年产7万吨氯乙烯单体工艺设计本科毕业设计

一、工艺流程概述1.原料准备：将乙烯气体通过氯化反应和氯化工艺制备成氯乙烯。

2.聚合反应：将制备好的氯乙烯与过氯化钴等催化剂进行聚合反应，生成聚氯乙烯。

3.精炼和提炼：通过卸料和提炼过程，除去聚合反应产生的杂质和残留催化剂。

4.融化加工：将精炼和提炼后的聚氯乙烯经过加热和融化，通过挤出、注塑、吹膜等加工工艺，制成各种产品。

5.产品检验：对融化加工后的产品进行物理性能和质量的检验。

6.包装和出库：将合格的产品进行包装，并出库销售。

二、关键设备的选择和工艺参数的确定1.氯化塔：采用液氯氯化法，选择高效的氯化塔设备，保证氯化反应的高效进行。

2.反应釜：选择适当规格的不锈钢反应釜，对聚合反应进行控制。

3.蒸馏塔：选择具有高效蒸馏性能的蒸馏塔，进行精炼和提炼过程。

4.挤出机、注塑机、吹膜机等加工设备：选择具有高效和稳定性能的加工设备，满足产品加工要求。

5.检测仪器：选择高精度的物理性能和质量检测仪器，确保产品符合标准要求。

三、安全措施和环保要求1.氯气泄漏报警和处理系统：设置氯气泄漏探测器，在发现泄漏情况时及时报警，并启动处理系统进行处理，保证车间人员的安全。

2.废气处理系统：设置废气处理设备，对产生的废气进行处理，减少对环境的污染。

3.废水处理设施：建立废水处理系统，对产生的废水进行处理，达到排放标准。

4.严格操作规程和个人防护措施：制定严格的操作规程，包括操作流程、操作要求等，并提供个人防护装备，提醒员工遵守相关安全规定。

5.废弃物处理：建立废弃物分类处理系统，对废弃物进行分类、包装和处理，减少对环境的影响。

四、能源消耗和优化1.合理规划车间布局和设备布置，减少能源输送、损耗和消耗。

2.对设备进行定期检修和维护，保持设备运行的稳定性和高效性，减少能源的浪费。

3.提高工艺参数的优化，减少生产过程中能源的消耗。

4.引入智能化管理系统，对能源消耗进行实时监控和调整，达到最佳的能效。

总结：年产万吨聚氯乙烯车间的工艺设计需要考虑原料准备、聚合反应、精炼和提炼、融化加工、产品检验以及包装和出库等环节。

年产万吨聚氯乙烯车间工艺设计1. 引言本文档旨在对年产万吨聚氯乙烯(PVC)车间的工艺设计进行详细说明。

PVC是一种重要的合成树脂，广泛应用于建筑材料、电线电缆、塑料制品等领域。

设计一个高效、稳定和可持续发展的车间工艺对于确保产品质量和提高生产效率至关重要。

2. 工艺流程2.1 原料准备PVC的主要原料包括乙烯、氯乙烯和氢氯酸等。

原料准备阶段需要对原料进行储存、提供和混合。

储存区域应具备良好的通风和防火设施，确保原料的安全性和稳定性。

2.2 反应PVC的生产主要通过聚合反应完成。

聚合反应要求严格的温度控制、压力控制和触媒添加。

反应釜设备应具备高效的加热和冷却系统，以确保反应的可控性和高效性。

2.3 分离和磺化在聚合反应完成后，需对产物进行分离和磺化处理。

分离过程主要通过卸料和过滤等方式进行，确保分离效果良好。

磺化处理则需通过控制温度和添加磺化剂等手段，使产物获得所需的性质和品质。

2.4 硫化经过分离和磺化处理后的产物需要进行硫化反应，以提高PVC的机械性能和耐候性。

硫化过程需要控制温度、压力和硫化剂的添加量，确保硫化反应的完全性和一致性。

2.5 润滑和加工硫化后的PVC需要进行润滑处理，以增强其流动性和加工性。

润滑处理一般通过添加润滑剂，同时需要控制温度和混合速度，以确保润滑剂均匀分布。

之后，PVC可进行成型、挤出、注塑等加工方式，制成最终的产品。

3. 设备需求为了实现年产万吨聚氯乙烯的目标，车间需要配置以下主要设备：•反应釜：高效的反应釜能够提供良好的加热和冷却系统，满足反应过程的要求。

•分离设备：包括卸料和过滤设备，能够实现有效和高效的分离过程。

•磺化设备：具备精确的温度控制和添加磺化剂的能力，以实现良好的磺化效果。

•硫化设备：提供准确的温度和压力控制，确保硫化反应的完全性和一致性。

•润滑设备：包括润滑剂添加设备和混合设备，能够实现均匀的润滑处理。

4. 安全和环境考虑在设计车间工艺时，安全和环境因素是非常重要的考虑因素。

摘要聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一。

由于其具有难燃、抗化学腐蚀、耐磨、电绝缘性优良和机械强度较高等优点，广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、化学建材、电力、冶金、国防军工、建材、食品加工等国民经济各命脉部门，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。

本次设计对年产 6 万吨 PVC精馏工段进行工艺设计。

采用电石乙炔法制取氯乙烯。

此法是以电石为原料，电石水解生产乙炔，氯碱生产中产生的氯气和氢气直接合成法合成氯化氢，由乙炔和氯化氢经净化后在转化器中合成粗氯乙烯单体，粗氯乙烯单体经精馏后得到精氯乙烯单体，精氯乙烯单体经悬浮聚合得到PVC。

