 3、乙烯氧氯化法：使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。副产的氯化氢在回收到氧氯化工段，继续反应。 4、乙烯平衡氧氯化法：是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。 进入90年代以后，国外先后开发了一些生产氯乙烯单体的新工艺。例如开发出不产生水的直接氯化/氯化氢氧化工艺；使用最便宜的乙烷作原料，直接氧氯化生产氯乙烯单体的技术；二氯乙烷/纯碱工艺生产氯乙烯单体的新技术路线等。 二、氯乙烯的聚合 在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用5种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。 1、本体聚合：一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62～75℃温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60℃温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。 本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。因此，此法生产的PVC树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。但聚合时操作控制难度大，PVC树脂的分子量分布一般较宽。 2、悬浮聚合法：液态氯乙烯单体以水为分散介质，并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂，在一定温度下，借助搅拌作用，使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合
氯乙烯的生产方法、生产原理
氯乙烯的生产方法、生产原理
氯乙烯的生产方法、生产原理 1生产方法 按其所用原料可大致分为下列几种： ⑴乙烯法 此法系以乙烯为原科，可通过三种不同途径进行，其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 然后从二氯乙烷出发，通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯；另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下： ①二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法) C2H4Cl2+ NaOH → C2H3Cl + NaCl + H2O 此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量的醇和碱，此外在生产二氯乙烷时所用的氯，最后成为氯化钠形式耗费了，所以只在小型的工业生产中采用。 ②二氯乙烷高温裂解 C2H4Cl2→ C2H3Cl + HCl 这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的，与此同时，还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，结果使氯乙烯产率降低。为了提高产率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在480～520℃下进行，氯乙烯产率可达85%。 ③乙烯直接高温氯化 这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行： C2H4 +Cl2→ C2H3Cl + HCl 由上式可以看出这一反应是取代反应，但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，则必须使温度在450℃以上，而要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科单独加温的方法来解决，但在高温下反应激烈，反应热难以移出，容易发生爆炸
乙炔法生产聚氯乙烯
一、工业生产方法、原理和发展历程 聚氯乙烯（PVC）是全球五大热塑性合成树脂之一，产量仅次于聚乙烯，约占世界合成树脂总消费的30%。PVC树脂价格低廉，其制品广泛应用于工农业建设和人民的日常生活。从整个世界PVC市场的地区分布情况来看，当前，北美洲和亚洲是世界最大的PVC消费市场；未来十几年间，拉美和中国将成为PVC消费增长最快的地区、因此，伴随我国经济的长期持续发展，PVC生产企业降存在着较大的利润空间。 1.1 PVC的发展历程 1835年法国人V.勒尼奥用氢氧化钾在乙醇溶液中处理二氯乙烷首先得到氯乙烯。20世纪30年代，德国格里斯海姆电子公司基于氯化氢与乙炔加成，首先实现了氯乙烯的工业生产。初期，氯乙烯采用电石，乙炔与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙炔法。以后，随着石油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。1940年，美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。1960
