工艺设计
题目：氯乙烯生产工艺设计
学院名称：化学工程学院
专业：化学工程与工艺
班级：化工094 姓名：王强学号 09402010433 指导教师：张亚静职称副教授
定稿日期：2012 年10 月14 日
摘要
早期，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。目前, 世界上氯乙烯的生产技术主要电石乙炔法、乙烯法、乙炔- 乙烯法和乙烷法[1]。本文通过对氯乙烯的各种生产工艺优缺点的分析，选出一种最适合现代社会合成氯乙烯的方法。
关键词：氯乙烯；生产工艺；
1前言
氯乙烯( vinyl chloride monomer) 简称VCM,可由乙炔氢氯化制得。在工业上, 氯乙烯主要用于合成聚氯乙烯树脂( PVC) 和偏二氯乙烯、冷冻剂等等。
外观与性状：无色、有醚样气味的气体
熔点（℃）：-160.0
沸点（℃）：-13.9
溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂
危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会燃烧。
2.1 乙烯氧氯化法
直接氯化过程与氧氯化过程均生成二氯乙烷，且都为放热反应,只是氧氯化反应有水生成,而直接氯化生成的二氯乙烷为无水EDC。平衡氧氯化法的直接氯化与氧氯化的生产能量大体相当, 因此,用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置,可省掉直接氯化单元而分别设置新鲜氯化氢氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元, 而其它单元工艺可保持基本不变。
用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置, 可分别设置新鲜氯化氢氧氯化
单元和循环氯化氢氧氯化单元,各一条线生产;在原料供应稳定可靠,装置长周期连续生产的情况下,EDc 精制单元也可设置一条线;若原料供应不稳定,可考虑
设置两条线生产,届时可降负荷生产开一条线或开两条线;考虑到裂解炉的烧焦
和生产的灵活性, EDC 裂解单元建议设置两台裂解炉和急冷塔;VCM 精制单元按一条线设置。
现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行。
第一步乙烯氯化生成二氯乙烷，乙烯和氯加成反应在液相中进行：
CH2＝CH2 + Cl2→CH2ClCH2Cl
采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应中间物。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40～110℃，压力0.15～
0.30MPa，乙烯的转化率和选择性均在99％以上。
第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢：
ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl
反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500～550℃,压力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷单程转化率为50％～70％,以抑制副反应的进行。主要副反应为：
CH2＝CHCl─→HC≡CH +HCl
CH2＝CHCl +HCl─→CH3CHCl2
ClCH2CH2Cl─→2C+H2+2HCl
裂解产物进入淬冷塔，用循环的二氯乙烷冷却，以避免继续发生副反应。产物温度冷却到50～150℃后,进入脱氯化氢塔。塔底为氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通过氯乙烯精馏塔精馏，由塔顶获得高纯度氯乙烯，塔底重组分主要为未反应的粗二氯乙烷,经精馏除去不纯物后,仍作热裂解原料。
第三步乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。主反应式为：H2C＝CH2+2HCL+O2→CLCH2CH2CL+H2O
主要副反应为乙烯的深度氧化（生成、和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多种）。反应温度200～230℃，压力0.2～1MPa，原料乙烯、氯化氢、氧的摩尔比为1.05:2:0.75～0.85。
反应器有固定床和流化床两种形式，固定床常用列管式反应器，管内填充颗粒状催化剂，原料乙烯、氯化氢与空气自上而下通过催化剂床层，管间用加压热水作热载体，以移走反应热，并副产压力1MPa的蒸汽。固定床反应器温度较难控制，为使有较合理的温度分布，常采用大量惰性气体作稀释剂，或在催化剂中掺入固体物质。二氯乙烷的选择性可达98％以上。
在流化床反应器中进行乙烯氧氯化反应时，采用细颗粒催化剂，原料乙烯、氯化氢和空气分别由底部进入反应器，充分混合均匀后，通入催化剂层，并使催化剂处于流化状态,床内装有换热器,可有效地引出反应热。这种反应器反应温度均匀而易于控制，适宜于大规模生产，但反应器结构较复杂，催化剂磨损大。
由反应器出来的反应产物经水淬冷，再冷凝成液态粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未转化的乙烯、惰性气体等经溶剂吸收等步骤回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷经精制后进入热解炉裂解。进行循环使用。催化剂用CuCl2 负载在C- Al2O3 上, 以纯净的乙烯、氯化氢和空气作原料, 在固定床或沸腾床中进行。反应热相当大, 必须适当予以移去, 以免过热生成高级多氯化物提高原料气中的氧浓度, 可以减少排放尾气量和净化尾气工作量。乙烯氧氯化技术的发展除了催化剂的改进和工艺条件的改进之外近年来对用纯氧代替空气作氧化剂的纯氧法氧氯化推崇者甚多。其主要优点是环境污染小, 消耗低和操作弹性大[2]。
1-混合器2-反应器3-水洗塔4-碱洗塔5-干燥器6-冷凝器
7-气液分离器8-冷凝蒸出塔9-氯乙烯塔
2.2 乙炔法
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：
CHCH HCL→CH2＝CHCL
其过程可分为乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及产物精制三部分。