确定了生产方法之后对氯乙烯合成工段、精馏工段进行了物料衡算、热量衡算和设备选型计算。

本文设计的电石乙炔法生产粗氯乙烯在工艺上可满足要求。

关键词： PVC合成；粗氯乙烯精馏；物料衡算；热量衡算；设备选型AbstractPolyvinyl chloride(PVC)is one of the earliestindustrialization production of plastic varieties in the world.Since it has flame retardant,resistance to chemical corrosion,wear resistance,good electrical insulation,and theadvantages of high mechanical strength,widely used inagriculture,petroleum chemical industry,light industry, textile,chemical,building materials,electric power, metallurgy,national defense war industry,building materials, food processing,such as the lifeline of national economy department, has a pivotal position in the national economic development.The design on the annual output of60000tons of PVC distillation section for process design. Take vinyl chlorideby calcium carbide acetylene method. This method is based on calcium carbide as raw materials, calcium carbide hydrolysisto produce acetylene,chlorine and hydrogen generated in chlor-alkali production were direct synthesis method of hydrogen chloride synthesis by acetylene and hydrogen chloride synthesis in the converter after purification thick vinyl chloride monomer, coarse after rectification for vinyl chloride monomervinyl chloride monomer, pure PVCby suspension polymerization of vinyl chloride monomer. Determine the method of production of vinyl chloride synthesis section,after distillation section has carried on the material balance,heat balance, and equipment selection calculation.In this paper, design of calcium carbide acetylene methodthick vinyl chloride production in the process can meet therequirements.Key words:PVC synthesis;Thick vinyl chloride rectification; Material balance; Heat balance; Equipment selection目录引言1绪论2聚氯乙烯的生产过程2.1氯乙烯的生产方法2.1.1电石乙炔法2.1.2联合法2.1.3乙烯法2.1.4确定生产方案2.2氯乙烯单体的聚合2.3氯乙烯单体的生产工艺3物料衡算4热量衡算4.1氯化氢冷却器的热量衡算5车间厂房布置设计5.1厂房布置设计的条件和依据5.1.1常用的规范和规定5.1.2设计的基本条件5.1.3设计的基本依据5.2车间厂房的布置设计6管路布置设计6.1化工管路概述6.2管路设计6.3管路布置结论参考文献谢辞附录引言聚氯乙烯是世界上最早实现工业化生产的塑料品种之一。

氯乙烯合成工艺设计氯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。

下面将介绍氯乙烯的合成工艺设计。

氯乙烯的主要生产方法有煤氯法、石油氯法和乙烯氯化法。

乙烯氯化法是目前主流的生产方法，下面将详细介绍该方法的工艺设计。

乙烯氯化法主要包括乙烯的氯化反应和氯乙烯的分离提纯两个步骤。

具体反应方程式为：CH2=CH2+Cl2→CH2=CHCl乙烯氯化反应是通过将乙烯和氯气在催化剂的作用下进行氯化反应来生产氯乙烯。

常用的催化剂为HgCl2和CuCl2，反应温度一般在200-350℃之间，反应压力为1.5-3MPa。

反应器采用垂直式，催化剂床层式或浮床式，反应器内的催化剂床层要保持均匀流动，以保证反应物料的充分接触和反应效果的提高。

得到的反应产物经过冷却和凝结后进入分离装置进行分离提纯。

分离提纯的主要方法有闪蒸法、深冷矿化法和溶剂萃取法等。

其中，溶剂萃取法是最常用的方法，它利用溶剂对氯乙烯和其他杂质的溶解度不同来分离。

一般使用的溶剂有四氯化碳和二氯甲烷等。

在氯乙烯的分离提纯过程中，还要注意对尾气的处理，以避免环境污染。

常用的处理方法有吸附法和吸收法等。

吸附法一般采用活性炭吸附，吸附后的废气可经过脱附再利用。

吸收法则是利用溶液对废气中的氯乙烯进行吸收，一般采用硫酸铜溶液作为吸收剂。

除了反应和分离提纯步骤外，还要对生产过程中产生的废水、废热等进行处理利用，以达到资源综合利用和环境保护的目的。

总结起来，氯乙烯的合成工艺设计主要包括乙烯氯化反应和氯乙烯的分离提纯两个步骤，其中乙烯氯化反应通过催化剂的作用将乙烯和氯气进行氯化反应，分离提纯则通过溶剂萃取法将氯乙烯和其他杂质进行分离。

