电石法生产氯乙烯
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电石法氯乙烯生产技术总结摘要:电石法:利用电石(碳化钙CaC2),遇水生成乙炔(C2H2),将乙炔与氯化氢(HCl)合成制出氯乙烯单体(CH2CHCl),再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯-[CH CHCI]n-的化学反应方法。
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。
关键词:电石法转化器集团公司乙烯法技术总结原料路线氯乙烯生产;都是提升机电石灰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。
乙炔法、混合烯炔法等其他方法由于能耗高而处于逐步被淘汰的地位。
一、生产聚氯乙烯的主要原料与方法,以及所处的一个地位生产聚氯乙烯的主要原料氯乙烯的工业的生产方法大致有三类,一类是电石法,一类是乙烯氧氯化和二氯乙烷/氯乙烯这样三种方法。
从最基本的状况上来说的话,二氯乙烷/氯乙烯法其实就是乙烯氧氯法的后段工序。
因此氯乙烯的工业生产方法一般是电石法和乙烯法。
可是乙烯法的生产技术相对的繁琐,投资的成本比较的多,因此原料的乙烯提供的比较的不简单,需要采取进口的方式,这会受到国际市场的影响。
采用电石法生产聚氯乙烯(PVC)的上市公司一览◇电石法:利用电石(碳化钙CaC2),遇水生成乙炔(C2H2),将乙炔与氯化氢(HCl)合成制出氯乙烯单体(CH2CHCl),再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH CHCI]n—的化学反应方法。
具体代表厂家为:新疆天业(600075)、中泰化学(002092)、青岛海晶等。
◇乙烯法:从石油中提取乙烯(C2H4),让氯气与乙烯发生取代反应,制得氯乙烯单体,经聚合反应生成聚氯乙烯树脂。
代表厂家为:齐鲁石化、上海氯碱等。
电石法比石油法成本低,但电石法生产的氯乙烯单体在质量上比石油法稍差(也就造成了石油法PVC稍优于电石法),且电石法造成的污染较大。
但石油价格的持续走高,使电石法的生存空间和利润空间不断扩展。
有相当多的企业或投资人正在进入这一行业,特别是西部企业,在资源(电石多由西部企业生产、煤矿也较丰富)、能耗(水电成本较低)、人力(人工成本低)等方面都具有优势。
近两年内,西部将有几百万吨的电石法PVC投产,行业竞争将愈演愈烈。
同时随着PVC出口退税的调整(从11%降至5%)以及国家对两高一资企业的限制(电石将极其紧张),国内市场将极其惨烈。
◇西部电石法生产企业成本优势突出在电力成本支撑电石价格难以下跌的情况下,拥有一体化优势的西部企业利用自备电厂或当地较为便宜的电石价格,拥有成竞争优势。
自备电厂的发电成本仅为0.18-0.20 元/度,远低于0.37-0.39 元/度的电网电价;电石供应价格也在2400-2600 元/吨,低于内地电石价格200 元/吨以上。
在市场价格偏低、行业内企业普遍开工不足的情况下,西部电石法PVC 生产企业依旧保持了较高的开工率和合理的库存水平,拥有自备电厂的企业,在目前的价格水平下依旧拥有较强盈利能力。
英力特一季度开工率约为70%,随后逐步提高至二季度90%、三季度的100%;新疆天业也从一季度约80%开工率提升至三季度的100%;中泰化学更是一直保持了100%的满负荷生产。
电石乙炔法生产聚氯乙烯节能措施电石乙炔法生产聚氯乙烯是目前较常用的一种聚氯乙烯生产工艺,但其存在能源消耗大、环境污染等问题。
