氯乙烯合成与净化
沈阳化工大学
化工设计
氯乙烯合成与净化的工艺流程设计
说明书
专业：化学工程与工艺
班级：科化工0701
学生姓名：A于子钧，潘磊
B 邓小丹，刘莉，徐军军，李慧
指导教师：
设计时间： 2 010 年11 月
所属设计组：科化工1班（A、B）组
成绩：
目录
一、总论 (3)
1.1.氯乙烯简介 (3)
1.2.氯乙烯生产技术及进展 (3)
1.3.历史沿革 (4)
1.4.生产方法 (4)
1.4.1.乙烯氧氯化法 (5)
1.4.2.乙炔法 (6)
1.4.3.混合烯炔法 (7)
二、生产流程简述 (7)
三、生产流程图 (8)
四、操作条件 (8)
五、计算结果 (10)
六、结束语 (11)
一、总论
1.1.氯乙烯简介
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、易液化气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。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。
1.2.氯乙烯生产技术及进展
氯乙烯工业化生产始于20世纪20年代，早期生产方法采用电石为原料的乙炔法路线，电石水解生成乙炔，乙炔与氯化氢反应生成VCM。由于该工艺能耗较高，污染严重，因此自以乙烯为原料的工艺路线问世之后就逐渐被淘汰。目前全世界范围内95%以上的VCM产能来自乙烯法工艺。另外，为利用廉价的烷烃资源，Geon、Lummus、EVC（Ineos）等还开发了以乙烷为原料的VCM工艺路线。
乙烯氧氯化法由美国Goodrich公司于1964年首先实现工业化生产，该工艺原料来源广泛，生产工艺合理，目前世界上采用本工艺生产VCM的产能约占VCM总产能的95%以上。
乙烯氧氯化法的反应工艺分为乙烯直接氯化制二氯乙烷（EDC）、乙烯氧氯化制EDC 和EDC裂解3个部分，生产装置主要由直接氯化单元、氧氯化单元、EDC裂解单元、EDC精制单元和VCM精制单元等工艺单元组成。乙烯和氯气在直接氯化单元反应生成EDC。乙烯、氧气以及循环的HCl在氧氯化单元生成EDC。生成的粗EDC在EDC精制单元精制、提纯。然后在精EDC裂解单元裂解生成的产物进入VCM单元，VCM精制后得到纯VCM产品，未裂解的EDC返回EDC精制单元回收，而HCl则返回氧氯化反应单元循环使用。
直接氯化有低温氯化法和高温氯化法；氧氯化按反应器型式的不同有流化床法和固定床法，按所用氧源种类分有空气法和纯氧法；EDC裂解按进料状态分有液相进料工艺和气相进料工艺等。具有代表性的Inovyl公司的VCM工艺是将乙烯氧氯化法提纯的循环EDC和直接氯化的EDC在裂解炉中进行裂解生产VCM。经急冷和能量回收后，将产品分离出HCl（HCl循环用于氧氯化）、高纯度VCM和未反应的EDC（循环用于氯化和提纯）。来自VCM装置的
含水物流被汽提，并送至界外处理，以减少废水的生化耗氧量（BOD）。采用该生产工艺，乙烯和氯的转化率超过98%，目前世界上已经有50多套装置采用该工艺技术，总生产能力已经超过470万吨/年。
为了解决平衡氧氯化工艺副产的大量废水和腐蚀问题，美国Monsanto和Kellogg公司合作开发了Partec新工艺。该工艺把Monsanto专有的直接氯化、裂解和提纯工艺与Kellogg专有的Kel-Chlor工艺相结合，即在乙烯与Cl2直接氯化生成EDC，EDC裂解生成VCM和HCl之后，不再采用氧氯化工艺，而是通过Kel-Chlor单元将HCl与O2或空气反应生成水和Cl2，Cl2回收循环到直接氯化段。与传统平衡氧氯化工艺相比，Paree工艺的优势在于：（1）收率较高；（2）生产成本较低；（3）对环境更加友好。
传统的直接氯化艺是氯气和乙烯混合后进入直接氯化反应器，反应器中有一定浓度催化剂FeCl3的EDC液体。反应温度控制在85～95℃，压力为115kPa。乙烯在液相中被氯化生成EDC，反应器中的反应热由EDC汽化移走。
德国维诺里特公司（Vinnolit）通过其工程合作伙伴乌德（Uhde）公司对外公布了一种直接氯化法的“沸腾床反应器”（UVBR）新工艺。在该工艺中，乙烯先溶于反应器的EDC 中，然后再与一种EDC氯溶液相混合，进行快速液相反应。液压头的急剧下降致使EDC产品汽化并以蒸汽状态被提取出。该工艺与其他工艺相比，改进了再循环过程，无需对EDC产品进一步处理或提纯，可以获得极好的EDC质量，明显降低电力成本和蒸汽成本；可单独生产EDC；使用喷嘴用于氯溶解，在界区内不必提高氯气压力，可按照所需工序的要求选择反应器压力和温度，并进行热回收；节省设备成本15%～20%。
1.3.历史沿革
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，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。
1.4.生产方法
1.4.1.乙烯氧氯化法
现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行（见图）：第一步乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢；第三步乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。
氯乙烯的生产
1.4.1.1.乙烯氯化
乙烯和氯加成反应在液相中进行： Cl ClCH
CH Cl CH CH
2
2222
→+=
采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应介质。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。
1.4.1.