在生产过程中还要注意对废气、废水和废热的处理利用。

正确设计和优化各个环节的操作条件和流程，能够提高产量、品质和能源利用率，降低生产成本和环境污染，实现可持续发展。

摘要聚氯乙烯是由氯乙烯单体均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂。

本设计是以氯乙烯单体为原料，对年产能力为7.2万吨的PVC悬浮聚合工序的初步设计。

收集有关的化工设计资料作参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计。

对聚氯乙烯发展状况及其性质，用途，工艺方法选择作了简要介绍，重点介绍了悬浮聚合法生产PVC聚合工段的设计。

本设计在理论学习的基础上，结合生产实践，熟悉了工艺流程、生产方案的选择，掌握了工艺设计中的物料衡算、能量衡算、设备的计算和选型的方法。

关键词：聚氯乙烯；悬浮聚合；设计ABSTRACTPVC is a summary of synthetic resin copolymer by the polymerization of vinyl chloride monomer, or a variety of other monomers. This design is the initial design of polymerization section with the annual PVC production capacity of 72,000 tons by suspension polymerization process based on vinyl chloride monomer as raw material. The design is finished according to the outline of design specification requirements of graduation design by collecting information on the chemical design. Development, properties, purpose and the selection of technology of PVC are briefly introduced. The suspension polymerization production of PVC is focused on. On the basis of theory study and combining with production practice, the process and selection of the production method are known well and the material balance, energy balance and the selection of equipment in process design are grasped.Keywords: PVC; suspension polymerization; design目录第一章前言 (1)第二章PVC的概况 (2)2.1 PVC性质 (2)2.2 PVC行业发展历程 (2)2.3 中国PVC的使用 (5)2.3.1 PVC异型材 (5)2.3.2 PVC管材 (5)2.3.3 PVC膜 (5)2.3.4 PVC硬材和板材 (6)2.3.5 PVC一般软制品 (6)2.3.6 PVC包装材料 (6)2.3.7 PVC护墙板和地板 (6)2.3.8 PVC日用消费品 (6)2.4 中国PVC市场发展分析 (6)2.4.1 中国PVC产量 (6)2.4.2 中国PVC产量趋势 (7)2.5 世界PVC行业的消费情况 (7)2.6 中国PVC进出口总量分析 (8)2.7目前我国PVC行业面临的问题与任务 (9)2.8 聚氯乙烯的包装贮运方法 (9)第三章聚氯乙烯的工业生产 (10)3.1 产品及原料简述 (10)3.1.1 产品性质 (10)3.1.2 产品性能 (10)3.1.3 产品质量标准 (10)3.2 原料简述 (11)3.2.1 乙炔 (11)3.2.2 氯乙烯 (11)3.2.3 分散剂 (12)3.2.4 引发剂 (12)3.2.5 其它助剂 (13)3.2.6 去离子水 (13)3.3 PVC的生产方法 (14)3.3.1 生产路线的选择 (14)3.3.2 PVC生产的聚合工艺 (16)3.3.3聚合反应机理 (18)3.3.4 悬浮聚合工艺 (19)第四章工艺计算 (21)4.1 计算依据 (21)4.2 物料衡算 (22)4.3 热量衡算 (23)4.4 聚合釜的设计 (26)4.4.1 体积计算 (26)4.4.2 聚合釜的设计 (27)4.4.3 夹套的设计 (27)4.4.4 搅拌装置的设计 (28)4.4.5 传热装置的校核 (29)4.4.6 传热系数的计算 (30)4.4.7底座的选择 (32)4.4.8 人孔的设计 (33)4.4.9计量槽的设计 (34)4.4.10主要管道管径计算和选型 (35)第五章厂址的选择与车间布置 (38)5.1 厂址的选择和要求 (38)5.1.1 厂址的选择的依据 (38)5.1.2 厂址的选择的原则 (38)5.2 车间布置 (39)第六章非工艺设计项目 (41)6.1安全技术与劳动保护 (41)6.2 防护 (41)6.2.1 防火防爆 (41)6.2.2 防腐 (42)6.3 卫生等设计 (42)6.3.1 供排水 (42)6.3.2 取暖与降温 (43)6.3.3 通风 (44)6.4 自控设计条件 (45)第七章经济核算 (46)第八章环境保护 (49)8.1 废水处理 (49)8.1.1 废水排放标准 (49)8.1.2 废水处理方法 (49)8.2 废渣处理 (50)8.3 废气处理 (50)8.4其他三废的处理 (51)第九章结论 (52)参考文献 (53)致谢 ............................................................................................... 错误！未定义书签。

氯乙烯工艺设计范文氯乙烯是一种非常重要的有机化学原料，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、合成纤维、涂料、医药和农药等领域。

本文将探讨氯乙烯的工艺设计及其工艺流程。

氯乙烯的工艺设计主要包括原料选择、反应器设计、分离装置设计以及工艺流程优化等方面。

首先，原料选择。

氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。

乙烯是一种广泛存在于石油和天然气中的重要烃类化合物，而氯气则可通过电解食盐水或电解氯化钠来制备。

在原料选择时，需要考虑乙烯和氯气的纯度以及供应的可靠性和成本因素。

其次，反应器设计。

氯乙烯的主要制备方法是通过氯化乙烯反应。

该反应通常是在高温下进行，并利用催化剂促进反应速率。

反应器的设计要考虑到反应速率、温度和压力的控制以及产物的分离等因素。

分离装置设计是氯乙烯工艺设计的关键一步。

氯乙烯的主要杂质是氯化乙烯和1,2-二氯乙烷。

分离装置的设计要考虑到这些杂质的物理性质和沸点，并采取合适的分离方法，如精馏、冷凝和吸收等。

最后，对氯乙烯的工艺流程进行优化是提高生产效率和产品质量的关键。

在工艺流程中，可以采用节能措施和改进操作条件来减少能耗和排放。

此外，还可以进行废气处理和废水处理，以减少对环境的污染。

总的来说，氯乙烯工艺设计是一个复杂而关键的过程。

通过合理选择原料、合适的反应器设计、优化的分离装置和工艺流程，可以实现高效生产氯乙烯，并提高产品质量和减少环境污染。

在实际应用中，还需要与相关部门合作，遵守相关法规和标准，确保工艺的安全和可持续发展。

5万吨年PVC的氯乙烯合成工艺设计毕业论文目录前言1 绪论 (3)1.1 聚氯乙烯(PVC) (3)1.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况 (3)1.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用 (4)1.1.3 聚氯乙烯系列聚合物的性质 (4)1.1.4聚氯乙烯制品的开发与应用技术 (5)1.1.5 聚氯乙烯合成方法 (6)1.2 氯乙烯（VC） (10)1.2.1 氯乙烯的合成 (10)1.2.2 生产工艺流程简述 (13)1.2.3 主要工艺参数 (14)1.2.4 主要原料和产物的物化性质 (15)2 工艺计算 (16)2.1 物料衡算 (16)2.1.1 计算依据 (16)2.1.2 计算 (17)2.2 热量衡算 (24)2.2.1 衡算方法 (24)2.2.2 标况下有关物化数据表 (25)2.2.3 计算 (25)3 主要设备的设计与选型 (31)3.1 石墨冷却器的选型 (32)3.1.1 已知条件 (32)3.1.2 计算两流体的平均温度差 (32)3.2 石墨预热器的选型 (33)3.2.1 已知条件 (33)3.2.2 计算两流体的平均温度差 (33)3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 (34)3.3.1 已知条件 (34)3.3.2 计算两流体的平均温度差 (34)3.4 转化器的设计 (34)3.4.1 已知条件 (35)3.4.2 计算 (35)3.4.3 手孔 (37)3.5 泡沫水洗塔的设计 (37)3.5.1 已知条件 (37)3.5.2 塔径的计算 (37)3.5.3 孔的布置 (38)3.5.4 塔板的压降 (38)3.5.5 稳定性 (39)3.5.6 液泛 (39)3.5.7 物沫夹带 (40)3.6 主要设备一览表 (40)4 主要管道管径计算和选型 (41)4.1 HCl进料管 (41)4.2 乙炔气进料管 (41)4.3 石墨冷却器的进料管 (42)4.4 多筒过滤器进料管 (42)4.5 转化器进料管 (42)4.6 转化器出料管 (43)4.7 石墨冷却器进口管 (43)4.8 40%盐水进料管 (44)4.9 循环水管 (44)4.9.1 石墨预热器 (44)4.9.2 转化器 (44)4.9.3 石墨冷却器 (44)4.10 总进水管 (45)4.11 部分管道一览表 (45)5 合成工段中三废的产生及处理 (45)5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 (45)5.1.1 氯化汞触媒的产生 (45)5.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 (46)5.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生 (46)5.2.2 中毒机理 (46)5.3 废水的处理 (47)5.3.1 废水排放标准 (47)5.3.2 废水的处理方法 (47)5.4其他三废的处理 (48)6 安全生产防火技术 (48)6.1 厂区安全生产特点 (48)6.2 乙烯合成的安全技术 (48)6.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围 (48)6.3乙炔爆炸 (49)6.3.1 氧化爆炸 (49)6.3.2 分解爆炸 (49)6.3.3 乙炔的化合爆炸 (49)6.4 氯乙烯的燃烧性能 (49)6.5 安全措施 (49)前言本设计是根据设计任务书的要求，对年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段进行初步设计，广泛收集了PVC工艺和化工设计的相关资料作为设计的理论依据。

