电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备
电石 乙炔法生产氯乙烯
在t1～t2期间，次级电流i2从I2m开始 线性下降，该电源的能源就是开关管V
导通时由变压器中储存的能量提供的。
t２时刻，正脉冲又作用到开关管V 的基极，开关管V又导通，则二极管ＶD 截止，于是脉冲变压器又开始储存能量，
2. 开关型稳压电源的种类 1) 按开关晶体管的连接方式分
类 (1) 串联型开关稳压电源。 串联 型开关稳压电源的方框图如图9-3所
示。
• 图9-3 串联型开关稳压电源方框图
• 图9-4 并联型开关稳压电源
(3) 脉冲变压器耦合并联型开关 • 稳图9压-5电变源压。器耦脉合冲并联变型压开器关耦电源合组并成联框型图
（4）发生器液面的影响
发生器液面控制在液面计中部为好
（4）发生器结构的影响
发生器结构（如挡板层数，搅拌速度，耙齿角度等）对电石在发生器中的停留时 间和电石表面生成的氢氧化钙的移去速度有较大的影响。
课堂讨论
聚氯乙烯生产技术
★影响乙炔发生的因素有哪些?
2.1.5 电石渣
(1) 数量
1吨PVC，产生含固量5～15%的电石渣浆9～15吨（含固50%干渣3～5吨），成为该工业最 大三废。
同样，次级电流为线性下降的波形，ΔＩ2为脉冲变压器次级电流的减小量， 因此有
I2
Uo L2
Toff
(9-8)
式中，Ｔoff为开关管V的截止时间。
2.1.3.2 喷淋预冷器、冷却塔和气柜
喷淋预冷器：设置于发生器顶部 减少乙炔气夹带的电石渣浆；降温预冷、分担冷却塔负荷。 预冷器所用水自顶部喷入，由底部流入发生器作为反应用 水。
CaC2 CaO
C SiO2、FeSi、SiC Fe2O3 CaS MgO、Ca3N2、Ca3P2、Ca3As2
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。
电石乙炔法生产氯乙烯—粗氯乙烯的合成
氯化氢 吸湿性，可吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40％左
右的盐酸，降低混合气中的水分。 脱水原理：
HgCl2 + H2S → HgS + 2HCl 3HgCl2 + PH3 → (HgCl)3P + 3HCl C2H2 + HgCl2 → Hg + Cl-CH=CH-Cl
铁和锌的存在会降低催化剂对合成反应的选择性
②遮盖 炭、树脂状聚合物、酸雾等黏结在催化剂表面，遮盖活性 中心而失活。
③活性结构改变 由于过热破坏催化剂活性结晶表面而活 性下降，催化剂活性分子移动，使催化剂表面松弛。
• 氯化氢和乙炔混合冷冻脱水 • 氯化氢和乙炔浓硫酸脱水工艺 • 变温变压吸附解吸工艺 • 氯化氢用浓硫酸干燥和乙炔用分子筛干燥组合干燥工艺
• 活性组分：氯化汞HgCl2(升汞、氯化高汞),易升华,溶于水, 单独使用无催化作用 ;
• 载体：活性炭，单独使用活性低。
• 组合：氯化汞吸附于活性炭表面后则具有很强的催化活性
以下 • 原料气中惰性气体含量低于2％
水存在
+ C H 22 H 2 O C H 3 C - H O
反应温度：100～180℃ 高温有利于反应进行
但温度过高副反应增多，催化剂升华 反应压力 ：0.12～0.15Mpa
空速：空速过高，气体停留时间减少，乙炔转化率降低。 空速减小，乙炔转化率提高， 过小，高沸点副产物量也增多，生产能力减小。
④升华 温度升高，HgCl2更易升华，催化剂的活性组分 量逐渐减少，活性下降。
氯乙烯的生产催化剂和工艺条件
反应温度：205~235℃（CuCl2-KCl/ ϒ-Al2O3 ）
原料配比：n(乙烯):n(氯化氢):n(氧气)=1:2:0.5 (一般采用乙烯和氧稍过量，保证催化剂氧化还原 过程正常进行) 原料气纯度：ω(乙烯)=99.5%以上 停留时间：10s
二氯乙烷裂解
C2H4Cl2—CH2=CHCl+HCl
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
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
低温氯化