2.二氯乙烷热裂解
生成氯乙烯的反应式为： HCl CHCl CH
Cl ClCH
CH 2
2
2+=→
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： HCl CH HC CHCl CH
2
+≡→=
2
32CHCl
CH HCl CHCl CH
→+=
2HCl H C Cl ClCH
CH 222
2+→
裂解产物进入淬冷塔，用循环的二氯乙烷冷却，以避免继续发生副反应。产物温度冷却到50～150℃后,进入脱氯化氢塔。塔底为氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通过氯乙烯精馏塔精馏，由塔顶获得高纯度氯乙烯，塔底重组分主要为未反应的粗二氯乙烷,经精馏除去不纯物后,仍作热裂解原料。
1.4.1.3.氧氯化反应
以载在γ－氧化铝上的氯化铜为催化剂，以碱金属或碱土金属盐为助催化剂。 主反应式为： O H Cl ClCH
CH O HCl 2CH
CH
22
222
2
+→++=
主要副反应为乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多种氯化物）。反应温度200～230℃，压力0.2～1MPa,原料乙烯、氯化氢、氧的摩尔比为 1.05:2:0.75～0.85。反应器有固定床和流化床两种形式，固定床常用列管式反应器，管内填充颗粒状催化剂，原料乙烯、氯化氢与空气自上而下通过催化剂床层，管间用加压热水作热载体，以移走反应热，并副产压力1MPa 的蒸汽。固定床反应器温度较难控制，为使有较合理的温度分布，常采用大量惰性气体作稀释剂，或在催化剂中掺入固体物质。二氯乙烷的选择性可达98％以上。 在流化床反应器中进行乙烯氧氯化反应时，采用细颗粒催化剂，原料乙烯、氯化氢和空气分别由底部进入反应器，充分混合均匀后，通入催化剂层，并使催化剂处于流化状态,床内装有换热器,可有效地引出反应热。这种反应器反应温度均匀而易于控制，适宜于大规模生产，但反应器结构较复杂，催化剂磨损大。
由反应器出来的反应产物经水淬冷，再冷凝成液态粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未转化的乙烯、惰性气体等经溶剂吸收等步骤回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷经精制后进入热解炉裂解。
乙烯氧氯化法的主要优点是利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂，从而使氯得到了完全利用。
1.4.
2.乙炔法
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： CHCl H2C HCL CH CH =→+≡
其过程可分为乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及产物精制三部分。
在乙炔发生器中，电石与水反应产生乙炔，经精制并与氯化氢混合、干燥后进入列管式反应器。管内装有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。反应在常压下进行,管外用加压循环热水（97～105℃）冷却，以除去反应热,并使床层温度控制在180～200℃。乙炔转化率达99％,氯乙烯收率在95％以上。副产物是1，1-二氯乙烷（约1％），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。此法工艺和设备简单，投资低，收率高；但能耗大，原料成本高,催化剂汞盐毒性大,并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。
1.4.3.混合烯炔法
该法是以石油烃高温裂解所得的乙炔和乙烯混合气（接近等摩尔比）为原料，与氯化氢一起通过氯化汞催化剂床层，使氯化氢选择性地与乙炔加成，产生氯乙烯。分离氯乙烯后，把含有乙烯的残余气体与氯气混合，进行反应，生成二氯乙烷。经分离精制后的二氯乙烷，热裂解成氯乙烯及氯化氢。氯化氢再循环用于混合气中乙炔的加成。
二、生产流程简述
乙烯乙炔法:
此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产，它是以下列反应为基础的： Cl H C Cl H C 42242→+
HCl Cl H C Cl H C 3242+→ Cl H C HCl H C 3222→+
按其生产方法，此法又可分为：
1.联合法：联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方法。二氯乙烷裂解的副产物氯化氢，直接用作乙炔加成的原料，这免去了前者处理副产物的麻烦，又可以省去单独建立一套氯化氢合成系统，在经济上比较有利。在联合法中，氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的，所以需要较大的投资。虽然如此，这种方法仍较以上各种方法合理、经济。
2.共轭法(亦称裂解加成一步法)：如上所述，联合法虽较其它单独生产法合理、经济，但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行，仍需占用很多设备，所以还不够理想。共轭法就是在联合法的基础上进行改进的。
此法系同时往一个装有触媒的反应器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化热裂解是在230℃、压力在4公斤／厘米２以下进行，二氯乙烷裂解时生成的氯化氢立即在20～50秒钟内和乙快反应，反应的生成物再经进一步的净制处理，以将杂质除去。
