电石法氯乙烯生产技术
电石法氯乙烯生产技术
一、原料及产品的识别
1、氯乙烯的性质和规格
氯乙烯英文名为vinyl chloride、chloroethylene，分子式为C2H3Cl，相对分子质量为62.5。
（1）基本物理性质
氯乙烯在常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体，其冷凝点（沸点）为-13.9℃，凝固点（熔点）为-159.7℃，临界温度为142℃，临界压力为5.29MPa。随着压力的增加，氯乙烯沸点升高较大，易液化。氯乙烯在不同压力下的沸点见表3.1.1。
表3.1.1 氯乙烯在不同压力下的沸点
压力（表压）atm 0 1 2 3 4 5 kPa 0 101.325 202.650 303.975 405.300 506.625
沸点/℃-13.9 5.53 16.2 25.7 33.5 39.7 由表中可以看出，虽然氯乙烯在常压下的沸点是-13.9℃，但加压后就可以得到液体氯乙烯。这一性质在氯乙烯精制中有着重要的工业意义。
氯乙烯蒸气压力和温度的关系见表3.1.2。
表3.1.2 氯乙烯蒸气压力和温度的关系
温度/℃压力/105Pa 温度/℃压力/105Pa
-28.37 0.527 16.21 3.010
-23.02 0.684 25.72 4.035
-16.61 0.903 33.53 5.051
-13.61 1.023 39.72 5.998
-8.32 1.265 46.80 6.044
-1.57 1.633 54.87 8.900
4.01 1.987 60.34 10.112
5.53 2.109
液体氯乙烯的密度与一般液体一样，温度越高，氯乙烯的密度越小，液体氯乙烯密度如表3.1.3所示。
表3.1.3 不同温度下氯乙烯的密度
温度/℃密度/（g/mL）温度/℃密度/（g/mL）
-12.96 0.9692 39.57 0.8733
1.32 0.9443 48.20 0.8555
13.49 0.9223 59.91 0.8310
28.11 0.8955
氯乙烯饱和蒸气的比容随着温度变化见表3.1.4所示。
表3.1.4 氯乙烯饱和蒸气的比容与温度的关系
温度/℃ 比容/（mL/g ）
温度/℃ 比容/（mL/g ）
-30 635 20 105.4 -20 418 30 79.4 -10 284 40 80.3 0 199 50 46.3 10
143.3
60
36.2
不同温度下氯乙烯的潜热见表3.1.5所示。
表3.1.5 不同温度下氯乙烯的潜热
温度/℃ 潜热/（J/g ）
温度/℃ 潜热/（J/g ）
-20 358.8 20 335.8 -10 352.1 30 328.7 0 347.5 40 320.7 10
342.1
50
311.5
氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和烃类，微溶于水，常压下其在水中的溶解度随温度变化而变化，见表3.1.6所示。
表3.1.6 氯乙烯在水中的溶解度随温度的变化
温度/℃ 0 10 15 20 28 溶解度/（体积VC/体积H 2O ）
0.808
0.572
0.433
0.292
0.10
氯乙烯易燃，与空气混合会形成爆炸性混合物，爆炸范围为4%~21.7%（体积分数），所以使用氯乙烯时要特别注意安全。
（2）主要化学性质
氯乙烯分子含有不饱和双键和不对称的氯原子，因而很容易发生均聚反应，也能与其他单体发生共聚反应，还能与多种无机或有机化合物进行加成、取代及缩合等化学反应。
①有关氯原子的反应
与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯：
222222H
()()
|
|
丁二酸氢钾丁二酸乙烯酯---=--=+
→
+CH COOK CH COO CH CH CH COO CH COOH
CH CHCl KCl
与苛性钠共热时，脱掉氯化氢生成乙炔：
22CH CHCl NaOH CH CH NaCl H O =+→≡++
②有关双键的反应
与HCl 加成生成二氯乙烷：
222CH CHCl HCl CH Cl CH Cl =+→-
在紫外线照射下能与H 2S 加成生成2-氯乙硫醇：
2222CH CHCl H S HSCH CH Cl =+→-
氯乙烯通过聚合反应可生成聚氯乙烯：
22nCH CHCl CH CH =???→-催化剂
——
（3）产品规格
由于各氯乙烯生产企业工艺过程、操作参数以及产品的应用有所不同，因而氯乙烯产品的规格也有所不同，中国聚合用氯乙烯的规格如表3.1.7所示。
表3.1.7 中国聚合用氯乙烯的规格
项目
指标/%
项目
指标/% 氯乙烯纯度（质量分数） 乙炔（色谱法） HCl ≥99.9 ≤0.001 ≤0.0002
水
铁
高沸点物含量（色谱法）
≤0.025
≤0.0001 ≤0.001
2、原料的基本性质和规格要求
电石法生产氯乙烯的主要原料有乙炔和氯化氢，还有氯化汞、活性炭、氢氧化钠等。氯化氢和乙炔、氢氧化钠的基本性质与规格参见项目一和项目二，在此主要介绍氯化汞、活性炭。
（1）原料的基本性质
①氯化汞 氯化汞英文名为mercuric choride ，别名为二氯化汞、氯化高汞、升汞，分子式为HgCl 2，相对分子质量为271.59。无色或白色结晶粉末，溶于水、乙醇、丙酮、醚。常温下微量挥发，遇光逐渐分解，熔点277℃，剧毒，应避光密封保存。氯化汞在乙炔法生产氯乙烯中主要作为合成反应的催化剂。
②活性炭 英文名为active carbon ，是黑色粒状物或粉末，无嗅、无味，不溶于任何溶剂，对气体有选择性的吸附能力，用于色谱试剂、吸附剂、脱色剂，粒状物可用于催化剂的载体。
（2）原料规格
|
Cl
n
表3.1.8 氯化汞、活性炭、氢氧化钠的工业规格序号原料控制项目工业规格
1 活性炭
炭≥97%
水分≤5%
机械强度≥90%
吸苯率≥30%
比表面积≥50m2/g
粒度
6.5mm以上含量≤5%，2.75~5.5mm
含量≥40%，1mm以下含量≤1%
2 氯化汞
HgCl210%~12%
H2O ≤0.3%
机械强度≥90%
粒度φ3×6mm
3 固体烧碱
NaOH ≥95%
Na2CO3≤1.5%
NaCl ≤2.8%
Fe2O3≤0.01%
颜色主体白色可带浅色光头
4 液体烧碱
NaOH ≥42% Na2CO3≤1.0% NaCl ≤2.0% Fe2O3≤0.03%