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）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≤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。
(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
(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
关于电石乙炔法合成氯乙烯的工艺及其设备探究
总第 ２ １ １ 期
关 于 电石 乙炔 法 合 成 氯 乙烯 的工 艺 及 其设 备探 究
（ 新 疆 天业 化 工公 司 ， 石 河子 市 ， ８ ３ ２ ０ ０ ０ ） 乔懋 淼 摘要 使 用 电石 乙炔 法合 成 氯 乙烯 是 一 种 比较 常用 的 方 法 。本 文 概 述 了电石 乙炔 法合 成 氯 乙烯 的反
２ ． ３ ． ２ 化 学反 应 温度
Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ ： 的转化率能够达 到９ ９ ％， 氯 乙烯 的收率能够 达到９ ５ ％以上 ， 反应结束 后会 产生二 氯 乙烷 副产 物， 含量 大约为 １ ％， 通 常 也 会 产 生 少 量 的 三 氯 乙 烷、 乙烯基 乙炔以及二氯乙烯等副产物 。 ２ ． ２ 反 应工 艺 流程 Ｃ Ｈ ： Ｃ Ｈ 与Ｈ Ｃ １ 按 照一定的摩 尔比进行混合 ， 通
过程 中 ， 必须 要 增加 ＨＣ Ｉ 的含 量 ， 避免 由于催 化剂 引 起 的中毒 ， 也 能 够 减 少 化 学 反 应 汇 总 副 反 应 的 进 行 。通 常 情 况 下 ， 如 果 能 够 保 证 气 体 的 纯度 稳 定 ， 反应 物 Ｃ Ｈ ： Ｃ Ｈ ： 与 ＨＣ １ 的摩 尔 配 比为 １ ． ０ ５—１ ． １ ０ 。一 般进 行 测定 转 化器 出 口气 体 中 ＨＣ １ 气 体 的体 积 分数 进 行 控制 反 应 物 的摩 尔 比 ， 氯 化 氢 的体 积 分 数 控制 在３ ％ ～８ ％之 间 ， 并 且 在净 化 泡 沫塔 的 Ｐ Ｈ值 以及 出
化氢使 用氯化 汞为催 化剂进行 反应合 成氯 乙烯 。
其 中 乙炔 （ ｃ Ｈ ： Ｃ Ｈ ） 通 过 电石 （ Ｃ ａ Ｃ ） 与水 （ Ｈ Ｏ） 进 行
Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ ： 也会与催化剂 Ｈ ｇ Ｃ １ 进行反应生成供单质 以 及氯 化 亚 汞 ， 因此 在 实 际运 用 此方 法 生 产 氯 乙烯 的
(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。
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。
电石法生产PVC工艺流程
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； 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
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。
➢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
➢ 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
脂；
➢ 防粘釜技术
➢ 特殊的防粘釜液 ➢ 釜壁冲洗和防粘釜液喷涂技术 ➢ 高压水清釜 ➢ 先进的生产工艺有效的防止粘釜
➢ 热水加料工艺 ➢ 聚合注水工艺
➢生产工艺密闭化
➢前提条件 先进的防粘釜技术达到几百釜不开盖清釜。
➢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
化工设计大作业-电石乙炔法氯乙烯生产工艺设计