共轭法最主要的缺点是很难同时达到两个反应的最适宜条件，因而使乙烯与乙炔的消耗量提高。
3.混合气化法：近几年来，在烯炔法的基础上发展了一种十分经济的氯乙烯生产方法—混合气化法。这一方法以石脑油和氯气为原料，只得到氯乙烯产品。故不存在废气的利用和同时生产多种产品的问题，可以小规模并很经济地生产出氯乙烯。这个方法由下列几个过程所组成：
(1) 以石脑油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解气； (2) 裂解气中的稀乙烯不经分离，直接同氯化氢反应制造氯乙烯；
(3) 裂解气中的稀乙炔不经分离，直接同氯气反应制造二氯乙烷；
(4) 将二氯乙烷热裂成氯乙烯和氯化氢，并将氯化氢分离，以便能够在反应(2)中使用。
(5) 将从上述过程所得的氯乙烯进行合理的分离。
这个方法特别适用于不能得到电石乙炔或乙烯的地区，或者是乙炔和乙烯价格较高的地区。由于乙炔和乙烯不需分离、浓缩和净化，没有副产物。因此，不需添置分离没备。原料可综合利用，不需建立大型石油联合企业。此法的缺点是一次投资费用较大。
三、生产流程图
四、操作条件
表一、混合器（B1）进料条件表
表二、反应器（B2）操作条件表
表三、热交换器（B3）操作条件表
表四、反应器（B4）操作条件表
表五、热交换器（B5）操作条件表
表六、反应器（B6）操作条件表
表七、分离器（B7）操作条件表
表八、精馏塔（B8）操作条件表
五、计算结果
表九、热交换器（B3）计算结果表
表十、热交换器（B5）计算结果表
表十一、反应器（B2）计算结果表
表十二、反应器（B4）计算结果表
表十三、反应器（B6）计算结果表
表十四、分离器（B7）计算结果表
表十五、精馏塔（B8）计算结果表
六、结束语
经过几周的化工设计，让我们基本了解Aspen plus的使用，了解了氯乙烯的生产过程，感谢刘东斌、樊立辉老师的指导，感谢同组人员的积极配合，由于经验不足，水平不足，使得是设计中有一些我无法发现的不足之处，还请各位老师予以批评指正。
制备氯乙烯方法比较
制备氯乙烯方法比较 班级：10化工（1）班姓名：吴倩学号2010115146 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。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，此法得到了迅速发展。 乙烯、乙炔和混合烯炔法的特点如下： 一．乙烯氧氯化法 氧氯化法是利用氯化氢合成有机物的一般称呼。其反应如下 CH2=CH2 +2HCl+1/2 O2→ClCH2CH2Cl+ H2O ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl +HCl 二．乙炔法 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： CH≡CH+H Cl→CH2=CHCl 其过程可分为乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及产物精制三部分。 此法工艺和设备简单，投资低，收率高；但能耗大，原料成本高，催化剂汞盐毒性大，并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。电石乙炔法已基本被世界淘汰，但这是我国目前主要的氯乙烯的生产方法。该法的氯乙烯产量占总产量的50%以上。这种方法在我国煤炭和矿石资源丰富的地区，在当前石油涨价的世界经济背景下仍然可获得较高的经济效益。 三．乙烯直接氯化法 CH2=CH2+Cl2→CH2=CHCl+HCl 这是石油化工发展后以石油为基础开发的生产工艺。此法的最大缺点是伴随反应生成了大量的1,2-二氯乙烷，产率较低。该工艺比目前广泛采用的乙烯平衡氧氯化法流程短，能耗
聚氯乙烯氯乙烯合成实用工艺原理讲解
合成工艺讲解课件 1、合成工序的生产任务：本工序的主要任务是将盐酸工序送来的HCL和乙炔工序送来的C2H2经混合脱水、转化、清净、压缩、精馏过程生产出纯度为99.99%的氯乙烯单体供聚合使用。 合成工序是烧碱和PVC的衔接工序，前为盐酸工序和乙炔工序，后供聚合，是PVC的工艺核心。 2、氯乙烯 C2H3Cl 分子量：62.5 物理性质：在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体，其沸点为-13.9℃，凝固点为-159.7℃。 爆炸性: 氯乙烯易燃，与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸范围4-21.7%(体积比)。 毒性：氯乙烯对人有麻醉作用，对肝脏有影响，可使人中毒。当其浓度在0.1%以上时，开始有麻醉现象，表现为困倦，注意力不集中，随后出现视力模糊，走路不稳，在其浓度达20-40%时，可使人产生急性中毒，呼吸缓慢以致死亡，长期接触能引起消化系统疾病。空气中允许浓度为30mg/m3 3、乙炔：C2H2 ，分子量：26 物理性质：在常温下纯乙炔为无色气体，工业乙炔因含有硫化氢、磷化氢等杂质，而具有特殊的刺激性的气味。沸点：-83.66℃凝固点：－85℃ 爆炸性:下列情况下可以爆炸： A：高温(550℃)加压(>1.5表压)或有某些物质存在时，如电石氧
