乙炔氢氯化装置的流程模拟
乙炔氢氯化制备氯乙烯的非汞催化技术研究
专论与评述乙炔氢氯化制备氯乙烯的非汞催化技术研究赖崇伟蒋文伟罗芩杨琴李晶晶(四川大学化学工程学院,成都,610065)摘 要介绍了非汞催化乙炔氢氯化制备氯乙烯的研究状况、催化剂性能、反应技术等,并指出了今后非汞催化乙炔氢氯化制备氯乙烯的研究重点和研究方向。
关键词:乙炔氢氯化氯乙烯催化剂非汞催化剂中图分类号:TQ 203 2前言氯乙烯(vinyl chloride monomer )简称V CM ,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。
现在工业生产中乙炔氢氯化采用活性炭负载氯化汞作为催化剂。
该催化剂易升华损失,有剧毒。
所以,研究找到能够代替氯化汞进行工业化生产的非汞催化体系意义重大。
非汞催化剂既要对环境友好、不易损失,又要有较好的稳定催化性能。
1非汞催化剂的选择和催化性能对汞原子附近的V III 族元素和IB 和IIB 族元素中具有4d 和5d 电子且和汞元素具有类似外层电子结构的非汞金属元素催化剂的研究进行比较[1~5],可知非汞催化剂极有可能是由铜、金、铂、铱、钯、铑等中的一种或几种金属元素的化合物所组成。
研究发现[6]金属离子对乙炔氢氯化反应的活性高低和金属离子的标准电极电位有某种关联,如图1所示。
在以上基础上可以推测,标准电极电势高于H g(II)和Pb(II)的金属离子应该具有更高的氢氯化催化活性,事实上Au(III)(E 0=1 42V)、Pt(II)(E 0=~1 2V)的确比氯化汞具有更好的催化活性和反应选择性。
很多单一的非汞金属催化剂对于乙炔氢氯化反应都具有一定的活性,其中金催化剂的催化性能非图1 金属离子标准电极电势和氢氯化催化活性的关系常好,其活性和失活速率优于其它金属催化剂。
各种金属催化剂的初始活性和失活速度关系[7]如图2所示。
除金催化剂以外,也有采用铂、钯、铑等金属离子作为催化剂而取得了较好催化效果的。
如Svet lana A Panova 等[4]用N 甲基吡咯烷酮溶解三氯化铑,再负载于活性炭上制得的非汞催化剂,其用量少而反应活性高;美国专利[8]介绍的用钯催化剂在液相体系中催化乙炔氢氯化的研究等等。
氯碱生产乙炔发生装置控制教材
氯碱生产乙炔发生装置控制教材引言氯碱生产乙炔发生装置是化工行业常见的装置之一，其主要功能是通过电解氯化钠溶液来产生氢气和氯气，并通过供应适量的水和碳酸钙来生成乙炔。
乙炔是一种重要的化工原料，广泛应用于热喷涂、气焊、照明等领域。
在氯碱生产乙炔发生装置的控制过程中，合理、稳定的控制关键参数对于生产乙炔的质量和产量至关重要。
本教材将介绍氯碱生产乙炔发生装置的控制原理和方法。
一、氯碱生产乙炔发生装置的工艺原理氯碱生产乙炔发生装置主要由电解槽、冷凝器、塔式发生炉、分离塔等部分组成。
其工艺原理如下：1.电解槽：通过电解氯化钠溶液，产生氢气和氯气。
氢气用于供应乙烯制取设备，氯气则进入塔式发生炉进行反应。
2.塔式发生炉：通过氯气与适量的水和碳酸钙的反应，生成乙炔。
发生炉内部设有多层填料，以增加反应的接触面积，提高乙炔的产率。
3.分离塔：对乙炔进行精馏，将其中的杂质和水分去除，产生高纯度的乙炔。
二、氯碱生产乙炔发生装置的控制关键参数为了实现氯碱生产乙炔发生装置的稳定运行和高品质生产，有几个关键参数需要控制：1.电流密度：电流密度是指单位电解槽有效面积上的电流密度。
合理的电流密度可以保证氯化钠在电解槽中的高效转化，并控制氧化反应的发生。
2.氯气流量：氯气流量的控制与乙炔产量和乙炔纯度密切相关。
合理的氯气流量可以保证充分的反应物供应，提高乙炔的产量，并控制副反应的发生。
3.温度控制：在塔式发生炉中，反应温度对乙炔产率和产物质量有着重要影响。
过高的温度会导致反应速率过快，产生大量副反应产物。
而过低的温度则会影响乙炔的产率。
4.塔顶压力：塔顶压力的控制决定了乙炔的分离效果。