为了减少能源消耗,节约资源,保护环境,提高生产效率,需要采取一系列的节能措施。
可以考虑改善电石制备工序。
电石生产中最主要的能耗环节是电石炉。
通过改进炉膛结构、优化燃烧设备、提高炉膛热效率等措施,减少过多的能量损失,增加电石的产量,并降低能源消耗。
可以采取能量回收利用的措施。
在电石炉的冷却和电石车间尾气等废热中含有大量的热能,可以通过换热器、蒸汽发生器等设备进行回收利用,用于加热工序中的蒸汽、水等,减少外部能源的需求。
应该优化聚合工艺。
聚氯乙烯的聚合过程需要反应器、冷却塔、泵站等,这些设备的运转需要大量的动力和能量。
通过优化反应工艺、改进设备结构、降低生产工艺中的能耗等,减少能量的浪费,提高能源利用效率。
第四,应该提高产品质量。
由于电石乙炔法生产聚氯乙烯是以电石为原料,电石中所含的杂质如氯化钙、矾铝石等会对反应器和设备造成腐蚀,增加能耗。
需要提高电石的质量,减少杂质含量,降低生产工艺中的能耗。
第五,可以考虑优化产品结构。
在生产聚氯乙烯的过程中,会产生很多副产物和废水废气。
合理利用这些副产物,通过技术手段对废水废气进行处理,并将其作为能源来源或者再利用,可以进一步减少能源消耗。
应该加强节能意识。
通过加强员工对能源节约的宣传和培训,提高员工的节能意识,在生产过程中养成良好的节能习惯,减少能量的浪费。
还可以建立节能评价制度,对节能措施进行评估和奖惩,激励企业和员工的节能行为。
电石乙炔法生产聚氯乙烯的节能措施主要包括优化电石制备工序、能量回收利用、优化聚合工艺、提高产品质量、优化产品结构和加强节能意识等方面。
通过这些措施的实施,可以降低能源消耗,减少环境污染,提高生产效率,实现可持续发展。
电石法PVC生产中降低电石消耗的方法电石法是一种用电石和氯乙烯为原料生产聚氯乙烯(PVC)的方法,其中电石是生产氯的重要原料。
由于电石的消耗量大、造成环境污染,以及电石资源日渐枯竭等问题,如何降低电石消耗成为了PVC生产过程中亟待解决的问题。
本文将探讨一些降低电石消耗的方法。
控制氯乙烯的生产过程。
在PVC生产中,氯乙烯是电石和乙烯在催化剂的作用下生成的。
控制氯乙烯的生产过程可以减少电石的消耗。
在生产过程中提高反应温度和压力,优化催化剂的选择,可以提高氯乙烯的产率,从而降低电石的消耗。
改进电石的制备工艺。
电石是一种以石灰石和氯化钠为原料制备的含氯化合物,它是PVC生产中的重要原料。
改进电石的制备工艺,可以减少电石的消耗。
可以采用先进的电解设备和工艺,提高电石的纯度和产率,从而减少电石的消耗量。
优化PVC生产工艺。
在PVC生产过程中,可以通过改进聚合反应工艺和配方设计,减少PVC生产中电石的消耗。
可以控制反应温度、催化剂的选择和添加量、改进聚合反应的条件等,可以提高PVC的产率,减少废品率,从而降低电石的消耗。
加强废气处理和资源回收利用。
在PVC生产中,会产生大量的废气和废水,其中含有电石的有害物质。
加强废气处理和资源回收利用,可以减少电石的消耗。
在废气处理中使用先进的洁净技术和设备,将有害气体转化为无害气体排放或转化为可再利用的物质,可以减少电石的消耗。
加强管理和节能减排。
加强PVC生产过程中的管理,合理配置生产资源,提高资源利用率,减少浪费,可以降低电石的消耗。
加强节能减排工作,采用节能设备和技术,优化生产过程,减少能源消耗和排放,也可以降低电石的消耗。
降低电石消耗是PVC生产中亟待解决的问题。
通过改进氯乙烯的生产过程、改进电石的制备工艺、优化PVC生产工艺、加强废气处理和资源回收利用、加强管理和节能减排等方法,可以有效降低电石的消耗,提高PVC生产的效率和环境保护水平。
