电石法生产氯乙烯
电石法氯乙烯生产技术总结
电石法氯乙烯生产技术总结摘要: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。
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。
关键词:电石法转化器集团公司乙烯法技术总结原料路线氯乙烯生产;都是提升机电石灰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。
一、生产聚氯乙烯的主要原料与方法,以及所处的一个地位生产聚氯乙烯的主要原料氯乙烯的工业的生产方法大致有三类,一类是电石法,一类是乙烯氧氯化和二氯乙烷/氯乙烯这样三种方法。
从最基本的状况上来说的话,二氯乙烷/氯乙烯法其实就是乙烯氧氯法的后段工序。
因此氯乙烯的工业生产方法一般是电石法和乙烯法。
可是乙烯法的生产技术相对的繁琐,投资的成本比较的多,因此原料的乙烯提供的比较的不简单,需要采取进口的方式,这会受到国际市场的影响。
电石制备氯乙烯化学方程式
电石制备氯乙烯化学方程式1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述电石制备氯乙烯的背景和基本概念。
可以从以下几个方面来撰写:首先,对电石制备氯乙烯的背景进行介绍。
可以提到氯乙烯作为一种重要的化学原料,在工业生产中有着广泛的应用。
它是制备聚氯乙烯(PVC)等重要塑料材料的主要原料之一。
接下来,可以介绍电石制备氯乙烯的基本概念。
电石是一种从石灰石(CaCO3)和焦炭通过电解反应制得的化学产品。
这个过程中,通过电解水溶液中的氯化钠(NaCl)来制备氯气(Cl2)和氢气(H2),同时副产出了氢氧化钙(Ca(OH)2)。
而氯气和氢气可以通过适当的条件和催化剂的作用下反应生成氯乙烯(C2H3Cl),其化学方程式是:2C2H2 + Cl2 →2C2H3Cl最后,可以提到本文将对电石制备氯乙烯的化学方程式进行详细探讨,以及进一步探究这一反应的影响因素和工业应用等内容。
总之,概述部分应简洁明了地介绍电石制备氯乙烯的背景和基本概念,为读者提供对本文主题的整体了解和预期。
文章结构即本文的组织框架,包括引言、正文和结论三个主要部分。
每个部分又可以细分为几个小节,根据主题的需要进行编排。
下面是本文的具体结构安排:1. 引言1.1 概述在这一部分,首先介绍电石制备氯乙烯的背景和重要性,简要说明电石与氯乙烯之间的关系。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个主要部分。
其中,引言部分将介绍电石制备氯乙烯的概述和本文的结构安排。
正文部分将详细探讨电石的制备以及氯乙烯的化学方程式。
结论部分将总结文章的主要内容,并对未来的研究方向进行展望。
1.3 目的在这一部分,明确阐述本文的目的和意义,即探索电石制备氯乙烯的化学过程,并通过化学方程式的分析,认识到该过程对工业生产和环境具有重要意义。
2. 正文2.1 电石的制备本节将重点介绍电石的制备方法、原料和反应条件。
详细描述电石制备的工艺流程,包括原料的准备、电石炉的操作和反应产物的处理。
电石法pvc生产工艺
电石法pvc生产工艺电石法PVC生产工艺PVC(聚氯乙烯)是一种广泛应用于建筑、汽车、电器等各个领域的塑料材料。
其中,电石法是制备PVC的一种常见方法。
下面将介绍电石法PVC生产工艺的主要步骤。
首先,电石法PVC生产工艺的第一步是制备乙炔气。
通过加热石灰石(CaCO3)和煤进行反应,产生一氧化碳和氢气。
通过将这两种气体混合,然后通过电弧放电反应,可以制备出乙炔气。
接下来,乙炔气经过净化处理,去除其中的杂质和水分,以确保后续反应的顺利进行。
然后,将乙炔气与氯气混合,在适当的温度和压力下进行氯乙烯(VC)的氯化反应。
这个反应过程是一个高温、高压的反应,需要严格控制反应条件,以获得高品质的氯乙烯产物。
氯乙烯的氯化反应得到的产物中包含了一系列的不饱和化合物,需要进一步反应才能得到PVC。
这一步骤是通过将氯乙烯与过氧化氢(H2O2)或过硫酸盐进行自由基聚合反应来完成的。
在反应中添加适量的过氧化氢或过硫酸盐,并控制反应温度和时间,可以得到所需的PVC产物。