过高的塔顶压力会导致回流大量废液，影响乙炔的产率和纯度。
而过低的塔顶压力则会造成乙炔的损失。
三、氯碱生产乙炔发生装置的控制方法为了控制氯碱生产乙炔发生装置的关键参数，需要采取合适的控制方法：1.反馈控制：使用传感器监测关键参数，通过控制阀门调整流量、温度等参数，以维持设定值。
氯碱生产乙炔发生装置控制教材
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关键设备的控制原理及技术要求
氯碱生产乙炔发生装置的控制系统组成
常见故障分析与处理方法
优化控制策略及实施效果
设备维护与保养优化：制定科学的设备维护与保养计划，定期对设备进行检查、维修和保养，确保设备长期稳定运行。
设备选型与配置优化：根据生产需求和工艺特点，选择适合的设备型号和配置，确保设备性能稳定、高效。
设备运行参数优化：通过调整设备运行参数，如温度、压力、流量等，使设备在最佳状态下运行，提高生产效率和产品质量。
设备操作与培训优化：对操作人员进行专业培训，提高其操作技能和安全意识，确保设备安全、高效运行。
氯碱生产乙炔发生装置的控制原理
常见问题及解决方案
实际案例分析
未来发展趋势
汇报人：
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工艺流程：电石破碎、配料、反应、冷却、气液分离、压缩干燥、乙炔气压缩、乙炔气冷却、乙炔气储存
设备组成：电石破碎机、配料槽、反应器、冷却器、气液分离器、压缩干燥机、乙炔气压缩机、乙炔气冷却器、乙炔气储存罐
氯碱生产乙炔发生装置的原理
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反应条件：高温、高压、催化剂
反应方程式：CH4+H2O→CO+H2
设备操作前检查：确认设备完好，无泄漏，阀门开关灵活
操作过程注意事项：严格遵守操作规程，避免超压、超温、超负荷运行
维护保养：定期对设备进行维护保养，确保设备正常运行
设备设计应符合环保标准
设备运行过程中应减少对环境的影响
设备应具备处理废弃物的能力
设备应符合环保法规的要求
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乙炔氯化制氯乙烯PPT课件
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主要影响因素
原料配比 温度 空间流速
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影响因素—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。
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乙炔法合成氯乙烯工艺
制作人：阳斌
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总纲
概述 电石乙炔精选
概述—氯乙烯（VCM）生产简介工艺
氯乙烯是1835年由法国人V.Regnault首先在实验 室中制得，他用氢氧化钾的乙醇溶液处理二氯乙烷得 到了氯乙烯。1902年，Biltz 将二氯乙烷进行热分解 也可制得氯乙烷。1911年，kiatte和Rollett 利用乙 炔和氯化氢催化加成反应合成了氯乙烯。1913年， Griesheim -Elektron用氯化汞作催化剂，使氯乙烯 合成技术进一步发展。1931年，德国首先实现了氯乙 烯的工业化生产，原料是乙炔和氯化氢，催化剂是氯 化汞。
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工艺流程—乙炔加氯化氢制氯乙烯工艺流程图
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工艺流程—流程说明