希望在各方的共同努力下,能够找到更多降低电石消耗的方法,为PVC生产的可持续发展做出更大的贡献。
聚氯乙烯厂生产流程叙述一. 乙炔车间1.1. 原料岗位生产流程叙述:袋装电石用小车运到鄂式破碎机旁,将电石从袋里倒出放入破碎机破碎,经皮带机送到料仓内。
1.2. 加料岗位生产流程叙述:与原料岗位联系把电石运到料仓,加料到计量斗。
用氮气置换一贮斗后,打开活门向一贮斗加入电石。
(加料时开氮气阀门以置换排除贮斗内空气,防止加料时发生燃烧爆炸事故)1.3. 发生岗位生产流程叙述:二贮斗中的电石,由电磁振动输送器连续加入发生器内,电石与水在发生器内发生反应,生成的粗乙炔气由发生器顶部逸出,经渣降捕集器、正水封、冷却塔进入清净系统及气柜中。
“水”由工业水和废次钠及电石上清液一起连续加入渣浆捕集器,然后流入发生器内,以维持发生器温度在75℃~90℃,并保持发生器内的液位;电石分解后的稀电石渣浆,从溢流管不断溢出,浓渣浆及其它杂质由发生器内耙齿耙至底部,定期排出。
当发生器压力高于10000Pa时,乙炔气由安全水封自动放空,当发生器压力降低时,乙炔气由气柜经逆水封进入发生器,保持发生器正压;乙炔气在渣降捕集器经初步冷却及洗涤后,进入正水封,然后进入喷淋冷却塔和填料冷却塔,将乙炔气降温到常温,进入清净系统。
1.4. 清净岗位生产流程叙述:乙炔气由冷却塔顶部出来进入水环泵,加压送入1#清净塔和2#清净塔,用次氯酸钠溶液直接喷淋,使粗乙炔中的PH3、H2S等杂质氧化成H3PO4、H2SO4等酸性物质;再送入中和塔,与从塔顶喷淋而下的5~13%浓度的碱液逆流接触,中和粗乙炔气中的酸性物质,乙炔气(乙炔气纯度>98.5%)从塔顶出来后送合成车间。
清净塔所用的NaClO是由泵从NaClO高位槽抽到2#清净塔使用,2#清净塔使用过的NaClO 再由泵打到1#清净塔使用,1#清净塔使用过的废NaClO排到废水槽供给发生使用。
1.5. 压滤岗位生产流程叙述:电石渣浆从发生岗位溢流到浓缩池后,用渣浆泵打到程控压滤机,通过压滤形成渣饼和清液,程序设定松开、取板、拉板卸下渣饼,最后铲车装车运到料场;清液水先经过热水泵送上凉水塔,冷却后的清液用冷水泵打到乙炔车间。
电石法pvc生产工艺PVC(聚氯乙烯)是当今世界公认的最实用的塑料之一,它被广泛应用于建筑材料、家用电器、电缆和消防管道等制造领域。
它的主要原料是石油,但其制备工艺却受到了电石的深刻影响,几乎可以说它成为了PVC的核心生产工艺。
本文将重点介绍电石法PVC的生产工艺以及其背后的科学原理。
传统电石法生产PVCPVC的主要原料是苯乙烯和氯乙烯,在氯乙烯加入电石中,然后经过熔融结晶,分解后生成聚氯乙烯。
当氯乙烯接触电石时,发生的化学反应如下:C2H3Cl + MgCl2 C2H3MgCl + HCl即氯乙烯与氯化镁反应,产生氯化镁乙烯和盐酸。
随着反应的继续,氯化镁乙烯被进一步氯化,分解出苯乙烯和氯乙丙烯。
C2H3MgCl + Cl2 C2H3MgCl2 + C2H3Cl最终,氯乙丙烯和苯乙烯会聚合反应,形成聚氯乙烯:C2H3Cl + C6H6 C8H9Cl由于电石法生产PVC的过程简单、成本低,是当今PVC生产中最常用的工艺,尤其在低档PVC中如电塑管、衣服布料等。
改进的电石法生产PVC随着科技的发展,电石法PVC的生产工艺也发生了很大的变化,改进的工艺可声称生产的聚氯乙烯的性能更优良。
首先,在反应槽中添加了抗氧化剂,有效延长PVC的寿命,使其强度和热稳定性得到提升。
其次,从原料的角度改善了电石法生产PVC的过程,采用经济实惠的乙烯和乙烷两种原料,这极大地降低了生产成本。