在乙炔发生器中，电石与水反应产生乙炔，经精制并与氯化氢混合、干燥后进入列管式反应器。管内装有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。反应在常压下进行,管外用加压循环热水（97～105℃）冷却，以除去反应热,并使床层温度控制在180～200℃。乙炔转化率达99％,氯乙烯收率在95％以上。副产物是1，1-二氯乙烷（约1％），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。
此法工艺和设备简单，投资低，收率高；但能耗大，原料成本高,催化剂汞盐毒性大,并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。
因氯化氢气体是过量的,在反应中生成大部分的氯乙烯气体,并有部分副反应发生生成少量二氯乙烷副产品,经过两级膜洗塔除去大部分过量氯化氢,产生质量分数大于32%的浓盐酸。粗氯乙烯气体经一级水洗、一级碱洗后,送往压缩系统。水洗塔产生的含盐酸废水返回积水罐循环使用[2]。VCM 合成气中的HCl 气体具有非常大的回收价值。尤其是在其中HCl 的质量分数为0.7% 时, 可以带来更高的经济效益。回收VCM 合成气中的HCl 气体还可以避免因水洗回收酸内溶解的杂质带入其他生产系统造成污染的环保风险[3]。
2.3 混合烯炔法
此法是以石油烃高温裂解所得的乙炔和乙烯混合气（接近等摩尔比）为原料，
与氯化氢一起通过氯化汞催化剂床层，使氯化氢选择性地与乙炔加成，产生氯乙烯。分离氯乙烯后，把含有乙烯的残余气体与氯气混合，进行反应，生成二氯乙烷。经分离精制后的二氯乙烷，热裂解成氯乙烯及氯化氢。氯化氢再循环用于混合气中乙炔的加成氯化反应在氧化铁催化剂及二氯乙烷溶剂存在下进行[4]。
此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产, 它是以下列反应为基础的:
C2H4+Cl2→C2H4Cl
C2H4Cl →C2H3Cl + HCl
C2H2+ HCl →C2H3Cl
2.4乙烷法
目前工业上先进的生产VC方法是乙烯氧氯化法,由于该技术已很成熟，操作效率已近极限，要显著降低VC的成本只能寻找更廉价的原料。国外于20世纪70年代开始研究用乙烷代替乙烯作原料生产VC，现已工业化，目前，我国刚开始研究[5]。
由乙烷氧氯化工艺生产氯乙烯具体反应机理如下:
C2H6+HCl+O2=C2H3Cl+2H2O
上述反应包括2个连续的过程:
①氯化氢转化为氯气②乙烷氧氯化[6]。应为乙烷是一种比乙烯便宜的原料，所以该技术的应用使生产成本大为降低。
目前世界上氯乙烯单体的生产工艺绝大部分已用乙烯路线取代了老式的乙炔路线，而当前虽然多家公司正在开发乙烷为原料的几种工艺路线，但迄今只有EVC公司的技术获得成功。欧洲乙烯公司（EVC）采用了新型的催化剂，以降低反应温度，减少设备制造费用。同时为减少反应副产物，新工艺将反应副产的氯代烃也转化成氯乙烯，提高了乙烷的转化率，可使氯乙烯树脂生产成本减少25%。另外，这项新工艺是将乙烷和氯气一步转化为VCM,使VCM/PVC的生产脱离乙烯裂解装置，省去了生产二氯乙烷中间体这一环节[7]。
由乙烷制备氯乙烯的反应以CuCl2为主催化剂,KCl,CeO2,LaCl3或La2O3为助催化剂,采用常规浸渍法制备催化剂[8]。乙烷氧氯化反应是通过固定流式反应床进行的，产物以乙烯和氯乙烯为主，同时还包括CO、CO2以及多种一氯代或二氯代烃类化合物。产物采用氢火焰检测器通过程序升温的方法进行分析[9]。2.5直接氯化法
直接氯化反应为气- 液非均相反应, 催化剂为FeCl3。通常催化剂溶解在EDC液相中, 乙烯气和氯气自反应器底部通入, 在EDC液相层中反应生成EDC。该反应为放热反应, 反应式如下:
C2H4+ Cl2催化剂C2H4Cl2( EDC) + 180kJ/ mol
近几年来, 世界各大化学公司纷纷开发新型VCM生产工艺, 使工艺装置的各个单元均有较大的技术进步, 在直接氯化单元较具代表性的新工艺分别有以德国维诺里特公司( VINNOLIT) 、美国西方化学公司( OXYVINYLS) 和欧洲乙烯公司( EVC) 开发的两种高温直接氯化新工艺,分别称之高温氯化新工艺A和高温氯化新工艺B, 以下分别说明两种工艺的流程和设备情况。
直接氯化新工艺A的反应釜与传统的直接氯化工艺相似,C2H4和Cl2在反应釜底部混合后再与液体循环EDC混合, 在催化剂作用下反应。反应产生的EDC气体自反应釜顶部排出, 在反应器外部经循环水或空冷器冷为液相, 液体EDC进入EDC闪蒸罐。闪蒸罐产出液体EDC作为母液继续循环; 与传统工艺不同的是, 自闪蒸罐闪蒸产生的气相EDC不经冷凝, 而直接作为本单元中间产品送往后续单元的EDC精馏塔。与传统型直接氯化单元生产工艺相比, 高温氯化新工艺采用的反应温度和压力较高, 该工艺采用新型催化剂, 使直接氯化反应在较高的反应温度下仍有较好的选择性。该工艺采用EDC气相出料, 实际上吸收了直接氯化的反应热, 使移出反应热所消耗的冷却水量相应减少; 同时, 该气相EDC直接进入氯乙烯生产装置的二氯乙烷精制单元精馏塔, 为精馏塔提供了部分热源, 减少了精馏塔再沸器相应的蒸汽消耗。
与传统的直接氯化工艺的反应器不同, 直接氯化工艺B的反应器采用热虹吸式反应釜。在工艺上, 直接氯化工艺B的反应釜与EDC精馏塔系结合在一起, 反应釜产出的气相EDC全部进入精馏塔, 而精馏塔的塔底液体作为循环EDC进入反应釜。实际上直接氯化反应产生的热量即作为EDC精馏塔的热源, 精馏塔不再需要设置再沸器, 而直接氯化反应器顶部也不再设置用以吸收反应热的水冷器或空冷器。
3总结
氯乙烯单体是一种重要的基础化工原料,深加工后可形成多种产品。据专家预计:2007-2012年全球氯乙烯需求年均增4%。长在这一段时间内我国需求将最为强劲,年增长率将达6.4%。乙烯法生产PVC的产品质量一般比电石法好,但随着电石法生产氯乙烯工艺技术的不断进步, 产品质量也能达到PVC优良及食品级的需要。乙烯法生产PVC尚不具备长期成本优势, 两法各有利弊,结合我国国情2种方法将在较长时期内呈现共同发展的局面。