乙炔加氯化氢是放热反应，局部过热会影响 催化剂的寿命，因此必须及时地移出反应热。工 业上常采用多管式的固定床氯化反应器，管内盛 放催化剂，干燥和已净化的乙炔和氯化氢的混合 气自上而下地通过催化剂层进行反应。管外用加 压热水循环进行冷却。由于受到热点温度的限制 ，乙炔空速也受到限制。要充分发挥床层催化剂 的效率，就必须使整个床层温度都接近最佳的允 许温度。采取分段进气、分段冷却和适当调整催 化剂活性等方法，可使床层温度分布得到改善， 乙炔空速可以提高，因而催化剂的生产能力也可 以显著提高。
两级式流化床反应器中乙炔氢氯化的气相催化反应
两级式流化床反应器中乙炔氢氯化的气相催化反应摘要：在不同的反应温度和乙炔空速下，探讨了在一级流化床反应器（SSFB）和二级流化床反应器（TSFB）中乙炔和氯化氢发生氢氯化来生产氯乙烯单体的反应。
乙炔的转化率随着温度的升高而增加，随着空速的增加而降低。
在一个较大的操作条件范围内，在TSFB和SSFB中，氯乙烯的选择性都接近100%，但在TSFB中乙炔的转化率高于SSFB中的转化率。
这一过程可通过二维扩散和反应模型来描述。
在流化床中采用的是一种将HgCl2负载到椰子壳型活性炭上的新型催化剂，它比目前将HgCl2负载到煤基活性炭上的工业用催化剂拥有更高的机械强度。
在高温度下进行快速升华实验来评价催化剂的寿命的结果表明，新武型催化剂的寿命比工业用催化剂的寿命长。
TSFB新技术结合新型催化剂与传统的PB反应器相比，会显著提高氯乙烯的产量和质量。
1．简介聚氯乙烯（PVC）是一种重要的塑料，全世界每年的产量超过3560万吨。
通常有两种方法制备它的单体。
一种就是乙烯的氯氧化，但是这种方法面临着严重的经济挑战，因为“石油危机”导致了乙烯的价格不断攀升。
另一种就是乙炔的氢氯化，最近这种方法得到了人们的关注，尤其是在煤储量很大的国家。
氯乙烯是通过C2H2与HCl反应来生产的，其体积比为1∶1.05至1∶1.1，催化剂为负载在活性炭上的金属氯化物。
当在传统的PB反应器中使用时，HgCl2/活性炭催化剂相比于其他金属氯化物催化剂（如SnCl2,CuCl2,ZnCl2）在C2H2的转化率（＞99%）和氯乙烯的选择性（＞98%）拥有优势。
但是HgCl2/活性炭催化剂中的HgCl2在高温时易升华使它显得不稳定（如在传统的PB反应器中经常存在的温度超过140℃的热点）。
在FBR反应器中，催化剂和气体处于基本的湍流状态，这使得在整个催化剂床层内温度均一。
更重要的是，当催化剂颗粒处于悬浮状态时，床层的压降与气体流速无关。
因此，FBR反应器以其均匀的温度控制和高的产量而在工业催化过程中得到广泛的运用。
(聚)氯乙烯生产—电石乙炔法生产氯乙烯的主要设备
2、转化器
转化器：气固相接触的固定床反应器；
圆柱形列管式设备，上下盖为锥形，外壳由
钢板焊接而成，内部有管板和列管。结构如图所
示：
管板：低合金钢16MnR，列管：20＃或10
＃优质碳钢；
胀管法：将列管固定于两端花板上，严禁管
板和列管的连接部位出现焊缝。
管内装触媒，管间有两块花板将整个圆拄部 分隔为三层，每层均有冷却水进出口用以通冷却 水带走反应热。
1-气体分布盘、2-上管箱、3-热电偶接口、4-手孔、 5-管板、6-排气口、7-支耳、8-接地板、9-亮体、 10-膨胀节、11-活性炭、12-换热管、13-小瓷环、 14-大瓷环、15-多孔板、16-下管箱、17-排水口、 18-拉杆、19-折流板、20-铭牌
以上主要学习了乙炔发生产氯乙烯的主要设备
电石乙炔法合成氯乙烯是乙炔与氯化氢在HgCl2催化和加热作用下，发生 加成反应生产氯乙烯的过程。乙炔法合成氯乙烯的主要设备有乙炔发生器 和转化器。
本节学习乙炔发生器和转化器的结构。
1、乙炔发生器
乙炔发生器：电石水解反应生产C2H2。 湿法多层搅拌式立式发生器，结构如图所示： 本体是由钢板焊接而成的圆柱体，安装2-5 层搅拌耙齿，内部装有与搅拌耙齿成熟相等的 挡板，电石从加料口加入，经过几层挡板和搅 拌与水进行反应，未反应的电石渣从底部排渣 口排出。 为防止电石和器壁的击或摩擦而起火，在内 壁衬胶或衬铝，以保证安全。