二、混合脱水和合成中的工业卫生和安全技术
1、氯乙烯的工业卫生及中毒预防
（1）氯乙烯的毒害
氯乙烯通常由呼吸道吸入人体内，较高浓度引起急性轻度中毒，呈现麻醉前期症状，有晕眩、头痛、恶心、胸闷、步态蹒跚和丧失定向能力，严重中毒时可致昏迷。对人体有麻醉作用，当浓度为256g／m3（10％）时，1h致死；当浓度为20％～40％时很快引起急性中毒，长时间接触VCM气体可使人致癌。慢性中毒主要为肝脏损害、神经衰弱症候群、胃肠道及肢端溶骨症等综合症。车间操作区空气中最高允许浓度为30mg/ m3，而人体凭嗅觉发现（嗅觉阈）氯乙烯的浓度为1290mg/ m3，比标准高出40多倍，因此凭嗅觉检查是极不可靠的。急性中毒时，应立即移离现场，使呼吸新鲜空气，必要时施以人工呼吸或输氧。当皮肤或眼睛受到液体氯乙烯污染时，应尽快用大量水冲洗。
（2）世界各国对氯乙烯的允许浓度标准
①美国职业安全保健局规定，在氯乙烯生产操作环境空气中，氯乙烯在8h
内的平均浓度不得超过1×10-6，在任何15min内，平均也不得超过5×10-6。如果操作环境中氯乙烯浓度超过规定，要求采用防毒保护器具。
②日本劳动省劳动基准局规定，聚氯乙烯生产操作环境空气中氯乙烯浓度平均值为（2±0.4）×10-6。工人进入聚合釜时，釜内氯乙烯浓度不得超过5×10-6，并要不断向釜内补充新鲜空气。
③德国政府规定，新建聚氯乙烯厂操作环境的年度平均氯乙烯浓度5×10-6。
④英国聚氯乙烯生产者联合会和健康与安全执行委员会规定，生产聚氯乙烯环境空气中的氯乙烯浓度每班（8h）平均为10×10-6，最高上限为30×10-6。
⑤法国和意大利政府规定，生产聚氯乙烯操作环境空气中的氯乙烯浓度为25×10-6。
⑥荷兰政府规定，生产聚氯乙烯操作环境中的氯乙烯浓度为10×10-6。
（3）氯乙烯泄漏及预防措施
①尾气带料即氯乙烯合成分馏尾气排空中氯乙烯含量过高或发生夹带液体氯乙烯。
产生尾气带料的原因：分馏操作控制不当，尾凝器下料管结冻或者堵塞；尾凝器结冻堵塞、冷却效率降低；全凝器冷凝效果差。
主要预防措施：严格操作控制，坚持巡回检查，及时发现问题及时处理；尾凝器及时停用化冰，以防影响冷却效果；尾气排空应采用活性炭吸附回收氯乙烯（或采用液体吸附法）措施；尾气排空管路上应增加一台气液分离器，当有液体氯乙烯时可分离下来，以防从尾气带走。
②氯乙烯压缩机泄漏主要是拉杆及轴头漏气造成污染，易发生危险。
其预防措施为：要坚持氯乙烯压缩机定期检修，并注意检修质量；改进压缩机密封结构及填料材质，最好改成无油润滑结构。
③氯乙烯贮槽液面计破裂液面计破裂后，造成氯乙烯泄漏。
主要预防措施为：玻璃液面计应保持定期检查及定期更换；液面计应加防护罩，最好采用板式液面计；液面计与贮槽之间应装有阀门，并应保持灵活好用。
④分馏系统压力过大，设备及管路垫裂泄漏垫破裂之后，泄漏氯乙烯。
主要预防措施为：定期检查及更换设备及管路垫，严禁使用胶垫；坚持巡回检查制度，发现问题及时处理；严格操作，坚持分馏压力平稳。
2、氯化汞的工业卫生及中毒预防
（1）汞的危害
GB5044-85（职业性接触毒物危害程度分级）中汞及其化合物危害程度分级属于Ⅰ级（极度危害）。汞对环境危害极大，汞进入水中以后，在厌氧微生物的作用下，可以转化为极毒的有机汞（烷基汞），生物体从环境中摄取来，在体内大量积累，并且通过生物的生物链富集浓缩，人吃了受汞污染的水产品，甲基汞可以在脑中积聚，严重危害人体健康。短期内吸入大量汞蒸气后引起急性中毒，病人有头痛、头晕、乏力、多梦、睡眠障碍、易激动、手指震颤、发热等全身症状，并有明显口腔炎表现。口服可溶性汞盐引起急性腐蚀性肠炎，严重者发生昏迷、休克、急性肾功能衰竭。慢性中毒者最早出现头痛、头晕、乏力、记忆减退等神经衰弱综合征，并有口腔炎。严重者可有明显的性格改变，汞毒性震颤及四肢共济失调等中毒性脑病表现。与叠氮化合物、乙炔或氨反应可生成爆炸性化合物。与乙烯、氯、三氮甲烷、碳化钠接触引起剧烈反应。我国排放标准规定汞的最高允许浓度为0.05mg/L，饮用水的最高允许浓度为0.001mg/L。GBZ2-2002（工作场所有害因素职业接触限值）规定工作场所空气中汞的容许度为：时间加权平均容许浓度≤0.025mg/m3，短时间接触容许浓度≤0.075 mg/m3。由于升汞对人体皮肤、衣服和建筑等均有吸附作用，因此接触升汞操作后（特别在饭前），应勤洗手，操作区常用水冲洗汞尘污染物，以减少二次污染。
（2）预防措施
①改进生产工艺制作氯化汞催化剂工人易造成汞中毒，因此改进催化剂配制工艺，使设备密闭化，催化剂烘干时不宜采用人工搬运的烘箱干燥，最好采用气流热风干燥以减少工人直接与催化剂接触。
②改善工作环境催化剂包装处，尽量做到密闭化或增加排风排尘装置。
③严格操作合理使用催化剂，延长催化剂寿命，减少翻、换催化剂次数，以使工人少接触汞催化剂，减少汞中毒机会。
④定期体检与防治接触汞催化剂的工人应定期体检，并应定期进行排汞治疗。
⑤汞催化剂制作专业化湖南新晃汞矿等已集中制作汞催化剂，聚氯乙烯生产厂可购置汞催化剂，不必自己制作，以减少污染。
⑥废催化剂集中回收处理使用后的废催化剂可集中给贵州丹寨汞矿集团回收汞，集中治理。
3、安全生产注意事项
①操作期间不准动火，停车动火需办理动火证手续。严禁带压检修，停车动火要求排气达到氯乙烯含量＜0.5%，乙炔含量＜0.5%（体积分数）。系统开车前用N2置换，排气要求O2含量＜3%（体积分数）。
②停车检修局部设备、管道需动火时，除将该部分设备、管道做排气处理外，尚需加盲板，以防阀门漏气、隔离静电。
③电气设备和传动设备都要有防护罩等安全措施，残缺不全者不得开车。静电设备未经主任允许不得改动，传动设备必须先切断电源。
④非本岗位人员，未经批准不得擅自进入操作区。不许携带危险品和火种进入厂房。
⑤操作人员在工作时间内必须穿工作服。进行放碱、放酸操作必须佩戴好防护眼镜、胶鞋、手套等劳动保护用品。
⑥灭火器材不得随意乱动，岗位操作人员应熟练掌握其性能及使用方法。油类和气体着火，严禁用水抢救，必须使用干砂和泡沫灭火器。
⑦单体贮槽和分水器在关闭进、出口阀时45m3贮槽贮存量小于38m3（冬季）和小于36m3（夏季），水分离器贮存量小于20m3。
三、混合脱水和合成的原理
1、混合脱水的原理
在乙炔与氯化氢混合冷冻脱水工艺中，水分与氯化氢形成40%左右的盐酸酸雾析出，混合气体的含水量取决于该温度下40%左右盐酸溶液上的蒸气分压，也即在石墨冷凝器和酸雾过滤器中，温度越低，水分含量也越小，如表3.1.9所示。