氯乙烯精馏系统操作影响因素 【摘要】氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料，氯乙烯单体的质量好与坏直接影响聚氯乙烯树脂的质量。本文通过对氯乙烯精馏系统操作影响因素的分析，提出了提高氯乙烯质量的方法。 【关键词】氯乙烯精馏回流比惰性气体脱水 1 前言 聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，聚氯乙烯已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、包装、电力、日常生活、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂。 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，是生产聚氯乙烯的主要原料，氯乙烯单体的质量好与坏直接影响树脂的质量。 2 精馏系统操作影响因素 高质量的氯乙烯是生产高质量聚氯乙烯的基础。随着用户对产品质量的要求不断提高以及市场竞争的激烈化，近年对氯乙烯质量也提出来新的要求。由于氯乙烯中的有机及无机杂质对精馏过程、聚合反应和聚氯乙烯产品的热稳定性有不利的影响，必须尽可能地去除干净。目前，电石法氯乙烯精馏已可制得乙炔含量极低（普通气相色谱检不出）、高沸物小于10X10-6 的精氯乙烯，就有机杂质来说其质量已高于乙烯法的氯乙烯质量，但就总体来讲，由于氯乙烯中的含水高于乙烯法氯乙烯，因此，生产出来工聚氯乙烯质量还有一定的差距。目前在国内，电石法氯乙烯用传统的脱水方法要生产出含水≤200X10-6的精氯乙烯是很困难的，而进口的乙烯法氯乙烯的商业指标是含水≤100X10-6，国外糊用聚氯乙烯对氯乙烯的要求是含水≤40X10-6。要进一步提高电石法聚氯乙烯的质量，就要生产出和乙烯法相同的氯乙烯质量。要生产出高质量的氯乙烯，精馏工序的工艺技术和装备是关键。 2.1 回流比的选择 回流比是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液量之比，也是表征精馏塔效率的主要参数之一。在氯乙烯精馏过程中，由于大部分采用塔顶冷凝器的内回流形式，不能直接按最佳回流量和回流比来操作控制，但实际操作中，发现质量差而增加塔顶冷凝量时，实际上就是提高回流比和降低塔顶温度、增加理论板数的过程。但若使冷凝量和回流比增加太多，势必使塔釜温度下降而影响塔底混合物组成，因此又必须相应地增加塔釜加热蒸发量，使塔顶和塔底温度维持原有水平，
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
化工过程课程设计 课题名称：乙烯制氯乙烯的工艺流程实例设计 班级： 姓名： 学号： 时间： 化工过程课程设计 (1) 1 氯乙烯概述 (1) 2氯乙烯的应用 (2) 3 氯乙烯的生产 (3) 3.1乙烯氧氯化法 (3) 3.2乙炔法 (4) 3.3乙烯直接氯化法 (4) 3.4乙烯氯化裂解法 (4) 3.5乙烯氯化平衡法 (4) 3.6混合烯炔法 (4) 4 乙烯氧氯化法具体工艺流程 (5) 4.2 反应催化剂 (5) 4.3 反应机理 (6) 4.4 动力学方程 (6) 4.6 反应器的形式 (7) 4.8 工艺流程图 (9) 4.9 总流程框图 (10) 5 参考文献 (10) 1 氯乙烯概述 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。
氯乙烯三维图形 2 氯乙烯的应用 氯乙烯的主要应用是在工业上进行均聚或共聚以生产高聚物。目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯单体（VCM）量约占总产量的96%，而美国则高达98%，氯乙烯的聚合物广泛用于工业，农业，建筑业以及人们的日常生活之中。例如：硬聚氯乙烯具有强度高、质量轻、耐磨性能好等特点，广泛用于工业给水、排水、排污、排气和排放腐蚀性流体等用管道、管件以及农业灌溉系统、电缆电线管道等，其总量约占聚氯乙烯（PVC ，prly vnyl chloride）消耗量的1/3；目前世界上塑料销量的20%以上用于建筑，而建筑用塑料中有40%是氯乙烯的聚合物，如塑料地板，不仅可以制成色彩鲜艳的各种图案，而且可将图案制成表面有浮雕感的多种型材；聚氯乙烯塑料制成的门、窗框具有较好的隔热、隔冷、隔音性能和耐腐蚀性、耐潮湿、耐霉烂等特点，而且由于表面光滑，不需要油漆、维修方便、比其他材料门框便宜，因而在国内得到了广泛的应用和发展。聚氯乙烯料壁具有色泽鲜艳、花纹有立体感、防潮、防霉、防燃、便于清洗等优点，用于房屋建筑内墙装饰，美观大方，价格便宜。美国、日本、瑞典等国有50%以上的内墙用壁纸装饰。软聚氯乙烯具有坚韧、耐绕曲、有弹性耐寒性高等特点，所以常用作电线电缆的绝缘包皮，用以代替铅皮、橡胶、纸张；还广泛用于软管、垫片及各种零件、人造革和日常用品的生产。聚氯乙烯糊是将聚氯乙烯微粒分散在液体悬浮介质中，形成高黏度糊状混合物，用于制造人造革、纸质黏胶制品，涂于织物、纸张、金属防腐用的涂装材料、微孔塑料、浇铸成型品等表面。泡沫聚氯乙烯抗压强度高、有弹性、不吸水、不氧化，常用作衣物衬里、衬垫、防火壁、绝缘材料及隔音材料等。聚氯乙烯还广泛应用于汽车仪表表皮、门板表面、座椅、车顶内衬、侧面车板等。
制备氯乙烯方法比较 班级：10化工（1）班姓名：吴倩学号2010115146 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。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。 乙烯、乙炔和混合烯炔法的特点如下： 一．乙烯氧氯化法 氧氯化法是利用氯化氢合成有机物的一般称呼。其反应如下 CH2=CH2 +2HCl+1/2 O2→ClCH2CH2Cl+ H2O ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl +HCl 二．乙炔法 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： CH≡CH+H Cl→CH2=CHCl 其过程可分为乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及产物精制三部分。 此法工艺和设备简单，投资低，收率高；但能耗大，原料成本高，催化剂汞盐毒性大，并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。电石乙炔法已基本被世界淘汰，但这是我国目前主要的氯乙烯的生产方法。该法的氯乙烯产量占总产量的50%以上。这种方法在我国煤炭和矿石资源丰富的地区，在当前石油涨价的世界经济背景下仍然可获得较高的经济效益。 三．乙烯直接氯化法 CH2=CH2+Cl2→CH2=CHCl+HCl 这是石油化工发展后以石油为基础开发的生产工艺。此法的最大缺点是伴随反应生成了大量的1,2-二氯乙烷，产率较低。该工艺比目前广泛采用的乙烯平衡氧氯化法流程短，能耗