氯乙烯装置乙炔作业指导书2
一、氯乙烯装置的任务：利用电解装置送来的H2、CL2在氯化氢合成及盐酸岗位制得纯度较高的(≥93%）HCL气体，同时生产符合要求的高纯盐酸和工业盐酸产品；部分CL2在氯气液化冷冻岗位经冷冻液化生产合格的液氯产品；由电石装置送来的电石采用湿法发生器制乙炔，经冷却、加压、清净（清净液为：次氯酸钠）、中和后送至氯乙烯合成；C2H2气体和氯化氢气体在氯乙烯岗位经混合、脱水、预热、转化、水碱洗、加压、精馏制得纯度达99.9%以上的氯乙烯单体送至聚合装置。
二、氯乙烯装置工艺流程简述由电解装置送来的氢气经氢气缓冲罐（V14001），通过调节伐PICA14001稳压后进入石墨合成炉（R14001／1-6）；电解装置送来的氯气进入原氯缓冲罐（V14003），通过调节阀PICA14003稳压进入混合器，与此同时，氯气液化送来废氯进入废氯缓冲罐（V14002）通过PICA14002稳压后进入混合器（M14001），混合后送入石墨合成炉（R14001／1-6）和氢气在石英灯头内燃烧，合成氯化氢，合成炉用循环水冷却，控制合成炉出口温度在160°C左右，氯化氢再经石墨冷却器冷却到＜45℃，当HCL纯度＞80%，游离氯检测≤20PPM时经分离器(S14001)分离夹带冷凝酸后送VCM。
生产酸时，合成之氯化氢气体经石墨冷却器(E14001／1-6)冷却后，送盐酸降膜吸收器(E14002／1-3)，经尾气吸收塔(T14001／1-3) ，与吸收液面逆向接触，制成31%盐酸。
来自VCM转化25%-28%酸入回收盐酸贮槽（V14011／1-2）用回收盐酸泵（P14004／1-2）送提浓尾气吸收塔（T14003）与合成炉和盐酸罐区送来的HCL气体在提浓盐酸降膜吸收器（E14004）和提浓尾气吸收塔（T14003）中逆向接触使浓度提至＞31%后供销售。
当分离器（S14001）压力＞0.075MPa调节伐（PV140020）渐开，当分离器（S14001）压力＞0.08MPa调节伐（PV140020）全开，同时事故尾气吸收塔（T14002）和事故降膜吸收器（E14003）运行。
乙炔氯化岗位安全技术操作规程
乙炔氯化岗位安全技术操作规程1.引言乙炔氯化是工业中的一项重要化学工艺，被广泛用于生产氯化乙烯、聚氯乙烯等化工产品。
然而，乙炔氯化过程中存在着危险性，对人身安全和生产设备的安全都会造成威胁。
因此，为了保障生产过程中的安全，制定乙炔氯化岗位安全技术操作规程是必不可少的。
2.适用范围本规程适用于乙炔氯化生产过程中的所有岗位，并适用于工厂内和周围的安全保障。
3.安全操作标准3.1 环境安全所有乙炔氯化生产现场操作应当在安全状况下执行，避免在环境危险区域内工作，以保障工作人员的安全。
3.2 设备安全所有设备都需要进行定期维护，检查和保养，以确保其可靠性。
进行维护及检查应当有能够干预设备的操作者在场，同时设备区域内应当有明显的安全标识和警告标志。
3.3 紧急事故处理在生产过程中，因安全事故引起的各种紧急情况处理应当由专门的救援小组进行处理。
在紧急情况处理过程中，切勿盲目的采取冒险行为和不当操作，应当按照标准操作程序进行处理。
4.安全操作规程4.1 环境安全规程1）所有操作都应当在安全操作环境下进行。
2）生产过程中随时监测周边环境的安全指标，并根据环境安全指标进行必要的调整，以确保周围的环境安全。
3）对一些可能对环境有影响的生产废物及其物质进行集中处理。
4.2 设备安全规程1）对所有设备实施定期维护并记录。
2）对所有设备进行严格管理，进行定期的保养和检查，以保证设备的可靠性。
3）设备的操作必须由受过培训的操作人员进行，并且应当严格按照操作规程进行操作。
4）在检修和维护过程中，必须进行充分的安全措施，如：避免触碰导电部件，有限制地使用气源气体，避免操作错误引起的意外等。
5）设备的区域内应当设置明显的安全标识和标志，以方便操作人员分辨和正确反应。