化铝、铜屑、氢氧化铁等。 B：与空气混合在2.3-81%范围时，特别在含乙炔7-13%时。 C：与氧混合在2.5-93%范围时，特别在含乙炔30%时。 D：当乙炔和氯气混合时，在阳光下即能爆炸。 E：与铜、汞、银接触生成相应的金属化合物时。空气中允许浓度为500mg/m3。 4、氯化氢：HCl，分子量：36.46 物理性质：是一种无色有刺激性气味的气体。沸点：-84.8℃，极易溶于水 化学性质：性质活泼，除贵金属外能与大多数金属反应，生成金属氯化物，对各种植物纤维亦有强烈的腐蚀性。 空气中允许浓度为15mg/m3 5、阻火器及乙炔砂封的工作原理。 目前阻火器普遍使用的是金属丝网过滤器，筒体内部布置了较多的金属丝网， 目的是吸收热量，因为金属是热的良导体，从而阻断了燃烧三要素之一：燃烧所需要的热量。 燃烧三要素是可燃物、助燃物、燃烧所需的热量。由于吸收了大量的热量，使的即使存前两个因素都存在，但是由于热量不够，使得可燃物达不到燃烧（自燃）所需要的温度，自然就燃烧过程就无法继续进行，只能终止。 简单的说阻火器的灭火原理是当火焰通过狭小孔隙时，由于冷却
氯乙烯的制备
氯乙烯单体的制备 培训教材
第一章氯乙烯安全生产基础知识 一、氯乙烯工序的任务 二、反应基本原理 三、产品说明 四、工艺流程简述 五、工艺流程方框图 六、生产中原辅材料和成品的性质 第二章工艺流程 第一部分混合脱水和合成系统 一混合脱水系统 二、氯乙烯的合成系统 三、氯乙烯合成对原料气的要求 四、氯乙烯合成反应条件的选择 五．混脱和合成系统工艺流程方框图 第二部分粗氯乙烯的净化和压缩 一、净化的目的 二、净化原理—水洗和碱洗 三、盐酸脱吸 四、粗氯乙烯的压缩 五、粗氯乙烯的净化和压缩系统工艺流程方框图 第三部分氯乙烯的精馏 一、精馏的目的和方法 二、精馏的一般原理 三、精馏操作的影响因素
四、单体质量对聚合的影响 五、先除低沸物后除高沸物精馏工艺的优点 六. 氯乙烯精馏系统工艺流程方框图 第四部分精馏尾气变压吸附回收 一. 工艺原理 二、吸附平衡 三、工艺生产过程 四、变压吸附部分操作条件表 第五部分氯乙烯的贮存及输送 第三章、安全技术措施：
氯乙烯的制备培训教材 第一章氯乙烯安全生产基础知识 一、氯乙烯工序的任务 本工段的生产任务是将精制后的乙炔气（纯度≥98.5%）、与氯化氢工段送来的氯化氢气体（纯度≥93%）按一定量配比（1:1.05）混合，经混合脱水、预热后进入装有氯化高汞触媒的转化器合成粗氯乙烯气体，并经水洗、碱洗、加压、精馏制得纯度达99.9％以上的合格氯乙烯单体，供聚合聚氯乙烯树脂使用。 二、反应基本原理 HCL+C H≡CH→CH2＝CHCL+124.6KJ/mol 氯乙烯的物化性质： 氯乙烯在常温、常压下是比空气重一倍的微溶于水的无色气体，带有一种麻醉性的芳香气味。氯乙烯分子式是C2H3CL,分子量62.51。 主要参数： 沸点：-13.9℃凝固点：-159℃ 爆炸范围（空气中）3.6%～32%（体积含量） 爆炸范围（氧气中）4%～70%（体积含量） 冲N2或CO2可缩小其爆炸浓度范围。 纯的氯乙烯气体加压到0.5MPa时，可用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。 液态氯乙烯无论从设备或从管道向外泄漏，都是极其危险的，一方面它遇到外界火源会爆炸起火，另外，由于它是一种高绝缘性液体，在压力下快速喷射，就会产生静电积聚而自发起火爆炸。因此，输送液态氯乙烯时宜选用低流速（一般≤3m/s），并将设备与管道进行防静电接地。 +
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
氯乙烯合成与净化
沈阳化工大学 化工设计 氯乙烯合成与净化的工艺流程设计 说明书 专业：化学工程与工艺 班级：科化工0701 学生姓名：A于子钧，潘磊 B 邓小丹，刘莉，徐军军，李慧 指导教师： 设计时间： 2 010 年11 月 所属设计组：科化工1班（A、B）组 成绩：
目录 一、总论 (3) 1.1.氯乙烯简介 (3) 1.2.氯乙烯生产技术及进展 (3) 1.3.历史沿革 (4) 1.4.生产方法 (4) 1.4.1.乙烯氧氯化法 (5) 1.4.2.乙炔法 (6) 1.4.3.混合烯炔法 (7) 二、生产流程简述 (7) 三、生产流程图 (8) 四、操作条件 (8) 五、计算结果 (10) 六、结束语 (11)
一、总论 1.1.氯乙烯简介 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、易液化气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。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。 1.2.氯乙烯生产技术及进展 氯乙烯工业化生产始于20世纪20年代，早期生产方法采用电石为原料的乙炔法路线，电石水解生成乙炔，乙炔与氯化氢反应生成VCM。由于该工艺能耗较高，污染严重，因此自以乙烯为原料的工艺路线问世之后就逐渐被淘汰。目前全世界范围内95%以上的VCM产能来自乙烯法工艺。另外，为利用廉价的烷烃资源，Geon、Lummus、EVC（Ineos）等还开发了以乙烷为原料的VCM工艺路线。 乙烯氧氯化法由美国Goodrich公司于1964年首先实现工业化生产，该工艺原料来源广泛，生产工艺合理，目前世界上采用本工艺生产VCM的产能约占VCM总产能的95%以上。 乙烯氧氯化法的反应工艺分为乙烯直接氯化制二氯乙烷（EDC）、乙烯氧氯化制EDC 和EDC裂解3个部分，生产装置主要由直接氯化单元、氧氯化单元、EDC裂解单元、EDC精制单元和VCM精制单元等工艺单元组成。乙烯和氯气在直接氯化单元反应生成EDC。乙烯、氧气以及循环的HCl在氧氯化单元生成EDC。生成的粗EDC在EDC精制单元精制、提纯。然后在精EDC裂解单元裂解生成的产物进入VCM单元，VCM精制后得到纯VCM产品，未裂解的EDC返回EDC精制单元回收，而HCl则返回氧氯化反应单元循环使用。 直接氯化有低温氯化法和高温氯化法；氧氯化按反应器型式的不同有流化床法和固定床法，按所用氧源种类分有空气法和纯氧法；EDC裂解按进料状态分有液相进料工艺和气相进料工艺等。具有代表性的Inovyl公司的VCM工艺是将乙烯氧氯化法提纯的循环EDC和直接氯化的EDC在裂解炉中进行裂解生产VCM。经急冷和能量回收后，将产品分离出HCl（HCl循环用于氧氯化）、高纯度VCM和未反应的EDC（循环用于氯化和提纯）。来自VCM装置的