合成工艺讲解课件 1、合成工序的生产任务：本工序的主要任务是将盐酸工序送来的HCL和乙炔工序送来的C2H2经混合脱水、转化、清净、压缩、精馏过程生产出纯度为99.99%的氯乙烯单体供聚合使用。 合成工序是烧碱和PVC的衔接工序，前为盐酸工序和乙炔工序，后供聚合，是PVC的工艺核心。 2、氯乙烯 C2H3Cl 分子量：62.5 物理性质：在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体，其沸点为-13.9℃，凝固点为-159.7℃。 爆炸性: 氯乙烯易燃，与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸范围4-21.7%(体积比)。 毒性：氯乙烯对人有麻醉作用，对肝脏有影响，可使人中毒。当其浓度在0.1%以上时，开始有麻醉现象，表现为困倦，注意力不集中，随后出现视力模糊，走路不稳，在其浓度达20-40%时，可使人产生急性中毒，呼吸缓慢以致死亡，长期接触能引起消化系统疾病。空气中允许浓度为30mg/m3 3、乙炔：C2H2 ，分子量：26 物理性质：在常温下纯乙炔为无色气体，工业乙炔因含有硫化氢、磷化氢等杂质，而具有特殊的刺激性的气味。沸点：-83.66℃凝固点：－85℃ 爆炸性:下列情况下可以爆炸： A：高温(550℃)加压(>1.5表压)或有某些物质存在时，如电石氧
化铝、铜屑、氢氧化铁等。 B：与空气混合在2.3-81%范围时，特别在含乙炔7-13%时。 C：与氧混合在2.5-93%范围时，特别在含乙炔30%时。 D：当乙炔和氯气混合时，在阳光下即能爆炸。 E：与铜、汞、银接触生成相应的金属化合物时。空气中允许浓度为500mg/m3。 4、氯化氢：HCl，分子量：36.46 物理性质：是一种无色有刺激性气味的气体。沸点：-84.8℃，极易溶于水 化学性质：性质活泼，除贵金属外能与大多数金属反应，生成金属氯化物，对各种植物纤维亦有强烈的腐蚀性。 空气中允许浓度为15mg/m3 5、阻火器及乙炔砂封的工作原理。 目前阻火器普遍使用的是金属丝网过滤器，筒体内部布置了较多的金属丝网， 目的是吸收热量，因为金属是热的良导体，从而阻断了燃烧三要素之一：燃烧所需要的热量。 燃烧三要素是可燃物、助燃物、燃烧所需的热量。由于吸收了大量的热量，使的即使存前两个因素都存在，但是由于热量不够，使得可燃物达不到燃烧（自燃）所需要的温度，自然就燃烧过程就无法继续进行，只能终止。 简单的说阻火器的灭火原理是当火焰通过狭小孔隙时，由于冷却
工艺设计 题目：氯乙烯生产工艺设计 学院名称：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工094 姓名：王强学号 09402010433 指导教师：张亚静职称副教授 定稿日期：2012 年10 月14 日
摘要 早期，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。目前, 世界上氯乙烯的生产技术主要电石乙炔法、乙烯法、乙炔- 乙烯法和乙烷法[1]。本文通过对氯乙烯的各种生产工艺优缺点的分析，选出一种最适合现代社会合成氯乙烯的方法。 关键词：氯乙烯；生产工艺；
1前言 氯乙烯( vinyl chloride monomer) 简称VCM,可由乙炔氢氯化制得。在工业上, 氯乙烯主要用于合成聚氯乙烯树脂( PVC) 和偏二氯乙烯、冷冻剂等等。 外观与性状：无色、有醚样气味的气体 熔点（℃）：-160.0 沸点（℃）：-13.9 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂 危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会燃烧。 2.1 乙烯氧氯化法 直接氯化过程与氧氯化过程均生成二氯乙烷，且都为放热反应,只是氧氯化反应有水生成,而直接氯化生成的二氯乙烷为无水EDC。平衡氧氯化法的直接氯化与氧氯化的生产能量大体相当, 因此,用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置,可省掉直接氯化单元而分别设置新鲜氯化氢氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元, 而其它单元工艺可保持基本不变。 用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置, 可分别设置新鲜氯化氢氧氯化 单元和循环氯化氢氧氯化单元,各一条线生产;在原料供应稳定可靠,装置长周期连续生产的情况下,EDc 精制单元也可设置一条线;若原料供应不稳定,可考虑 设置两条线生产,届时可降负荷生产开一条线或开两条线;考虑到裂解炉的烧焦 和生产的灵活性, EDC 裂解单元建议设置两台裂解炉和急冷塔;VCM 精制单元按一条线设置。 现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行。 第一步乙烯氯化生成二氯乙烷，乙烯和氯加成反应在液相中进行： CH2＝CH2 + Cl2→CH2ClCH2Cl 采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应中间物。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40～110℃，压力0.15～ 0.30MPa，乙烯的转化率和选择性均在99％以上。 第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢： ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl 反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500～550℃,压力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷单程转化率为50％～70％,以抑制副反应的进行。主要副反应为：
新疆工程学院 毕业设计（论文） 2013 届 题目年产10万吨氯乙烯精馏塔设计专业应用化工技术 学生姓名张翔 学号2010231622 小组成员刘璐刘东旭陈庚田刚 指导教师朱文娟 完成日期2013.4.5 新疆工程学院教务处印制