最后,加入了快速扩散剂和控制剂,提高了聚合反应的效率,从而改善了PVC制品的物性。
综上所述,电石法生产PVC技术有着简单易行的传统工艺,已经拥有不错的应用前景,但同时也有许多的缺点,比如低温下易析出、热稳定性差,有害物质含量高等等,因此,还需要更进一步的改进,以实现更高效的PVC生产。
电石法氯乙烯电石法氯乙烯是一种工业上常用的生产氯乙烯的方法。
电石法氯乙烯的生产过程中,通过电解氯化钠溶液制取氯气和氢气,然后将氯气与乙烯在催化剂的作用下进行氯化反应,最终得到氯乙烯。
电石法氯乙烯的生产过程包括三个主要步骤:电解氯化钠溶液、制取氯气和氢气;氯化反应;氯乙烯的分离和纯化。
电解氯化钠溶液是制取氯气和氢气的关键步骤。
在电解槽中,将氯化钠溶液加热至高温,然后通电。
通过电流的作用,氯化钠分解为氯气和氢气。
氯气位于电解槽的正极,氢气则位于负极。
这种电解过程是通过电解槽内的电解质来实现的,而电解质一般是由石灰石和焦炭等物质组成的。
氯化反应是将氯气与乙烯进行氯化的过程。
在氯化反应中,氯气和乙烯在催化剂的作用下进行反应。
常用的催化剂有氯化铜、氯化铁等。
氯乙烯的生成是一个放热反应,同时还会产生一些副产物,如1,2-二氯乙烷和氯化氢等。
氯乙烯的分离和纯化是将反应产物中的氯乙烯从其他副产物中分离出来,并进行纯化的过程。
常用的分离方法有冷凝、吸收和洗涤等。
在冷凝过程中,将反应气体冷却至低温,使氯乙烯液化。
然后通过吸收和洗涤等步骤,将氯乙烯与其他副产物进行分离。
电石法氯乙烯生产过程具有简单、高效、成本低等优点。
然而,该方法也存在一些问题。
首先,电石法氯乙烯生产过程中会产生大量的氯化氢等副产物,对环境造成污染。
其次,电石法氯乙烯的生产过程需要消耗大量的电能,对能源资源造成浪费。
此外,电石法氯乙烯的工艺条件较为苛刻,对设备和催化剂的要求较高。
为了解决这些问题,目前工业上还出现了其他生产氯乙烯的方法,如氯化氢法、氯化烯烃法等。
这些方法在生产效率、环保性和能源消耗等方面有一定的优势。
随着科技的不断进步和工艺的改进,未来氯乙烯的生产方法将更加多样化和环保化。
电石法氯乙烯是一种常用的生产氯乙烯的方法。
通过电解氯化钠溶液制取氯气和氢气,然后将氯气与乙烯进行氯化反应,最终得到氯乙烯。
电石法氯乙烯的生产过程包括电解氯化钠溶液、氯化反应以及氯乙烯的分离和纯化等步骤。
电石法聚氯乙烯生产安全操作规程+第一章总则1.1 本规程是为了保障电石法聚氯乙烯生产过程中的安全,规范生产操作,防止事故的发生而制定的。
1.2 本规程适用于电石法聚氯乙烯生产过程中的所有操作人员。
1.3 本规程的内容包括:生产前的准备工作、生产过程中的操作、生产后的清理工作等。
第二章生产前的准备工作2.1 生产前,必须对生产设备进行全面检查,确保设备运行正常,不存在漏气、漏液等现象。
2.2 生产前,必须对生产场地进行检查,确保场地整洁、无杂物,防止火源等危险物品存在。
2.3 生产前,必须对操作人员进行培训,使其了解生产过程中的安全操作规程和应急处理措施,提高其安全意识。
2.4 生产前,必须准备好所需的原材料和辅助材料,并对其进行检查,确保其质量符合要求。
第三章生产过程中的操作3.1 生产过程中,必须按照操作规程进行操作,严禁擅自更改操作流程。
3.2 生产过程中,必须保持设备和场地的清洁卫生,防止杂质进入生产过程中。
3.3 生产过程中,必须注意气体的泄漏情况,如发现气体泄漏,应立即采取措施进行处理。
3.4 生产过程中,必须严格控制温度和压力,防止设备过热或过压,导致事故的发生。