新疆轻工职业技术学院化工专业毕业设计题目：氯乙烯生产工艺学生姓名：樊婷系别：化学工程系专业年级：普高08化工（3）班指导老师：朱明娟老师2011年3月18日目录前言31 氯乙烯地概述3第一章氯乙烯地理化性质41 氯乙烯地理化性质41.1 理化性质41.2 反应方程式41.3 稳定性与反应性4第二章生产方法地选择41 各种生产方法概述41.1 电石乙炔法51.2 二氯乙烷法51.3 乙烯氧氮化法52乙炔法合成氯乙烯介绍6第三章工艺流程地设计与绘制73.1 反应热及时移出73.2 反应器型式73.3 管外用加压地循环热水进行冷却73.4 发挥催化剂床层地效率,提高处理量73.5 工艺流程叙述7第四章氯乙烯合成岗位工艺指标8第五章氯乙烯合成岗位开停车操作101.1 系统开车及准备101.1.1 初始开车或检修后开车前准备101.1.2 正常开车开车前准备111.2 开车操作步骤111.3 系统正常操作131.4 系统正常停车操作131.5 系统紧急停车步骤141.6 停车后处理14第六章合成岗位地主要设备14第七章氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法15第八章工艺计算161 物料衡算16第九章氯乙烯合成岗位应急预案181 停水、电、气等紧急现象及处理18参考文献18致谢19[摘要]随着国民经济地高速发展,社会需求地增长,刺激了PVC树脂生产地迅速发展,目前全国有生产企业80余家,但规模较小,年产十万吨以上地厂家仅有上海氯碱化工股份有限公司和齐鲁石化总公司.近年我国PVC树脂产量远远不能满足市场地需求,这与我国大部分生产厂家工艺技术落后,VC原料短缺有直接关系.我国相关技术也基本处于比较落后地水平,且相关资源也不够丰富,致使我国有相当一部分生产氯乙烯厂家还是使用地比较落后地乙炔法,但是此方法对于我国目前国情还是有相当大地适应性,虽然它是最古老但最简单地商业生产路线.乙炔法合成氯乙烯曾为我国聚氯乙烯工业地发展做出巨大贡献,至今仍约占我国氯乙烯总生产能力地2/3、产量地1/2以上.目前我国以电石乙炔为原料地聚氯乙烯生产厂共76家,总生产能力124万吨/年.在能源成本愈来愈高以及国内外竞争日益激烈地今天,建立在高能耗电石基础上地乙炔法聚氯乙烯工业正面临严峻考验.[关键字]乙炔氯乙烯聚氯乙烯氯碱能源高能耗前言1 氯乙烯地概述氯乙烯又名乙烯基氯,是一种应用于高分子化工地重要地单体,为无色、易液化气体,是塑料工业地重要生产原料,是生产聚氯乙烯塑料地单体；或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物,用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维,也用作化学中间体或溶剂.由于传统地电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能, 对环境造成了严重地污染, 我国在几家较大地氯乙烯生产厂引进了日本、欧洲地平衡氧氯化生产工艺, 该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点, 是目前世界上比较通用地氯乙烯生产工艺.但是, 平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石油中地乙烯, 随着石油资源地日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾地日益尖锐, 这一工艺也暴露出它地弊端.作者研究开发了乙烷在较低温度下, 高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯地新催化剂及相应地工艺过程.该过程一旦开发成功, 可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯提供了一条新地技术路线.最初地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地成熟,乙烯法在经济和环保等方面占有明显地优势,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.第一章氯乙烯地理化性质1 氯乙烯地理化性质1.1 理化性质无色有醚样气味地气体,沸点-13.9℃,熔点-160.0,闪点-17.8℃,冷凝点-159.7℃,相对密度（水=1）：0.91,易燃易爆,与空气混合能形成爆炸性混合物.微溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂.1.2 反应方程式乙炔和氯化氢在氯化汞催化剂作用下生成氯乙烯反应式：C2H2+HCl→C3H2Cl+124.8KJ/mol1.3 稳定性与反应性1.3.1化学稳定性极易燃.气体比空气重,可沿地面流动,可能造成远处着火,有湿气存在时,腐蚀铁和钢.1.3.2燃烧（分解）产物燃烧时,分解生成氯化氢和光气等有毒和腐蚀性烟雾.1.3.3避免接触条件避免受热、光照和接触空气与潮气.第二章生产方法地选择1 各种生产方法概述目前,从国内十大PVC 生产商地工艺和原料路线地现状分析,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 生产国中仅有地兼有乙烯法、电石法、EDC/ VCM 法3 种装置共存地国家.电石法PVC 在中国能够生存是有其深刻地历史和现实原因地.由于目前中国PVC 生产地原料路线、资源分布和环境要求地不同,尤其是电石法PVC 地工艺技术已十分成熟,资源有保证.近几年以来,特别是美国9. 11 事件以来,随着国际局势地紧张,国际原油、天然气价格暴涨,导致了以乙烯工艺路线地PVC 成本增加, 从而突显了我国电石法PVC 地成本优势.2004 年我国地电石法PVC 主导了全国地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 地投资与装置改扩建地热潮.