在得到PVC后,还需要进行加工和改性,以满足不同应用领域的要求。
常见的一种改性方法是添加稳定剂和增塑剂。
稳定剂可以防止PVC在高温条件下分解,而增塑剂可以提高PVC的柔韧性和可加工性。
最后,经过加工和改性后的PVC可以以颗粒或片状的形式出售,用于不同产品的制备。
例如,通过热塑性成型或挤出工艺,可以将PVC颗粒制成各种形状的管道、板材等。
总结一下,电石法PVC生产工艺主要包括乙炔气的制备、氯乙烯的氯化反应、PVC的聚合、加工和改性等步骤。
通过严格控制反应条件和添加适当的添加剂,可以得到高质量的PVC产品。
电石法PVC生产工艺在塑料制品生产领域具有广泛的应用前景。
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。
电石法PVC生产中降低电石消耗的方法
电石法PVC生产中降低电石消耗的方法电石法是PVC生产过程中常用的制备乙烯基单体的方法之一,该方法的核心是通过高温分解石灰石制备含有碳化钙和氯化钙的电石,然后将电石与氯气反应,得到氯乙烯和氢氯酸等化学品。
不过,电石的消耗量很大,不仅增加了成本,还会对环境造成不良的影响。
因此,PVC生产中需要采取降低电石消耗的措施。
1. 优化电石石灰石煅烧过程电石的制备中,石灰石煅烧环节是消耗能量和电石的主要环节。
优化该环节可节约大量的电石和能源。
现在一些PVC生产厂家采用煤或天然气取代原来石灰石煅烧的燃料,以节约能源成本。
此外,采用预余热回收系统可以进一步提高能源利用效率。
该系统将电石窑排出的高温气体通过换热器回收余热,用于预热石灰石和电石,以减少电石窑运行所需的总燃料。
2. 使用高效传导剂和合理的石灰石配比传导剂石墨是电石窑热能传导的重要中介,在电石石灰石煅烧过程中起到了传导和促进碳化钙分解的作用。
传统方法采用煤焦油作为传导剂,不仅价格昂贵,还会降低石灰石的分解速度。
近年来,一些新的高效铁基传导剂被提出,如铁素体不锈钢,它不仅比煤焦油更耐高温,而且能够更快地传导热能。
另外,合理的石灰石配比也可以降低电石消耗。
石灰石与炭组成的电石炉料中,碳的摩尔比例约为1:1.1,而石灰石的摩尔比例应当略高于理论值。
如果石灰石摩尔比例过高,则电石的生成量不足,反之则电石的生产成本会增加。
3. 优化电石合成工艺一些优化工艺可以帮助PVC生产商降低电石消耗。
例如,采用先进的脱碳工艺将氯气与乙烯单体反应,而不是直接与电石反应。
这种方法可以显著降低电石消耗,可以有效地提高氯乙烯纯度,避免产生副产物。
此外,PVC生产厂家可以考虑采用高效的热交换系统。
该系统可以将电石窑废气中的热能回收进行热交换。
这可以降低整个PVC生产过程的能源成本,减轻对天然气和电力的依赖。
热交换系统还可以帮助厂家在不影响PVC生产质量的情况下,提高生产效率。
总之,通过优化电石工艺的各个环节和调整设备配置,可以有效地降低电石消耗,提高PVC生产的效率和环保性能。
电石法生产PVC生产工艺
聚氯乙烯厂生产流程叙述一. 乙炔车间1.1. 原料岗位生产流程叙述:袋装电石用小车运到鄂式破碎机旁,将电石从袋里倒出放入破碎机破碎,经皮带机送到料仓内。
1.2. 加料岗位生产流程叙述:与原料岗位联系把电石运到料仓,加料到计量斗。
用氮气置换一贮斗后,打开活门向一贮斗加入电石。
(加料时开氮气阀门以置换排除贮斗内空气,防止加料时发生燃烧爆炸事故)1.3. 发生岗位生产流程叙述:二贮斗中的电石,由电磁振动输送器连续加入发生器内,电石与水在发生器内发生反应,生成的粗乙炔气由发生器顶部逸出,经渣降捕集器、正水封、冷却塔进入清净系统及气柜中。
“水”由工业水和废次钠及电石上清液一起连续加入渣浆捕集器,然后流入发生器内,以维持发生器温度在75℃~90℃,并保持发生器内的液位;电石分解后的稀电石渣浆,从溢流管不断溢出,浓渣浆及其它杂质由发生器内耙齿耙至底部,定期排出。
当发生器压力高于10000Pa时,乙炔气由安全水封自动放空,当发生器压力降低时,乙炔气由气柜经逆水封进入发生器,保持发生器正压;乙炔气在渣降捕集器经初步冷却及洗涤后,进入正水封,然后进入喷淋冷却塔和填料冷却塔,将乙炔气降温到常温,进入清净系统。