新疆工程学院 毕业设计（论文）任务书班级应化10-5（2）班专业应用化工技术姓名张翔日期 4.9 1、设计（论文）题目：年产10万吨氯乙烯精馏塔设计 2、设计（论文）要求： （1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。 （3）设计任务明确，思路清晰。 （4）设计方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据充分可靠。（5）格式规范，严格按系部制定的设计格式模板调整格式。 （6）所有学生必须在规定时间交论文初稿。 3、设计（论文）日期：任务下达日期 完成日期 4、指导教师签字：
新疆工程学院 毕业设计（论文）成绩评定 报告
毕业设计答辩及综合成绩
年产10万吨氯乙烯精馏塔设计 学号：2010231622 姓名：张翔 (新疆工程学院, 乌鲁木齐830091) 摘要：氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，为无色、易液化气体，是塑料工业的重要生产原料，是生产聚氯乙烯塑料的单体；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。因此氯乙烯的发展前景很好。本文对年产10万吨VC精制工段进行了工艺设计，简单介绍了VC合成工段的生产方法、原理、工艺流程，对主要的设备为参数进行了计算和设计。通过对原料和中间产物及产品的各种性质的分析和氯乙烯单体和合成工段生产原理的了解和掌握，制定出了合理的生产方案及工艺流程。同时以设计任务以及计算机为辅助，对氯乙烯精制工段中的低沸塔进行了物料衡算，热量衡算，塔及其附属设备的计算。最终完成了设计。并绘制了相应的工艺流程图和设备图。 关键词：氯乙烯，低沸塔，高沸塔
氯乙烯单体的制备 培训教材
第一章氯乙烯安全生产基础知识 一、氯乙烯工序的任务 二、反应基本原理 三、产品说明 四、工艺流程简述 五、工艺流程方框图 六、生产中原辅材料和成品的性质 第二章工艺流程 第一部分混合脱水和合成系统 一混合脱水系统 二、氯乙烯的合成系统 三、氯乙烯合成对原料气的要求 四、氯乙烯合成反应条件的选择 五．混脱和合成系统工艺流程方框图 第二部分粗氯乙烯的净化和压缩 一、净化的目的 二、净化原理—水洗和碱洗 三、盐酸脱吸 四、粗氯乙烯的压缩 五、粗氯乙烯的净化和压缩系统工艺流程方框图 第三部分氯乙烯的精馏 一、精馏的目的和方法 二、精馏的一般原理 三、精馏操作的影响因素
四、单体质量对聚合的影响 五、先除低沸物后除高沸物精馏工艺的优点 六. 氯乙烯精馏系统工艺流程方框图 第四部分精馏尾气变压吸附回收 一. 工艺原理 二、吸附平衡 三、工艺生产过程 四、变压吸附部分操作条件表 第五部分氯乙烯的贮存及输送 第三章、安全技术措施：
氯乙烯的制备培训教材 第一章氯乙烯安全生产基础知识 一、氯乙烯工序的任务 本工段的生产任务是将精制后的乙炔气（纯度≥98.5%）、与氯化氢工段送来的氯化氢气体（纯度≥93%）按一定量配比（1:1.05）混合，经混合脱水、预热后进入装有氯化高汞触媒的转化器合成粗氯乙烯气体，并经水洗、碱洗、加压、精馏制得纯度达99.9％以上的合格氯乙烯单体，供聚合聚氯乙烯树脂使用。 二、反应基本原理 HCL+C H≡CH→CH2＝CHCL+124.6KJ/mol 氯乙烯的物化性质： 氯乙烯在常温、常压下是比空气重一倍的微溶于水的无色气体，带有一种麻醉性的芳香气味。氯乙烯分子式是C2H3CL,分子量62.51。 主要参数： 沸点：-13.9℃凝固点：-159℃ 爆炸范围（空气中）3.6%～32%（体积含量） 爆炸范围（氧气中）4%～70%（体积含量） 冲N2或CO2可缩小其爆炸浓度范围。 纯的氯乙烯气体加压到0.5MPa时，可用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。 液态氯乙烯无论从设备或从管道向外泄漏，都是极其危险的，一方面它遇到外界火源会爆炸起火，另外，由于它是一种高绝缘性液体，在压力下快速喷射，就会产生静电积聚而自发起火爆炸。因此，输送液态氯乙烯时宜选用低流速（一般≤3m/s），并将设备与管道进行防静电接地。 +
概述 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，有醚样气味的气体。分子式： C2H3Cl，结构式： CHCl=CH2 ，爆炸上限%(V/V)：31.0 ，爆炸下限%(V/V)： 3.6 沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。相对密度(水=1)：0.91，相对蒸气密度(空气=1)：2.15。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。 氯乙烯是塑料工业的重要生产原料，用途非常广泛.主要用于以下几个方面: 1.主要用以制造聚氯乙烯的均聚物和共聚物。也可与乙酸乙烯酯、丁二烯等共聚，还可用作染料及香料的萃取剂。用作多种聚合物的共聚单体，塑料工业的重要原料，也可用作冷冻剂等 2.塑料工业的重要原料，主要用于生产聚氯乙烯树脂。与醋酸乙烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯类及其他单体共聚生成共聚物，也可用作冷冻剂等。 3.主要用于制造聚氯乙烯。也可与乙酸乙烯酯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯、偏氯乙烯等共聚，制造胶黏剂、涂料、食品包装材料、建筑材料等。还可用作染料及香料的萃取剂。 用电石法生产氯乙烯的主要工艺为：以电石为原料制乙炔，在以活性炭为载体氯化汞催化剂存在下，与氯化加成而得。我国具有丰
富廉价的煤炭资源,用煤炭和石灰石生成碳化钙(电石)、然后电石加水生成乙炔的VCM生产路线具有明显的成本优势 1.电石与水反应得乙炔 CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 2.乙炔和氯化氢反应得氯乙稀 C2H2+HCL=C2H3Cl 赔料摩尔比为：乙炔：氯化氢=1：(1.08-1.1)。乙炔和氯化氢按上述配比混合物后进行列管装有催化剂，借列管外的循环冷却水带走。反应气体中还含有未反应的氯化氢、乙炔和生成的乙醛、1，1-二氯乙烷及顺二氯乙烯、反二氯乙烯等化合物。反应后的粗氯乙烯气体，经水洗塔、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，液体氯乙烯分别送入低沸点塔及高沸点塔，去除高、低沸点物即得聚合级氯乙烯单体。 在通常条件下，乙炔与氯化氢加成合成氯乙烯的气相反应速率比较慢，常采用金属氯化物为催化剂，如氯化汞，载体为活性炭，催化反应条件为：温度130~180℃，绝对压力为0.12~0.15mpa,乙炔空速为：30~60/h。由于氯化汞易挥发，直接影响乙炔的转化率和氯乙烯的收率，而温度太低催化反应速率太低，因此工业上一般控制在 168~180℃。 氯乙烯的合成过程:HCL—→HCL缓冲罐—→HCL预冷器+乙炔沙封—→混合器—→石墨冷却器—→多孔过滤器—→预热器—→转化器 →除汞器—→冷却器—→水洗组合塔—→碱洗塔—→汽水分离器