表3.1.9 温度与蒸气分压的关系
温度/℃-20-17-14-10
水蒸气分压/Pa123161205268
盐酸溶液上水蒸气
9.913.118.726.0
分压/Pa
由表知，在同一温度下，40%左右盐酸上水蒸气的分压远小于纯水，而当进一步降低温度时，将生成更浓的盐酸，水蒸气分压更低，可获得更好的除水效果。
图3.1.1 浸硅油玻璃棉
除酸雾原理
在混合冷冻脱水过程中，冷凝的40%左右盐酸，除一部分以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，另一部分呈极微细的“酸雾”（直径在几个微米以下）悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，用一般气液相分离设备是捕集不到的。而采用浸渍3~5%憎水性有机硅树脂的5~10um 细玻璃纤维，可以将其大部分分离下来。有人对此种玻璃纤维除酸雾的过程进行显微摄影（如图3.1.1所示），发现“气溶胶”与垂直的玻璃棉相撞之后，大部分雾粒被截留，借重力向下流动的过程中逐渐变大，最后滴落下来并排出。
采用乙炔与氯化氢混合冷冻脱水工艺，由于能将气体降
低到-14℃左右，此时的水蒸气分压只有0.145mmHg ，折算含水量可低达0.0165%。由于原料气含水量的降低，给氯乙烯合成系统带来如下效益：①减少转化器因盐酸腐蚀引起的渗漏检修次数，提高转化器设备运转率，不但节约检修工时和费用，更重要的是保证氯乙烯合成能稳定的生
产；②消除了转化器内氯化汞催化剂因含水量高引起的结块现象，降低氯化汞催化剂单耗；③有固碱干燥时可节约固碱消耗（每千
吨氯乙烯耗固碱5t 以上）及敲碎固碱便于装塔的劳动力；④可采用湿乙炔与湿氯化氢一次混合脱水，省去氯化氢干燥系统（此时，氯化氢输送管道应采用耐盐酸腐蚀的材料）。
2、氯乙烯合成的原理
乙炔与氯化氢加成生成氯乙烯的反应在氯化汞催化剂（活性炭为载体）存在下，在转化器内进行。
（1）反应原理 主反应：
2
2124.8/HgCl CH CH HCl CH CHCl kJ mol ≡+???→=+
副反应：
32232CH CH HCl CH CHCl CH CH H O CH CHO
≡+→-≡+→-
（2）反应机理
乙炔与氯化氢在HgCl 2催化剂存在下的气相加成反应实际上是非均相的，反应过程分5个步骤：①外扩散，即C 2H 2、HCl 向活性炭外表面扩散；②内扩散：即C 2H 2、HCl 通过活性炭的微孔向内表面扩散；③表面反应：即C 2H 2、HCl 加成反应；④内扩散：即VC 通过活性炭的微孔向外表面扩散；⑤外扩散：即VC 自活性炭外表面向气流扩散。
其中表面反应为控制步骤。乙炔首先与氯化汞加成生成中间加成物—氯乙烯基氯化汞，即
2|
|
l
HgC l
C CH CH HgCl CH CH ≡+→=
氯乙烯基氯化汞很不稳定，当其遇到吸附在催化剂上的氯化氢时，即分解而生成氯乙烯，即
|
|
l
HgC l
C CH CH =|
|
l
H
C HCl CH CH +→=2HgCl +
当氯化氢过量时，生成的氯乙烯能再与氯化氢加成生成1,1-二氯乙烷，即
232CH CHCl HCl CH CHCl =+→-
当乙炔过量时，过量乙炔会使氯化汞催化剂还原成氯化亚汞和金属汞，使催化剂失去活性，同时生成二氯乙烯，即
2|
|
l
HgC l
C CH CH HgCl CH CH ≡+→=
|
|
l
HgC l
C CH CH =2|
|
HgCl
l
C HgCl ClHg CH CH Cl +→---
或 22|
|
|
|
Cl Cl
l
l C C ClHg CH CH HgCl CH CH Hg Cl ---→=+
2CH CH HgCl Cl CH CH Cl ≡+→---
|
|
Cl
l
C Cl CH CH Cl CH CH Hg ---→=+
四、混合脱水和合成条件的选择
Hg Hg
图3.1.2 HCl.H 2O 体系固液
平衡的温度—组成图
1、混合脱水条件的选择 （1）脱水温度（-12~-16℃）
在生产中所采用的-12~-16℃温度控制范围内，理论上的含水量都远低于工艺设计指标0.06%；温度越低，脱水效果越好，但当温度低于-18℃时，浓盐酸中会析出HCl .2H 2O 的结晶，造成
管道堵塞（如图3.1.2所示）。
（2）玻璃棉的影响
过滤层用5~10um 粗的玻璃丝做成几个微米大小孔隙的玻璃纤维层，并用憎水性有机硅树脂浸渍（含树脂3~5%）。浸渍层对20%以上的盐酸耐腐蚀性较差，使用一段时间后因涂层侵蚀剥落，凝聚的酸滴不易流下而随气流带走，所以需定期更换玻璃纤维（一般半年更换一次）。
2、氯乙烯合成条件的选择 （1）合成反应温度的控制
不同温度下，氯乙烯合成反应的热力学平衡常数K p （表征反应的可能程度）计算结果如表3.1.10所示。
3.1.10 氯乙烯合成反应的热力学平衡常数
温度/℃ 25 100 130 K p 1.318×1015
5.623×1010
2.754×109
温度/℃ 150 180 200 K p
4.677×108
4.266×107
1.289×107
由上表可见，在25～200℃范围，K p 均较大。也就是说，在此温度范围内，都能得到较高平衡分压的氯乙烯产品。
不同温度下，该反应动力学常数K （表征反应的快慢程度）计算结果如表3.1.11所示。
表3.1.11 氯乙烯合成反应的动力学常数
温度/℃ 100 140 181 218 K
329.6
722.2
1421
2297
因此，提高反应温度，有利于加快氯乙烯合成反应，获得较高的转化率。但
图3.1.3 触媒中氯
化高汞的升华曲线
过高的温度易使氯化汞催化剂吸附的氯化高汞升华而随气流带走，降低氯化汞催化剂使用寿命，图3.1.3给出了10g 氯化汞催化剂试样在不同温度下由氮气流带走的升华氯化高汞数量。
在生产条件下，反应温度的提高使合成气中高沸物含量明显上升，如表3.1.12所示。
因此，在生产条件许可下，应尽量将反应温
度控制在100～180℃为好。
（2）合成反应压力的选择 由生产原理可知，该反应系统为一个气体分子数减少的反应系统，加压操作会提高转化率；但压力高，对设备、材料要求也相应提高；
若系统出现负压，反应物料易燃、易爆，一旦漏入空气，将引起爆炸。常压下转化率已经相当高，因此工业上采用常压操作，绝对压力为0.12~0.15MPa ，以能克服流程阻力即可。
表3.1.12 反应温度与合成气中高沸物的含量