1.4. 清净岗位生产流程叙述:乙炔气由冷却塔顶部出来进入水环泵,加压送入1#清净塔和2#清净塔,用次氯酸钠溶液直接喷淋,使粗乙炔中的PH3、H2S等杂质氧化成H3PO4、H2SO4等酸性物质;再送入中和塔,与从塔顶喷淋而下的5~13%浓度的碱液逆流接触,中和粗乙炔气中的酸性物质,乙炔气(乙炔气纯度>98.5%)从塔顶出来后送合成车间。
清净塔所用的NaClO是由泵从NaClO高位槽抽到2#清净塔使用,2#清净塔使用过的NaClO 再由泵打到1#清净塔使用,1#清净塔使用过的废NaClO排到废水槽供给发生使用。
1.5. 压滤岗位生产流程叙述:电石渣浆从发生岗位溢流到浓缩池后,用渣浆泵打到程控压滤机,通过压滤形成渣饼和清液,程序设定松开、取板、拉板卸下渣饼,最后铲车装车运到料场;清液水先经过热水泵送上凉水塔,冷却后的清液用冷水泵打到乙炔车间。
电石法PVC生产工艺
高
P>0.15Mpa(表压),T>550℃:爆炸性分解
压
低压:乙炔在电石渣中的溶解损失↓;设备泄漏↓ 。
力
工业:P<0.15Mpa(表压),一般保证压缩机进口一定正压。
低
P实际:发生系统、冷却塔结构、气柜压力及乙炔流量
(4)发生器液面的影响
高
过高:乙炔夹带渣浆和泡沫,水易浸入加料器及贮斗。
液
过低:乙炔气大量逸入加料器及贮斗。
nC2H3 Cl → ( CH2-CHCl )n
纯度100%的碳化钙几乎是无色透明的晶体,通常说的电石是指工业碳化钙,其 除了含大部分碳化钙外,还有少部分其他杂质。电石的颜色则随所含的碳化钙纯度不 同而不同,有灰色、棕黄色或黑色的。电石还能导电,其导电性与温度和碳化钙纯度 有关,纯度越高导电性能越好。
生石灰
电石 ﹢ 水
造纸、纺织、 印染、化纤、
氧化铝等
氯碱化工
氯化氢 ﹢
乙炔
含汞触媒
VCM
PVC
聚合
煤化工
电石法聚氯乙烯产业工艺流程示意图
1、电石法PVC生产工艺流程简图
制备电石及电石法制PVC的主要反应
CaCO3 → CaO + CO2 CaO + 3C → CaC2 + CO —113.3 kcal/mol CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2+ C2H2 C2H2 + HCL → C2H3 Cl
新疆煤炭资源总体禀赋条件好、煤层厚,煤种中长焰煤,不 粘煤和弱粘煤占资源总量的90.91%,煤质多具备特低硫、 低磷、高挥发份、高热值的特点,同时,煤的反应活性高, 适用于煤气化和间接液化,也是优质的煤化工用煤。
(聚)氯乙烯生产—电石乙炔法生产氯乙烯的工艺参数
4、空间速率
反应气体的体积: C2H2气体的体积,m3 C2H2/(m3催化·h),即h-1; 空间速度越大,通入的反应气量越多,生产能力越大,深度加工副产物越
少,高沸点物越少; 但空间速度增大,反应气体与催化剂接触时间缩短,乙炔转化率减小; 空间速度过大,气体通入量过多,反应激烈,气体分布不均匀,局部容易
3、原料配比
乙炔过量: ✓ 催化剂中的HgCl2会被C2H2还原成Hg2Cl2和Hg,使催化剂失活; ✓ 副产1,2—二氯乙烷等,造成产品分离困难; ✓ C2H2不容易除去,微量的C2H2还会影响氯乙烯的聚合。 常采用HCl过量: ✓ 保证C2H2完全反应,避免C2H2过量造成催化剂中毒; ✓ HCl价格低廉,过量部分用水洗或碱洗除掉。 HCl过量太多:吸收率降低,二氯乙烷产量增加,增加碱的消耗量和成本。 工业生产中HCl过量5 ~10%。
中心使催化剂活性下降。 适宜温度范围130℃~180℃。
2、反应压力
气体分子数减少: 化学平衡角度:加压操作会提高转化率; 动力学角度:加压可提高C2H2和HCl的分压,而且可提高反应的速率。 但加压对设备材料要求提高,要实现较高的反应压力,需要较大的流体输
送动力,输送动力过大不经济,安全性下降。 系统易燃、易爆反应物料一旦漏入空气将引起爆炸。 工业上采用常压操作,0.04- 0.05MPa为宜,用来克服流体输送阻力。
惰性气体N2、CO:降低反应物浓度,不利于反应,造成产品分离困难,造 成氯乙烯损失,含量< 2%。
本节主要学习了反应温度、反应压力、原料配比、空间速率和原料纯度 等参数对氯乙烯合成的影响。 请思考:反应温度、反应压力、原料配比、空间速率和原料纯度等参数 是如何影响氯乙烯生产的?