3.5 生产过程中,必须严格控制加料量和加料时间,防止过量加料或加料不当,导致事故的发生。
第四章生产后的清理工作4.1 生产结束后,必须对生产设备进行全面清理,清除设备内的残留物,防止对下一次生产造成影响。
4.2 生产结束后,必须对生产场地进行清理,清除杂物和污染物,保持场地整洁卫生。
4.3 生产结束后,必须对原材料和辅助材料进行妥善保管,防止受潮、变质等现象。
4.4 生产结束后,必须对操作人员进行安全教育,总结生产过程中的经验教训,提高其安全意识。
第五章应急处理措施5.1 在生产过程中,如发生气体泄漏、设备过热或过压等紧急情况,必须立即采取应急处理措施,防止事故的发生。
5.2 应急处理措施包括:立即停止生产,关闭设备,排除故障;采取适当的安全防护措施,保护操作人员的安全;及时通知上级领导和相关部门,寻求帮助和支持。
电石法pvc生产工艺
电石法PVC生产工艺是一种氯乙烯树脂的生产工艺,它是在一定
的反应条件下,将多个易分解的有机前驱物按一定的比例合成氯乙烯
树脂。
它是以电石为主要原料,加上催化剂、氯气、空气等,在重力
式熔体循环装置中按特定的反应条件,以低温开始将电石与氯气反应,形成了氯乙烯等同群物质。
电石法PVC生产工艺由液体电石、催化剂、空气、氯气和醇类4
个工步组成:
1、电石充氯:将液体电石置于配设的罐中,然后用氯气封闭充气,使用空气混合把氯气吸进电石。
2、中和:将充氯的液体电石加入到多阶段熔体循环炉中,加入催化剂,并按恒定的比例加入少量的醇类。
3、反应:把中和的物料按一定比例加入熔体循环炉,在一定的温
度下反应,释放出甲烷及其它气体,生成氯乙烯等相同群物质。
4、回收:将熔体回流到原容器中,抽出气体,完成一次循环。
逐
次重复以上操作,直到所需成品满足要求,中和物料将变为pvc。
电石法PVC生产工艺有几个特点:(1)反应条件简单,经济;(2)节能、清洁、安全;(3)反应效率高。
但同时也存在一些问题,如在充氯时会排放大量的氯气,环境污染,吔破坏资源。
因此,在使
用电石法PVC生产工艺时,必须遵守严格的环保要求,限制特定环境
污染物的排放,确保生产安全。
电石法氯乙烯生产技术一、原料及产品的识别1、氯乙烯的性质和规格氯乙烯英文名为vinyl chloride、chloroethylene,分子式为C2H3Cl,相对分子质量为62.5。
(1)基本物理性质氯乙烯在常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体,其冷凝点(沸点)为-13.9℃,凝固点(熔点)为-159.7℃,临界温度为142℃,临界压力为5.29MPa。
随着压力的增加,氯乙烯沸点升高较大,易液化。
氯乙烯在不同压力下的沸点见表3.1.1。
表3.1.1 氯乙烯在不同压力下的沸点由表中可以看出,虽然氯乙烯在常压下的沸点是-13.9℃,但加压后就可以得到液体氯乙烯。
这一性质在氯乙烯精制中有着重要的工业意义。
氯乙烯蒸气压力和温度的关系见表3.1.2。
表3.1.2 氯乙烯蒸气压力和温度的关系液体氯乙烯的密度与一般液体一样,温度越高,氯乙烯的密度越小,液体氯乙烯密度如表3.1.3所示。
表3.1.3 不同温度下氯乙烯的密度氯乙烯饱和蒸气的比容随着温度变化见表3.1.4所示。
表3.1.4 氯乙烯饱和蒸气的比容与温度的关系不同温度下氯乙烯的潜热见表3.1.5所示。
表3.1.5 不同温度下氯乙烯的潜热氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和烃类,微溶于水,常压下其在水中的溶解度随温度变化而变化,见表3.1.6所示。