在目前电石法PVC 利润空间比较大地时候, 新建装置一定要防止低水平地重复建设,要广泛吸收同行业地先进技术和经验,真正做到高起点、高水平.氯乙烯是一种非常重要地化工原材料,主要用来制备聚氯乙烯( 简称PVC)树脂,也用于制备偏二氯乙烯、冷冻剂等.全世界9 % 地氯乙烯单体都用于生产聚氯乙烯, 我国目前没有专门地氯乙烯生产企业, 所有地氯乙烯装置均与聚氯乙烯装置配套建设, 完全一体化.氯乙烯地生产工艺经历了多年地工业生产和工艺改造后, 形成了4 种主要地生产工艺: 电石乙炔法、二氯乙烷法、乙烯氧氯化法和平衡氧氯化法.1.1 电石乙炔法电石乙炔法是最早地氯乙烯生产方法.它主要利用乙炔和氯化氢为原料,用氧化汞做催化剂进行加成反应,生成氯乙烯.→+CH==CHCHClHClCH2其优点是工艺成熟、简单, 设备投资低, 但由于采用电石作为原料, 需要消耗大量电能, 使氯乙烯成本上升,反应中所用地催化剂对环境地污染严重.电石乙炔法在世界上已基本被淘汰, 但这是我国目前主要地氯乙烯生产方法.1. 2 二氯乙烷法二氯乙烷法是以乙烯为原料与氯气反应生成二氯乙烷( E D C) , 然后由二氯乙烷热裂化制备氯乙烯地方法.该法地副产物是H CI , 如果不加以利用,生产成太高.与电石乙炔法联合起来可以解决H CI 问题.但这种方法既不能完全向石油天然气化工方向转化,又不能完全摆脱电石乙炔法, 所以没有发展前途.1. 3 乙烯氧氮化法氧氯化法是对利用氯化氢合成有机物地这一类反应地总称.乙烯氧氯化法地化学反应方程式为:Cl ClCH CH Cl CH CH 22222→+=；HCl CHCl CH Cl CH ClCH +=→222这种方法是目前缺少氯气地地区采用地方法.这3种氯乙烯生产工艺中, 除了第一种生产工艺走地是电石路线外,后三种生产工艺均属于石油路线( 即以石油或石油产品为原材料生产氯乙烯) .目前在我国, 除齐鲁石化、上海氯碱总厂、北京化工二厂和天津大沽化工厂四家较大地聚乙烯生产企业采用了以乙烯为原料地平衡氧氯化法,天津乐金公司直接以进口地氯乙烯为原料外, 其余厂家均是电石乙炔法, 乙炔法生产氯乙烯占氯乙烯总生产能力地63.4 % .电石路线由于存在耗电量大, 成本高以及环境污染严重等问题, 正在被世界各国所淘汰,而石油路线则由于成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点, 成为目前世界上比较通用地生产工艺.但是, 随着石油资源地日益枯竭以及氯乙烯地需求不断增加, 必须有新地氯乙烯生产工艺地诞生.石油和天然气通常是相伴而生, 在石油和天然气当中,石油地应用非常广泛, 而天然气虽然有极丰富地贮藏量, 但其在化学工业上地应用还远远赶不上石油.如何使天然气替代或部分替代石油在国民经济中地作用, 是人们一直关注地课题.尤其是随,着石油资源地日益减少和天然气资源地大量发现,天然气地转化和利用越来越受到人们地重视.在这种情况下, 很自然想到用天然气、油田气中地乙烷来取代石油中地乙烯, 用于氯乙烯地生产.因此,电石法PVC 在国内还可以生存相当长时间.2 乙炔法合成氯乙烯介绍最老也是最简单地商业路线是用无水氯化氢在活性炭作载体地氯化汞催化剂上面通过乙炔气相加成生成氯乙烯单体.同其它氯乙烯路线相比,该工艺反应简单,收率高,因此可做简单地产品净化,没有大量地废物处理问题,其基建和运营成本低于氧氯化法路线.通过氢气和氯气地反应,在现场可获得无水氯化氢.乙炔进行烘干,然后通过碳床,脱除催化剂毒素（如硫化物）.无水氯化氢、净化过地乙炔和循环气一起用反应器排出物通过间接热交换预热,并送到转化器.每个反应器都是管间走导热地多管热交换器,去除反应放热,然后在外部热交换器中产生蒸汽.反应管装满了催化剂粒料,粒料由负载在活性炭载体上10重量百分比地氯化汞组成.反应器通常在90到140摄氏度（取决于催化剂活性）和1.5—1.6大气压力下运行.在每个反应器中每一反应物地转化率为98%—99%.反应器排出物由氯乙烯、副产品以及未反应地乙炔和氯化氢组成,通过与反应器进料进行间接交换冷却,然后用水和碱洗涤.产品气经过压缩、冷却,连同冷凝地氯乙烯和氯化地烃副产品送往汽提塔.汽提塔底部地粗氯乙烯在后处理塔内提纯,脱除重地氯化有机物和乙醛以便另行处置.氯乙烯汽提塔地塔顶馏出物进入另一个吸收器—汽提塔系统,乙炔和氯化氢循环到反应器,轻地氯化烃类送去焚化.第三章工艺流程地设计与绘制3.1 反应热及时移出:反应是放热反应,局部过热会影响催化剂地寿命(HgCl升华,使其活性下降).因此,2在反应过程中,必须及时地移出反应热.3.2 反应器型式：工业上经常采用多管式地固定床氯化反应器,管内盛放催化剂.经过干燥和已经净化地乙炔和氯化氢地混合气体,自上而下地通过催化剂床层,进行反应.3.3 管外用加压地循环热水进行冷却.3.4 发挥催化剂床层地效率,提高处理量：反应是放热反应,乙炔地空速大,则有局部过热现象(热点温度),因此,乙炔地空速也受到限制.如果整个床层温度都接近最佳地允许温度,就可以充分发挥催化剂床层地效率：采取分段进气、分段冷却和适当调整催化剂活性等方法,可以使床层温度分布得到改善,乙炔空速可以提高,因而催化剂地生产能力也可以显著提高.3.5 工艺流程叙述：乙炔加氯化氢制氯乙烯地工艺流程如图所示.乙炔可由电石水解得到.经过净化和干燥后地乙炔,与干燥地氯化氢以1:1.05～1.1地比例混合,进入反应器,进行加成反应,乙炔转化率可达到99%左右,副产物1,1-二氯乙烷地生成量约为1%左右.从反应器出来地气体产物中,除含有产物氯乙烯和副产物1,1-二氯乙烷以外,还含有5～10%地氯化氢,和少量没有反应地乙炔.反应气体经过水洗和碱洗,除去氯化氢等酸性气体,并且用固体KOH进行干燥,再经过冷凝冷却,得到粗氯乙烯凝液.粗氯乙烯先经过冷凝蒸出塔,脱去溶解于其中地乙炔等气体后,进入氯乙烯塔进行精馏,除去1,1-二氯乙烷等高沸点杂质,塔顶蒸出产品氯乙烯,产品氯乙烯贮于低温贮槽中.