年，美国陶氏化学公司开发了乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法， 1 此法得到了迅速发展。乙炔法、混合烯炔法等其他方法由于能耗高而处于逐步被淘汰的地位。 氯乙烯可发生加成反应。在引发剂（如有机的过氧化物或偶氮化合物）作用下发生加聚反应，生成聚氯乙烯（PVC）塑料。还可以与某些不饱和化合物共聚成为改善某些性能的改性品种。如与醋酸乙烯酯的共聚物，用于制造薄膜、涂料、塑料地板、唱片、短纤维等；又如与偏二氯乙烯CCl2=CH2的共聚物具有无毒、透明、防腐等特性，可用于制渔网，座垫织物、滤布、包装薄膜等，商品名莎纶、合成1，1，2-三氯乙烷等。工业上用乙炔与氯化氢于汞盐作用下加成，或由乙烯氯化后热解生成氯化氢和氯乙烯、二氯乙烷热裂解等方法制得。 1.2 PVC生产方法及原理 PVC的生产工艺有多种，根据其单体氯乙烯的不同，生产工艺主要分为电石法制PVC和乙烯法制PVC两种。 电石法制PVC是一条煤化工路线，首先用生石灰和以焦炭为主的碳素原料生产电石，在利用电石与
化工聚录乙烯生产技术电石法聚氯乙烯生产技术习题库
、填空题 1、乙炔属微毒类化合物，具有轻微的作用。 2、乙炔发生器总加水量与电石用量之比称为。 3、乙炔为色气体，极易，与空气混合有的危险。 4、与作用生成乙炔气。 5、工业用乙炔气主要含有和等杂质。 6混料槽中搅拌的型式是和的组合。 7、乙炔与氯化氢在升汞催化剂存在下的气相加成反应实际上是非均相的，分五 个步骤进行，其中反应为控制阶段。 8、气体经绝热压缩后和升高，体积。 9、工业上用合成法生产氯化氢时，氯气与氢气的物质的量比通常控制在 Cl2：H2=，燃烧时氯气通入燃烧器的管，氢气通入燃烧器 的管，反应时火焰颜色通常为色。 10、合成炉的作用是把与燃烧反应生成气体。 11、文丘里管是由、、等四部分组成。 12、次氯酸钠溶液有效氯控制在，pH值左右。 13、水环泵在正常操作中要控制好和。 14、压缩机的工作过程分为、和三个步骤。 15、点炉时若炉内有残留的氢气易使爆破。 16、生产中乙炔和氯化氢的配比要求不过量，过量。 17、低沸物主要指的是。高沸物主要指的是、等。 18、聚氯乙烯的外观是色粉末，当温度高于100C时开始分解放出。 19、对于PVC生产来说，聚合温度越低，其树脂粘度，聚合度是由决定的，而空 隙率与成反比。 20、精馏就是利用物质的沸点不同，在一定范围内的温度下，经过 多次蒸发和冷凝而分离出不同纟组分物质的过程。 21、生产工艺中采用台泡沫水洗塔，连接工艺为形式。
22、悬浮法生产PVC时，由于采用的分散剂种类不同，产品有型和型之分。 23、转化用触媒是以为载体，以为催化剂。 24、有机类引发剂能溶于或类中，所以称为油溶性引发剂，而无机类引发剂则溶于，属于水溶性。悬浮和本体聚合选用引发剂，而乳溶聚合则选用引发剂。微悬浮聚合两类引发剂都适用。 25、氯乙烯聚合用引发剂种类较多，根据其在60r时的半衰期长短，可将引发 剂分为活性引发剂、活性引发剂、活性引发剂。 26、氯乙烯悬浮聚合的机理可分为、、和四个阶段，其中是聚合的控制步骤。 27、终止剂双酚A 是色针状结晶，其结构式是。 28、聚氯乙烯在火焰上能燃烧并降解，放出、和等，但离开火焰即自熄。 29、乙炔发生后，发生器排掉的渣水主要成分是，分子式。 30、湿式立式乙炔发生器的电石加料操作，应严格按照向和贮斗顺序排置换， 然后将吊斗内的电石加入的操作顺序。 31、乙炔能与、、等金属生成炔金属，稍受震动即会爆炸。 32、影响精馏的主要因素有、、 33、电石粒度越小，与水的接触面积越，反应速度也越。通常，电石加入发生器的粒度控制在mm 以下。 34、在氯氢合成工艺中，合成炉火焰过黄或黄色，是由于过量的缘故；系统停车，原则上是先断后断。 35、正常生产时乙炔总管压力氯化氢压力，以防氯化氢倒入乙炔工段腐蚀设备。 36、单台转化器出口含乙炔，i组，n组。 37、氯化汞分子式，别名，， 38、生产聚氯乙烯的主要原料为，其化学式为，式量为。 39、聚氯乙烯的工业生产方法目前有种，他们是、40、对于PVC生产来说，聚合温度越低，其树脂粘度，聚合度是由决定的，而空 隙率与成反比。 41、有机类引发剂又可分为和化合物。工业上引发剂的活性常以来表示。 42、氯乙烯聚合用引发剂种类很多，根据60 r半衰期的长短，可将引发剂分成 三类： (1)引发剂，t < 1h
氧氯制取氯乙烯