反应温度/℃ 135 150 175 187 193 高沸物含量/%
0.14
0.183
0.267
0.321
0.391
（3）空间流速的选择
空间流速指单位时间内通过单位催化剂体积的气流量，习惯上常以乙炔表示，单位为m 3C 2H 2/（m 3催化剂.h ）。当空速增加时，气体与催化剂接触时间短，乙炔转化率低。反之，当空速降低时，气体与催化剂的接触时间长，转化率高，但副产物随之增加，使氯乙烯收率降低。空间流速对乙炔转化率的影响如表3.1.13所示。
表3.1.13 空间流速对乙炔转化率的影响
空速/h -1 18 25 50 75 100 125 乙炔转化率/%
98.85
97.46
97.40
96.06
94.55
93.66
当催化剂中HgCl 2含量较高、催化剂活性较高时，空间流速可以高一些；对同一催化剂，当温度控制高时，空间流速可以高一些。较适宜的空间流速，控制在30~60 m 3C 2H 2/（m 3催化剂.h ）。
（4）乙炔与氯化氢分子配比的选择
当乙炔过量时，易使催化剂中升汞还原为甘汞或水银，使催化剂很快失去活性。例如，不同摩尔比时可收集到不同的升华物（如表3.1.14所示）：
表3.1.14 不同摩尔比时对催化剂的影响
乙炔：氯化氢（体积）
2：1
1：1
1：2 催化剂升华物
22Hg Cl Hg + 22Hg Cl
微量22Hg Cl
提高原料气的浓度（或分压） 或使一种原料气过量，都有利于反应速度和转化率的增加（如表3.1.15所示）。
表3.1.15 不同摩尔比对合成转化率的影响
序号 乙炔空速/[ m 3（乙炔）/ m 3
（催化剂）.h]
反应温度 /℃ 乙炔/氯化氢 （摩尔比）
转化率 /% 1 28 184 1：1 88.40 2 28 184 1：1.1 89.70 3 28 184 1：1.2 93.30 4 28 184 1：1.3 95.20 5 40 200 1：0.9 92.05 6 40 200 1：1.0 93.90 7 40 200 1：1.1 95.95 8
40
200
1：1.2
97.75
在φ50.8mm （2英寸）的单管试验中，乙炔空速和反应温度相同的条件下，摩尔比的变化显示了转化率的差异（见上表）。
汞的生成还可能由于氯化高汞与乙炔、水生成的有机配合物在高温下的进一步分解（低温时，这种有机配合物分解缓慢，易覆盖氯化汞催化剂表面而降低活性）：
但若氯化氢过量太多，则增加原料单耗，在合成反应中易加剧进一步与氯乙烯加成生成1,1－二氯乙烷等副反应：
232CH CHCl HCl CH CHCl =+→-
因此，宜控制乙炔与氯化氢摩尔比在1：（1.05 ～1.10）范围。实际操作中，
是借合成气中未转化的氯化氢和乙炔含量的分析测定来控制分子比的。
（5）对原料气乙炔的要求
氯乙烯合成对原料乙炔的纯度和杂质含量有严格的要求，分述如下。 ①纯度 纯度要求≥98.5%。
因纯度低使二氧化碳等惰性气体增多，不但降低合成的转化率，还将使分馏系统的冷凝器传热系数显著下降，尾气放空量增加，从而降低分馏的收率。
②磷硫含量 磷硫含量要求硝酸银试纸不变色。
乙炔气中杂质如磷化氢、硫化氢等均能与汞催化剂发生不可逆的吸附，使催化剂中毒，降低催化剂使用寿命。此外，它们还能与催化剂中氯化高汞反应，生成无活性的汞盐：
2223323()3HgCl H S HgS HCl HgCl PH HgCl P HCl
+→++→+
③水分 含水要求≤0.06%。
乙炔气中含水过高易与氯化氢形成盐酸，使转化器设备及管线受到严重腐蚀，腐蚀的产物二氯化铁、三氯化铁结晶体还会堵塞管线，威胁正常生产。水分还易使催化剂结块，降低催化剂活性，导致转化阻力上升，流量提不上。此外，水分还易与乙炔反应生成对聚合有害的杂质乙醛：
2223C H H O CH CHO +→-
水分的存在，还能与乙炔和升汞生成有机配合物，后者覆盖于催化剂表面，使催化剂活性降低。
（6）对原料气氯化氢的要求
氯乙烯合成对原料氯化氢的纯度和杂质含量也有严格的要求，现叙述如下： ①纯度 纯度要求≥93%。
很多厂家合成出来的HCl 经过脱水直接用于氯乙烯合成。这样于组成不稳定，与乙炔的配比不易调整，对经济反应不利。另外，对于含有较多（约占7 %）惰性气体，使尾排气体增加，带出的VCM 增多，电石定额升高。而采用提纯过的HCl 则较有利；国内合成法生产的HCl 中HCl 的体积分数约在93%，可经过吸收和脱吸工艺处理。合成炉来的HCl 进入膜式吸收塔顶部与20%稀盐酸顺流接触吸收，塔底得31%～36%的浓盐酸，未被吸收的尾气由水流泵排入水道。浓
盐酸在解吸塔中脱HCl，进入石墨热交换器用冷盐水冷却至-12～-18℃，再经酸雾分离器除去夹带的酸雾可得到99.5%以上的干燥HCl送至氯乙烯生产装置。解吸塔底部排出的稀盐酸的质量分数为20%左右，经过冷却器冷却至40℃左右送入稀酸槽用于制备浓盐酸。
高纯度HCl对减少氯乙烯尾排量的作用是很明显的，电石法生产的粗氯乙烯中氯乙烯的体积分数一般为88%左右，其余的成分大致可分为0.8%的
C H、
22 0.32%的O2、1.6%的N2、9%的H2、0.3%的高沸物；生产1tVCM将损失12kgVCM，折电石12×1.4=16.78/
kg t VCM ；而采用99.5%高纯度HCl ，其中各组分的体积分数为VCM98%、乙炔0.89% 、惰气0.87%、高沸物0.33%。即生产1tVCM 将损失1.79kgVCM，折电石1.79×1.4=2.5kg ，损失显著降低。
上述氯乙烯损失量是在理想的情况下，即分压以外的VCM气体完全被冷凝，实际上情况远非如此，HCl体积分数低于93%的氯化氢比比皆是。随着惰性气体的增多，VCM的损失就会加大；而且H2等的传热系数远远小于VCM的惰性气体，将会在冷凝器的内表面形成一层薄薄的气膜，妨碍了VCM的换热、液化，不凝VCM 的损失将大大超过计算值，一般的电石消耗应为25～30kg/t PVC，最高时可达58kg/t VCM 。为克服传热不良的问题，要保证尾冷凝器有足够大的换热面积，尽可能的提高HCl的纯度。
②游离氯游离氯要求≤0.002%。
由于氯化氢合成中的氢、氯配比不当或压力波动，使合成氯化氢中含有游离氯，其与乙炔气在混合后即发生激烈反应，生成氯乙炔并放出大量热量，促使混合气体瞬时膨胀，易在混合脱水的石墨冷凝器等薄弱环节处爆炸，破坏性很大，因此必须严格控制。一般借游离氯自动测定仪，或检测混合器出口气相温度，当超过50℃时即关闭原料乙炔气总阀作为临时紧急停车，待正常后再通气开车。
