VCM生产工艺简介

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此中间物不稳定遇氯化氢即分解生成氯乙烯
三、转化生产工艺
以上反应分五个步骤进行: 外扩散:乙炔和氯化氢向炭的外表面扩散; 内扩散:乙炔和氯化氢通过炭的微孔向内表面扩散; 表面反应:乙炔和氯化氢在氯化高汞的活化中心反应生成氯 乙烯; 内扩散:氯乙烯通过炭的微孔向外表面扩散; 外扩散:氯乙烯自炭外表面向气流扩散。 其中表面反应为控制阶段。
气水分 离器
机前冷 却器和 水分离

VC 后台转
除汞器
化器
压缩机
机后除 油器和 冷却器
前台转 化器
VC送 精馏
三、转化生产工艺
热水循燥的混合气进入转化器,在氯化汞触媒的存在下,氯化氢和乙炔反应 生成氯乙烯,反应方程式为:
反应机理为: 乙炔先与氯化汞加成形成氯乙烯氯汞

三、转化生产工艺
针对以上问题,我们采取了以下措施: 1、近期准备增加两个酸雾捕集器,加强脱水效 果; 2、加强转化器基础管理,控制转化器循环热水 各项指标,对转化器列管腐蚀原因进行研究,找 到应对措施; 3、控制净化温度,尽量提高净化酸浓度。


四、精馏生产工艺
岗位任务:粗单体 经精馏低塔和精馏 高塔分别分离除去 低沸物和高沸物后, 冷凝成纯度99.99% 精单体,至精单体 贮槽供聚合使用。
四、精馏生产工艺
压缩
预冷器A 预冷器B
全凝器A 全凝器B
尾气冷凝器
精馏高塔
精馏低塔
粗单体储槽
液相 水分离器
缓冲罐
三、转化生产工艺
工艺连锁:膜温度达到50℃连锁自动跳闸 气柜高度≤15%压缩机自动跳闸 压缩机油压、水压≤0.1MPa压缩机跳闸 二合一氢气压力≤50KPa,氯气切断阀自动切断,
转化乙炔切断阀自动切断
三、转化生产工艺
转化率计算:转化率是反映乙炔反应程度的参数
三、转化生产工艺
现有工艺存在的问题: 1、脱水效果差 现在含水量在0.3%以上,远远达不到 0.07%的脱水要求 2、转化器穿孔严重 近期转化器列管频繁穿孔,严重影 响了生产的正常运行,由于水分大量进入系统,导致触 媒消耗高,转化率差,单体耗乙炔居高不下 3、净化酸浓度较低 虽然增加了一个盐酸冷却器,但是 现在酸浓度仍然只有20%左右
阻火 器

降膜

吸收
氯 气
氯气 缓冲

合成 炉
空冷 管
氯化 氢缓 冲罐
石墨 冷
二、二合一生产工艺
制酸方框流程图
石墨 冷
降膜 吸收 塔
尾气 吸收 塔
盐酸 槽
水力喷 放
射器

储 罐
循环 液槽 槽
碱 塔
二、二合一生产工艺
酸 槽
二、二合一生产工艺
炉门 氢气
水冷夹套式钢制合成炉
设备内
最高工作压力: 0.2MPa
成品冷却器
精单体储槽
精VC送聚合
膜回收 系统
四、精馏生产工艺
膜回收系统流程图
四、精馏生产工艺
工作原理: 液体混合物的精馏过程,是一个传质传热的过程,
其分离效果基于组成混合物的不同物质具有不同的挥 发度,即不同物质在相同压力下具有不同的蒸汽压和 不同的沸点,利用恒压不同温度下各物质在气相里的 组成和液相里的组成之差异来使各物质相互分离的过 程。
氢处理 氯处理
破碎 压滤
一、VCM工段概述
二合一 乙炔 包装
转化
精镏
冷冻
干燥
聚合

二、二合一生产工艺
岗位任务 合成:氯气和氢气在
二合一合成炉中燃烧,生 产出合格的氯化氢,经冷 却降温后送至转化,供转 化岗位使用。
制酸: 转化岗位不使 用氯化氢时,合成的氯化 氢经冷却后用水吸收生成 盐酸。
四、精馏生产工艺
低沸塔 介质:氯乙烯 容积:3.5m3 设计压力:0.65MPa 最高工作压力:0.6MPa 设计温度:40℃
四、精馏生产工艺
高沸塔 介质 :氯乙烯 容积:8.9m3 设计温度: 50℃ 设计压力:0.6MPa 最高工作压力:0.5MPa
四、精馏生产工艺
精 单 体 槽