电石乙炔法氯乙烯生产工艺设计一、设计来源聚氯乙烯（PVC）作为五大通用塑料之一，应用非常广泛，我国是PVC 生产和消费大国。
PVC 主要由氯乙烯（VCM）聚合得到，经过多年工业生产和工艺改造，现在成熟工艺有电石乙炔法和石油乙烯法，国外主要采用乙烯法，我国由于煤炭和石灰石资源相对丰富，电石乙炔法得以快速发展。
电石乙炔法工艺主要包括乙炔气的发生与精制，含电石制乙炔，乙炔水洗，清净，碱洗；乙炔与氯化氢的合成，含合成工艺过程；合成气的换热、液化与压缩；氯乙烯精馏制备精单体。
二、主要工段介绍及原料、中间产品及产品的技术规格1、乙炔发生岗位（1）任务：负责将电石加入发生器内，与水反应生成粗乙炔气。
（2）生产原理用水与碳化钙（电石）反应制取乙炔，此反应为放热反应，由于工业电石含有杂质，生产出的粗乙炔气中含有硫化氢和磷化氢等有害物质，因此需对粗乙炔气进行清净处理，使乙炔气纯度达到98.5%以上才可供给氯乙烯合成使用。
化学反应原理如下：CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2↓+130kJ/mol（3）原料、中间产品及产品的技术规格① 3.1电石碳化钙(CaC2)含量不小于66.92%（重量）氧化钙(CaO)含量不大于22.08%（重量）游离碳(C)含量不大于1.00%（重量）氧化镁(MgO)含量不大于0.40%（重量）硫(S)含量不大于0.101%（重量）磷(P)含量不大于0.036%（重量）发气量(20℃，0.1MPa)大于255L/kg②氮气纯度97%以上，含氧小于3%，压力≥0.3MPa2、乙炔清净岗位（1）任务：负责将粗乙炔气冷却至≤10℃，除去粗乙炔气中的水分，用98%的浓硫酸除去粗乙炔气中的S、P杂质，同时负责中和塔的碱循环以及本工段的部分分析项目。
（2）工作原理利用浓硫酸的氧化作用，除去粗乙炔气中的S、P等有害杂质，反应形成的少量SO2在中和塔中除去。
化学反应原理如下：3H2S+H2SO4——→4H2O+4SH2S+H2SO4 ——→S+2H2O+SO2↑（少量）SO2+2H2SO4——→3S+2H2OH3P+2H2SO4——→H3PO4+2H2O+2SH3PO4+3NaOH——→Na3PO4+3H2OSO2+2NaOH——→Na2SO3+H2O（3）乙炔清净岗位原料、中间产品及产品的技术规格硫酸：浓度98%乙炔气：纯度98.5%以上，无S、P，含水＜0.3%氢氧化钠：NaOH含量≥5% Na2CO3含量≤8%3、氯乙烯合成（1）任务：负责将氯化氢、乙炔按一定比例混合并脱水，预热后通过催化合成粗氯乙烯气体，然后，经除汞器、水洗塔、碱洗塔除去微量的HgCl2和过量的氯化氢气体，并产出副产品盐酸。
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。
电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备
电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备马晶，王硕，韩晓丽摘要：电石与水反应生成乙炔，乙炔除杂质后与氯化氢混合后进入转化器进行反应，反应在装有氯化汞和活性炭为催化剂的列管内进行。
改进转化器列管内结构，使流体流动状态改变，管中心温度降低，提高触媒使用寿命，提高单台转化器生产能力。
在我国目前很多用电石法制氯乙烯的厂家的情况下值得推广应用。
关键词：电石乙炔法; 氯乙烯；转化器；结构随着我国经济的不断发展，各种新材料合成及其他相关领域的开发促使了氯产品和产业的快速发展，同时如何能达到更高的产量是人们关注的问题。
氯乙烯是氯产品中比较基础的一种产品，又名乙烯基氯是一种应用于化工的重要的单体，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5.22 MPa。
氯乙烯有毒，与空气混合易形成爆炸物，爆炸极限4％～22％（体积分数）。
其单体的生产方法主要分为乙炔法（电石法）、乙烯法、烯烃法、联合法、乙烯氧氯化法和乙烷一步氧氯化法。
我国因石油资源相对较少，电石原料分布广泛，所以目前很多化工企业仍采用电石法制取氯乙烯。
1 电石法制氯乙烯主要化学反应电石与水反应产生乙炔，除杂质后与氯化氢混合、干燥后进入转化器。