③含氧含氧要求＜0.5%。
原料气氯化氢中含氧较高时影响生产安全，特别在转化率差、放空尾气中乙炔含量较高时，氧浓度也显著浓缩，威胁更大。在高温下氧能与活性炭反应生成一氧化碳及二氧化碳，如转化器内催化剂或除汞器中活性炭，均能参与氧化反应。此外，氧在分馏系统中还能与氯乙烯单体反应形成氯乙烯的过氧化物：
图3.1.4 混合器结构图
图3.1.5 酸雾过滤器结构图
当其与分馏系统中水分相遇时，会水解而产生盐酸、甲酸、甲醛等酸性物质：
从而降低单体pH 值，造成对设备管线的腐蚀，所产生的铁离子污染氯乙烯单体，最终还影响到聚合产品的白度和热稳定性。
五、混合脱水和合成主要设备的识别 1、混合器的结构
图3.1.4给出了一种高效率的旋风式混合器结构图。 由图可见，氯化氢气体自混合器切线方向进入，沿设备壁面旋流而下，与进入中心管自小孔喷射出来的乙炔气均匀的混合。设备材料可选用钢衬胶或硬聚氯乙烯材料制作。在这种混合器内，气体流速在8～10m/s 范围，均能获
得很好的混合效果。
除了这种小型混合器外，常用的还有一种较大的混合器，乙炔和氯化氢气体自下部以相反的切线方向进入混合器，混合气经设备上层的瓷环和活性炭层（用来脱除氯化氢气体中的游离氯）后，由上部排出。
2、酸雾过滤器的结构
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型式。图3.1.5给出了多筒式的结构图。
为防止盐酸腐蚀，设备筒体、花板、滤筒一般采用钢衬胶或硬聚氯乙烯制作，图示过滤器共由7只滤筒组成，每个滤筒可包扎硅油玻璃棉约3.5kg ，厚度35mm
左右，
总过滤面积为8㎡，这样的过滤器可处理乙炔流量1500m 3/h 以上（一般为保证效果，限制混合气体截面流量在0.1m/s 以下）。
图3.1.6 滤筒与花板结构图
1—下筒体 2—橡胶垫圈
3—上盖(衬胶或衬塑) 4—塑料螺栓 5—过滤筒法兰 6—花板 7—玻璃棉滤层
8—过滤筒
图3.1.7 大型转化器的结构图
图3.1.6为滤筒与花板结构详图，两者之间借硬聚氯乙烯螺栓用橡胶垫床压紧，以防气体“短路”影响脱水效果。包扎玻璃棉时，纤维应呈垂直方向，以使冷凝酸
流畅。
3、一
般大型转化器
的结构
图3.1.7给出了大型转化器的结构图。氯乙烯合成转化器是电石法生产PVC 的主要设备之一，在结构上属于大型管壳式换热器，
其列管8一般采用φ57mm ×3.5mm 无缝钢管与管板4胀接而成，列管内放置氯化汞催化剂，根据列管内的容积，目前有以下几种规格的大型转化器（表3.1.16）。
表3.1.16 常见转化器规格
氯化汞催化剂容积/m 3
列管根数 列管/（mm×mm ）
传热面积/m 2
3.6 613 φ57×3.5 335
4.7 803 φ57×3.5 400 4.68 1377 φ45×3.5 584 8
1600
φ50×3
980
转化器的列管与管板胀接的技术要求较严格，因为它与一般换热器不同的是，只要有微小的渗漏，将使管间的热水泄漏到设备内，与气相中的氯化氢接触而生成浓盐酸，并进一步腐蚀直到大量盐酸从底部放酸口放出而造成停产事故。
因此，对于转化器，无论是新制造还是检修者，在安装前均应对管板胀接处作气密性捉漏（0.2～0.3MPa 压缩空气）。为减少氯化氢对列管胀接或焊缝的腐蚀，有的工厂采用耐酸树脂玻璃布进行局部增强。
设备的大部分材质可用低碳钢，其中管板由16MnR 低合金钢制作，列管选
图3.1.8 混合脱水和合成系统工艺流程
1—乙炔预冷器 2—混合器 3a 、3b —石墨冷却器
4a 、4b —酸雾过滤器 5—预热器 6a 、6b —第Ⅰ、Ⅱ组转化器
用20号或10号钢管。下盖为防止盐酸腐蚀，用耐酸瓷砖衬里防护。
为减少转化器管间热水对外管壁的电化腐蚀，可采用如下的措施：减少水中氯根含量；提高pH 值到8～10；补充水脱氧；添加缓蚀剂（如水玻璃、H-93高温缓蚀阻垢剂）等。比较普遍的方法是使用无离子水、添加高温缓蚀阻垢剂并控制pH 值，可获得较好的效果。
六、混合脱水和合成工艺流程的识读 1、混合脱水和合成系统的工艺流程
图3.1.8给出了混合脱水和合成系统的工艺流程。由乙炔装置送来的精制乙炔气，经砂封和乙炔预冷器1预冷后，与氯化氢装置送来的干燥氯化氢，经缓冲罐后通过流量计调节分子配比〔乙炔：氯化氢=1：（1.05～1.1）〕，在混合器2后
充分混合后，进入串联的石墨冷却器3a 、3b 中，
用-35℃盐水（尾气冷凝器下水）间接冷
却，混合气中水分一部分则以40%盐酸排出，部分则夹带于气流中，进入串联的酸雾过滤器4a 、4b 中，由硅油玻璃棉捕集分离HCl 酸雾，然后该气体经预热器5预热，由流量计控制进入串联的第Ⅰ组转化器6a ，借列管中填装的吸附于活性炭上的氯化汞催化剂，使乙炔和氯化氢合成反应转化成氯乙烯。第Ⅰ组出气口中尚含有20%～30%未转化乙炔，再进入第Ⅱ组转化器6b 继续反应，使出口处未转化的乙炔控制在1%～3%以下。第Ⅱ组转化器（可由数台并联操作）填装活性较高的新氯化汞催化剂，第Ⅰ组转化器（也可由数台并联操作）则填装活性较低的，即由第Ⅱ组更换下来的旧氯化汞催化剂。合成反应的热量，一般通过离心泵送来的95～100℃左右的循环热水移去。
在混合脱水系统石墨冷却器之后，也有采用先经旋风分离器分离酸液，再用
图3.1.9 转化器热水自循环流程
一台酸雾过滤器脱酸流程的，在合成转化系统，小型装置由于转化器台数少，如3～4台，也有采用可串联可并联流程的，遇个别转化器泄露时可灵活更换。
2、转化器热水自循环流程
转化器热水自循环流程如图3.1.9所示。转化器热水自循环工艺流程与热水泵强制循环工艺不同，该工艺中热水在转化器夹套内吸热，形成汽水混合物，汽水混合物上升到转化器顶部的汽液分离罐进行汽水分离。分离得到的水通过回流管回到转化器夹套继续换热，蒸汽从分离罐顶部进入吸汽塔，在吸汽塔内蒸汽与水在塔板上充分接触换热，热水顺流流入热水槽，再通过热水泵输送至转化器作补充水用。
开车前必须利用热水泵对转化系统进行强制循环预热，热水通过循环水溢流罐强制预热，待转化系统温度上升到80～85℃左右时，通气开车，开循环水罐上、下水阀，开转化器补水阀，转化器热水改自然循环。合成反应热由热水移出，在循环水溢流罐内减压而气化，所产生的蒸汽通过罐顶部的蒸汽管出来，进入吸汽塔下部，与从吸汽塔塔顶下来的预热器、精馏返回的水换热，多余的蒸汽从吸汽塔顶部排空；出现因负荷低而热量不够时，可直接用蒸汽加热，热水槽液面较低时，可从吸汽塔顶部补充去离子水。如单台转化器投用，同样可先开大口径热水阀强制预热，待温度上升到80～85℃，通气开车后可改为自然循环。需要引起注意的是，为减少管路气阻，热水溢流管、排汽管配管至热水槽时应保持一定的坡度，同时要特别注意确定好热水溢流管的位置。