浅析氯乙烯精馏系统操作影响因素 发表时间：2018-10-01T12:35:24.063Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：吕占龙[导读] 摘要：氯乙烯作为生产聚氯乙烯的原料，在我国大部分的工厂应用着，氯乙烯的精馏也是我国大部分聚氯乙烯生产厂的过程之一。 青海盐湖海纳化工有限公司青海西宁 811600 摘要：氯乙烯作为生产聚氯乙烯的原料，在我国大部分的工厂应用着，氯乙烯的精馏也是我国大部分聚氯乙烯生产厂的过程之一。根据其反应原理得知，氯乙烯分子的质量直接影响最后生产出的聚氯乙烯的质量。通过影响精馏系统中的某个过程，可以提高氯乙烯的质量，最终提升聚氯乙烯的质量，使得生产效率的提高。本文便是简要概述了氯乙烯精馏系统和影响其纯度的因素，以及恰当的操作方法。 关键词：氯乙烯；精馏系统；影响因素；聚氯乙烯； 众所周知，聚氯乙烯作为我们生活中部分生活用品和工业中合成树脂的主要合成材料，用途非常广泛。氯乙烯作为其合成的材料，它的纯度和质量直接影响聚氯乙烯的产品质量以及工厂的经济效益。聚氯乙烯的工业产品具有性能稳定、抗腐蚀、耐磨以及透明度高等优点，是塑料的最优生产材料。 一、氯乙烯精馏系统的基本状况 近几年来，我国现代化经济水平不断的提高，人们对生活质量的要求也随之上涨，人们对于物品质量的要求也更加的突出，与此同时还要更好的服务态度，然后市场竞争也非常的激烈，高品质的聚氯乙烯必须要高品质的氯乙烯才能生产的出，而且只有高品质的聚氯乙烯才满足人们的需求，只有这样才能提高利润和销量，为工厂带来更好的经济效益，同时还在国际上提升了我国聚氯乙烯的地位。在实际生产过程中，氯乙烯的精馏经常会产生一些无机物杂志，比如说乙炔，这对聚氯乙烯的生产有着巨大的不利影响，所以需要用科学的方法去除它，才能保证氯乙烯的纯度，进而使得生产的聚氯乙烯的质量达到合格标准。我国如今的现状便是，大部分工厂采用电石法。电石法产生的杂质较少，比如说，乙炔的含量相对来说比较低，气象色谱法基本检测不到乙炔的存在。但是含水量要比乙烯法制氯乙烯的方法高，这就使得聚氯乙烯产品的品质得不到保证。我国现在的聚氯乙烯生产工厂现在处于一个瓶颈，生产聚氯乙烯的方法都不能保证其纯度，所以，需要生产厂对电石法进行改进，从而提高生产出的聚氯乙烯的纯度。 二、操作氯乙烯精馏系统的影响因素 2.1回流比的影响 在精馏系统的操作过程中，影响产品质量的第一要素是回流比，它同时还影响着精馏塔的分离效果。由此可见，产品的质量是回流比首要控制的，精馏产品的程度也同样如此。目前来看，我国大多采用在精馏塔顶的冷凝器回流的方式，无法控制回流比，达不到最佳标准。在实际生产过程中，冷凝量和回流比都会增加，这就导致精馏塔的温度会降低，从而影响塔内反应的进行，工人对这种结果很不满意，所以这种情况发生的时候需要增大精馏塔的蒸发量，从而保证塔内温度和塔顶温度的处于相对稳定的状态，但是这会使得回流量与蒸汽量增加，冷却的成本也就随之增加。所以，一般都不会使用太大的回流比，增加回流量进而增加塔的压力，从而使得塔顶产品纯度提高。总而言之，我国工厂在日常生产中所应用的增加产品质量的方法有两种，一种是减少塔顶采出量加大回流比同时加大冷却剂的量，另一种是调节回流比和塔内压力调节产品的质量。 2.2惰性气体的影响 氯乙烯的反应原料是氯化氢，但是现实生活中的氯化氢纯度无法达到100%，在其中总有一些杂质，这些杂质气体对于最后的产物的纯度影响非常大。因为在精馏系统中，他们的存在会使得反应塔温度快速上升，产生很多不利的影响。这会使得反应进行程度无法控制，温度的升高还会使得塔内压力的升高，然而这对惰性气体没有任何的影响，影响的只有氯乙烯的含量，这会形成恶性循环。所以，选择相对而言较为纯净的氯化氢气体，就会使得这种不良结果降到最低，从而提升生产效率，为过程中的下一步提供良好的条件。 2.3进料量的影响 所谓的进料量便是中学化学中的反应物，所以在精馏系统中，进料量反生变化相应的加热剂与冷凝剂都要做出变化，这种变化虽然对塔内的温度没有什么影响，但是这对精馏塔内蒸汽的上升速度有一定的作用。进料量增大的时候，蒸气上升的速度达到液泛的时候，有最好的传质效果，这时是最佳时刻，但是当速度超过的时候，反而不利，同样，进料量减少的时候，蒸汽产生速度降低，传质效果不佳，严重时还会造成漏液现象，使得精馏塔内分离效率降低。 2.4精馏塔釜温度的影响 所谓塔釜温度，它是由塔釜压力以及塔内物料成分决定的。在精馏过程中，需要保持合理的塔釜温度，只有这样才能够保证产品的质量和纯度，这时最重要的步骤之一，所以我们可以得知，当塔釜温度比标准值低的时候，必须要加大蒸汽量，从而提高塔釜内液气化量，进而提高塔釜温度，反之当其高于塔釜温度时，必须减少蒸汽量来减少塔釜内液的气化量，进而增加塔釜内液的组分，使损失降到最低。 2.5精馏塔压的影响 中学物理中讲过，压力可使物质的存在状态在固态、液态以及气态之间发生变化，化学中讲压力可使反应的平衡发生移动。压力的改变可以使精馏塔内的气压平衡跟随变化，压力增加可以减小产物的挥发，对精馏塔的分离效率有着减小的作用，这会影响产品的产量和质量，并且还同时降低精馏塔内的温度。塔压的变化对精馏塔内温度的改变和处理量都会有影响，所以在实际生产中，一定要掌控好精馏塔的塔压，使其处于合理的范围内，从而保证产品的质量和纯度，为工厂提供良好的经济效益。 结束语 总的来说，了解了众多的氯乙烯精馏塔在实际应用当中各种影响其运转的因素，就能在以后的生产中注意到这些问题，从而在技术上得到改进，使其在生产中的效率得到提高，同时还为设备的购买和选取提供了一些有价值的参考信息。由于这些原因，想要生产出合格的、纯净的氯乙烯，就必须使用严密的、精确地仪器，以及高质量的生产原料并且严格的控制早知、塔釜温度、塔压等等因素，然后才能生产出纯净的氯乙烯，进而生产出纯净的聚氯乙烯，然后生产出人们生活中使用的塑料和工业中使用的聚氯乙烯树脂。 参考文献： [1]胡增豪，氣乙烯精馏系统操作影响因素[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（8）：261. [2]王亚平，氧乙烯精馏系统技技术术改造总结[J]化工管理，2015，（23）：145-146.