反应在转化器管内进行，列管内内装入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。
常压下进行反应,反应为放热反应，管外用加压循环热水冷却，保证温度控制在100～180 ℃。
乙炔转化率达99％,氯乙烯收率在95％以上。
副产物是二氯乙烷（约1％），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。
生产工艺中，乙炔和氯化氢在转化器内合成氯乙烯的反应：（1）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。
原料乙炔和氯化氢制备方法（2）电石气制备乙炔方法：（3）氯化氢的制备方法：氯碱车间的氯气和氢气通入合成炉。
2 影响反应转化率的因素2.1 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。
电石乙炔制聚氯乙烯工艺设计
电石乙炔制聚氯乙烯工艺设计
聚氯乙烯是一种广泛应用的重要塑料材料，在建筑、电子、化工、医疗、玩具等领域都有广泛的应用。
电石乙炔是聚氯乙烯制备的重要原料之一，其制备过程主要包括下列几个步骤：
1. 原材料准备：电石和水。
2. 电石水解：将电石投入水中并生成乙炔气体。
3. 乙炔精制：将乙炔气体通过精制设备进行净化，包括冷却、脱水、除尘等步骤。
4. 乙炔氯化：将精制后的乙炔气体与氯气反应，生成四氯乙烯气体。
5. 聚合反应：四氯乙烯气体通过聚合反应，生成聚氯乙烯。
在设计电石乙炔制聚氯乙烯工艺时，需要考虑以下因素：
1. 原料成本：电石和氯气是制备聚氯乙烯的主要原料，其成本对整个工艺的经济性至关重要。
2. 乙炔精制：乙炔气体的精制对聚氯乙烯的纯度和质量有重要影响，需要选择
适当的净化设备。
3. 反应条件：聚合反应需要特定的温度、压力、催化剂和反应器设计，以保证反应过程的高效和安全。
4. 设备选择：需要选择合适的反应器、分离设备和储存设备，以满足工艺要求。
5. 环保要求：制备聚氯乙烯的过程中产生的废气和废水需要进行处理和治理，以满足环保要求。
总之，电石乙炔制聚氯乙烯工艺设计需要综合考虑以上因素，通过技术分析和试验验证，确定最优工艺流程和设备配置，以实现高效、安全、环保的聚氯乙烯生产过程。
乙炔法生产氯乙烯工艺流程设计
乙炔法生产氯乙烯工艺流程设计下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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电石乙炔法生产氯乙烯毕业设计
电石乙炔法生产氯乙烯毕业设计毕业设计（论文）(化工系)题目电石乙炔法生产氯乙烯专业班级姓名学号指导教师完成日期目录摘要 (1)前言 (2)第一章氯乙烯概述 (4)1.1化学品名称 (4)1.2成分组成信息 (4)1.3危险性概述 (4)第二章氯乙烯生产方法 (5)2.1乙炔氧氯化法生产氯乙烯 (5)2.2电石乙炔法生产氯乙烯 (7)第三章乙炔气的制备 (8)3.1乙炔性质 (8)3.2生产方法 (9)3.3影响因素 (10)第四章制备氯化氢 (12)4.1制备方法 (12)4.2盐酸脱吸法生产氯化氢 (13)4.3副产盐酸脱吸法生产氯化氢 (14)第五章主要设备 (16)5.1合成部分设备 (16)5.2列管式石墨换热器 (17)5.3吸收部分设备 (18)第六章氯乙烯制备 (21)6.1工艺流程 (21)6.1.1混合脱水和合成系统 (21)6.1.2净化和压缩系统 (22)6.1.3精馏系统 (23)6.2反应原理 (24)6.2.1混合脱水的目的 (24)6.2.2混合脱水的原理 (24)6.2.3影响脱水效果的因素 (25)6.2.4氯乙烯的合成 (25)第七章经济核算和物料衡算 (28)7.1经济核算 (28)7.1.1技术指标的核算 (29)7.2物料衡算 (29)第八章环保与废物处理 (31)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)摘要氯乙烯的制备在PVC的生产过程中是一个非常重要的环节，它把从氯化氢装置送来的干燥氯化氢气体和从乙炔装置送来的精制乙炔气体在这里合成反应生成粗氯乙烯，并经过脱水、净化、精馏等工序后，制成精制氯乙烯，即单体，用来满足聚合的需要。