经过热量衡算，自循环产生的蒸汽完全可以用吸汽塔吸收。而转化器所需的补充水等于蒸汽带走的水量，热水泵只需提供这部分
补充水即可，其他部分提供给其他需要热水的设备，可大幅度降低热水泵电耗，减少热
水泵台数，经济效益显著。
七、混合脱水和合成系统的操作
1、系统开车前的准备工作
①检查本系统各设备、管道、阀门、仪表、电器等是否齐全，是否符合要求。
②用氮气对本系统试压捉漏，如无泄漏则用氮气置换系统，至含氧＜3%即为合格（注：一般开车宜用干燥的氯化氢气体置换，既可防止氯化汞催化剂吸潮而增加阻力，又可活化氯化汞催化剂）。
③开启热水槽软水阀，通知送软水，并通蒸汽加热，启动热水泵，使转化器、预热器等热水循环，并排除管道设备内积气。控制热水槽液面在60%～70%左右，水温大于80℃。软水加好后通知停送软水，并用碱调pH值在9±1。
④通知冷冻站补充盐水，对各用冷冻水设备补充盐水，并排气至有盐水流出为止。同时检查管道和设备有无泄漏，临近开车时通知冷冻站进行循环降温。
⑤按如下顺序调节阀门 a.混合脱水系统应关阀门：乙炔总阀和氯化氢总阀等，应开阀门：乙炔预冷器下水及平衡阀、流量计和压力表阀、各下酸管路第二道阀。b.合成系统应关阀门：各转化器放酸及取样胶管，应开阀门：转化器气相进出口阀（视氯化汞催化剂使用情况，以决定作为串联的第Ⅰ组或第Ⅱ组）。
⑥与乙炔和氯化氢装置联系开车时间，并通知冷冻站等岗位做好降温准备。
⑦开车正常后将合成精馏尾气回收气引入合成系统加以利用。
2、系统的开车操作
①通知调度和氯化氢装置送气，纯度合格及压力升高后，开启氯化氢总阀排气，严格控制开车最低流量。同时通知净化系统，本系统开始通入氯化氢，并于净化吸收后放空。
②通知分析氯化氢纯度。分析合格且转化器含氯化氢已基本上达到饱和（一般15～30min），即可通知乙炔装置开车。
③打开第二道乙炔总阀，通入乙炔气体，并立即通知净化系统，关排空阀；开启至气柜阀门。通知冷冻站、调度室等：合成系统已正式开车。
④根据氯化氢纯度和压力控制配比，乙炔：氯化氢=1：（1.05～1）（按纯度折算），刚开车时，为使泡沫塔形成泡沫层，乙炔流量在最低限量以上，并注意转化器反应温度，调节好单台流量。
⑤混合脱水待下酸管路有液封时，即可按需进行压酸操作。
⑥按生产流程进行巡回检查，及时对预热器和转化器进行放酸检查。
3、系统的正常操作
①经常和乙炔和氯化氢装置联系，调整纯度和压力，以满足流量的要求。
②根据氯化氢纯度，适当调节摩尔比和单台转化器的混合气流量。
③经常根据分析数值，合理调节各台转化器流量及热水循环量，并排除管间上方的不凝性气体。
④定期检查热水泵和热水槽液面，保证足够的循环量。并检查水质，调整pH值在9±1范围。
⑤经常与冷冻站联系，使冷却盐水的温度和压力满足要求。
⑥集水器经常放水。
⑦混合脱水定时进行压酸，小酸槽满时用氮气压至大酸槽。
⑧每小时巡回观察转化器和预热器，并进行放酸检查，必须有气排出。如有酸排出并确定泄露时应立即停下进行有效处理。
⑨转化器需翻氯化汞催化剂或泄漏而要单台停车时，应关紧转化器进、出口阀（阀门如泄漏，应加盲板）和热水进、出口阀（如泄漏时，应开排气阀排水），并通入氮气进行排气（约2～3h）。
⑩转化器新氯化汞催化剂应采用氯化氢活化，打开热水进、出口阀，氯化汞催化剂升温，通入氯化氢进行活化6～8h，至分析氯化氢纯度接近进口纯度时为止。
○11根据氯化汞催化剂使用时间长短、反应温度、阻力大小和转化率情况，合理地调节单台流量。
4、系统的正常停车操作
①计划停车或短期停车，应预先与调度、乙炔装置及其他系统联系。
②混合脱水在停车前压一次酸。
③临时停车时，先通知氯化氢降低压力，再通知乙炔装置逐步降压。乙炔流量随氯化氢流量降低而减少，待氯化氢即将停止时立即通知乙炔装置停车，同时关闭乙炔总阀。
④立即通知净化系统已停通乙炔。
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
电石生产工艺流程简介
电石生产工艺流程简介 碳化钙(CaC2)俗称电石。工业品呈灰色、黄褐色或黑色，含碳化钙较高的呈紫色。其新创断面有光泽，在空气中吸收水分呈灰色或灰白色。能导电，纯度愈高，导电性愈好。在空气中能吸收水分。加水分解成乙炔和氢氧化钙。与氮气作用生成氰氨化钙。 电石是有机合成化学工业的基本原料之一。是乙炔化工的重要原料。由电石制取的乙炔广泛应用于金属焊接和切割。 生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。生产流程如图所示。主要生产过程是：原料加工；配料；通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：GaO+3C→CaC2+CO。熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出：在开放炉中，一氧化碳在料面上燃烧，产生的火焰随同粉尘—起向外四散；在半密闭炉中，一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧；在密闭炉中，全部一氧化碳被抽出。 （一）电石生产工艺过程 烧好的石灰经破碎、筛分后，送入石灰仓贮藏，待用。把符合电石生产需求的石灰和焦炭按规定的配比进行配料，用斗式提升机将炉料送至电炉炉顶料仓，经过料管向电炉内加料，炉料在电炉内经过电极电弧垫和炉料的电阻热反应生成电石。电石定时出炉，放至电石锅内，经冷却后，破碎成一定要求的粒度规格，得到成品电石。在电石炉中，电弧和电阻所产生的热把炉料加热至1900-2200℃，其总的化学反应式为： CaO+3C=CaC2+CO+10800千卡 （二）电石炉生产工艺 1、配料、上料和炉顶布料 合格的原料由原料加工车间经计量、配料后，由斗式提升机送入电炉车间料仓内，由炉顶布料设施、固定胶带输送机和环形布料机将料送入炉顶环形料仓。炉顶布料设施按需要把炉料布入料仓，由电炉加料管分批加入电炉内。 2、电炉 半封闭电石炉是由炉体、炉盖、电极把持器、电极压放和电极升降装置等组成，是生产电石的主体设备。电炉由变压器供电，炉料在电炉内经高温反应生成电石，并放出一氧化碳气体，生成的电石由出炉口排出，用烧穿器打开炉口，熔融电石流到冷却小车上的电石锅内。 电极的压放为油压控制，采用单层油缸抱紧提升电极锥形环油缸压紧导电鄂板，电极的正常升降由四楼三台卷扬机控制，电极的升降、压放、抱紧、下料控制全部在二楼操作室按电钮控制。
