VCM生产工艺及特点
VCM生产工艺及特点
VCM 生产工艺一、生产工艺分类：VCM生产按生产工艺分有：电石法（天然气乙炔法）、联合法、氧氯化法和平衡氧氯化法。
几种生产工艺相比，电石法和联合法具有能耗大、成本高、汞污染和电石渣严重等缺点。
平衡氧氯化法在生产过程中氯化氢是平衡的，不需由外部进入，具有规模大、能耗低、经济效益好、有利于环保等优点，是目前世界上较先进和经济的生产方法。
拥有氧氯化生产的主要专利厂商有日本三井东压、德国HOECHSTEVG SOLVAY 美国GEON DOW PPG等。
我国VCM的生产始于1958年。
2001年采用平衡氧氯化法生产PVC 的总能力为87万t/a，其中上海天原氯碱股份有限责任公司（30 万t/a）、齐鲁石化公司（23 万t/a）、北京化工二厂股份公司（16万t/a）、渤海化工集团大沽化工厂（10万t/a）、锦化化工集团有限责任公司（8万t/a）等成为我国VCM和PVC生产的大型骨干企业。
二、生产工艺特点：本项目具有乙烯和氯气两种原料，将采用平衡氧氯化法工艺。
平衡氧氯化法生产VCM主要由直接氯化、氧氯化、EDC裂解和精馏、VCMt馏等部分组成。
1、直接氯化单元乙烯与氯气在三氯化铁催化剂的作用下反应生成二氯乙烷(EDC)，根据反应条件和EDC的不同出料方式分为高温氯化和低温氯化二种技术。
⑴咼温氯化乙烯和氯气采用低压和90C左右进行直接氯化反应。
高温氯化生产的特点是：EDC气相塔顶出料不带走催化剂，所以无需补加，也无需水洗脱铁和干燥，无废水产生；产品EDC屯度高，可不经精制直接去裂解；反应热移出方便、热效率高。
不足之处是所有与液体接触的设备都需使用合金钢、不锈钢材料，投资较高。
⑵低温氯化乙烯和氯气在50C左右进行反应，EDC液相出料，反应生成热由较复杂的外循环冷却器导出，EDC需经水洗除催化剂、碱洗和干燥，流程较长。
低温氯化的特点是消耗催化剂多，需经常补充，但新型的氯化反应器则不存在催化剂补充问题。
反应热不能利用，能耗大。
氯乙烯生产工艺简介
乙烯直接氯化n二经济可行性n乙烯直接氯化法没有乙烯氧氯化法的edc12二氯乙烷精制和edc裂解生产单元可以节省edc裂解燃料消耗这一项就可使每吨vcm氯乙烯生产成本降低200元另外乙烯取代反应的反应热比乙烯加成反应小因此可以节省冷却介质40此外edc精制单元消耗的加热蒸汽塔顶冷却介质运转设备耗能等在乙烯直接氯化法中不需要所以节能也是较显著的
氯乙烯生产工艺简介
作者：郭 利 云 王 帆 白燕洁
氯乙烯生产工艺简介
氯乙烯单体(VCM)是生产聚氯乙烯树脂的主要原 料，其产品的质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂 的质量和成本。 氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺 改造，产生了电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到 目前世界上最先进的平衡氧氯化工艺，该工艺流程 长、能耗高、三废污染严重。近十几年来，为降低 氧氯化中的能耗问题和环境污染问题，保持资源与 环境的可持续发展，各大公司纷纷改进及开发研究 新的氯乙烯生产工艺，以最大限度地降低成本，提 高产品的质量和市场竞争力。
各种路线比较
路线 乙炔 法 联合法 烯炔法 平衡氧 二氯乙 氯化法 烷法
项目 建厂投资 原料成本 使用规模 自动化要 求 最小 最大 小-大 低 低 高 中-大 高 最高 低 大 高 高 低 大 高 高 最低 大 高
平衡氧氯化生产氯乙烯-乙烯直接氯化
一、技术可行性 乙烯直接氯化合成二氯乙烷在平衡氧氯化生 产氯乙烯工艺中是一个较简单的反应单元。该 反应可在常温、无催化剂条件下进行，但同时 生成多种氯化副产物。主反应如下：
主要合成路线
（3）联合法和烯炔法 用乙烯氯气为原料合成氯乙烯，要经过两步反应。第一 步是乙烯与氯气加成生成1，2-二氯乙烷（EDC）；第 二步是1，2-二氯乙烷裂解脱氯化氢生成氯乙烯。
(完整版)VCM生产工艺简介
三、转化生产工艺
转化器主要副反应：
C2H2+H2O
CH3CHO
C2H3Cl+HCl
C2H4Cl2
触媒中毒副反应：
HgCl2+H2S