表3.1.6 氯乙烯在水中的溶解度随温度的变化氯乙烯易燃,与空气混合会形成爆炸性混合物,爆炸范围为4%~21.7%(体积分数),所以使用氯乙烯时要特别注意安全。
(2)主要化学性质氯乙烯分子含有不饱和双键和不对称的氯原子,因而很容易发生均聚反应,也能与其他单体发生共聚反应,还能与多种无机或有机化合物进行加成、取代及缩合等化学反应。
①有关氯原子的反应与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯:222222H()()||丁二酸氢钾丁二酸乙烯酯---=--=+→+CH COOK CH COO CH CH CH COO CH COOHCH CHCl KCl与苛性钠共热时,脱掉氯化氢生成乙炔:22CH CHCl NaOH CH CH NaCl H O =+→≡++②有关双键的反应与HCl 加成生成二氯乙烷:222CH CHCl HCl CH Cl CH Cl =+→-在紫外线照射下能与H 2S 加成生成2-氯乙硫醇:2222CH CHCl H S HSCH CH Cl =+→-氯乙烯通过聚合反应可生成聚氯乙烯:22nCH CHClCH CH =−−−→-催化剂——(3)产品规格由于各氯乙烯生产企业工艺过程、操作参数以及产品的应用有所不同,因而氯乙烯产品的规格也有所不同,中国聚合用氯乙烯的规格如表3.1.7所示。
电石法生成 VCM 的反应式简介电石法是一种用于生产氯乙烯(VCM)的方法。
VCM是一种重要的化工原料,广泛用于制造聚氯乙烯(PVC)。
在电石法中,通过对电解质溶液进行电解,产生氯气和氢气,并在阳极上形成次氯酸根离子。
然后,将次氯酸根离子与乙烯发生反应,生成VCM。
反应式电石法生成VCM的反应式如下:2Cl^- + 2e^- → Cl2↑ (1)C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 (1,2-二氯乙烷) (2)C2H4Cl2 + Cl^- → C2H3Cl + Cl2 + e^- (3)综合以上反应式(1)、(2)、(3),可以得到完整的反应式:C2H4 + 3Cl^- → C2H3Cl + 2Cl^-反应机理下面将详细介绍每个步骤的反应机理:步骤1:产生氯气和氢气在电解质溶液中进行电解时,阳极上发生如下半反应: 2Cl^- → Cl_ (g) + 2e^-此反应产生氯气,同时还有氢离子在阴极上发生还原反应生成氢气。
步骤2:次氯酸根离子与乙烯发生反应在电解质溶液中,次氯酸根离子(ClO^-)与乙烯(C2H4)发生以下反应: C2H4 + ClO^- → C2H4ClO该反应产生次氯乙醇(C2H4ClO),是VCM生成的中间产物。
步骤3:次氯乙醇分解生成VCM和氯气次氯乙醇进一步分解为VCM和氯气:C2H4ClO → C2H3Cl + Cl_ (g)该反应是整个电石法生成VCM的关键步骤,通过此步骤,可以从次氯乙醇中得到纯净的VCM。
工艺条件电石法生成VCM的工艺条件如下:1.温度:通常在25-40摄氏度之间。
2.电压:通常在3-6伏之间。
3.电流密度:通常在0.5-1安培/平方分米之间。
4.阴极材料:通常使用钢板或铅板作为阴极材料。
5.电解质溶液:通常使用氯化钠(NaCl)溶液作为电解质溶液。
反应过程下面将详细介绍电石法生成VCM的反应过程:1.在电解槽中,装有阳极和阴极,同时浸泡在电解质溶液中。
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。