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
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
33000KVA密闭电石炉生产工艺规程
33000KVA密闭电石炉生产工艺规程 编制：电石项目处 审核： 批准： 20年月
目录 一、范围 二、规范性引用文件 三、产品说明 四、原材料技术要求 五、生产原理 六、生产工艺操作 七、开炉和停炉 八、正常生产的工艺条件 九、产品消耗量及产品产量 十、三废治理及环保措施 十一、事故紧急停产原则 十二、安全生产基本原则 十三、生产工人应遵守的技术文件 十四、33MVA电石炉主要设备技术参数十五、工序安全注意事项
33000KVA密闭电石炉生产工艺规程 一、范围 本规程阐述了33000KVA密闭电石炉的基本生产原理和操作方法。 本规程适用于33000KVA密闭电石炉工序。是33000KVA密闭电石炉工序工程技术人员、管理人员和操作人员从事电石生产的技术性指导文件。 二、规范性引用资料 《电石生产及其深加工产品》.熊谟远编著.化学工业出版社出版发行.1989年6月第一版 2001年6月北京第二次印刷。 三、产品说明 1、名称:学名碳化钙,俗名电石。其中含碳化钙约65-85%，其余为杂质。 2、分子式：CaC 2 3、分子量：64.1 C 4、结构式：Ｃa 5、基本理化性质 C 5.1外观：化学纯的碳化钙几乎为无色透明的晶体，极纯的碳化钙结晶为天蓝色大晶体。工业碳化钙为不规则块状体，其色泽与纯度有关，有灰色的、棕黄色的、黑色的，碳化钙含量较高时呈紫色，其新断面呈灰色，若暴露在潮湿的空气中则呈灰白色。 5.2相对密度：电石的相对密度决定于碳化钙的含量、电石的纯度越高，相对密度越小。 5.3溶解度：电石不溶于任何溶剂。 5.4溶点：电石的熔点随电石中CaC 2含量而改变。纯CaC 2 熔点为2300℃，电石 中CaC 2含量一般在80%左右，其熔点在2300℃左右，CaC 2 含量为69%时，熔点最 低为1750℃，影响电石熔点的因素取决于杂质的量和性质。 5.5导电性：其导电性与电石纯度有关，CaC 2 含量越高，导电性能越好。电石的导电性能与温度也有关系，温度越高，导电性则越好。 5.6化学性质：电石的化学性质很活泼，能与多种气体、液体发生反应。 5.6.1 电石遇水分解成乙炔和氢氧化钙
电石生产工艺
一、电石的生产工艺 电石生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。生产流程如图所示。主要生产过程是：原料加工；配料；通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：CaO+3C→CaC2+CO。熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出：在开放炉中，一氧化碳在料面上燃烧，产生的火焰随同粉尘—起向外四散；在半密闭炉中，一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧；在密闭炉中，全部一氧化碳被抽出。 化学方程式：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2 电石工业诞生于19 世纪末，迄今工业生产仍沿用电热法工艺，是生石灰 （CaO）和焦炭（C）在埋弧式电炉（电石炉）内，通过电阻电弧产生的高温反应制得，同时生成副产品一氧化碳（CO）。 电石生产的基本化学原理CaO＋3C→CaC2＋CO 式中可见电石生成反应中投入的三份C，其中二份生成CaC2，而另一份则形成CO， 即消耗了1/3 的炭素材料. ⑴石灰生产 生石灰（CaO）是由石灰石（CaCO3）在石灰窑内于1200℃左右的高温煅烧分解制得：CaCO3→CaO+CO2 ⑵电石生产 电石（CaC2）是生石灰（CaO）和焦炭（C）于（电石炉）内通过电阻电弧热在1800～2200℃的高温下反应制得： CaO+3C→CaC2+CO 电石炉是电石生产的主要设备，电石工业发展的初期，电石炉的容量很小，只有100～300KV A，炉型是开放式的，副产品CO 在炉面上燃烧，生成CO2白白的浪费。 电石行业是一个高耗能、高污染的行业。在原材料的运输、准备过程及生产的过程中都
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：
全密闭电石生产工艺流程
全密闭电石生产工艺流程 工艺流程简述 电石生产将分为原料贮运、炭材干燥、电石生产、固态电石冷却、破碎、储存及电极壳制造几个工序。 （1）原料贮运 电石生产主要原料焦炭、石灰、电极糊均由汽车运入厂区，经地中衡计量后贮存。焦炭采用露天堆场和焦棚贮存，贮存周期按14天计，贮量为5000t；石灰采用地下料仓贮存，贮存周期按2天计，贮量为850t；电极糊贮存在电极糊厂房内，贮存量为8t。 焦炭干燥时由装载机送到受料斗中，经带式输送机及斗式提升机送到破碎筛分楼筛分，5-25mm通过带式输送机送至炭材干燥中间料仓。 0-5mm用小车送至电厂、空心电极或炭材干燥焦粉仓供热风炉使用；石灰需要时经带式输送机送至石灰破碎筛分楼进行破碎筛分。破筛后8～45mm的石灰大倾角输送机送至配料站配料。0～8mm的石灰送至石灰粉仓；电极糊经破碎机破碎后用专用小车运往电石厂房。 （2）炭材干燥 合格粒度（≤25mm）焦炭由胶带输送机分别送入湿焦炭仓，再由电机振动给料机把焦炭送入回转干燥机进行烘干。经过烘干后的物料由胶带输送机斗式提升机送往配料站，储存备用。 烘干炭材的热量由热风炉供给，达到400~600℃，炭材物料流入烘干机内，由回转干燥机转动，其内部栅格式扬板使物料均匀扬起，使热风与物料充分接触，热风把物料中水份带走，起到干燥物料作用。热风炉以煤为燃料。用过的热风低于160℃进入旋风除尘器、布袋除尘器净化排空，收集的炭材粉被送入炭材粉仓，再由汽车送至厂外。除尘后的废气达标经烟囱排空。 在炭材干燥设备选用φ2.2×15m，能力为12t/h台的回转干燥机两台，每台每天生产1-2班，全年工作日为330天。 （3）电石生产 合格粒度的石灰、焦炭由仓口分别经配料站块料仓下的振动给料机又经称重斗，按合适的重量配比，由振动给料机分三层经长胶带式输送