电石乙炔法生产氯乙烯的工艺参数
电石法生产PVC工艺流程
➢ 热水加料工艺 ➢ 聚合注水工艺
电石法生产PVC工艺流程
➢生产工艺密闭化
先进的加料工艺 所有物料均以液态形式输送,实现了聚合过 程的密闭化和自动化操作
➢ 聚合开始后定期注入补充水直到预定的水比
锦西化工研究院经过大量试验得到如下结 论:在聚合前采用低水比(1.2—1.4)当聚合 反应开始后1小时左右,在易发生暴聚的转 化率10%到达之前开始注入水。此后每15 分钟加入一次使最终水比达2:1。 缺点:该法使物料体积在一定范围内波动, 忽高忽低,在气液界面仍有少量粘结物生 成。
电石法生产PVC工艺流程
批量加料品种多,要求高
➢所需的物料品种较多
➢去离子水 ➢VCM单体 ➢引发剂 ➢分散剂 ➢调节剂 ➢终止剂等等
➢加料的精度要求高
➢仪表精度不低于0.5级; ➢测量上经常采用双流量计,计量槽+流量计,电子称 ➢部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度
电石法生产PVC工艺流程
电石法生产PVC工艺流程示意图
➢内冷挡板:内冷管间采用独特的设计结构, 更有利于传热。并且内冷管兼具挡板作用 可以增加釜内流体湍流,增加传热。
➢合理温控方案的应用
➢根据釜温、夹套温度采用串级温度控制方 案,控制冷却水
➢根据釜温直接控制内冷挡板冷却水
电石法生产PVC工艺流程
聚合模拟控制
电石法生产PVC工艺流程
注水控制
➢ 主要方法
电石法生产PVC工艺流程
注水控制
➢ 聚合开始后恒速注入补充水直到反应结束
➢ 依据 VCM聚合在相当长一段时间内基本维持不变,而初始 反应速率较低部分大致为聚合后期高反应速率部分 所补充。
氯乙烯的生产催化剂和工艺条件
电石法(乙炔法) 乙烯法 联合法 氧氯化法
目前氯乙烯的生产方法主要是电石法和乙烯法
氯乙烯的生产工艺
• 电石法(乙炔法)
电石法是氯乙烯最早完成工业化生产的。电石 和水发生反应生成乙炔,乙炔与氯化氢发生加 成反应,生成氯乙烯 催化剂主要成分为氯化汞,载体为活性炭 温度:100~180℃ 常压
主反应: CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 C2H2+HCl—CH2=CH2Cl+124.77KJ 副反应: C2H2+H2O=CH3CHO CH2=CHCl+HCl=CH3CHCl2
优点:工艺简单、投资少、收率高
缺点:乙烯从电石中获得能耗大、原 料成本高、催化剂氯化汞毒性大
工艺过程
乙炔和氯化氢按摩尔比1:1.05-1.1混合进入 装有氯化汞催化剂反应器内进行反应,反应 为放热反应,热量通过列管外的循环冷却水 移走,反应后粗氯乙烯气体进入水洗塔及碱 洗塔,洗涤去气体中的氯化氢及二氧化碳, 碱洗后的气体通过干燥塔进行压缩、全凝并 液化,液体氯乙烯通过低沸点塔及高沸点塔, 除去高、低沸物,得到精氯乙烯送入贮槽
温度:430~530℃ 压力:2.7MPa 无需催化剂
乙烯平衡氧氯化法
1.直接加成氯化 C2H4+Cl2—C2H4Cl2(EDC) 2.EDC裂解 C2H4Cl2—CH2=CHCl+HCl 3.氧氯化 C2H4+HCl+1/2O2—C2H4Cl2+H2O
加成氯化反应
乙烯与氯气液相加成生成1,2-二氯乙烷—— 放热反应 催化剂:FeCl3(浓度250~300ml/L) 温度:低温氯化50℃ 高温氯化90℃ 压力:常压气液相反应
电石法氯乙烯
电石法氯乙烯电石法氯乙烯是一种工业上常用的生产氯乙烯的方法。
电石法氯乙烯的生产过程中,通过电解氯化钠溶液制取氯气和氢气,然后将氯气与乙烯在催化剂的作用下进行氯化反应,最终得到氯乙烯。
电石法氯乙烯的生产过程包括三个主要步骤:电解氯化钠溶液、制取氯气和氢气;氯化反应;氯乙烯的分离和纯化。
电解氯化钠溶液是制取氯气和氢气的关键步骤。
在电解槽中,将氯化钠溶液加热至高温,然后通电。
通过电流的作用,氯化钠分解为氯气和氢气。
氯气位于电解槽的正极,氢气则位于负极。
这种电解过程是通过电解槽内的电解质来实现的,而电解质一般是由石灰石和焦炭等物质组成的。
氯化反应是将氯气与乙烯进行氯化的过程。
在氯化反应中,氯气和乙烯在催化剂的作用下进行反应。
常用的催化剂有氯化铜、氯化铁等。
氯乙烯的生成是一个放热反应,同时还会产生一些副产物,如1,2-二氯乙烷和氯化氢等。
氯乙烯的分离和纯化是将反应产物中的氯乙烯从其他副产物中分离出来,并进行纯化的过程。
常用的分离方法有冷凝、吸收和洗涤等。
在冷凝过程中,将反应气体冷却至低温,使氯乙烯液化。
然后通过吸收和洗涤等步骤,将氯乙烯与其他副产物进行分离。
电石法氯乙烯生产过程具有简单、高效、成本低等优点。