HgS+2HCl
3HgCl2+PH3
(HgCl)3P+3HCl
混合器过氯副反应：
Cl2+C2H2
C2HCl+HCl
三、转化生产工艺
酸雾捕集器
工作容积 19m3
换热面积 20㎡
设计压力： 0.22MPa 0.375 MPa
耐压试验压力： 0.275 MPa 0.47 MPa
换热面积： 27m2
全容积：
15.5m 3
材质： 视镜
碳钢
氯气
二、二合一生产工艺
合 成 炉
二、二合一生产工艺
降膜吸收塔 材质： CS、石墨 公称面积： 40M2 外形尺寸：Φ830*5025mm 允许压力：管程0.3 MPa
三、转化生产工艺
触媒：高效环保多元复合型氯化汞 触媒（IV型）
该触媒用密闭法工艺制造，采 用酸化处理后的活性炭浸渍氯化高 汞溶液后干燥制成，并加入了多种 助催化剂配方，该种触媒在热稳定 性、抗毒性、抗积炭、抗结块、环 保等方面都比较好。
HgCl2：10.5～12.5% 助催化剂：2.04～3.15% 水分含量：≤0.3% 机械强度：≥95% 装填密度：550～600克/升
二、二合一生产工艺
二、二合一生产工艺
反应原理：氢气和氯气在加热条件下，会迅
速反应生产氯化氢，其主反应式为：
H2+Cl2 2HCl↑+44.126kJ/mol
副反应： 2H2+O2
VCM生产工艺及特点
VCM生产工艺一、生产工艺分类:VCM生产按生产工艺分有：电石法（天然气乙炔法)、联合法、氧氯化法和平衡氧氯化法.几种生产工艺相比，电石法和联合法具有能耗大、成本高、汞污染和电石渣严重等缺点。
平衡氧氯化法在生产过程中氯化氢是平衡的,不需由外部进入,具有规模大、能耗低、经济效益好、有利于环保等优点，是目前世界上较先进和经济的生产方法。
拥有氧氯化生产的主要专利厂商有日本三井东压、德国HOECHST、EVC、SOLVAY、美国GEON、DOW、PPG等。
我国VCM的生产始于1958年。
2001年采用平衡氧氯化法生产PVC的总能力为87万t/a,其中上海天原氯碱股份有限责任公司（30万t/a）、齐鲁石化公司（23万t/a）、北京化工二厂股份公司(16万t/a）、渤海化工集团大沽化工厂（10万t/a)、锦化化工集团有限责任公司(8万t/a)等成为我国VCM和PVC 生产的大型骨干企业。
二、生产工艺特点:本项目具有乙烯和氯气两种原料，将采用平衡氧氯化法工艺。
平衡氧氯化法生产VCM主要由直接氯化、氧氯化、EDC裂解和精馏、VCM精馏等部分组成。
1、直接氯化单元乙烯与氯气在三氯化铁催化剂的作用下反应生成二氯乙烷(EDC)，根据反应条件和EDC的不同出料方式分为高温氯化和低温氯化二种技术。
⑴高温氯化乙烯和氯气采用低压和90℃左右进行直接氯化反应.高温氯化生产的特点是：EDC气相塔顶出料不带走催化剂，所以无需补加，也无需水洗脱铁和干燥，无废水产生；产品EDC纯度高，可不经精制直接去裂解；反应热移出方便、热效率高。
不足之处是所有与液体接触的设备都需使用合金钢、不锈钢材料，投资较高。
⑵低温氯化乙烯和氯气在50℃左右进行反应，EDC液相出料,反应生成热由较复杂的外循环冷却器导出，EDC需经水洗除催化剂、碱洗和干燥,流程较长。
低温氯化的特点是消耗催化剂多，需经常补充，但新型的氯化反应器则不存在催化剂补充问题。
反应热不能利用，能耗大.有一定的尾气损失，尾气中含氧必须用氮气稀释,造成氮气消耗的增加。
年产30万吨氯乙烯(VCM)_工艺设计毕业论文 精品
毕业设计（论文）年产30万吨氯乙烯（VCM）工艺设计With An Annual Output of 300000 Tons ofVinyl chloride (VCM)Process Design班级应用化工技术111学生姓名程贤翔学号1162101103指导教师刘鹏升职称助教导师单位徐州工业职业技术学院论文提交日期徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称年产30万吨氯乙烯（VCM）的工艺设计课题性质科学实验设计班级应用化工技术111班学生姓名程贤翔学号1162101103指导教师刘鹏升导师职称助教一．选题意义及背景氯乙烯单体(VCM)是生产聚氯乙烯树脂的主要原料，其产品的质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。
氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺改造，产生了电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到目前世界上最先进的的工艺属乙烯平衡氧氯化工艺。
乙烯平衡氧氯化法由乙烯、氯气和氧气生产氯乙烯，整个工艺过程既不产生氯化氢，又不消耗氯化氢，大大降低了原料的成本，此法是目前世界上公认的技术经济较合理的方法，全世界93%以上的氯乙烯是采用乙烯平衡氧氯化法生产的。
二．毕业设计（论文）主要内容：1．工艺生产方法确定、生产流程设计与论证2．工艺计算（包括物料衡算，热量衡算）3．酯化合成工艺主要生产设备设计与选型4．安全生产与环保治理措施三．计划进度1.第一周：在完全理解设计任务书的基础上查阅资料，做好准备工作，包括：了解学位论文的格式、查阅相关文献（万方数据、中国期刊网、维普资询、硕博论文等）、学习氯乙烯的工艺设计方法。
2.第二周：选择出设计方案。
3.第三周：参照数据。
4.第四周：撰写毕业论文。
5.第五周：进行毕业答辩。
四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、论文电子稿2、论文打印搞3、过程资料记录本（实验记录本）指导教师：教研室主任年月日年月日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。
VCM生产工艺及特点
VCM生产工艺及特点
一、生产工艺
1、原料准备
VCM制备的原料主要为煤焦油、乙二醇和硫化氢。
煤焦油是作为生产VCM的基础原料，由煤热解后产生。
乙二醇是有机合成中经常使用的原料，可以制备乙二醇的方法多种多样。
硫化氢是一种具有毒性的有机物，往往
以亚硫酸钠的形式存在，可以从硫磺中提取硫化氢。
2、合成
VCM的合成工艺由煤焦油、乙二醇和硫化氢共同组成，这些原料混合
在一起，然后经过加热、压力和催化条件下的反应，可以将原料合成为聚
乙二醇。
3、分离
VCM的合成过程结束后，可以采用蒸馏或萃取等方法将产物从反应器
中分离出来。
然后再经过精制、干燥、分级、填充等工序，最终将VCM生
产成品。
二、特点
1、良好的抗氧化性
VCM具有良好的抗氧化性，可以长时间在高温环境下不发生挥发和氧
化反应，具有良好的稳定性。
2、良好的耐腐蚀性
VCM具有良好的耐腐蚀性，其耐腐蚀性是优于传统的碳氢化合物的，不易受到化学龟裂。
3、高反应性
VCM具有高反应性，可以在短时间内完成反应，而且反应过程可控，有利于大规模批量生产。
4、低毒性
VCM经过精细程度的加工，会减少其有害物质的含量，使其具有较低的毒性和挥发性。
5、低成本。
氯乙烯生产工艺
氯乙烯生产工艺氯乙烯的生产方法有电石乙：炔法、乙烯氧氧化法、乙烯直接氯化法等。
电石法在国内氯乙烯生产工艺中占主导地位。
氯乙烯装置吸收近年来乙炔法氯乙烯的技术改进成果，选择改良传统合成转化技术，利用经分别干燥处理的乙炔和氯化氢原料气，按设定比例混合后，通过一段、二段反应器反应生成氯乙烯，反应过程中放出的热量，通过冷剂庚烷气化移热。
采用专有技术反应器，提高了生产能力，单台反应器生产强度高，节省了设备投资，节约了占地面积。
由于庚烷冷剂的气化潜热较大，容易控制反应温度，催化剂不易升华，所以消耗低。
同时避免了国内传统工艺用水移热导致设备腐蚀的潜在危险，有效地防止催化剂结块，保证生产顺利稳定地运行。
来自反应器的合成气经净化、压缩、冷凝、精馏，得到氯乙烯成品。
精馏尾气采用变压吸附技术回收尾气中的VCM、乙炔和氢气等，降低了原料和动力消耗，有利于环境保护，尾气达标排放。
一、氯乙烯工艺流程与特点（一）装置组成氯乙烯装置由原料处理单元，VCM合成单元，VCM净化、压缩单元，VCM冷凝、精馏单元，尾气及废水处理单元和罐区单元组成。
（二）工艺流程与特点1、工艺流程(1）原料处理单元氯化氢进入氯化氢深冷器，由35℃的冷冻盐水冷至13℃，进入盐酸分离器和氯化氢除雾器，除去冷凝盐酸后进入干燥预热器，用热水加热到20℃，依次进入一段干燥塔、二段干燥塔、三段干燥塔与98%硫酸逆流接触，经硫酸除雾器除去夹带硫酸，将氯化氢干燥至含水量lOOppm以下，送至混合器。