一、概述 1．氯乙烯的性质和用途 氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力为5.12MPa，尽管它的沸点低，但稍加压力，就可得到液体的氯乙烯。氯乙烯易燃，闪点小于-17.8℃，与空气容易形成爆炸混合物，其爆炸范围为4～21.7％(体积)。氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂，微溶于水，在水中的溶解度是0.001g／L。 氯乙烯具有麻醉作用，在20～40％的浓度下，会使人立即致死，在10％的浓度下，—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢，最后微弱以致停止呼吸。慢性中毒会使人有晕眩感觉，同时对肺部有刺激，因此，氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。 氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。由于双键的存在，氯乙烯能发生一系列化学反应，工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。 氯乙烯是聚氯乙烯的单体，在引发剂的作用下，易聚合成聚氯乙烯。氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚，生成高聚物，这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。因此，氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。 2．氯乙烯的生产方法 氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代，当时是使用电石水解成，乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。其化学反应方程式为： CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 C2H2 + HCl CH2CHCl 50年代前，电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成： CaO+3C CaC2 + CO 随着氮乙烯需求量的增加，人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。在50年代初期，乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。 随后，人们注意到二氯乙烷裂解过程，除生成氯乙烯外还生成氯化氢。由此，工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。 CH 2＝CH2十C12→ CH2C1—CH 2C1 CH 2C1—CH 2C1→ CH2＝CHC1十HC1 十HCl → CH2＝CHC1 50年代后期，开发出乙烯氧氯化工艺以适应不断增长的对氯乙烯的需求。 在这个过程中，乙烯、氧气和氯化氢反应生成二氯乙烷，和直接氯化过程结合在一起，两者所生成的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯，这种生产方法称为平衡法。 至今世界上虽仍有少量的氯乙烯来自于电石乙炔及乙炔—乙烯混合法，而绝大部分氯乙烯是通过基于乙烯和氯气的平衡过程生产。平衡氧氯化生产工艺仍是已工业化的、生产氯乙烯单体最先进的技术，在世界范围内，93％的聚氯乙烯树脂都采用由平衡氧氯化法生产的氯乙烯单体聚合而成。该法具有反应器能力大、生产效率高、生产成本低、单体杂质含量少和可连续操作等特点。 二、反应原理 乙烯氧氯化法生产氯乙烯，包括三步反应：
电石法生产氯乙烯培训讲学
电石法生产氯乙烯
合肥工业大学 课程设计 设计题目： 5万吨/年电石法制氯乙烯 学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级： 2012.2 学生：方柳陈志指导教师：张旭系主任: （签名） 一、设计要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。（字数不小于8000字） 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。 3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。 二、进度安排：
三、指定参考文献与资料 《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》 摘要 本次课程设计主要是设计氯乙烯的生产成套装置。氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料，到目前为止，全球有93%以上的氯乙烯采用氧氯化法生产。在国内，考虑到石油资源不足，价格较高，而电石资源丰富，所以大部分工厂都采用电石法制取氯乙烯。本次主要介绍电石法制取氯乙烯。先后介绍了从原料气氯化氢、乙炔的制备到氯乙烯的合成、氯乙烯的精馏等一系列生产过程的工艺流程、工艺原理以及主要设备选型等问题。 关键词：氯乙烯；电石法；乙炔；氯化氢；工艺流程；精馏
一乙炔的制备 1.1 乙炔生产的工艺原理 （1）电石的破碎 通常厂家采购的电石都是大块的电石，而电石料块进入发生器的合理径为25~50mm，因此在进发生器前必须破碎，通常是将大块的电石放入颚式破碎机，粗破后料块直径为80~100mm，通过皮带机输入电石仓库，然后经过二次破碎，径粒达到25~50mm，破碎后料块通过皮带机径除铁器除铁后输入日料库，作为发生器的入料电石。进入破碎机的电石温度应≤130℃，否则会烫坏，烧坏皮带；进入发生器的电石温度应该≤80℃，否则对发生系统不安全。 （2）电石的除尘 化学工程里把气体与微粒子混合物中分离粒子的操作称作除尘。针对电石及其粉尘的特性，选用的除尘方法一般有以下几种。 ①旋风除尘。旋风除尘器对数微米以上的粗粉尘非常有效。采用简单的旋风除尘器和风机进行除尘，利用电石粉尘在风机的作用下，在除尘器内旋转所