一、概述 1．氯乙烯的性质和用途 氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力为5.12MPa，尽管它的沸点低，但稍加压力，就可得到液体的氯乙烯。氯乙烯易燃，闪点小于-17.8℃，与空气容易形成爆炸混合物，其爆炸范围为4～21.7％(体积)。氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂，微溶于水，在水中的溶解度是0.001g／L。 氯乙烯具有麻醉作用，在20～40％的浓度下，会使人立即致死，在10％的浓度下，—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢，最后微弱以致停止呼吸。慢性中毒会使人有晕眩感觉，同时对肺部有刺激，因此，氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。 氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。由于双键的存在，氯乙烯能发生一系列化学反应，工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。 氯乙烯是聚氯乙烯的单体，在引发剂的作用下，易聚合成聚氯乙烯。氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚，生成高聚物，这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。因此，氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。 2．氯乙烯的生产方法 氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代，当时是使用电石水解成，乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。其化学反应方程式为： CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 C2H2 + HCl CH2CHCl 50年代前，电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成： CaO+3C CaC2 + CO 随着氮乙烯需求量的增加，人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。在50年代初期，乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。 随后，人们注意到二氯乙烷裂解过程，除生成氯乙烯外还生成氯化氢。由此，工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。 CH 2＝CH2十C12→ CH2C1—CH 2C1 CH 2C1—CH 2C1→ CH2＝CHC1十HC1 十HCl → CH2＝CHC1 50年代后期，开发出乙烯氧氯化工艺以适应不断增长的对氯乙烯的需求。 在这个过程中，乙烯、氧气和氯化氢反应生成二氯乙烷，和直接氯化过程结合在一起，两者所生成的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯，这种生产方法称为平衡法。 至今世界上虽仍有少量的氯乙烯来自于电石乙炔及乙炔—乙烯混合法，而绝大部分氯乙烯是通过基于乙烯和氯气的平衡过程生产。平衡氧氯化生产工艺仍是已工业化的、生产氯乙烯单体最先进的技术，在世界范围内，93％的聚氯乙烯树脂都采用由平衡氧氯化法生产的氯乙烯单体聚合而成。该法具有反应器能力大、生产效率高、生产成本低、单体杂质含量少和可连续操作等特点。 二、反应原理 乙烯氧氯化法生产氯乙烯，包括三步反应：
浅谈氯乙烯精馏过程中的处理 摘要：氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，是世界上最重要的化工产品之一。在我国经济的稳定发展下，对氯乙烯的需求量也在不断增加，由于氯乙烯有着优越的性能，成本低廉，所以市场前景非常好。氯乙烯的精馏是整个生产工艺环节中的重中之重，本文通过对氯乙烯精馏过程中的要点和生产工艺中的注意点的解释，进一步阐释了氯乙烯精馏过程中的处理。 关键词：氯乙烯、精馏、精馏塔、循环二氯乙烷的精馏 1. 引言：氯乙烯精馏在整个生产过程中起着非常重要的作用，所以我们要对氯乙烯精馏原理有着深刻的认识，在此基础上，我们也要对气液平衡关系原理、低沸塔的生产原理和高沸塔的生产原理有很深的认识。同时对在精馏过程中的一系列相关的重要因素，例如，压力、温度、回流比的控制和操作也应该相当注意，每一个过程都会对氯乙烯的最后产量和质量产生重要的影响。 2. 精馏塔主要控制参数对产品的影响的处理。 2.1压力的处理：精馏塔的操作压力是应该严格控制的，应该维持稳定的压力，在不稳定的压力环境下，对产品的质量和产量有严重的影响。在维持稳定压力的过程中，可以通过调节尾气流量来进行调节。 2.2温度的处理：温度是精馏环节中的重要因素。在整个过程中起着不可缺少的作用。塔顶和塔釜的温度往往决定着塔顶产品和塔釜产品的质量。对于低沸塔，我们主要取塔底产品，对于高沸塔，我们往往取塔顶的产品。在温度处理的过程中，我们可以通过调节蒸汽的流量对塔顶和塔釜温度进行调节，进而对产品的质量有着一定的控制。 2.3回流比的处理：回流比不仅影响产品的产量还影响着产品的质量，在生产过程中应当进行适当的调整。比如当单体含C2H2高时，应当适当减少低沸塔的回流比，提高上升蒸汽量，使塔釜的C2H2有效的蒸出，加大塔内的下降液体流量，使上升蒸汽中的高沸物多冷凝一点，从而提高产品的质量。 3.精馏塔的操作：精馏塔的操作有着规定的步骤，只有按照严格的程序进行操作才不会出现严重的结果偏差。很多小细节我们在处理中值得注意。 一：塔内运送物料时，在建立二分之一到三分之一的液位时，应该停止送料。 二：再开启塔底再沸器，然后温度缓慢升至规定温度。 三：在精馏塔回流槽的液位在二分之一到三分之一之间时，此时应该开启回流系统，做全回流，同时要控制好塔顶与塔釜的温度在预定的温度范围内。
氯乙烯的生产方法、生产原理
氯乙烯的生产方法、生产原理 1生产方法 按其所用原料可大致分为下列几种： ⑴乙烯法 此法系以乙烯为原科，可通过三种不同途径进行，其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 然后从二氯乙烷出发，通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯；另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下： ①二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法) C2H4Cl2+ NaOH → C2H3Cl + NaCl + H2O 此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量的醇和碱，此外在生产二氯乙烷时所用的氯，最后成为氯化钠形式耗费了，所以只在小型的工业生产中采用。 ②二氯乙烷高温裂解 C2H4Cl2→ C2H3Cl + HCl 这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的，与此同时，还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，结果使氯乙烯产率降低。为了提高产率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在480～520℃下进行，氯乙烯产率可达85%。 ③乙烯直接高温氯化 这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行： C2H4 +Cl2→ C2H3Cl + HCl 由上式可以看出这一反应是取代反应，但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，则必须使温度在450℃以上，而要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科单独加温的方法来解决，但在高温下反应激烈，反应热难以移出，容易发生爆炸