本设计主要论述了电石法生产氯乙烯，以及原料气的物理性质和化学性质，以及它的用途；还介绍了生产氯乙烯的主要设备，基本原理和工艺流程（包括脱水系统的工艺流程、合成系统的工艺流程、净化系统的工艺流程、压缩系统的工艺流程、精馏系统的工艺流程、尾气吸附的工艺流程）,并讲述了各岗位的操作安全、工艺控制指标，最后还介绍了生产的“三废”治理，和企业的发展前景和需要。
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电石乙炔法合成氯乙烯工艺及设备
马晶，王硕，韩晓丽
摘要：电石与水反应生成乙炔，乙炔除杂质后与氯化氢混合后进入转化器进行反应，反
应在装有氯化汞和活性炭为催化剂的列管内进行。
改进转化器列管内结构，使流体流动状态改变，管中心温度降低，提高触媒使用寿命，提高单台转化器生产能力。
在我国目前很多用电石法制氯乙烯的厂家的情况下值得推广应用。
关键词：电石乙炔法; 氯乙烯；转化器；结构
随着我国经济的不断发展，各种新材料合成及其他相关领域的开发促使了氯产品和产业的快速发展，同时如何能达到更高的产量是人们关注的问题。
氯乙烯是氯产品中比较基础的一种产品，又名乙烯基氯是一种应用于化工的重要的单体，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5.22 MPa。
氯乙烯有毒，与空气混合易形成爆炸物，爆炸极限4％～22％（体积分数）。
其单体的生产方法主要分为乙炔法（电石法）、乙烯法、烯烃法、联合法、乙烯氧氯化法和乙烷一步氧氯化法。
我国因石油资源相对较少，电石原料分布广泛，所以目前很多化工企业仍采用电石法制取氯乙烯。
1 电石法制氯乙烯主要化学反应
电石与水反应产生乙炔，除杂质后与氯化氢混合、干燥后进入转化器。
反应在转化器管内进行，列管内内装入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。
常压下进行反应,反应为放热反应，管外用加压循环热水冷却，保证温度控制在100～180 ℃。
乙炔转化率达99％,氯乙烯收率在95％以上。
副产物是二氯乙烷（约1％），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。
生产工艺中，乙炔和氯化氢在转化器内合成氯乙烯的反应：
（1）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。
原料乙炔和氯化氢制备方法
（2）电石气制备乙炔方法：
（3）氯化氢的制备方法：氯碱车间的氯气和氢气通入合成炉。
2 影响反应转化率的因素
2.1 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。
可通过测定转化器出口气体中的氯化氢含量(HCl 体积分数在3%～8%)控制原料气比例，净化泡沫塔的出口温度、酸浓度值也可作为控制配比的相关参考依据。
但氯化氢过多，会生成多氯化物等副产物。
乙炔和氯化
氢的纯度波动，流量计的偏差原因，可能导致转化率的波动，实际生产中配比需要根据出口气体成分分析进行适当调整。
2.2 反应温度
反应温度应控制在100～180 ℃，但最佳反应温度在130～150 ℃。
温度高利于乙炔和氯化氢反应的发生，加快合成速度，但温度过高会使催化剂中氯化汞升华，催化剂活性下降快，减少催化剂使用寿命，反应成本增加。
另外会增加副反应的发生。
2.3 催化剂活性
乙炔法氯乙烯合成用催化剂成分为活性碳和氯化汞。
纯氯化汞无催化作用，但用活性炭作为载体将其吸附后表现出很强的催化活性。
氯化汞催化剂会产生汞污染，但国内外科学家至今未能寻找到无汞类且催化效果很好的催化剂。
活性炭的质量对催化剂的活性影响很大。
吸附能力强的活性炭孔道多，比表面积大，但机械强度低，所以催化剂的机械强度选择在92%～95%较好。
催化合成氯乙烯的催化剂一般选择Φ3×6 mm 颗粒活性炭。
2.4 空间流速
固定床催化反应器常用空间流速（单位时间内通过单位体积催化剂的气体量）衡量其生产能力。