6）设备发生故障后，必须停止工作，确保故障得到及时的修复，以防止安全风险的产生。
4.3 紧急事故处理规程1）所有使用设备或在现场操作的人员都应当接受第一急救培训和逃生训练，保证能够在紧急情况下采取不必要的止血措施和逃生行动。
氯碱生产乙炔发生装置控制
氯碱生产乙炔发生装置控制引言在氯碱生产过程中，乙炔是一种重要的中间产物。
乙炔广泛应用于化工、金属冶炼、焊接等领域。
由于乙炔的特殊性质，其发生装置的控制非常重要，不仅关系到生产过程的稳定性和运行效率，还关系到生产安全。
本文将介绍氯碱生产乙炔发生装置的控制策略和关键技术，包括进料控制、温度控制、压力控制和安全保护等方面。
进料控制乙炔发生装置的进料控制主要包括气体进料和液体进料两个方面。
气体进料控制气体进料是乙炔发生装置的关键控制环节之一。
对气体进料进行精确的控制，可以保证乙炔发生装置的稳定运行。
气体进料控制主要包括氧气、乙炔和稀释气体的进料控制。
其中，氧气是乙炔发生的氧化剂，乙炔是反应的主要物质，稀释气体用于稀释乙炔和调节反应温度。
在气体进料控制中，需要考虑气体流量、气体浓度和气体比例等因素。
根据实际工艺要求，可以结合传感器和调节阀等控制元件，利用控制系统对气体进料进行实时监测和控制。
液体进料控制液体进料是乙炔发生装置中的辅助控制环节。
液体进料包括水和碱液的进料控制。
水的进料控制主要涉及到水的流量和进料时间的控制。
水是乙炔发生的副产物，通过控制水的进料量和进料时间，可以调节乙炔的产量和反应的平衡。
碱液的进料控制主要涉及到碱液的浓度和进料流量的控制。
碱液是乙炔发生反应的催化剂，通过控制碱液的进料浓度和流量，可以调节乙炔的产量和反应的速率。
对于液体进料的控制，可以通过流量计、浓度传感器和控制阀等设备，结合控制系统进行实时监测和控制。
温度控制乙炔发生过程中的温度控制是非常重要的，温度的过高或过低都会对乙炔的产量和质量产生影响。
反应温度控制乙炔发生是一个多步反应，其中反应温度对于反应速率和产物分布有着显著影响。
在乙炔发生装置控制中，需要对反应温度进行精确调控，使其保持在适宜的范围内。
为了实现反应温度的控制，可以采用电加热和冷却装置结合的方式。
通过电加热装置对反应温度进行升温，通过冷却装置对反应温度进行降温，从而实现对反应温度的精确调节。
乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯工艺流程
乙炔和氯化氢反应生成氯乙烯工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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石河子大学毕业设计题目：乙炔氢氯化装臵的流程模拟
院（系）：化学化工学院
专业：化学工程与工艺
学号：
姓名：
指导教师：
完成日期：2012年6月
摘要
我国是世界上PVC生产和消费发展最快的国家。
我国PVC生产多采用电石作为原料，与发达国家采用的石油乙烯路线相比，存在工艺技术落后、消耗高、污染严重的问题。
本设计简要介绍了合成氯乙烯的工艺，着重介绍了乙炔法合成氯乙烯生产工艺流程。
对乙炔法合成氯乙烯装臵的动态模拟技术进行了研究。
根据物料、能量及动量守恒方程等，对系统中的基本单元设备分别建立了机理模型;结合氯乙烯合成化学反应机理模型及对转化器结构的分析，建立了描述氯乙烯转化器特性的一维动态机理模型，并根据模型形式和特点采用了适当的数值计算方法。
在模拟的基础上，对年产12万吨的聚氯乙烯进行了计算。
关键词：乙炔; 氯乙烯; 流程模拟
Abstract
China is the world’s fastest—growing country in producing and consuming of PVC．Compared with oil ethylene as raw material in developed countries，the application of Calcium carbide in China, result in high consumption and pollution．