氯乙烯合成工艺设计
前言 氯乙烯单体（VCM)几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯（PVC）。余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。传统工艺的电石法精馏氯乙烯质量已不能满足PVC 树脂的生产要求，受其工艺流程及精馏塔塔型的限制，原氯乙烯精馏装置规模小，产品质量较差，尾气放空量大，造成氯乙烯、乙炔流失量大，导致生产成本较高，环境污染严重。 最初的氯乙烯生产全部以乙炔为原料。60年代后期，随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟，乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势，在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。迄今为止，全世界氯乙烯装置93%以上采用乙烯法，在工业发达国家如日本，以全部淘汰了乙炔法，仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。目前国内比较先进而又经济可行的成熟工艺技术是电石乙炔法 本设计用美国ChemStations公司开发的流程模拟软件ChemCAD软件对电石乙炔法制备VCM进行了工艺模拟设计与计算，计算主要包括物料衡算和热量衡算，用计算所得到的相关数据对此工艺中所涉及到的设备进行选型，主要包括塔的选型、换热器的选型、泵的选型等，然后用PDSOFT三维软件对车间设备进行布置，为工业生产提供参考。 1
1 总论 1.1 概述 1.1.1 意义与作用 氯乙烯（简称VCM），是无色的、易液化的气体。易聚合，也能与丁二烯、乙烯、丙烯、丙烯睛、酷酸乙烯、丙烯酸醋和马来酸醋等共聚。主要用于制备PVC，也用于制备偏二氯乙烯、冷冻剂等。氯乙烯单体几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯。余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。通过对二氯乙烷（EDC）裂解后脱除HCL，以及干燥精制可获得制造PVC级的VCM。由于资源结构的特点，世界上只有我国的氯碱行业有电石法生产PVC，其他国家都是通过乙烯法生产PVC，即乙烯直接氯化、氧氯化生产EDC，进而裂解生产VCM制造PVC。其中96%VCM均用于生产PVC。 聚氯乙烯（简称PVC）是五大热塑性合成树脂之一，以其价廉物美的特点，占合成树脂总消费量的29%左右，仅次于聚乙烯居第二位。由于PVC树脂具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、质轻、强度高且易加工、成本又低，因而PVC制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电器及人们生活中的各个领域。PVC硬质制品可代替金属制成各种工业型材、门窗、管道、阀门、绝缘板及防腐材料等，还可作收音机、电话、蓄电池外壳及家俱、玩具等。PVC软质品可制成薄膜做雨披、台布、包装材料及农用薄膜，还可制成人造革、电线、电缆的绝缘层。另外，PVC树脂作为氯碱工业最大的有机耗氯产品，对氯碱工业的碱、氯平衡和发展起到重要的作用。PVC主要用于建筑业，制造管材、门窗和墙板等。作为第一大用户，建筑业约占聚氯乙烯消费总量的76%。其它方面的用量相对较少。包装薄膜和容器约占消费总量的6%，电气配件、电线电缆包皮约占消费总量的4%，涂料和粘合剂约占消费总量的4%，其他约占消费总量的10%。 1.1.2 氯乙烯生产的国内外现状及发展前景 （1）国外发展概况 氯乙烯（VCM）的合成始于1835年，由法国化学家Regnault用氢氧化钾的乙醇溶液将二氯乙烷脱氯化氢制得，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC 的开端。1902年，Biltz将1，2-二氯乙烷进行热分解也制得氯乙烯，但当时由于聚合物的科学和生产技术尚不成熟，他的发现没有导致工业生产的结束。Klatte于1912年通过乙炔与氯化氢的催化加成反应制得了氯乙烯，成为工业上氯乙烯合成的最初工艺，但在沿用将近30多年后，由于乙炔生产的高能耗而逐渐趋于淘汰。从1940年起，氯乙烯的生产原料，乙炔开始被乙烯部分取代，首先将乙烯直接氯化成1，2-二氯乙烷（EDC），再加以热裂解制得氯乙烯，裂解产生的氯化氢仍被用在乙炔-氯化氢法中。混合气体法制备氯乙烯采用石脑油作原料，将石脑油用燃烧气体裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合气体，该混合气体先
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
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
氯乙烯合成工艺设计