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
乙炔生产工艺流程简述
生产工艺流程简述： 本项目采用“电石入水法”生产溶解乙炔，其主要原料为电石和水。 （1）电石破碎 人工将电石库内的大块电石破碎成50-200mm的电石。 （2）乙炔发生 将破碎好的电石人工运至发生器间，通过电动葫芦将电石提升至3.5米平台上，采取电石入水的方式进行生产操作。电石和水在乙炔发生器内进行水解反应，生成乙炔气和氢氧化钙（熟石灰）并释放出热量。 粗乙炔气体由发生器顶部逸出，经喷淋预冷器及正、反水封进入乙炔气柜中。电石渣浆流入渣浆槽，发生器的反应过程如下： 主反应： CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2+130kJ/mol 副反应： CaO+ H2O→Ca(OH)2 +63.6kJ/mol CaS+ 2H2O→Ca(OH)2 +H2S Ca3P2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2PH3 Ca3N2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2NH3 Ca3Si+ 4H2O→2Ca(OH)2 +SiH4 Ca3As2+ 6H2O→3Ca(OH)2 +2AsH3 （3）乙炔净化、中和、气水分离 从气柜中出来的乙炔气经过一清塔、二清塔，然后进入中和塔。因电石中含有少量的硫、磷，所以粗乙炔气体中含有少量的H2S、PH3，须在装瓶之前进入清净塔加以净化。在清净塔与含有效氯0.085~0.12％的次氯酸钠溶液直接接触反应，以脱除粗乙炔气中的磷、硫杂质。由清净塔顶排出气体进入中和塔与塔顶喷入的10~15％液碱中和反应后，经气水分离器除去气相中水分，使纯度98.0％以上的精乙炔气送压缩系统。工艺反应式如下：
4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl 4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl 反应生产的酸，再用10~15％的碱液中和，其反应式为： 2NaOH+ H2SO4→Na2SO4+2H2O 3NaOH+ H3PO4→Na3PO4+3H2O 2NaOH+ CO2→Na2CO3+H2O （4）压缩、油水分离、干燥 净化的乙炔气经低压水封进入压缩机，本工段选用2Z-1.5/25型乙炔压缩机，采用分子筛高压干燥装置。压缩至2.4MPa，温度35℃左右，经高压油分离器油水分离后，进入高压干燥器干燥，送乙炔灌瓶架灌装。 （5）灌装 将压缩后的乙炔气装入有丙酮的乙炔气瓶中，充气速度一次充气＜0.6m3/h，二次充气＜0.8m3/h，气瓶温度控制在40℃以下，充气重量5-7公斤。充灌时应以冷却水喷淋瓶壁，以移走溶解热。
电石炉生产技术
如何提高电石炉生产效果 提高电石炉（包括开放炉）生产水平的几个关键问题 1 、石灰的质量问题。石灰的生过烧质量，影响的是电石的电耗和产量，对电石炉的长周期运行影响较小。杂质中的镁对 提高电石炉（包括开放炉）生产水平的几个关键问题 1、石灰的质量问题。石灰的生过烧质量，影响的是电石的电耗和产量，对电石炉的长周期运行影响较小。杂质中的镁对电石生产影响较大，不仅影响产量，而且还影响质量，发粘的电石、炽热的镁氧化温度，不仅使电极不下，还足以导致电极和炉体设备的损坏，所以石灰中的镁含量是必须重点控制的。可以说，镁含量高的石灰不适用于生产电石，不可能取的良好的电石生产效果。 2、焦炭的质量问题。焦炭中的杂质对电石生产的电耗产量影响并不突出，固定碳低的碳素材料，对电石质量会产生一定的影响，但通过提高配比可以达到生产高质量电石的目的，并对电耗产生一定的影响，但对生产不是一个决定因素。 碳素材料高电阻的性质，才是碳材中最为重要的因素。电极深入炉内，才是电石生产中最为重要的问题，是电石生产中一通百通的首要因素。所以减少焦炭的粒度，采用高电阻的碳材（兰炭、无烟煤、油焦等）是电石生产中应该高度重视的问题。 3、石灰和焦炭粒度的比例关系。一般电石炉石灰粒度控制在5-40mm，冶金焦20mm 以下，炉料电阻就能适应高产优质的粒度要求。当然，进一步缩小粒度的控制范围，对电石生产更加有利，但原料成本又会有所增加。 4、保证电极的压放量，确保电极深入炉内1.2倍的电极直径量以上。其中要注意的是，准确判断电极焙烧质量，当电流开足时、负荷开大时，电极焙烧相对速度快，可以考虑多压放，多次（增加压放次数）少放（每次压放量小）可以加快电极的焙烧速度。 5、必须保持三相熔池畅通。三相熔池畅通，利于电石及时排出，不至于某相电石不出，电极不下，造成电石生产中最为忌讳的恶性循环。保持三相畅通，要注意三个环节。第一，炉料电阻要大，保证选用电阻大的碳材（包括粒度）。第二，控制电极深入长度。一般说，开炉时变压器采取Y型接法，或低负荷保持大电流、低电压生产，可以强制性插入电极，迅速提高炉内温度，利于三相畅通。一旦新开炉三项畅通后，可以适时提高负荷，保持甚至增加必要的电极长度，巩固畅通的炉况。一旦三项畅通，保持高的负荷运行。第三，处理好出炉与电极稳定的关系。熔池内的电石对电极深入一般起着负作用，及时排出电石，能进一步使电极深入，而电极的深入，又有助于电石的排出，如此良性循环。一般情况下，电极不下，或者操作电流大，则应该考虑及时出炉，并始终把炉眼位置打低，确保炉底处于较低的位置，利于电极保持长期稳定深入炉内，并起到及时排出矽铁，延长炉龄的效果。 密闭电石炉环形料仓燃爆事故原因分析及解决措 密闭电石炉环形料仓燃爆事故原因分析及解决措施摘要：密闭电石炉生产过程中对环形料仓经常出现燃爆事故，对现场操作人员的人身安全和设备安全造成严重影响，本文分析其燃爆事 密闭电石炉环形料仓燃爆事故原因分析及解决措施 摘要：密闭电石炉生产过程中对环形料仓经常出现燃爆事故，对现场操作人员的人身安全和设备安全造成严重影响，本文分析其燃爆事故的主要原因及预防方法，供电石生产企业参考。关键词：密闭电石炉；环型料仓；燃爆；预防； 一、概述 发改委颁布了电石行业准入条件（2007年修订），国内电石行业兴起又一次密闭电石炉项目
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