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
设计压力: 0.22MPa
耐压试验压力: 0.275 MPa
换热面积: 27m2
全容积:
15.5m 3
材质: 视镜
碳钢
夹套内 0.35MPa 0.375 MPa 0.47 MPa
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
设计温度 :100℃ 150℃
工作温度 : 90~99℃ 100~185℃
物料名称: 热水
氯乙烯 氯化
汞 活性炭
三、转化生产工艺
转化器
三、转化生产工艺
泡沫水洗塔 容积 5.78m3 设计压力 常压 工作压力 常压 设计温度 75℃ 工作温度 50℃ 物料名称 氯乙烯 氯化氢气体 盐酸
三、转化生产工艺
精馏过程必须依靠以下两个条件:由塔底加热釜 (或称再沸器)使物料产生上升的蒸汽;由塔顶冷凝 器使部分蒸汽冷凝为向下流的液体(又称回流)。
回流比是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液量 之比,是表征精馏塔效率的主要参数之一。
四、精馏生产工艺
主要除去杂质:
低沸物:乙炔,氯甲烷 高沸物:1,1–二氯乙烷
反式 1,2–二氯乙烯 顺式1,2–二氯乙烯 偏二氯乙烯 三氯乙烯 1,1,2–三氯乙烷 水

三、转化生产工艺
2 .对人体的危害 本品侵入人体的主要途径是吸入。急性毒性表现为麻醉作用;长期接触可引
起氯乙烯病。 急性中毒:轻度中毒时病人出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等;严重中毒
可发生昏迷、抽搐,甚至造成死亡。皮肤接触氯乙烯液体可致红斑、水肿或坏。 慢性中毒:表现为神经衰弱综合症、肝肿大、肝功能异常。消化功能障碍、
四、精馏生产工艺
精馏收率:精馏收率是衡量精馏装置尾气 排空损失,也即估计装置总收得率的指标, 其简化计算式是:
精馏收率=
粗氯乙烯纯度 尾气含氯乙烯 粗氯乙烯纯度(1 尾气含氯乙烯)
四、精馏生产工艺
目前我部采用膜法回收精馏尾气中的VCM和C2H2。但 膜回收系统存在以下问题: (1)氧气在系统内积累 氧气比氢气氮气、渗透性强,易 通过膜进入转化精馏系统,并在系统内循环积累,且系统内 氧浓度越大,渗透性越大,使渗透气含氧高,增加安全隐患 。而且氧能够和氯乙烯反应生成过氧化物引发氯乙烯自聚, 堵塞低塔塔盘增加维修费用。 (2)副反应增多 膜回收法产生的一级渗透气含有多种成分 ,其返回到后台转化器进口,会造成副反应增多,副反应产 物会增加精馏塔负荷,且对PVC的质量有影响。
夹套 罐内
设计压力 0.55MPa 0.088MPa
工作压力 0.5MPa 0.08MPa
设计温度 -35℃
-35℃
工作温度 -35℃
-14℃
物 料 冷冻盐水 乙炔、氯化氢
三、转化生产工艺
转化器
换热面积
335m2
壳程
管程
设计压力:0.55 MPa 0.08 MPa
工作压力:0.5 MPa 0.05 MPa
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㎡
三、转化生产工艺
氯乙烯(C2H3Cl) 1.理化特性 氯乙烯也叫乙烯基氯,属易 燃气体,为无色具有醚样气 味的气体。熔点:-159.8℃, 沸点:-13.4℃,相对密度 (水=1):0.91,相对密度 (空气=1);2.15。易燃, 引燃温度415℃,爆炸下限: 3.6%,爆炸上限:31.0%。 微溶于水,溶于乙醇、乙醚、 丙酮等多数有机溶剂。 用作塑料原料及用于有机合 成,也用作冷冻剂等。
关键控制点
分子比C2H2:HCl=1:1.05~1.1 混合器温度0~42℃、45℃报警50℃紧停 1,2#石墨冷凝器 气相出口 0-7;-12~-16℃ 转化器前混合器含水0~0.07%(抽查) 合成反应温度110~180℃(新触媒温度100~150℃) 合成气总管(后台)HCl 2~7%、C2H2≤3% 2#泡沫塔出口温度: ≤50℃ 配碱浓度NaOH 10~15% 换碱浓度NaOH ≤5% Na2CO3≥8% (冬天≥5% ) 压缩机油压:≥0.15MPa,水压≥0.2MPa 压缩机进出口压力:1.5~4kPa; 0.5~0.7MPa 气柜使用范围: 30~80% 气柜含氧: ≤1% 机后冷却器出口温度:45~75℃ 热水槽温度:95~99℃