盐酸分离器和氯化氢除雾器分离下来的盐酸进入废酸槽，由废酸泵送人副产盐酸槽。
98%的硫酸先进入98%硫酸罐，再由98%硫酸泵送至硫酸除雾器下部，通过溢流先后进入三段干燥塔、二段干燥塔、一段干燥塔，最后溢流到废硫酸罐，由废硫酸泵送出。
三台干燥塔中的硫酸通过各自的循环泵进行循环。
废硫酸可以送至罐区外销。
乙炔气进入乙：炔冷却塔，冷却后经乙炔气除雾器除去水分后至乙块干燥塔干燥，干燥采用变温吸附工艺，将乙块干燥至含水量50ppm以下，至混合器。
聚氯乙烯聚合工艺简介
四、PVC树脂简介
1、外观：白色粉末； 2、分子量：36870～93750； 3、相对密度（比重）：1.35～1.45 4、表观密度：0.40～0.65mg/ml； 5、热容：1.045～1.463J/g.℃（0~100℃）； 6、颗粒直径：通常紧密型树脂30～100μm，疏松性树脂 60～150μm； 7、热性能：85℃以下呈玻璃态，85～175℃呈粘弹态，无 明显熔点，175～190℃为熔融状态，190～200℃属粘流态。 脆化点－50～－60℃，软化点75～85℃，玻璃化转变温度 在80℃左右，＞100℃开始降解出氯化氢，180℃以上开始 快速分解，200℃以上剧烈分解并变黑。
六、原材料性质及标准
VCM中杂质对聚合反应及产品的影响 ① 低沸物的影响 氯乙烯单体中存在的乙炔等低沸物杂质，在聚合反应中能与
自由基反应，生成的内部双键对于PVC树脂的热稳定性有不 良影响。乙炔是活泼的链转移剂，能与长链游离基反应，形 成稳定的ρ-π共轭体系。当乙炔的含量较高时，会降低PVC 树脂的热稳定性。单体中的乙炔杂质还使聚合的反应速度减 慢，树脂的聚合度下将。 ② 高沸物的影响 高沸物将增加PVC大分子的支化度，影响聚合体系的稳定性 和树脂的颗粒形态。高沸物还会影响粘釜和“鱼眼”等。 ③ 单体含水的影响 氯乙烯单体含水，会产生酸性，形成铁离子。铁的存在会减 慢反应速度，使树脂热稳定性变差，产品带色。偏酸会影响 聚合体系的PH值，影响聚合体系的稳定性。
六、原材料性质及标准
1、氯乙烯的物理性质
氯乙烯的分子式为C2H3Cl,结构式为CH2=CHCl,分子量为
62.5,在常温和常压条件下是一种无色有乙醚气味的气体,其 冷凝点为-13.9℃ ,其凝固点为-159.7℃。它的临界温度为 142℃。临界压力为5.22MPa,，因而，尽管它的冷凝点为13.9℃ 但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。 ① 氯乙烯的蒸气压 氯乙烯的蒸气压可按下式计算： lgP＝－0.15228－1150.9/T＋1.75 lgT－0.002415T 式中：P —— 氯乙烯的蒸气压，MPa； T —— 温度，K；
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VCM生产工艺
一、生产工艺分类：
VCM生产按生产工艺分有：电石法(天然气乙炔法)、联合法、氧氯化法和平衡氧氯化法。
几种生产工艺相比，电石法和联合法具有能耗大、成本高、汞污染和电石渣严重等缺点。
平衡氧氯化法在生产过程中氯化氢是平衡的，不需由外部进入，具有规模大、能耗低、经济效益好、有利于环保等优点，是目前世界上较先进和经济的生产方法。
拥有氧氯化生产的主要专利厂商有日本三井东压、德国HOECHST、EVC、SOLVAY、美国GEON、DOW、PPG等。
我国VCM的生产始于1958年。
2001年采用平衡氧氯化法生产PVC的总能力为87万t/a，其中上海天原氯碱股份有限责任公司(30万t/a)、齐鲁石化公司(23万t/a)、北京化工二厂股份公司(16万t/a)、渤海化工集团大沽化工厂(10万t/a)、锦化化工集团有限责任公司(8万t/a)等成为我国VCM和PVC生产的大型骨干企业。
二、生产工艺特点：
本项目具有乙烯和氯气两种原料，将采用平衡氧氯化法工艺。
平衡氧氯化法生产VCM主要由直接氯化、氧氯化、EDC裂解和精馏、VCM精馏等部分组成。
1、直接氯化单元
乙烯与氯气在三氯化铁催化剂的作用下反应生成二氯乙烷(EDC)，根据反应条件和EDC的不同出料方式分为高温氯化和低温氯化二种技术。
⑴高温氯化
乙烯和氯气采用低压和90℃左右进行直接氯化反应。