沈阳化工大学 化工设计 氯乙烯合成与净化的工艺流程设计 说明书 专业：化学工程与工艺 班级：科化工0701 学生姓名：A于子钧，潘磊 B 邓小丹，刘莉，徐军军，李慧 指导教师： 设计时间： 2 010 年11 月 所属设计组：科化工1班（A、B）组 成绩：
目录 一、总论 (3) 1.1.氯乙烯简介 (3) 1.2.氯乙烯生产技术及进展 (3) 1.3.历史沿革 (4) 1.4.生产方法 (4) 1.4.1.乙烯氧氯化法 (5) 1.4.2.乙炔法 (6) 1.4.3.混合烯炔法 (7) 二、生产流程简述 (7) 三、生产流程图 (8) 四、操作条件 (8) 五、计算结果 (10) 六、结束语 (11)
一、总论 1.1.氯乙烯简介 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。 1.2.氯乙烯生产技术及进展 氯乙烯工业化生产始于20世纪20年代，早期生产方法采用电石为原料的乙炔法路线，电石水解生成乙炔，乙炔与氯化氢反应生成VCM。由于该工艺能耗较高，污染严重，因此自以乙烯为原料的工艺路线问世之后就逐渐被淘汰。目前全世界范围内95%以上的VCM产能来自乙烯法工艺。另外，为利用廉价的烷烃资源，Geon、Lummus、EVC（Ineos）等还开发了以乙烷为原料的VCM工艺路线。 乙烯氧氯化法由美国Goodrich公司于1964年首先实现工业化生产，该工艺原料来源广泛，生产工艺合理，目前世界上采用本工艺生产VCM的产能约占VCM总产能的95%以上。 乙烯氧氯化法的反应工艺分为乙烯直接氯化制二氯乙烷（EDC）、乙烯氧氯化制EDC 和EDC裂解3个部分，生产装置主要由直接氯化单元、氧氯化单元、EDC裂解单元、EDC精制单元和VCM精制单元等工艺单元组成。乙烯和氯气在直接氯化单元反应生成EDC。乙烯、氧气以及循环的HCl在氧氯化单元生成EDC。生成的粗EDC在EDC精制单元精制、提纯。然后在精EDC裂解单元裂解生成的产物进入VCM单元，VCM精制后得到纯VCM产品，未裂解的EDC返回EDC精制单元回收，而HCl则返回氧氯化反应单元循环使用。 直接氯化有低温氯化法和高温氯化法；氧氯化按反应器型式的不同有流化床法和固定床法，按所用氧源种类分有空气法和纯氧法；EDC裂解按进料状态分有液相进料工艺和气相进料工艺等。具有代表性的Inovyl公司的VCM工艺是将乙烯氧氯化法提纯的循环EDC和直接氯化的EDC在裂解炉中进行裂解生产VCM。经急冷和能量回收后，将产品分离出HCl（HCl循环用于氧氯化）、高纯度VCM和未反应的EDC（循环用于氯化和提纯）。来自VCM装置的
前言 氯乙烯单体（VCM)几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯（PVC）。余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。传统工艺的电石法精馏氯乙烯质量已不能满足PVC 树脂的生产要求，受其工艺流程及精馏塔塔型的限制，原氯乙烯精馏装置规模小，产品质量较差，尾气放空量大，造成氯乙烯、乙炔流失量大，导致生产成本较高，环境污染严重。 最初的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的成熟，乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势，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。目前国内比较先进而又经济可行的成熟工艺技术是电石乙炔法 本设计用美国ChemStations公司开发的流程模拟软件ChemCAD软件对电石乙炔法制备VCM进行了工艺模拟设计与计算，计算主要包括物料衡算和热量衡算，用计算所得到的相关数据对此工艺中所涉及到的设备进行选型，主要包括塔的选型、换热器的选型、泵的选型等，然后用PDSOFT三维软件对车间设备进行布置，为工业生产提供参考。 1
1 总论 1.1 概述 1.1.1 意义与作用 氯乙烯（简称VCM），是无色的、易液化的气体。易聚合，也能与丁二烯、乙烯、丙烯、丙烯睛、酷酸乙烯、丙烯酸醋和马来酸醋等共聚。主要用于制备PVC，也用于制备偏二氯乙烯、冷冻剂等。氯乙烯单体几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯。余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。通过对二氯乙烷（EDC）裂解后脱除HCL，以及干燥精制可获得制造PVC级的VCM。由于资源结构的特点，世界上只有我国的氯碱行业有电石法生产PVC，其他国家都是通过乙烯法生产PVC，即乙烯直接氯化、氧氯化生产EDC，进而裂解生产VCM制造PVC。其中96%VCM均用于生产PVC。 聚氯乙烯（简称PVC）是五大热塑性合成树脂之一，以其价廉物美的特点，占合成树脂总消费量的29%左右，仅次于聚乙烯居第二位。由于PVC树脂具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、质轻、强度高且易加工、成本又低，因而PVC制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电器及人们生活中的各个领域。PVC硬质制品可代替金属制成各种工业型材、门窗、管道、阀门、绝缘板及防腐材料等，还可作收音机、电话、蓄电池外壳及家俱、玩具等。PVC软质品可制成薄膜做雨披、台布、包装材料及农用薄膜，还可制成人造革、电线、电缆的绝缘层。另外，PVC树脂作为氯碱工业最大的有机耗氯产品，对氯碱工业的碱、氯平衡和发展起到重要的作用。PVC主要用于建筑业，制造管材、门窗和墙板等。作为第一大用户，建筑业约占聚氯乙烯消费总量的76%。其它方面的用量相对较少。包装薄膜和容器约占消费总量的6%，电气配件、电线电缆包皮约占消费总量的4%，涂料和粘合剂约占消费总量的4%，其他约占消费总量的10%。 1.1.2 氯乙烯生产的国内外现状及发展前景 （1）国外发展概况 氯乙烯（VCM）的合成始于1835年，由法国化学家Regnault用氢氧化钾的乙醇溶液将二氯乙烷脱氯化氢制得，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC 的开端。1902年，Biltz将1，2-二氯乙烷进行热分解也制得氯乙烯，但当时由于聚合物的科学和生产技术尚不成熟，他的发现没有导致工业生产的结束。Klatte于1912年通过乙炔与氯化氢的催化加成反应制得了氯乙烯，成为工业上氯乙烯合成的最初工艺，但在沿用将近30多年后，由于乙炔生产的高能耗而逐渐趋于淘汰。从1940年起，氯乙烯的生产原料，乙炔开始被乙烯部分取代，首先将乙烯直接氯化成1，2-二氯乙烷（EDC），再加以热裂解制得氯乙烯，裂解产生的氯化氢仍被用在乙炔-氯化氢法中。混合气体法制备氯乙烯采用石脑油作原料，将石脑油用燃烧气体裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合气体，该混合气体先