壳程0.1 MPa 气体入口温度:≤170℃ 产品酸出口温度: ≤50℃
二、二合一生产工艺
关键控制点
H2:Cl2(体积比): (1.05~1.1):1
氯化氢纯度:
90~95% (无游离氯)
合成炉出口温度: 400~600℃
氢气纯度:98%~100% 氢气含氧:0~0.4%
块冷进口温度:
110~180℃
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
2H2O
2Fe+3Cl2
2FeCl3
Fe+2HCl
FeCl2
二、二合一生产工艺
合成方框流程图
氢 气
氢气 冷却 器
氢气 缓冲 罐
点炉负压:-0.2~-1.36(纸放在炉门口不落下来)
二、二合一生产工艺
炉内含氢:0~0.067% 夹套水温度:70~99℃ 热水槽温度:65~85℃ 氯化氢总管温度:0~40℃ 氯化氢总管压力:40-70KPa
二、二合一生产工艺
现有工艺存在的问题:
1、HCl纯度不高:最高只能达到95%左右,其中含有的 H2N2等气体会增加压缩机和精馏系统的负荷,而且会降 低精馏换热器的换热效果;
雷诺氏现象及肢端溶骨症。皮肤可出现干燥、皲裂、脱屑、湿疹等。本品为致癌 物,可致肝血管肉瘤。 3.急救措施
皮肤接触本品后要立即脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。就 医。
眼睛接触本品后,立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水彻底冲洗。就医。 吸入本品后,迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给 输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
2、 HCl纯度稳定 3、可回收转化净化的酸
三、转化生产工艺
岗位任务:利用乙炔和氯化氢合成并处 理得到一定纯度的高压氯乙烯气体
HCl
氯化氢 乙炔
三、转化生产工艺
混合 器
1# 石墨冷
2# 石墨冷
1#酸雾捕 集器
2#酸雾捕 集器
二合一酸库
浓酸槽
预热 器
2#泡沫 塔
1#泡沫 塔
1#石墨冷 2#石墨冷
碱洗塔
四、精馏生产工艺
精单体槽
四、精馏生产工艺
关键控制点
精单体质量:VC≥99.95% ;气相乙炔≤5ppm 液相乙炔≤20ppm1,1-二氯乙烷≤30ppm
粗VC贮槽液面:40~70% 低塔釜液面:40~70% 低塔釜温:35~45℃低塔釜压力:0.45~0.55MPa 低塔顶温度:15~30℃ 高塔釜温: 25~35℃ 高塔釜压力:0.25~0.35MPa 高塔顶温度:15~25℃高塔顶压力:0.20~0.30MPa 成品冷凝器压力:0.20~0.30MPa 精单贮槽液位:≤80% 进膜前原料气温度:25~30℃一级渗透气超压报警:0.2MPa 膜前温度超高报警:45℃ 联锁停车:膜温度达到50℃ 尾冷器出口温度:-15~-18℃ 尾气出口压力:0.50~0.60 MPa 尾气排放VC≤10%(开膜回收时≤2%)
VCM生产工艺简介
湖北宜化长江公司 氯碱事业部
李祯
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介绍内容
1 VCM工段概述 2 二合一生产工艺 3 转化生产工艺 4 精馏生产工艺 5 冷冻生产工艺
一、VCM工段概述
VCM工段生产任务: 年产12.48万吨氯乙烯, 聚合工段由氯乙烯单体 (简称VCM)聚合而生 成成高分子化合物聚氯 乙烯(简称PVC)
2、HCl纯度波动大:其纯度受到H2、Cl2配比影响很大,不 利于转化乙炔和HCl配比调节;
3、安全性: H2、Cl2配比由人工调节,易造成Cl2过量,不 利于转化的安全生产。
二、二合一生产工艺
盐酸脱析法生产HCl工艺: 先利用H2、Cl2合成HCl,用水吸收制成盐酸,再利用解
析塔将盐酸中的HCl蒸出,供转化使用。 优点:1、 HCl纯度高,可达99.9%
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