氯乙烯的生产方法、生产原理
氯乙烯的生产方法、生产原理 1生产方法 按其所用原料可大致分为下列几种： ⑴乙烯法 此法系以乙烯为原科，可通过三种不同途径进行，其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 然后从二氯乙烷出发，通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯；另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下： ①二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法) C2H4Cl2+ NaOH → C2H3Cl + NaCl + H2O 此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量的醇和碱，此外在生产二氯乙烷时所用的氯，最后成为氯化钠形式耗费了，所以只在小型的工业生产中采用。 ②二氯乙烷高温裂解 C2H4Cl2→ C2H3Cl + HCl 这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的，与此同时，还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，结果使氯乙烯产率降低。为了提高产率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在480～520℃下进行，氯乙烯产率可达85%。 ③乙烯直接高温氯化 这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行： C2H4 +Cl2→ C2H3Cl + HCl 由上式可以看出这一反应是取代反应，但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，则必须使温度在450℃以上，而要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科单独加温的方法来解决，但在高温下反应激烈，反应热难以移出，容易发生爆炸的问题。目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体，使反应热很快移出。 此法主要的缺点是副反应多，产品组成复杂，同时生成大量的炭黑，反应热
聚氯乙烯(PVC) 的生产工艺和基础知识
PVC的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。 （1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。 （2）乳液聚合法最早的工业生产PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。 PVC发明小故事 一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。PVC的发明过程很有意思。这要
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及 预防(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7053-23 电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电石与水反应生成乙炔，乙炔在常温下是气态。乙炔气与空气混合，可形成易燃易爆气体，一旦遇上火源、静电、局部高温、摩擦等就会发生爆炸。因此，生产者都必须了解本工段原材料和产品的性能、生产特点，确保本工段的安全操作。 易燃易爆，乙炔性质活泼，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力。乙炔与空气能在很宽的范围内，即2.3—81%（其中7—13%最易爆炸，最适宜的混合比为13%）形成爆炸混合物。它属快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017秒。在电石加料中，如贮斗内剩余的乙炔气用氮气未排尽，遇到明火或加料电石摩擦就会发生火烧爆炸。 乙炔与氯气反应生成氯乙炔会发生火烧爆炸。在
氯乙烯概述