The Processes of vinyl chloride synthesis have been introduced briefly，and the production process of acetylene is emphasized especially in this paper. The dynamic simulation technology of plants for vinyl chloride synthesis from acetylene process has been studied in this paper. According to the equilibrium of mass, energy and reaction mechanism and production data，the mechanism models of basic unit plants in VCM system have been founded. By analyzing the structure of the reactor，a dynamic mechanism model of vinyl chloride synthesis converter was founded. The model may describe the characteristics of vinyl chloride converter. According to the form and characteristies of the model，a proper arithmetic is chosen. On the basis of simulation, an annual output of 120000 tons of vinyl chloride was calculated.
Keywords: acetylene; vinyl chloride; process simulation
目录
1文献综述 (6)
1.1氯乙烯简介 (6)
1.1.1 氯乙烯的性质 (6)
1.1.2 氯乙烯的工业用途 (6)
1.2 氯乙烯生产工艺现状 (6)
1.2.1电石乙炔法 (7)
1.2.2乙烯氧氯法 (7)
1.2.3联合法 (7)
1.2.4 氯乙烯生产方法的比较 (8)
1.3 国内外氯乙烯生产现状 (8)
1.3.2 我国氯乙烯生产现状 (8)
1.3.3 国外氯乙烯生产现状 (8)
1.3.4 氯乙烯工业发展前景 (9)
1.4 化工流程模拟 (9)
1.4.1 化工流程模拟概述 (9)
1.4.2 化工流程模拟的应用 (10)
1.4.4 化工流程模拟发展方向 (11)
1.5 本设计方案简介 (12)
2 工艺路线的选择和介绍 (12)
2.1工艺方案的选择 (13)
2.1.1湿热乙炔法的选择 (13)
2.1.2湿法乙炔发生 (13)
2.2湿法乙炔生产原理及工艺流程 (13)
2.2.1乙炔发生 (13)
2.2.2乙炔气的压缩 (15)
2.2.3乙炔清净 (16)
2.2.4生产流程说明 (17)
2.2.5湿法乙炔生产工艺流程简图 (20)
3 工艺计算 (20)
3.1物料衡算 (20)
3.1.1 计算依据 (20)
3.1.2氯乙烯量的计算 (21)
3.2物料衡算 (21)
3.2.1 混合器的物料 (21)
3.2.2 石墨冷却器的物料 (24)
3.2.3 转化器的物料 (25)
3.2.4 泡沫塔的物料 (26)
3.2.5 水洗塔的物料 (27)
3.2.6 碱洗塔的物料 (28)
3.2.7 机前冷却器的物料 (29)
3.2.8 机后冷却器的物料 (29)
3.3 能量衡算 (30)。