氯乙烯合成工艺设计 一、氯乙烯的性质与用途 1. 常温常压下，氯乙烯（vinyl chloride，CH2=CHCl）是无色气体，具有微甜气味，微溶于水，溶于烃类，醇，醚，氯化溶剂和丙酮等有机溶剂中，氯乙烯沸点-13.9℃，易聚合，并能与乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯，偏二氯乙烯、丙烯腊、丙烯酸酯等单体共聚，而制得各种性能的树脂，加工成管材、面膜、塑料地板、各种压塑制品、建筑材料、涂料和合成纤维等[1]。 氯乙烯的物理性质见下表[2]： 2. 氯乙烯是易燃易爆物质，与空气混合能形成爆炸性混合物，高温或遇明火能引起燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。在氯乙烯与空气的混合物中加入氮气或二氧化碳可使爆炸范围变窄，减少爆炸危险。危险性类别：第2.1类易燃气体，禁忌物是强氧化剂，灭火方式是切断电源，灭火剂用雾状水、二氧化碳、泡沫，泄漏应急处理：迅速撤离泄露污染区人员至上风处并进行隔离，严格限制出入，切断火源，应急处理人员戴好正压式呼吸器，尽可能切断泄漏源[3]。 [2]
3. 由于光和热可引发氯乙烯单体聚合，故存储时应避免日晒，常温下存储应加入阻聚剂（如对苯二酚）防止其自聚，一般以液体状态存储和运输[1]。 4. 氯乙烯在工业上的主要应用时生产聚氯乙烯树脂，故常称其为氯乙烯单体（VCM）所谓聚氯乙烯树脂是一类由氯乙烯单体衍生的均聚物和共聚物，其中氯乙烯占树脂组分质量的50%，因此VCM的生产质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。目前用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯约占其产量的96%，VCM的需求量和产量在很大程度上取决于聚氯乙烯树脂的需求量。聚氯乙烯为五大和成树脂之一，由于其价廉易得、应用广泛，因此需求量和产量逐年上升。氯乙烯是离分子材料工业的重要单体，产量很大，还可用于合成1,1,2-三氯乙烷和1,1-二氯乙烯等。故氯乙烯的生产在基本有机化学工业中占有重要的地位[7]。 二、氯乙烯生产工艺简介 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。 20世纪50年代以前，氯乙烯主要采用电石乙炔和氯化氢制得，即电石乙炔法。其生产流程简单，副反应少，产品纯度高。它具有设备、工艺简单，投资低，可以小规模经营的特点。但由于汞催化剂有毒，不利环境保护，且生产电石要消耗大量电能，以后由于电力和焦炭提价，电石价格大幅度提高，严重影响到氯乙烯的生产。之后出现了原料的部分转换，产生了联合法和烯炔法。 石油化工的迅速发展给氯乙烯工业带来了重大影响。1955-1958年，道化学公司首先将以电石乙炔为原料的路线转变为以乙烯为原料的工艺路线，建成一套氧氯化法生产氯乙烯的工业装置。氧氯化法的成功，不仅使制造氯乙烯的原料从乙炔完全转变为乙烯，而且为平衡氧氯化法制造氯乙烯打下了基础[8]。 2.1用乙烯和氯气为他原料合成氯乙烯，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EDC裂解脱氯化氢生成氯乙烯。这种方法仅有一半的氯气用于生产氯乙烯，另一半变成氯化氢，排放浪费大量的氯资源污染环境。因此如何利用副产物氯化氢时氯化工业必须解决的技术经济问题[1]。 2.2联合法是将氯化氢用于与乙炔反应 + = ≡ CH= + → CHCl CH CH Cl CH CH 2 2 2 2 此法的优点是利用已有的电石资源和乙炔生产装置，迅速提高氯乙烯的生产能力，因此，在电石原料向石油系原料变换的初期，曾有不少工厂采用，但是，这种方法不能完全摆脱电石原料，只是一种暂时的方法[1]。
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）、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））。 、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
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W 130C,否则会烫坏，烧坏皮带; 进入发生器的电石温度应该W 80r，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)C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,
氯乙烯合成
主要成分：含量: 纯度≥99.99％。 外观与性状：无色、有醚样气味的气体。 熔点（℃）：-160.0。 沸点（℃）：-13.9。 相对密度（水=1）：0.91。 相对蒸气密度（空气=1）：2.15。 蒸气压（kPa）：346.53（25℃）。 燃烧热（kJ/mol）： 闪点（℃）： 稳定性和反应活性： 禁配物：强氧化剂。避免受热。 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，遇火源会着火回燃。 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。 编辑本段 生产方法 乙烯、乙炔和混合烯炔法的特点如下： 乙烯氧氯化法 现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行（见图）：第一