然而,该方法也存在一些问题。
首先,电石法氯乙烯生产过程中会产生大量的氯化氢等副产物,对环境造成污染。
其次,电石法氯乙烯的生产过程需要消耗大量的电能,对能源资源造成浪费。
此外,电石法氯乙烯的工艺条件较为苛刻,对设备和催化剂的要求较高。
为了解决这些问题,目前工业上还出现了其他生产氯乙烯的方法,如氯化氢法、氯化烯烃法等。
这些方法在生产效率、环保性和能源消耗等方面有一定的优势。
随着科技的不断进步和工艺的改进,未来氯乙烯的生产方法将更加多样化和环保化。
电石法氯乙烯是一种常用的生产氯乙烯的方法。
通过电解氯化钠溶液制取氯气和氢气,然后将氯气与乙烯进行氯化反应,最终得到氯乙烯。
电石法氯乙烯的生产过程包括电解氯化钠溶液、氯化反应以及氯乙烯的分离和纯化等步骤。
(聚)氯乙烯生产—电石乙炔法生产氯乙烯的工艺流程
3、电石乙炔法生产氯乙烯的原理
Step2: 4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl 4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl 4NaClO+AsH3→H3AsO4+4NaCl
一定的浓度时,可发生爆炸性灾害。与酸类物质能发生剧烈反应。
2、乙炔
乙炔:C2H2 结构简式和模型如图所示: 分子里有C ≡ C(其中含两个不牢固的共价键),键 与键之间的夹角是180°,是直线型分子。
2、乙炔
无色芳香气味的易燃气体。 电石制的乙炔因混有H2S、PH3、 AsH3而有毒,并带有特殊的臭味 。 和水的相对密度(水=1)为:0.6208 。 微溶于水、乙醇,溶于丙酮、氯仿、苯 。 在空气中爆炸极限为 2.1%-80.0%,在液态和固态下或在气态和一定压力 下有猛烈爆炸的危险,受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸,因此不 能在加压液化后贮存或运输。
电石乙炔法生产氯乙烯的工艺流程
电石乙炔法最早实现了氯乙烯的工业化生产,在氯乙烯和聚氯乙烯 生产史上有重要意义。本节主要从
认识电石; 认识乙炔; 电石法生产氯乙烯的原理; 电石法生产氯乙烯的工艺流程。 等四个方面学习电石乙炔法生产氯乙烯的工艺流程组织。
1、电石
碳化钙 ,CaC2,M=64.10。 由生石灰和焦炭石乙炔法生产氯乙烯的原理
CaC2 Cl2、H2
电石法氯乙烯生产技术总结
【来稿摘登】电石法氯乙烯生产技术总结生产聚氯乙烯(PV C)的主要原料氯乙烯的工业生产方法主要有3种:电石法、乙烯氧氯化法及二氯乙烷/氯乙烯(ED C/VCM)法。
从本质上讲,ED C/V CM法实际上是乙烯氧氯化法的后段工序。
所以氯乙烯的工业生产方法主要是电石法和乙烯法。
乙烯法生产技术复杂,投资大,且原料乙烯的供应较困难,需大量进口,受国际原油市场的影响较大。
目前,世界上先进国家已完全淘汰了电石法PV C。
目前,从国内十大PVC生产商的工艺和原料路线的现状分析,我国PVC生产中乙烯法、电石法和EDC/VCM法基本各占1/3,呈现三足鼎立之势,是世界各大PVC生产国中仅有的兼有乙烯法、电石法、EDC/VCM法3种装置共存的国家。
电石法PV C在中国能够生存是有其深刻的历史和现实原因的。
由于目前中国PV C生产的原料路线、资源分布和环境要求的不同,尤其是电石法PV C的工艺技术已十分成熟,资源有保证。
因此,电石法PV C在国内还可以生存相当长时间。
近几年以来,特别是美国9.11事件以来,随着国际局势的紧张,国际原油、天然气价格暴涨,导致了以乙烯工艺路线的PV C成本增加,从而突显了我国电石法PV C的成本优势。
2004年我国的电石法PV C主导了全国的PVC市场,出现了一个暴利时代。
于是国内再度掀起了电石法PVC的投资与装置改扩建的热潮。
在目前电石法PV C利润空间比较大的时候,新建装置一定要防止低水平的重复建设,要广泛吸收同行业的先进技术和经验,真正做到高起点、高水平。
(1)新型输送装置(如皮带、斗式提升机)的应用输送装置是影响乙炔发生器生产能力的一个重要因素,利用天车吊斗输送电石的方法存在着许多不利因素,对于大型发生装置已不适用。
而皮带输送、斗式提升机却有着节省占地面积的优势。
(2)大型乙炔发生器的应用目前,一些较大型的电石法PV C装置,如河北沧州化工集团公司老区、天津大沽化工股份有限公司等一般采用直径为2800mm的乙炔发生器,共4台,一般能够满足6万t/a PV C的生产需要。
电石法pvc生产工艺
电石法pvc生产工艺
电石法PVC生产工艺是一种氯乙烯树脂的生产工艺,它是在一定
的反应条件下,将多个易分解的有机前驱物按一定的比例合成氯乙烯
树脂。
