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
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0.06%，而补充新鲜溶液的有效氯应该控制在0.085~0.12范围内，pH 值在7~7.5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98.5%以上，不含S、P的合格精制乙炔气送氯乙烯合成工序。
1.2 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φ3.2m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0.2~0.4m/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
2.1 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
H≥99.9%（体积分数，干基）压力≤0.098Mpa(G) 2
O≤300ppm(体积分数，湿基) 用量 141.21kmol/h 2
H
O
2 10.09（质量分数，湿基）（1792.963m/h；313.31kg/h）
温度 20℃
（ⅱ）氯氢处理来的氯气
Cl≥98.5%（体积分数，干基）压力≤0.3Mpa(G) 2
O≤1.0% (体积分数，干基) 用量 124.81kmol/h 2
H
O
2≤50×106 9（体积分数）（1093.203m/h；8799.1 kg/h）
温度≤45℃
（ⅲ）液氯尾气（废氯）
Cl 80%~90% 压力≤0.0919 Mpa(G)
2
H≤2%（体积分数）用量 5.41 kmol/h（68.673m/h；370.85 kg/h）2
温度 20℃
（Ⅵ）氯化氢气体
温度≥94%
游离氯≤0.04%
a. 合成总量： 271.15 kmol/h(4751.523m/h；9521.05 kg/h)
温度≤45℃
压力≤0.0509 Mpa(G)
b. 去VCM装置量: 253.92 kmol/h(449.563m/h；8915.99 kg/h)
c. 去I段降膜吸收器量：17.23 kmol/h（301.963m/h:；605.06 kg/h）
②辅助材料规格及消耗
（ⅰ）氮气
供应压力 0.2 Mpa(G) 温度常温
（ⅱ）仪表空气
供应压力≥0.6 Mpa(G) 温度常温
m/h
露点≤—40℃用量 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0.4 Mpa(G) 回水压力约0.2Mpa(G)
m/h
用量约2443
（Ⅵ）纯水
进水温度 25℃ 用量 ≤15 3
m /h
进水压力 ≤0.4 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 ≤0.04%
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
2.2 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，就有显著的热分解现象。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。
2.3 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
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
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。
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
工艺设计 题目：氯乙烯生产工艺设计 学院名称：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工094 姓名：王强学号 09402010433 指导教师：张亚静职称副教授 定稿日期：2012 年10 月14 日
摘要 早期，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，此法得到了迅速发展。目前, 世界上氯乙烯的生产技术主要电石乙炔法、乙烯法、乙炔- 乙烯法和乙烷法[1]。本文通过对氯乙烯的各种生产工艺优缺点的分析，选出一种最适合现代社会合成氯乙烯的方法。 关键词：氯乙烯；生产工艺；
1前言 氯乙烯( vinyl chloride monomer) 简称VCM,可由乙炔氢氯化制得。在工业上, 氯乙烯主要用于合成聚氯乙烯树脂( PVC) 和偏二氯乙烯、冷冻剂等等。 外观与性状：无色、有醚样气味的气体 熔点（℃）：-160.0 沸点（℃）：-13.9 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂 危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会燃烧。 2.1 乙烯氧氯化法 直接氯化过程与氧氯化过程均生成二氯乙烷，且都为放热反应,只是氧氯化反应有水生成,而直接氯化生成的二氯乙烷为无水EDC。平衡氧氯化法的直接氯化与氧氯化的生产能量大体相当, 因此,用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置,可省掉直接氯化单元而分别设置新鲜氯化氢氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元, 而其它单元工艺可保持基本不变。 用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置, 可分别设置新鲜氯化氢氧氯化 单元和循环氯化氢氧氯化单元,各一条线生产;在原料供应稳定可靠,装置长周期连续生产的情况下,EDc 精制单元也可设置一条线;若原料供应不稳定,可考虑 设置两条线生产,届时可降负荷生产开一条线或开两条线;考虑到裂解炉的烧焦 和生产的灵活性, EDC 裂解单元建议设置两台裂解炉和急冷塔;VCM 精制单元按一条线设置。 现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行。 第一步乙烯氯化生成二氯乙烷，乙烯和氯加成反应在液相中进行： CH2＝CH2 + Cl2→CH2ClCH2Cl 采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应中间物。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40～110℃，压力0.15～ 0.30MPa，乙烯的转化率和选择性均在99％以上。 第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢： ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl 反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500～550℃,压力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷单程转化率为50％～70％,以抑制副反应的进行。主要副反应为：
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、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 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(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 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 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 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
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
、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
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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7815352743.html, 关于电石法聚氯乙烯生产工艺安全分析 作者：庞玉辉 来源：《中国科技博览》2018年第02期 [摘要]聚乙烯和聚氯乙烯由于其性能较多，被广泛应用于我国的各个行业和各个领域，并做出了较大的贡献。聚氯乙烯因为生产成本较低，受到了很多企业和生产商的青睐，近些年来在我国发展速度越来越快。但是，对于采用电石法生产聚氯乙烯，在推广过程中存在诸多的问题，主要是生产过程中安全事故频发，同时还会破坏环境。基于此，本文对电石法聚氯乙烯的生产工艺的安全性进行分析，以期对其安全性的提高提供一定的参考和借鉴。 [关键词]电石法、聚氯乙烯、生产工艺、安全分析 中图分类号：S353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0028-01 引言 高分子合成树脂聚氯乙烯，在我国由于其优质的性能被广泛应用于各行各业之中。电石法和乙烯法是生产聚氯乙烯的两种主要方法，虽然国际上一般是采用乙烯法来生产聚氯乙烯，但是，处于对我国矿产资源的实际情况的考虑，我国多采用电石法来生产聚氯乙烯。但是，采用电石法来生产聚氯乙烯的危险系数很高，在生产过程中很容易引起严重的安全事故，从而威胁到生产人员的生命安全，与此同时，它还会对生态环境造成一定的破坏，因此，对电石法聚氯乙烯生产工艺的安全性进行深入分析和研究已经刻不容缓。 一、电石法聚氯乙烯工艺流程 电石法聚氯乙烯工艺主要流程图如图1所示。主要工艺流程如下： （1）乙炔气发生：在乙炔发生器中添加适量液位的水，电石经破碎到一定大小的尺寸，送乙炔发生器，电石与水在发生器中相互反应最终生成乙炔气体。该气体经次氯酸钠净化之后将磷、硫等若干杂质去除出去，经冷冻将水去除之后放入乙炔气柜之中。 （2）氯化氢合成：氯气和氢气在合成炉内经燃烧之后生成氯化氢气体，经冷凝将水去除之后得到干燥的氯化氢气体。 （3）氯乙烯单体合成：将干燥的乙炔气体和氯化氢气体按照一定的比例提取放入混合器之中混合生成混合气体。将混合气体放入用氯化汞作触媒的转化器中发生反应生成氯乙烯。反应之后的气体中还包含有没有发生反应的氯化氢、乙炔和生成的乙醛、1，1-二氯乙烷等一系列的化合物。反应之后的气体先进入水洗塔将氯化氢去除之后，再放入碱洗塔用10%的氢氧化钠将残余的氯化氢和二氧化碳洗去。将碱洗之后的反应气体和聚合回收没有发生反应的气体一起放入氯乙烯气柜。然后放入预冷器之中使得一部分水分冷凝分离出去，再经过压缩机进行压
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
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 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 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
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 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 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 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：