氯乙烯的生产 步乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢；第三步乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。 ①乙烯氯化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介质。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。 ②二氯乙烷热裂解生成氯乙烯的反应式为： 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： CH2＝CHCl─→HC呏CH HCl CH2＝C HCl HCl─→ClCH3CHCl ClCH2CH2Cl─→2C H2 2HCl 裂解产物进入淬冷塔，用循环的二氯乙烷冷却，以避免继续发生副反应。产物温度冷却到50～150℃后,进入脱氯化氢塔。塔底为氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通过氯乙烯精馏塔精馏，由塔顶获得高纯度氯乙烯，塔底重组分主要为未反应的粗二氯乙烷,经精馏除去不纯物后,仍作热裂解原料。 ③氧氯化反应以载在γ－氧化铝上的氯化铜为催化剂，以碱金属或碱土金属盐为助催化剂。主反应式为： H2C＝CH2+2HCL+O2→CLCH2C H2CL+H2O 主要副反应为乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多种氯化物）。反应温度200～230℃，压力0.2～1MPa,原料乙烯、氯化氢、氧的摩尔比为 1.05:2:0.75～0.85。反应器有固定床和流化床两种形式，固定床常用列管式反应器，管内填充颗粒状催化剂，原料乙烯、氯化氢与空气自上而下通过催化剂床层，管间用加压热水作热载体，以移走反应热，并副产压力1MPa的蒸汽。固定床反应器温度较难控制，为使有较合理的温度分布，常采用大量惰性气体作稀释剂，或在催化剂中掺入固体物质。二氯乙烷的选择性可达98％以上。在流化床反应器中进行乙烯氧氯化反应时，采用细颗粒催化剂，原料乙烯、氯化氢和空气分别由底部进入反应器，充分混合均匀后，通入催化剂层，并使催化剂处于流化状态,床内装有换热器,可有效地引出反应热。这种反应器反应温度均匀而易于控制，适宜于大规模生产，但反应器结构较复杂，催化剂磨损大。
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。
氯乙烯合成题库
1 氯乙烯车间合成岗位 一、填空题： 1、合成系统用的主要原料有_______ 、_______。答：乙炔气；氯化氢； 2、对氯化氢要求，纯度_______，不含_______。答：大于93%；游离氯； 3、对乙炔气要求，纯度_______，不含_______等杂质. 答：大于99.0%；硫、磷、砷； 4、氯化氢分子式_______，沸点_______ ，分子量_______。答：HCl； -85℃； 36.46； 5、乙炔气的分子式，沸点，分子量_______。答：C2H2；-83.46℃；26.04 ； 6、合成配比流量所用HCl流量计有两台，C2H2流量计有一台，测量范围分别为HCl流量计_______、_______ ，C2H2流量计。 答：0～1300m3/h；0～6000m3/h；0～6000m3/h； 7、乙炔和氯化氢的分子比指标规定是_______（体积比），车间实际要求_______。 答：1：1.02至1：1.10；1：1.02至1：1.06 8、在实际生产中，乙炔和氯化氢的配比要求过量，不过量。氯化氢过量_______。答：氯化氢；乙炔；指标规定2---10%（车间实际控制2—6%）； 9、乙炔与氯气能迅速发生反应，生成_______，极易爆炸。答：氯乙炔； 10、在分析氯化氢纯度时，若吸收管内溶液变_______，证明有游离氯存在，颜色越深游离氯含量越高。答：蓝色； 11、乙炔和铜反应生成_______，极易_______。答：乙炔铜；爆炸； 12、乙炔砂封的作用是_______。答：安全防火和杜绝火源沿管道来往 13、二级乙炔冷却器气体出口温度应控制在_______。答：小于12℃； 14、氯化氢总管排出大量酸，是因为。答：岗位人员责任心不强，长时间未对总管排酸；或解吸塔淹塔，被解 吸酸窜入氯化氢总管； 15、正常生产时，乙炔总管压力_____氯化氢总管压力，防止氯化氢进入乙炔系统。答：大于； 16、混合脱水主要利用盐酸冰点低的物理性质，将氯化氢与乙炔混合后的气体温度降到，从而降低了水蒸气在混合器中的饱和蒸汽压而达到对混合气进行_______的目的。答：-14～-17℃；脱水干燥； 17、混合脱水的设备包括_______、_______、_______。答：混合器；混合气冷却器；酸雾过滤器； 18、混合器出口气体温度系统设置达到℃会提示报警，达到℃会再次提示报警，达到℃乙炔气动阀会连锁关闭。答：25；30；35 19、混合器出口温度、压力突然上升是因为_______。答：氯化氢中含游离氯； 20、混合器上设防爆膜是为。答：防止HCl气体中游离氯太多，产生氯乙炔的同时放出大量热，气体迅速膨胀，压力升的太高，而损坏系统中较薄弱环节比如混合器冷却器、混合脱水下酸管线等。 21、混合脱水所用冷却水为_______，而混合脱水之前的氯化氢冷却器、乙炔冷却器所用冷却水为_______。答：-35℃盐水；5℃水； 22、混合脱水混合气水分分析方法是用_______，其水分应控制在_______。 答：氯化钙吸收法；≤0.06%； 23、石墨冷却器内混合气气相温度，一级为_______，二级为_______。 答：-4至-8℃；-14至-17℃； 24、除雾器是利用达到捕集酸雾（水雾）的目的。
年生产10万吨氯乙烯工艺设计项目设计方案