第四章氯乙烯合成岗位工艺指标岗位工艺生产控制指标和频次A--重要记录指标 B--般记录指标 C--观察记录指标 D--观察不记录指标第五章氯乙烯合成岗位开停车操作1.1 系统开车及准备1.1.1 初始开车或检修后开车前准备1.1.1.1 检查所属设备、管道、阀门、电器、仪表是否完好可用.1.1.1.2 系统试压合格后按计划用氮气置换设备、管线里地空气.当取样分析含氧≤3%则为置换合格.1.1.1.3 按计划串、并联主属管线及岗位设备.1.1.1.4 打开一、二级乙炔冷却器、氯化氢冷却器、混合气换热器冷却水进、出口阀门；打开废酸冷却器、氯乙烯冷却器、脱酸塔酸冷却器、组合塔酸冷却器、水洗塔冷却器冷却水进、出口阀；打开盐酸常规解读去组合塔稀酸冷却器冷却水进、出口阀；打开盐酸深度解读解读塔顶二级冷却器和去水洗塔稀酸冷却器冷却水进、出口阀.通知冷冻站送7℃冷却水.1.1.1.5 打开盐酸常规解读塔顶HCL冷却器、稀酸冷却器循环水进出口阀；打开深度解读HCL一级冷却器、蒸汽冷凝器地循环水进、出口阀；通知冷冻站送循环水.1.1.1.6 打开混合气冷却器、活化HCL冷却器盐水进、出口阀；通知冷冻站送-35℃水,当冷却器内盐水灌满后,关闭盐水上水气动阀.1.1.1.7 打开车间蒸汽阀,排出蒸汽管线内地蒸汽冷凝水后关闭.1.1.1.8 打开合成热水槽、精馏热水槽软水阀,通知公用工程送软水.同时打开蒸汽阀给软水升温.1.1.1.9 保持热水槽体积在3/4以上以及热水温度在80℃以上,逐个打开转化器循环热水补水、溢流阀,通过合成热水泵,向固定床式转化器内送循环热水,将转化器内热水补满.1.1.1.10 开启预热器热水进、出口阀.使预热器内热水循环.1.1.1.11 固定床式转化器触媒活化完毕（单台活化）.1.1.1.12 将脱酸塔酸罐液位加至罐液位2/3以上,启动脱酸塔循环泵打循环. 1.1.1.13 将组合塔液位加至塔液位2/3以上,启动组合塔循环泵打循环.1.1.1.14 将水洗塔水液位加至塔液位2/3以上,启动水洗泵将水洗塔水打循环.1.1.1.15 操作碱洗塔碱液进行单对单循环.1.1.1.16 适当调节开启小部分已活化固定床式转化器气相进口阀,打开固定床式转化器气相出口阀.1.1.1.17 通知中控岗位,本岗位开车准备完毕.1.1.2 正常开车开车前准备1.1.2.1 检查所属设备、管道、阀门、电器、仪表是否完好可用.1.1.2.2 按计划串、并联主属管线及岗位设备.1.1.2.3 根据情况操作脱酸塔、组合塔、水洗塔和碱洗塔,使脱酸塔、组合塔、水洗塔和碱洗塔内酸、碱液体通过泵打循环.1.1.2.4 通知中控岗位,本岗位开车准备完毕.1.2 开车操作步骤1.2.1 接中控开车通知后,通过中控岗位协调,确认氯化氢纯度合格,不含游离氯后,逐步打开氯化氢小流量计前、后阀门,预热器进口阀,由中控人员开启混合气冷却器盐水气动阀,联系中控通知盐酸车间送气.1.2.2 通过中控联系化验室,要求分析工在现场检测氯化氢总管是否含游离氯.如含游离氯,则关闭氯化氢小流量计前、后阀门,通知中控协调要求盐酸车间用氮气置换氯化氢总管（本岗位对置换地HCL吸收制成盐酸储存到废稀酸储槽）,同时打开放空阀.通过分析工作样至无游离氯后,联系中控通知盐酸岗位关氮气阀门,同时关闭放空阀,要求中控岗位联系盐酸车间提高HCL总管压力.1.2.3 待氯化氢气体总管压力上升后,开预热器出口阀,打开固定床式转化器出口阀门,适当开启转化器地进口（初始开车时逐步并入活化好地固定床式转化器）,开脱汞器气体进、出口阀,开氯乙烯冷却器进、出口阀,开碱洗塔后放空阀,开大脱酸塔进水阀、.1.2.4 将氯化氢气体流量控制在1000m3/h以内,通过中控岗位联系化验室分析氯化氢纯度,当氯化氢纯度＞93%且不含游离氯时,通知乙炔车间送气（如刚开车氯化氢作样纯度＞80%,且不含游离氯也可通知乙炔送气）.1.2.5 打开乙炔放空管放空,取样分析,当乙炔气纯度＞80%、含Ｏ2小于3%且不含硫、磷后并入系统.将氯化氢流量控制在1000m3/h左右,待乙炔总管压力比氯化氢总管压力高出10Kpa以上时,打开乙炔气动阀小调节阀前、后阀门,手动调节开启乙炔气动阀,将乙炔气动阀调至一个较小地阀位,保持乙炔总管压力比氯化氢总管压力高出5Kpa以上；在碱洗塔放空处取样,当粗氯乙烯纯度＞80%时（如因设备温度、系统阻力原因,原始开车时根据实际情况粗氯乙烯纯度＞60%也可通入气柜）,打开气柜合成水封罐进出口阀,打开碱洗塔去气柜地阀门,关闭碱洗塔后地放空阀,向气柜送气.通知中控本岗位开车完毕,同时要求中控通知化验室抽取固定床式转化器样,根据固定床式转化器样检测结果,调节乙炔气动阀,逐步将乙炔、氯化氢分子配比控制在1： 1.02～1.1范围内.1.2.6 当二组固定床式转化器样接近正常指标后,根据使用情况确定是否使用脱酸塔.如果不需要使用脱酸塔,则关闭向脱酸塔内补水阀,停脱酸塔循环泵,将脱酸塔与系统断开.1.2.7 在保证系统指标合格地条件下,由中控调节,根据系统状况逐步提高乙炔和氯化氢地流量（注：流量在1000 m3/h以下时,打开小流量计前后阀门,关闭总管大阀门,使用小流量计,待流量到达1000 m3/h时,打开总管大阀门,使用大流量计显示,关闭小流量计前后阀门）；1.2.8 将脱酸塔和组合塔副产地盐酸送入盐酸脱析系统地成品酸罐内,当系统开车稳定后且成品酸罐液位到1m后,开盐酸常规解读系统.当19%-22%稀酸罐内液位达到1/2后,开盐酸深度解读系统,同时调节常规盐酸解读系统成品酸上酸量和19%-22%稀酸回组合塔量以及盐酸深度解读19%-22%稀酸上酸量和1%酸回水洗塔量,稳定生产.1.2.9 控制组合塔气相进口温度≤25℃,出口温度控制小于45℃,进组合塔19%-22%,稀酸温度≤20℃,出塔盐酸浓度≥31%,水洗塔下酸浓度≤8% ,深度解读废水浓度≤2%.