聚氯乙烯生产毕业论文设计

聚氯乙烯生产毕业论文设计毕业设计（论文）(化工系)题目年产40万吨电石法氯乙烯生产工艺设计专业班级姓名学号指导教师完成日期2011年6月25日~2011年10月10日（论文）摘要....................................................................... I I 前言 (4)第一章文献综述 (8)1.1化学品名称 (8)1.2成分组成信息 (8)1.3危险性概述 (8)第二章电石法制氯乙烯所用的原料及其性质错误!未定义书签。

2.1乙炔氧氯化法生产氯乙烯 ... 错误!未定义书签。

2.2电石乙炔法生产氯乙烯错误!未定义书签。

第三章电石法制氯乙烯工艺流程...错误!未定义书签。

3.1乙炔性质 (10)3.2生产方法 (11)3.3影响因素 (12)第四章电石法制氯乙烯工段物料及热量衡算方法......................................... 错误!未定义书签。

4.1制备方法 (13)4.2盐酸脱吸法生产氯化氢 (15)4.3副产盐酸脱吸法生产氯化氢 (17)第五章电石法制氯乙烯工段的主要设备错误!未定义书签。

5.1合成部分设备.............. 错误!未定义书签。

5.2列管式石墨换热器 ..... 错误!未定义书签。

5.3吸收部分设备.............. 错误!未定义书签。

总结 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

参考文献 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

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。

关键词：乙炔氯化氢氯乙烯工艺流程前言聚氯乙烯是一种重要的热塑性树脂，它经过成形加工、改性可以制成软质、硬质、泡沫、纤维等塑料制品。

性能优良、广范用于塑料管、板、模、片型材、人造革、电缆、绝缘带、地板砖、门框、窗框、玩具、唱片、电器材料及其它日用品。

根据国家发展规划，今后的聚氯乙烯制品将在农业、建筑、包装、汽车、机电等领域有较多的发展。

氯乙烯单体是聚氯乙烯聚合成的原料，聚氯乙烯工艺的发展带动了氯乙烯生产工艺的发展。

早在1835年，法国人Regnauk就发现了氯乙烯，直到1912-1913年，德国化学家F.Klate和E.Zacharis才发现了氛乙烯和聚氯乙烯的工业生产方法，较大规模的乳液聚合则到1935年才由Bitterfeld实现。

1940年，美国的古德里奇公司创建了悬浮聚合，从此以后，聚氯乙烯工业开始发展，1940年，全世界产量为1.1万吨，1950年为22万吨，1960年达145万吨，1970年600万吨，2001年全球具有聚氯乙烯生产能力3310万吨/年(企业180余家)。

目前世界上聚氯乙烯生产能力年均增速为4.4%。

按生产工艺看，乙烯石油路线占93%，电石工艺占7%左右。

现在，美国生产能力最大，为720万吨/年(有生产能力企业14家、工厂27个)。

其次是中国大陆，生产能力为360万吨/年，再者是日本，生产能力260万吨/年。

世界聚氯乙烯生产能力整体增速是在减缓，其中欧洲、美洲、大洋洲增长转为缓慢，相反发展中国家却增长较快，尤其是近几年，亚非地区表现明显，预计到2003年前后世界聚氯乙烯生产能力将增至3500万吨/年。

五十年代以前，聚氯乙烯的原料主要是电石乙炔，战后二十年电石产量有较大增长，到1965年，全世界电石产量达到760万吨，以后由于聚氯乙烯原料的转换，产量降到400余万吨。

在原料变换初期，曾出现了联合法和烯炔法，联合法以1, 2一二氯乙烷(EDC)裂解制取氯乙烯并副产氯化氢，然后以氯化氢与电石乙炔再合成氯乙烯，两种粗氯乙烯经精制得出聚合用的单体，此法优点在于能利用己有的电石资源和乙炔及合成装置，能够迅速的提高生产能力，缺点则还需利用大量高价电石，因此不能持久。

烯炔法即是以石脑油裂解得出乙烯、乙炔裂解气，不经分离即直接氯化制取氯乙烯，此法比较起来投资较大，工艺复杂，成本也较高，存在也不久。

第一套乙烯氧氯化装置是1964年美国肯塔基州建成的古得里奇工艺，由于此工艺成本较低，生产能力强大，得以迅速推广。

当时出现的乙烯氯化工艺，主要为古得里奇的沸腾床法，美国斯托弗公司的固定床法。

美国的氯乙烯原料变换到1969年基本完成，这几年中氯乙烯的生产量几乎增大了一倍，日本的原料变换开始于1965年，1972年电石乙炔法基本停止生产。

此后，出现了以纯氧为原料的氧氯化法，如日本三井东压技术，直接氯化，在沸点下于EDC液相中反应，生成的EDCnyw气相排出，简化了分离、洗涤工艺，热能得以充分利用。