它是以电石为主要原料,加上催化剂、氯气、空气等,在重力
式熔体循环装置中按特定的反应条件,以低温开始将电石与氯气反应,形成了氯乙烯等同群物质。
电石法PVC生产工艺由液体电石、催化剂、空气、氯气和醇类4
个工步组成:
1、电石充氯:将液体电石置于配设的罐中,然后用氯气封闭充气,使用空气混合把氯气吸进电石。
2、中和:将充氯的液体电石加入到多阶段熔体循环炉中,加入催化剂,并按恒定的比例加入少量的醇类。
3、反应:把中和的物料按一定比例加入熔体循环炉,在一定的温
度下反应,释放出甲烷及其它气体,生成氯乙烯等相同群物质。
4、回收:将熔体回流到原容器中,抽出气体,完成一次循环。
逐
次重复以上操作,直到所需成品满足要求,中和物料将变为pvc。
电石法PVC生产工艺有几个特点:(1)反应条件简单,经济;(2)节能、清洁、安全;(3)反应效率高。
但同时也存在一些问题,如在充氯时会排放大量的氯气,环境污染,吔破坏资源。
因此,在使
用电石法PVC生产工艺时,必须遵守严格的环保要求,限制特定环境
污染物的排放,确保生产安全。
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施1. 引言1.1 电石乙炔法生产聚氯乙烯简介电石乙炔法是一种传统的工业方法,用于生产聚氯乙烯(PVC),它是一种常见的塑料材料。
电石乙炔法是通过将电石(碳酸钙)与氯化氢反应制备乙炔气体,然后将乙炔气体与氯气在高温下反应制备氯乙烯,最后得到聚合而成的PVC树脂。
这种方法已经被广泛应用于工业生产中,由于其高能耗和污染性,电石乙炔法生产PVC也面临着诸多挑战。
在当今注重可持续发展和环境保护的大背景下,如何降低电石乙炔法生产PVC的能耗,减少环境污染成为了一个亟待解决的问题。
本文将重点探讨电石乙炔法生产PVC存在的能耗问题,以及针对这些问题提出的一系列节能措施,包括优化原料选择、改进生产工艺、提升设备效率和加强能源管理。
这些节能措施的实施可以有效降低电石乙炔法生产PVC的能耗和减少环境污染,从而实现可持续发展的目标。
【2000字】。
2. 正文2.1 聚氯乙烯生产存在的能耗问题1. 原料能耗:聚氯乙烯生产需要大量的氯乙烯和乙炔作为原料,其中氯乙烯的生产需要高温高压条件,消耗大量能源。
乙炔的生产也需要高温条件,产生大量热量。
2. 电力消耗:聚氯乙烯生产过程中需要大量的电力供应,包括电解电池的工作,以及其他设备的运转。
电力消耗占据了生产过程中的重要部分,对能源的需求较大。
3. 热能消耗:聚氯乙烯生产需要大量的热能来维持反应温度和提供热量,包括加热原料、加热反应器等。
这些热能消耗也是生产过程中的重要能耗部分。
4. 能源浪费:在聚氯乙烯生产过程中,存在能源浪费现象,例如设备运转不稳定、能源利用效率低等问题,导致能源浪费严重。
聚氯乙烯生产存在着能耗较高的问题,需要制定有效的节能措施来减少能源消耗,提高能源利用效率,实现可持续发展。
2.2 节能措施之一:优化原料选择优化原料选择是提高聚氯乙烯生产能效的重要手段之一。
在电石乙炔法生产聚氯乙烯过程中,选择优质、低能耗的原料对节能减排至关重要。
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 COOHCH 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 CHClCH 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。
电石乙炔法生产氯乙烯安全技术规程
电石乙炔法生产氯乙烯安全技术规程一、前言电石乙炔法生产氯乙烯是一种重要的工业化学反应过程,但同时也存在着一定的安全风险。
为了确保生产过程的安全稳定,本文将详细介绍电石乙炔法生产氯乙烯的安全技术规程。
二、工艺流程1. 原料准备电石、水和氢氧化钙是该工艺中的主要原料。
在使用前需要对这些原料进行检测和处理,确保其符合国家标准和企业内部规定。
2. 电解制备乙炔将电石放入电解槽中,通过直流电解水制备出乙炔气体。
在此过程中需要注意以下事项:(1)控制电解槽内部温度,避免温度过高导致发生爆炸。
(2)监测电解槽内部压力,确保其稳定在正常范围内。
(3)定期检查电极状态,避免因腐蚀或其他原因导致出现漏洞。
3. 与氯化铝反应将制备好的乙炔与氯化铝混合,在催化剂作用下发生反应,生成氯乙烯。
在此过程中需要注意以下事项:(1)控制反应温度和压力,确保其稳定在正常范围内。
(2)监测反应槽内部气体组成,确保反应物质的比例符合要求。
(3)定期检查催化剂状态,避免因失效或污染导致产物质量下降。
4. 分离和提纯将反应产生的气体通过分离器进行分离,并通过多级冷凝器进行冷却和液态化处理。