高温氯化生产的特点是：EDC气相塔顶出料不带走催化剂，所以无需补加，也无需水洗脱铁和干燥，无废水产生；产品EDC纯度高，可不经精制直接去裂解；反应热移出方便、热效率高。
不足之处是所有与液体接触的设备都需使用合金钢、不锈钢材料，投资较高。
⑵低温氯化
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乙烯和氯气在50℃左右进行反应，EDC液相出料，反应生成热由较复杂的外循环冷却器导出，EDC 需经水洗除催化剂、碱洗和干燥，流程较长。
低温氯化的特点是消耗催化剂多，需经常补充，但新型的氯化反应器则不存在催化剂补充问题。
反应热不能利用，能耗大。
有一定的尾气损失，尾气中含氧必须用氮气稀释，造成氮气消耗的增加。
该法的优点是设备结构简单，采用碳钢制造，设备投资可以减少。
目前，传统的低温氯化技术已基本被淘汰。
表一：高温氯化和低温氯化对比
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2、氧氯化单元
氧氯化反应是以乙烯、氯化氢和氧气为原料，在氯化铜催化剂作用下生产EDC。
氧氯化单元的主要技术关键是反应器的型式和氧气的来源。
⑴反应器的型式
反应器有沸腾床反应器和固定床反应器两种。
①沸腾床反应器
沸腾床反应器内有能除热的内冷却盘管，反应器上部有旋风分离器，收集物料中夹带的催化剂。
操作时乙烯、氧气和氯化氢按一定比例同时加入到反应器中。
②固定床反应器
固定床反应器一般单台生产能力较小，多采用几台串联，但现在已可做的很大，一台反应器可达75万t/a。
氧气按不同比例分别通入反应器内，目的是为了使反应远离爆炸极限范围，同时可减少乙烯过氧化生成CO和CO2。
固定床和沸腾床氧氯化反应器各有优缺点，因而在技术市场上的份额基本持平。
表二：沸腾床反应器与固定床反应器对比
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⑵纯氧氧化和空气氧化
按照氧气的来源不同，分为纯氧氧化和空气氧化。
两者的比较如下：
表三纯氧氧化和空气氧化的比较
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3、EDC裂解单元
裂解单元的主要设备是EDC裂解炉，各公司多采用单排或双排水平盘管式裂解炉。
但
EDC的进料状
态分二种，即气相或液相进料，气相进料能延长裂解炉的操作周期，但需增加设备投资。
物料先经气化、加热后进入裂解炉，现多采用蒸发器与裂解热回收相结合。
由于裂解炉操作周期的延长和热能有效利用的效益大于增加设备的投资，逐渐被各厂家接受。
VCM装置的各单元工艺技术发展至今均已成熟可靠，技术上虽有差异，但也趋同，目前拥有VCM 生产专利技术的公司仍在延长设备运行时间、降低原料消耗、热能回收和提高单体质量等方面不断的取得新进展。
我国已经引进了直接氯化法中的高温氯化和低温氯化；氧氯化中的沸腾床和固定床反应器，氧气法和空气法工艺均有引进；在EDC裂解单元也引进了EDC气相和液相二种进料方式的工艺。
这些生产企业的产品在国内有很好的市场和效益。
根据上述分析比较，本装置推荐采用高温直接氯化；沸腾床、纯氧氧氯化；EDC气相进料裂解工艺。
拥有上述工艺的专利技术公司有美国GEON、日本的三井东压、德国赫斯特、挪威海德鲁等公司。
三井东压、GEON、赫斯特和EVC的工艺技术比较如下：
表四工艺技术比较
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三、技术来源：
我国在引进的基础上，进行了大量的消化吸收工作，同时在多方面进行了技术攻关。
本项目的VCM 装置采用购买工艺包、少量关键设备及DCS控制系统，设备绝大部分国产化。
VCM装置工艺生产流程主要由：直接氯化、氧氯化、EDC裂解、EDC精馏和VCM精馏等几个部分组成。
其中EDC裂解工序采用两个系列，其余各工序均采用一个系列。
VCM装置由国内自行工程设计和采购设备。
国外各技术相差不大，VCM可考虑美国GEON公司或德国HOECHST公司的技术。
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