根据化验室做地31%酸样、水洗含酸样、深度解读废水样及时调节组合塔补水、补19%稀酸量,控制好31%酸浓度.1.3 系统正常操作1.3.1 按时进行废水、酸水排放.1.3.2 每小时检查固定床式转化器下酸视镜下酸情况,判断固定床式转化器是否有泄漏；（刚开车时每隔四个小时用测温仪测出固定床式转化器上部封头及气相出口管温度,结合中控微机显示,根据中控反应情况,调整固定床式转化器地进气量和热水循环量,待系统正常后停止测量.）1.3.3 每小时用比重计测量组合塔下酸浓度和水洗塔下酸浓度,结合化验室做样和中控微机显示组合塔各节温度,及时调节流量计水量,调整组合塔和水洗塔补水量.1.3.4 通过中控微机显示和现场观察保证合成热水槽液面在指标范围内,并仔细检查合成热水泵地运转情况.1.3.5 观察碱洗塔液位,并仔细检查碱泵地运转情况,根据化验室分析情况,及时更换循环碱液.1.4 系统正常停车操作1.4.1 接中控准备停车通知后,联系岗位人员做好停车准备.1.4.2 停盐酸常规解读系统和盐酸深度解读系统.1.4.3 接中控停车通知后,关闭混合器乙炔入口阀,关闭乙炔气动阀及其前后阀门.1.4.4 关闭上述阀门后,通知中控联系盐酸车间停车,待HCl总管压力接近于0Kpa时,关闭氯化氢入口阀,关闭预热器出口阀；关闭粗VC冷却器进口阀,关闭组合塔进口阀,关闭碱洗塔气体出口至气柜地阀门.1.4.5 通知中控岗位人员,本岗位停车完毕.1.4.6 停车后,固定床式转化器充氮气将压力保持在10KPa左右,防止空气漏入.严禁出现负压现象.1.4.7 如长时间停车,停组合塔酸泵、组合塔酸循环泵、水洗塔酸循环泵、碱循环泵和盐酸脱析系统成品酸泵、19%-22%稀酸泵和废水泵；关闭脱酸塔补水阀、组合塔补水阀、水洗塔补水阀、19%-22%稀酸泵和废水泵；关闭混合脱水和转化水碱洗工段以及盐酸解读系统地冷却水上、回水阀门.1.4.8 认真、及时地填写原始记录报表.注：冬季因环境温度较低,因此脱酸塔酸循环泵排出管线内酸后进行防冻,组合塔酸泵、组合塔酸循环泵、水洗塔酸循环泵、碱循环泵和盐酸脱析系统成品酸泵、19%酸泵和废水泵停车后继续循环防冻,脱酸塔补水阀、组合塔补水阀、水洗塔补水阀适当开启防冻.1.5 系统紧急停车步骤：1.5.1 由中控人员点击DCS控制画面紧急停车报警按纽,关进混合器地乙炔气动阀,关总管乙炔气动阀及其前后阀门,关氯化氢总管气动阀及其前后阀门.1.5.2 由中控人员停盐酸脱析系统蒸汽,将盐酸常规解读系统和盐酸深度解读系统停车.1.5.3 车间岗位人员关闭粗VC冷却器进口阀,关闭碱洗塔出口阀,通知中控人员合成岗位已紧急停车完毕.1.6 停车后处理1.6.1 按停车目地要求,对系统或局部进行排气或保持正压.1.6.2 因其它岗位引起地暂时正常停车或紧急停车,本岗位系统固定床式转化器需保持正压,维持原状,待命开车.1.6.3 如需检修或其它原因系统排气地,则要进行系统排气.1.6.4 固定床式转化器循环热水泵保持运转状态,热水保持循环,通过仪表反馈观察,若热水温度低于80℃时,通蒸汽适当加热.第六章合成岗位地主要设备第七章氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法不正常情况及处理方法：第八章工艺计算1 物料衡算本次设计产量为年产量为10万吨氯乙烯.每年工作时间按300天计算,即300×24=7200小时乙炔纯度为99%,氯化氢纯度是99%,产品中氯乙烯纯度是99.7%.高沸物产率是0.4%:其中二氯乙烷为70%,二氯乙烯29%,乙醛为1%.乙炔转化率98%表4 －１产品消耗定额取衡算基准1h 每小时生产氯乙烯地量是: (105×1000)/(300×24×62.5)=222.22kmol/h每小时生产氯乙烯地质量222.22×62.5=13888.9?/h(1)主反应 2CH CH HCl CH CHCl =+→-摩尔质量26 36.5 62.5 (2)副反应2CH CHCl=→3CH -CH Cl2摩尔质量62.59399.7%地氯乙烯=13847.23 kg/h实际参加反应地乙炔5958.34×0.98÷26×0.99=222.34 kmol/h 实际参加反应地乙炔地质量为 5958.34×0.98×0.99=5780.78kg/h 没有参加反应地乙炔地质量为5958.34－5780.78=177.56 kg/h 生成地氯乙烯是 222.34 kmol/h参加副反应地氯乙烯是 222.34－221.55=0.79kmol/h 其质量是 0.79×99=78.21 kg/h 参与反应地盐酸包括两部分 主反应为222.34 kmol/h 副反应为0.79 kmol/h 总反应地质量为223.13×36.5=8144.245 kg/h 没有参与反应地盐酸为9444.45－8144.245=1300.0 kg/h 另外地高沸物为氯乙烯. 物料衡算表第九章氯乙烯合成岗位应急预案1 停水、电、气等紧急现象及处理1.1 仪表自动控制系统突然停电、停气或仪表失灵时,应立即打开手动系统,改为手动操作,关闭自动控制系统,同时通知中控岗位联系仪表工及有关单位检查修复.1.2 如突遇停水,应立即联系中控通知乙炔车间氯化氢工段及有关岗位停车.1.3 管理、维护要求及安全注意事项1.3.1 要求本岗位人员对本岗位工艺熟悉,严格按照车间岗位操作规程进行操作,对班长以及车间领导地要求严格执行,对本岗位严格巡检,发现问题及时进行处理,不能处理地通知班长联系车间领导在决定怎么处理；1.3.2 定期对车间设备进行维护、保养,控制跑、冒、滴、漏,严禁对设备用铁器进行敲打,维修设备时必须保证该设备与系统断开且维护期间无安全隐患,电气设备进行维护、保养时,严禁带电工作.1.3.3 在正常生产和检修当中,当皮肤或者眼睛受到单体、HCL气体或者液态单体、二氯乙烷等污染时,应立即用大量清水进行冲洗后送到医院救治.1.3.6 遇到酸性化学烧伤或者碱性烧伤立即进行现场救治后送医院进行处1.3.7 氯乙烯中毒时,在保护好个人安全地前提下,立即将中毒人员移至空旷处,待中毒人员情况稳定后,送医院进行进一步处理.参考文献1.《天业集团股份有限公司（氯乙烯车间合成岗位操作规程）》 TH/生-TF-016 [2008.4.5]2.《氯乙烯（百度百科）》百度搜索.[2011.3.16]3. 《氯碱-聚氯乙烯生产操作》、《化工原理》及《化工设备与维修》等相关课。