年产10万吨氯乙烯工艺设计项目设计 方案 第一章绪论 1.1 聚氯乙烯 1.1.1 聚氯乙烯性质和用途[1] 常温常压下，氯乙烯（vinyl chloride，CH2=CHCl）是无色气体，具有微甜气味，微溶于水，溶于烃类，醇，醚，氯化溶剂和丙酮等有机溶剂中，氯乙烯沸点-13.9℃，易聚合，并能与乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯，偏二氯乙烯、丙烯腊、丙烯酸酯等单体共聚，而制得各种性能的树脂，加工成管材、面膜、塑料地板、各种压塑制品、建筑材料、涂料和合成纤维等。近年来世界和中国聚氯乙烯树脂消耗比例分别见表1.1和表1.2。 表1.1近年来世界聚氯乙烯树脂消耗比例 品种比例/% 品种比例/% PVC 硬制品 管材33 PVC 软 制 品 薄膜片材13 护墙板8 地板地砖 3 薄膜和片材8 合成皮革 3 吹塑制品 5 电线电缆8 其他 6 其他13 合计60 合计40 表1.2近年来中国聚氯乙烯树脂消耗比例 品种比例/% 品种比例/% PVC 硬制品管材14 PVC 软 制 品 薄膜片材11 护墙板18 地板地砖8 薄膜和片材15 合成皮革7 吹塑制品 5 电线电缆 4 其他 5 其他13 合计57 合计43
1.2 氯乙烯VC 1.2．1氯乙烯在国民经济中的地位和作用 自1835年法国化学家V.Regnault首先发现了氯乙烯，于1838年他又观察到聚合体，这就是最早的聚氯乙烯。聚氯乙烯自工业化问世至今，六十多年来仍处不衰之势。占目前塑料消费总量的29%以上。到上世纪末，聚氯乙烯树脂大约以3%的速度增长。这首先是由于新技术不断采用，产品性能亦不断地得到改进，品种及牌号的增加，促进用途及市场的拓宽。其次是制造原料来源广、制造工艺简单。产品质量好。在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。又它是氯碱行业耗“氯”的大户，对氯碱平衡起着举足轻重的作用。从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说：一般耗用量占其总量的20～30%。特别是60年代以来，由于石油化工的发展，为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源，引起了人们极大的注意，因而促使氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新，使聚氯乙烯工业获得迅猛的发展。 1.2.2我国VC的产需状况及预测 1998年我国PVC产量和表观需求量分别为160万吨和317万吨。在世界上产量仅次于美国（639万吨）、日本（263万吨）居第三位。2000年前后，计划新建和扩建PVC能力至少为88万吨/年，估计此期间大量没有竞争能力的电石法小厂将闲置，所以总产能有可能达220万吨/年水平，其中乙烯法将达134.6万吨/年，从目前占31%上升到61%。1.3氯乙烯制取方法 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。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。 1.4 氯乙烯的合成[2] 氯乙烯是由乙炔与氯化氢在升汞催化剂存在下的气相加成的。
氯乙烯操作规程 (1)
简介 一、工作任务 本工序主要任务是利用乙炔工序送来的精制乙炔气体及氯化氢工序送来的氯化氢气体，在转化器内通过氯化高汞触媒作用下，生成粗氯乙烯气体，经压缩和精馏得到精制的氯乙烯单体，输送至聚合工序作为原料。 二、生产原理 1、混合气脱水 利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的部分水，生成40％左右的盐酸，降低混合气中的水分；利用冷冻方法使混合气体中残留水分冷却，进一步降低混合气中的水分；利用盐酸冰点低，将混合气体深冷，以降低混合气体中水蒸汽分压来降低气相中水含量。 在混合气冷冻脱水过程中，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，大部分呈极细微的“酸雾”悬浮于混合气流中，目前国内生产采用的除去酸雾的方法是过滤法，采用含氟硅油浸渍的玻璃纤维，由于含氟硅油通过Si—Cl键和玻璃表面的游离羟基反应，形成化学键，使玻璃表面完全由CF 3 基团整齐地覆盖起来，耐腐蚀性及脱水效果都很好，大部分雾粒被截留，在借重力向下流动的过程中液滴逐渐增大，最后滴落下来并排出。 2、氯乙烯合成 一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1：1.05～1.1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： C 2H 2 + HCl → C 2 H 3 Cl+124.8 KJ/mol 3、粗氯乙烯的净化 利用适当的液体吸收剂处理气体混合物，利用气体在吸收剂中溶解度的差异，使后者分离。反应后的粗氯乙烯气体经水洗、碱洗至中性。 三、所接触物料的物化性质 1、乙炔（C 2H 2） 常温常压下是一种无色气体，有特殊的刺激性的臭味，属微毒类化合物，具有轻微的麻醉作用。乙炔极易与氯气反应生成氯乙炔引起爆炸，乙炔与铜、汞、银、极易生成相应的乙炔铜、乙炔汞、乙炔银等金属化合物，后者在干态下受到微小震动即自行爆炸。 沸点：－83.66℃凝固点：－85℃ 临界温度：35.7℃临界压力：61.6绝对大气压（6.2Mpa） 车间空气中乙炔气体最高允许浓度：500mg／m3 乙炔中毒症状：轻微麻醉损害中枢神经，兴奋不安，沉睡，发晕。 乙炔与空气混合形成爆炸混合物。爆炸范围：2.3～81％（特别是含乙炔7～13％时）乙炔与氧气混合形成爆炸混合物。爆炸范围：2.5～93％（特别是含乙炔30％时）