乙炔法合成氯乙烯反应中通常以乙炔空间流速来衡量。
当空间流速增加时，原料气与催化剂接触时间短，乙炔转化率降低；反之，当空间流速降低时，乙炔转化率提高，副产物增加，生产能力下降。
较适宜的空间流速为1 m3催化剂25～35 m3/h。
针对串联转化器中的催化剂不同时期，空间流速应根据实际生产进行调整，应用活性较高的新触媒时空间流速应适当降低，运转一段时间后触媒活性降低应调高空间流速，保证转化率。
3 合成氯乙烯主要设备-转化器
目前厂家合成氯乙烯多采用固定床管式转化器，在制备氯乙烯的合成反应中的转化器结构上实为换热设备，反应在装有氯化汞和活性炭为催化剂的列管内发生。
因反应放热，需用水进行换热将反应热及时移出，控制反应温度在正常范围。
3.1 转化器常规改进
为提高单台转化器产能，国内近年来一些厂家用等比例放大方法增大设备直径和增加换热管数量，直径从原来的DN 2 400 mm 不断扩大到DN 3200 mm。
增大转化器的尺寸，可以减少设备数量和厂房面积，能提高设备运行性能，节省投资。
但转化器直径过大导致内部传热效果差,反应产生的热量不易向外传递，列管内沿列管横截面反应温度径向分布梯度较大，管中心部分温度过高,造成管中心触媒局部过热,触媒失活,影响催化剂的使用寿命，副反应增多。
如何提高转化器单台产能，降低管中心部位的温度，提高转化器的传热效率是需要深入探讨的问题。
3.2 海吉引进荷兰工艺包技术
2004 年，内蒙海吉氯碱引进荷兰约翰布朗工程公司64 000 t/a 氯乙烯新技术。
整个转化工艺和设备都有别于国内生产工艺和设备。
采用盐酸脱析的HCl 与深度干燥C2H2，以分子比1︰1 进入“带芯列管”的转化器合成VCM，转化器产能达到0.8～1.1万t/台。
工艺上采用二段加压反应，循环反应器操作压力比国内二段转化器压力高，提高了乙炔、氯化氢转化率及氯乙烯收率。
原料气水分控制严格，减少了氯乙烯单体自聚情况的发生。
此转化器移热介质并不用传统换热介质水，而是用庚烷作为冷却剂，移热能力强，温度控制平稳。
结构上一段反应器筒体上含有两块法兰和两块花板，花板固定同心的Φ51 mm×3 mm 无缝钢管，列管内同时装有直径Φ16 mm×2 mm 的无缝钢管，并用螺旋弹簧固定，用于减少列管内反应局部过热。
二段反应器列管内无芯管，但管程压力高。
此套工艺使转化器台数减少，生产维护工作量少。
转化器腐蚀也有减少，寿命可以延长2 倍以上。
针对这套工艺和设备国产化进行并未完善，多数厂家还在应用传统工艺设备。
3.3 国内转化器设备改进
沈阳陆正重工集团有限公司开发研制出一种新型转化器。
针对列管中心换热效果不好的情况，改变流体流动情况，使流体由原来的单纯柱状形成环形流动，降低管中心部位的温度，提高换热效率。
结构上外形、换热管尺寸及数量与常规转化器相同，通过改进列管内结构并调整连接，延长触媒使用寿命，使其单台生产能力可以提高50%以上。
改进的转化器经过在沈阳化工股份有限公司聚氯乙烯分厂投入实际运行后，效果良好，并总结出结论：
（1）转化器在使用中，反应状态比较平稳，温度波动范围小，增大原料气流量，仍能达到较高的转化率。
（2）新型转化器与常规转化器比较，在外形及安装尺寸都不改变的情况下，提高了单台产能（总气体流量），占地面积比单纯扩大设备直径小，更加经济。
（3）新型转化器在气量增大65%以上的情况下，触媒寿命不但没有降低，反而略有提高。
（4）减少了运行成本，由于列管内特殊结构使触媒用量较同规格尺寸转化器少，而且触媒寿命在反应中使用更长。
常规转化器产1 万t PVC 耗触媒12～14 t。
如果常规转化器按12 t，新型转化器按提高产能按65%计算，则改进后的转化器产1 万tPVC 耗触媒为7.27 t，节省触媒4.73 t。
改进后的转化器适用于我国目前很多用电石法制氯乙烯的厂家，无论从转化效率，占地面积还是经济效益方面都是值得推广应用的。
4 结语
化工工业生产比较复杂，需要不断的从工艺和设备上进行科学改进，才能达到提高生产效率，节省能源，经济最大化，减少环境污染等我们所不断追求的目标。
参考文献：
[1] 魏以峰，杨志刚. 氯乙烯合成控制方案的优化［J］. 聚氯乙烯，2011（04）.
[2] 邴涓林，黄志明. 聚氯乙烯工艺技术［M］. 北京: 化学工业出版社,2007.。