概述 氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化，有醚样气味的气体。分子式： C2H3Cl，结构式： CHCl=CH2 ，爆炸上限%(V/V)：31.0 ，爆炸下限%(V/V)： 3.6 沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。相对密度(水=1)：0.91，相对蒸气密度(空气=1)：2.15。氯乙烯是有毒物质，肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4％～22％（体积），在压力下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。 氯乙烯是塑料工业的重要生产原料，用途非常广泛.主要用于以下几个方面: 1.主要用以制造聚氯乙烯的均聚物和共聚物。也可与乙酸乙烯酯、丁二烯等共聚，还可用作染料及香料的萃取剂。用作多种聚合物的共聚单体，塑料工业的重要原料，也可用作冷冻剂等 2.塑料工业的重要原料，主要用于生产聚氯乙烯树脂。与醋酸乙烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯类及其他单体共聚生成共聚物，也可用作冷冻剂等。 3.主要用于制造聚氯乙烯。也可与乙酸乙烯酯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯、偏氯乙烯等共聚，制造胶黏剂、涂料、食品包装材料、建筑材料等。还可用作染料及香料的萃取剂。 用电石法生产氯乙烯的主要工艺为：以电石为原料制乙炔，在以活性炭为载体氯化汞催化剂存在下，与氯化加成而得。我国具有丰
富廉价的煤炭资源,用煤炭和石灰石生成碳化钙(电石)、然后电石加水生成乙炔的VCM生产路线具有明显的成本优势 1.电石与水反应得乙炔 CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 2.乙炔和氯化氢反应得氯乙稀 C2H2+HCL=C2H3Cl 赔料摩尔比为：乙炔：氯化氢=1：(1.08-1.1)。乙炔和氯化氢按上述配比混合物后进行列管装有催化剂，借列管外的循环冷却水带走。反应气体中还含有未反应的氯化氢、乙炔和生成的乙醛、1，1-二氯乙烷及顺二氯乙烯、反二氯乙烯等化合物。反应后的粗氯乙烯气体，经水洗塔、碱洗塔，洗去气体中氯化氢及二氧化碳。碱洗后气体，通过干燥塔进行压缩全凝、液化，液体氯乙烯分别送入低沸点塔及高沸点塔，去除高、低沸点物即得聚合级氯乙烯单体。 在通常条件下，乙炔与氯化氢加成合成氯乙烯的气相反应速率比较慢，常采用金属氯化物为催化剂，如氯化汞，载体为活性炭，催化反应条件为：温度130~180℃，绝对压力为0.12~0.15mpa,乙炔空速为：30~60/h。由于氯化汞易挥发，直接影响乙炔的转化率和氯乙烯的收率，而温度太低催化反应速率太低，因此工业上一般控制在 168~180℃。 氯乙烯的合成过程:HCL—→HCL缓冲罐—→HCL预冷器+乙炔沙封—→混合器—→石墨冷却器—→多孔过滤器—→预热器—→转化器 →除汞器—→冷却器—→水洗组合塔—→碱洗塔—→汽水分离器
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防
电石法制聚氯乙烯乙炔工段生产特点、常见事故及预防电石与水反应生成乙炔，乙炔在常温下是气态。乙炔气与空气混合，可形成易燃易爆气体，一旦遇上火源、静电、局部高温、摩擦等就会发生爆炸。因此，生产者都必须了解本工段原材料和产品的性能、生产特点，确保本工段的安全操作。 易燃易爆，乙炔性质活泼，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力。乙炔与空气能在很宽的范围内，即2.3—81%（其中7—13%最易爆炸，最适宜的混合比为13%）形成爆炸混合物。它属快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017秒。在电石加料中，如贮斗内剩余的乙炔气用氮气未排尽，遇到明火或加料电石摩擦就会发生火烧爆炸。 乙炔与氯气反应生成氯乙炔会发生火烧爆炸。在生产中次氯酸钠配制槽的液面控制太低，碰到故障时会出现系统内乙炔气倒窜入文丘里的氯气管中，与氯气生成氯乙炔造成文丘里火烧爆炸的现象。 （二）有毒有害 l.乙炔 乙炔属微毒类化合物，具有轻微的麻醉作用。车间空气中最高允许浓度是500mg/m3。人体大量吸入乙炔气，初期表现为兴奋、多语、哭笑不安；后为眩晕、头痛、恶心和呕吐，共济失调、嗜睡；严重者昏迷、紫钳、瞳孔对光反应消失、脉弱而不齐。急救方法是迅速离现场至空气新鲜处，采取人工呼吸或输氧治疗。 2.氯气 氯气是窒息性的毒性很大的气体，对眼、呼吸系统粘膜有刺激作用，可引起迷走神经兴奋，反射性心跳骤停。氯气急性中毒轻度者出现粘膜刺激症状，眼红、流泪、咳嗽，中度者出现支气管炎和支气管
肺炎、胸闷、头痛、恶心、干咳等；重度者出现肺水肿，可发生昏迷和休克。 3.氮气 氮气是窒息性气体，短时间内可使人窒息死亡，因为它属于无毒气体而常被人们所忽视。 进入排过氮气的发生器和气柜之前，应将人孔等打开，必要时用排风扇鼓风，使空气流通或水冲洗后经检测含氧量在18—21%时方能进行操作。 （三）易腐性 1.氢氧化钠 氢氧化钠对皮肤有腐蚀和刺激作用。高浓度时引起皮肤及眼睛等灼伤或溃烂。操作或检修时必须戴涂胶手套、防护眼镜或面罩。如溅入皮肤或眼睛，应立即用大量水反复冲洗，或用硼酸水（3%）或稀醋酸（2%）中和，必要时用敷软膏。 2.次氯酸钠 次氯酸钠对皮肤和眼睛有严重腐蚀和刺激作用，高浓度液体引起皮肤灼伤及眼睛失明。 操作或检修时应戴涂胶手套和防护眼镜。如溅在皮肤上可用稀的苏打水或氨水洗涤，或用大量水冲洗。 （四）易烫伤 乙炔工段排渣经常发生烫伤事故。造成烫伤原因是电石中混入电石桶盖、角铁、大块矽 铁等导致排渣不畅通，此时操作者用铁管通排渣口，使大量80℃左右的电石渣液向外排，接触皮肤造成烫伤事故。