最终得到氯乙烯产品。
在此过程中需要注意以下事项:(1)控制分离器内部压力和温度,确保其稳定在正常范围内。
(2)监测冷凝器内部流量和温度,避免因堵塞或其他原因导致产物无法正常流出。
(3)定期检查设备状态,避免因老化或损坏导致设备失效。
三、安全措施1. 设备安全(1)对设备进行定期检查和维护,确保其状态良好。
(2)严格执行操作规程和操作指南,避免出现误操作或违规行为。
(3)设备运行过程中,要保持设备周围的通风良好,避免产生有毒气体积聚。
2. 生产安全(1)对原料进行检测和处理,确保其符合国家标准和企业内部规定。
(2)严格控制反应温度和压力,避免产生危险情况。
(3)在操作过程中,要保持设备周围的环境整洁,避免杂物堆积或者易燃物质存在。
3. 废气处理(1)对生产过程中产生的废气进行收集和处理,避免对环境造成污染。
电石法聚氯乙烯生产工艺
电石法聚氯乙烯生产工艺简介聚氯乙烯(PVC)是一种重要的合成树脂,有着广泛的应用,例如用于制造管道、地板、电线电缆、隔热材料和交通工具内饰等。
电石法是一种主要的 PVC 生产工艺,本文将详细介绍这种工艺及其原理。
工艺流程电石法聚氯乙烯生产工艺主要分为以下几个步骤:1.制备电石电石是一种灰色固体,主要由氢氧化钙(Ca(OH)2)和电石石灰石(CaC2)组成。
制备电石的过程很简单:将石灰石与焦炭一同送入电炉内,经过高温反应生成电石。
反应方程式为:CaC2 + 2 C → 2 CaO + 4 CO电石的主要成分是乙炔气体,每吨电石可生产出约 400-450 立方米的乙炔气体。
2.合成氯乙烯将电石生成的乙炔气体和氯气送入氯化反应器内,通过氯化反应生成氯乙烯。
氯乙烯通过冷凝后被收集。
反应方程式为:C2H2 + Cl2 → C2HCl + HClC2HCl + Cl2 → C2H2Cl2C2H2Cl2 → C2H3Cl + HCl3.合成聚氯乙烯聚合反应是将单体化合物组装成高分子化合物的过程。
将氯乙烯作为单体加入聚合反应器,并在催化剂(如过氧化物等)的作用下进行聚合反应生成聚合物。
该反应由于产生大量的热,需要冷却。
反应方程式为:n(CH2=CHCl) → [-CH2-CHCl-]n4.精炼和成型聚合得到的 PVC 是一种奶白色固体。
在后续的操作中,需要对 PVC 进行精炼和成型。
精炼可以通过调整聚合得到的 PVC 分子量、添加剂和填料等方式进行。
成型是指将 PVC 粉末通过加热和挤出等方法形成不同形状的制品。
工艺原理电石法聚氯乙烯生产工艺的基本原理为单体聚合,即将单体分子组装成高分子化合物的过程。
本工艺主要有三个反应,分别是制备电石、合成氯乙烯和聚合合成 PVC。
下面分别介绍这三个反应的原理。
制备电石电石是一种灰色固体,主要用于制备乙炔气体。
电石的制备过程是通过将石灰石和焦炭放入电炉中进行高温反应得到的。
反应式为:CaC2 + 2 C → 2 CaO + 4 CO在这个反应过程中,焦炭用作还原剂,而石灰石则是氧化剂。
电石乙炔法生产氯乙烯
电石乙炔法生产氯乙烯简介氯乙烯是一种无色、可燃、有刺激性气体,广泛用于生产聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等重要化工产品。
电石乙炔法是目前主要的氯乙烯生产方法之一,本文将介绍电石乙炔法的基本原理、工艺流程以及生产过程中应注意的问题。
基本原理电石乙炔法利用电石(也称为石灰石)通过加热分解产生的乙炔气与氯气反应制备氯乙烯。
乙炔气和氯气经过氯化反应生成氯乙烯,副产物为氯化氢(HCl)。
工艺流程电石乙炔法生产氯乙烯的工艺流程主要包括以下几个步骤:1.原料准备:电石乙炔法的主要原料包括电石和氯气。
电石是一种含有高达40%以上的可分解乙炔气体的石灰石,需要通过破碎、研磨等工艺制备成一定粒度的粉末。
氯气则是通过电解盐水制备得到。
2.电石分解:将电石进入分解炉中进行加热分解。
通常,分解温度为900 - 950摄氏度,产生的气体主要是乙炔和一小部分氢气。
3.氯化反应:将分解得到的乙炔气体与氯气进行氯化反应。
反应温度通常为400 - 500摄氏度,反应产生的气体中主要是氯乙烯和氯化氢。
4.分离和纯化:通过冷凝和洗涤等工艺将反应产物中的氯乙烯和氯化氢分离,并通过稀碱洗涤来去除残余氯化氢。
5.精馏和尾气处理:对分离得到的氯乙烯进行精馏,提高纯度,并对产生的尾气进行处理,以减少对环境的污染。
注意事项在电石乙炔法生产氯乙烯过程中,需要注意以下几个问题:1.安全生产:氯乙烯具有刺激性和可燃性,操作人员需要严格遵守操作规程,注意防护措施,并确保设备和工艺的安全可靠。
2.能耗控制:电石乙炔法生产氯乙烯的过程能耗较高,需要注重能源的利用和节约,减少能源消耗。