氧氯化以纯氧为原料，成本比较低，生产装置产量的伸缩性也较大。

乙烷的一步氧氯化制取氯乙烯工艺己在美国进行了工业性试验，乙烷价格比较低，报道的成本比乙烯氧氛化法还要低，被认为是有广阔前途的工艺。

但迄今为止，尚未见有大型生产装置建成投产的报道。

第一章氯乙烯综述1.1化学品名称化学品中文名称：氯乙烯化学品英文名称： chloroethylene中文名称：乙烯基氯英文名称： vinyl chloride分子式： C2H3Cl结构式： CHCl=CH2分子量： 62.501.2成分组成信息有害物成分含量 CAS No. 75-01-4氯乙烯≥99.99%1.3危险性概述健康危害：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、水肿或坏死。

慢性中毒：表现为神经衰弱综合征、肝肿大、肝功能异常、消化功能障碍、雷诺氏现象及肢端溶骨症。

皮肤可出现干燥、脱屑、湿疹等。

本品为致癌物，可致肝血管肉瘤。

环境危害：氯乙烯在环境中能参与光化学烟雾反应。

燃爆危险：本品易燃，为致癌物。

第二章电石法制氯乙烯所用的原料及其性质2.1电石乙炔法生产氯乙烯电石乙炔法是生产氯乙烯最早工业化的方法，设备工艺简单，投资少，产品纯度高。

反应基本原理:乙炔和氯化氢在以氯化汞为活性组份，以活性碳为载体的催化剂上气相反应生成氯乙烯。

主反应:CaC2十H2O=CH=-CH十Ca(OH)2反应机理:乙炔先与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞CH=-CH+HgCls= CLCH=CH-HgCl工艺过程：乙炔和氯化氢按一定摩尔比混合进入在列管内装有氯化汞催化剂反应器进行反应，在反应中放出的热量，借列管外的循环冷却水带走，反应后粗氯乙烯气体进入水洗塔及碱洗塔，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。

2.2 乙炔性质乙炔又称电石气。

结构简式HC≡CH，是最简单的炔烃。

化学式C2H2纯品乙炔为无色无气味的气体，自电石制取的乙炔含有磷化氢、砷化氢、硫化氢等杂质而具有特殊的刺激性蒜臭和毒性；常压下不能液化，升华点为-83.8℃，在1.19×105Pa压强下，熔点为-81℃；易燃易爆，空气中爆炸极限很宽，为2.5％～80％；难溶于水，易溶于石油醚、乙醇、苯等有机溶剂，在丙酮中溶解度极大，在1.2MPa下，1体积丙酮可以溶解300体积乙炔，液态乙炔稍受震动就会爆炸，工业上在钢筒内盛满丙酮浸透的多孔物质，在1～1.2MPa下将乙炔压入丙酮，安全贮运。

用途：金属的焊接和切割、有机合成、原子吸收光谱、标准气、校正气、合成橡胶、照明。

分子结构： C原子以sp杂化轨道成键、分子为直线形的非极性分子。

纯乙炔为无色芳香气味的易燃、有毒气体。

熔点（118.656kPa）-80.8℃，沸点-84℃，相对密度0.6208(-82/4℃)，折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。

在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（vol）。

微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。

在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。

工业品乙炔带轻微大蒜臭。

由碳化钙(电石)制备的乙炔因含磷化氢等杂质而有恶臭。

乙炔分子量 26.4 ，气体比重 0.91（ Kg/m3），火焰温度3150℃，热值12800（千卡/m3）在氧气中燃烧速度7.5 ，纯乙炔在空气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。

化学性质很活泼，能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。

乙炔在常温常压下为具有麻醉性的无色可燃气体。

纯时没有气味，但是在有杂质时有讨厌的大蒜气味。

比空气轻，能与空气形成爆炸性混合物，极易燃烧和爆炸。

微溶于水，在25℃、101.325kPa时，在水中的溶解度为0.94cm3/cm3。

溶于酒精、丙酮、苯、乙醚等。

在15℃、一个大气压下，一个容积的丙酮可溶解25个容积的乙炔，而在12个大气压下，可溶解300个容积的乙炔。

与汞、银、铜等化合生成爆炸性化合物。

能与氟、氯发生爆炸性反应。

在高压下乙炔很不稳定，火花、热力、磨擦均能引起乙炔的爆炸性分解而产生氢和碳。

因此，必须把乙炔溶解在丙酮中才能使它在高压下稳定。

一般，在乙炔的发生和使用管道中的乙炔的压力均保持在1个大气压的表压以下。

2.3生产方法碳化钙法是最古老且迄今仍在工业上普遍应用的乙炔生产方法。

它是使电石与水在乙炔发生器中作用而制得乙炔：CaC2＋2H2O─→C2H2＋Ca(OH)21kg电石（含碳化钙80％）可得乙炔约310l（常温、常压）。

工业上应用的乙炔发生器分干式和湿式两种。