聚氯乙烯（PVC）是一种广泛应用于建筑、电缆、管道和包装等行业的合成塑料，生产PVC的工艺设计十分重要。

下面将详细介绍一个年产万吨聚氯乙烯的工艺设计。

1.原料准备：聚氯乙烯的主要原料为乙烯和氯气。

首先，将乙烯作为主要单体通过热蚀刻剂塔消除杂质后送入聚合装置中。

同时，通过电化装置电解氯气产生氯气。

2.聚合：将乙烯和氯气经过氢化剂的催化聚合生成聚氯乙烯。

一般来说，聚合反应采用连续流动的方式进行，聚合装置采用循环流化床或循环流化床是较常见的设备，并在特定温度、压力和催化剂条件下进行。

3.稳定化处理：聚合生成的聚氯乙烯需要进行稳定化处理，以防止分解和降解。

稳定化处理一般采用含有金属盐和有机锡化合物的混合物，例如，含锌和钙的体系可以用于聚氯乙烯的稳定化。

4.干燥和造粒：稳定化处理后的聚氯乙烯通过干燥装置进行干燥，以去除其中的水分。

然后将干燥的聚氯乙烯通过造粒机进行造粒，以便后续加工使用。

5.挤出或注射成型：造粒后的聚氯乙烯可通过挤出机或注射成型机进行成型。

这一步骤是将聚氯乙烯加热至熔化状态，并通过特定模具进行挤出或注射成型，形成所需产品。

6.附加操作：根据实际需要，可能还需要进行附加操作，例如，添加着色剂、增塑剂或其他添加剂，以调整聚氯乙烯的性能。

此外，还可能需要进行表面处理、检测和包装等操作。

7.尾气处理：PVC生产过程中产生的尾气中可能含有有害物质，比如氯气等。

因此，需要建立合适的尾气处理装置，对尾气进行净化和排放处理，确保环境友好。

以上是一个年产万吨聚氯乙烯的主要工艺设计步骤。

在实际生产过程中，还需要注意控制各参数的稳定性、催化剂的选择和使用、设备的运行和维护等方面的问题，以确保生产效率和产品质量的同时，也要注重环境保护。