3.环境保护:电石乙炔法产生大量氯化氢尾气,其中含有有害物质,需要进行有效的处理,以减少对环境的影响。
4.产品质量控制:氯乙烯是重要的化工原料,需要对生产过程进行严格控制,确保产品质量稳定。
5.废弃物处理:生产过程中会产生一些废弃物,如废酸液、废碱液等,需要进行妥善处理,防止对环境造成污染。
电石法生产PVC工艺流程
电石法生产PVC工艺流程示意图
电石法乙炔工艺
➢乙炔发生
➢电石输送 ➢发生器 ➢压缩、贮存
➢乙炔清净 ➢清净塔 ➢中和塔
➢清净液的配置和循环使用
乙炔发生操作画面
清净操作画面
氯化氢合成工艺
➢ 焚烧炉 ➢氯氢配比 升负荷先加氢; 减负荷先减氯ห้องสมุดไป่ตู้ 确保氯气不过量。
VCM合成工艺
➢混合、冷却、脱酸
➢ 转化器 二组 由多个转化器并联组成一组
➢净化和压缩
➢ 公用工程 ➢热水系统 ➢冷冻盐水
单体生成操作画面一
单体生成操作画面二
冷却、压缩操作画面
VCM精馏工艺
➢ 低沸塔 ➢除去低沸物
➢ 高沸塔 ➢除去高沸物 ➢气相VCM经冷凝后得到合格的氯乙烯单 体。
VCM精馏操作流程图
➢ 釜体积70m3
过程复杂、控制精度高
➢ 一个聚合釜要生产多种型号的产品,过程复杂 ➢爆聚 ➢转型 ➢粘釜 ➢粗料
➢ 釜温釜压控制精度要求高 ➢过渡釜温超调不超过0.5℃; ➢保温阶段釜温偏差±0.2℃。
恒流注水缺陷及其解决办法
➢ 反应速率过快
如果在反应开始后的各不同时刻放热量远远高于正常值时,说明 反应速度过快,达到相同转化率的时间就要缩短,注入水的速率 相应调高一些。
➢ 反应速率过慢
在反应开始后的各不同时刻,放出的热量小于正常反应 的放热量。这时注入水量若保持原值就相对过高,注满 全釜。因此要在整个注水过程密切监视釜内压力,发现 釜内温度处于正常而压力升高,且长时期维持不降的情 况下,就要立即停止注入补充水,直到釜内压力降到该 反应温度下所对应的正常压力后一段时间(约0.5小时), 继续通入注入水。
➢ 传热能力大,生产强度高,内冷挡板; ➢ 设计压力高 设计压力2.1MPa,可生产低聚合度树
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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)(2322232)(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%,而补充新鲜溶液的有效氯应该控制在~范围内,pH 值在7~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%以上,不含S 、P 的合格精制乙炔气送氯乙烯合成工序。
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φ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~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2H ≥%(体积分数,干基) 压力 ≤(G)2O ≤300ppm(体积分数,湿基) 用量 hO H 2 (质量分数,湿基) (3m h ;h )温度 20℃(ⅱ)氯氢处理来的氯气2Cl ≥%(体积分数,干基) 压力 ≤(G)2O ≤% (体积分数,干基) 用量 hO H 2 ≤50×106 9(体积分数) (3m h ; kg/h )温度 ≤45℃(ⅲ)液氯尾气(废氯)2Cl 80%~90% 压力 ≤ Mpa(G)2H ≤2%(体积分数) 用量 kmol/h (3m h ; kg/h )温度 20℃(Ⅵ)氯化氢气体温度≥94%游离氯≤%m h; kg/h)a. 合成总量: kmol/h3温度≤45℃压力≤ Mpa(G)m h; kg/h)b. 去VCM装置量: kmol/h3m h:; kg/h)c. 去I段降膜吸收器量: kmol/h(3②辅助材料规格及消耗(ⅰ)氮气供应压力 Mpa(G) 温度常温(ⅱ)仪表空气供应压力≥ Mpa(G) 温度常温露点≤—40℃用量m/h23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 Mpa(G) 回水压力约(G)m/h用量约2443(Ⅵ)纯水m/h 进水温度 25℃用量≤15 3进水压力≤ 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 ≤% 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。