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。
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中,其性能会发生变化,这在实际使用中影响很大。
滤布一般在一到两年内大多数孔眼就会被堵塞,及时清理也不能达到所需的气量,或产生滤布破损事故,此时需要更换滤布。
因此滤布的选型非常重要,一般要考虑材质、织法、透气率、阻力降、压损比等。
(4)乙炔的发生仓库内经破碎至25~50mm的电石,在皮带机的输送下,加入到经氮气置换合格的第一贮斗,再加入到经氮气置换合格的第二贮斗,在由电磁振动加料根据发生器的控制需求加入发生器内。
电石遇到发生器内的水生成粗乙炔气体由发生器顶部逸出,经喷淋预冷器及正水封进入喷淋冷却塔及气柜中。
反应所放出的热量是由过量的冷却塔废水和清净塔废水及渣浆上清液或工业补充水连续加入发生器并通过溢流管溢流而出,上述加水量以维持发生温度在(85±5)℃为标准。
为了使发生器液相中的电石颗粒表面因水解反应产生的浓渣浆层被耙齿不断更新破坏,使电石表面不断地能偶与水充分接触,发生器内设置了多层隔板和耙齿,通过耙齿的搅拌使电石颗粒的表面得到不断的更新并缓缓地向下一层隔板推动,使得水解速度更快,更完全;水解反应的副产物电石渣浆不断从溢流管流出,而较浓的渣浆及矽铁杂质由发生器内的搅拌耙齿送至底部间歇排放。
当发生器压力因加料故障或停车时,压力低于控制范围时,气柜内贮存的乙炔将借压差经逆水封,进入发生器内以保持设备处于正压,确保安全生产。
发生器的安全水封连接管道安装于发生器液面略上方的气相部位。
当发生器气相出口管道或冷却内电石渣堵塞而压力剧增时,乙炔气经管道冲破安全水封自动排空。
在湿式发生器中电石加入液相中发生水解反应,生成乙炔,反应式如下:CaC 2+2H 2O 2)(OH Ca →+mol KJ H C /13022+由于工业品电石中含有不少杂质,在发生器水相中也同时进行一些副反应,生成相应的PH 3、S H 2、NH 3等杂质气体,其反应时如下:22)(OH Ca O H CaCO →+↑+→+S H OH Ca O H CaS 222)(2322232)(36PH OH Ca O H P Ca +→+↑↑+→+322232)(36NH OH Ca O H N Ca↑+→+4222)(24SiH OH Ca O H Si Ca↑+→+322332)(36AsH OH Ca O H As Ca发生器生成的是由乙炔气和杂质气体共同组成的、含有大量水蒸气的粗乙炔气,进入清净工序。
乙炔发生工艺流程图见1-1。
(5)乙炔的净化粗乙炔气由于电石内杂质常含有硫化氢、磷化氢、氨、砷比氢等杂质气体。
它们合对氯乙烯合成的氯化高汞触媒进行不可逆吸附,破坏其“活性中心”而加速触媒活性的下降,其中磷化氯会降低乙炔的自燃点,与空气接触会自燃,均应彻底脱除。
目前多数工厂均采用次氯酸钠液体清净剂,其与杂反进行氧化反应:NaCl PO H NaClO PH 44433+→+NaCl SO H NaClO S H 44422+→+NaCl O H SiO NaClO SiH 424224++→+NaCl AsO H NaClO AsH 44433+→+清净过程反应产物磷酸、硫酸等由后面的碱洗过程予以中和为盐类,再由废碱液排出:O H PO Na NaOH PO H 2434333+→+2422Na NaOH SO H →+O H SO 242+O H CO Na NaOH CO 23222+→+对于生产中液体清净剂次氯酸钠浓度和pH 值的选择,主要考虑到清净效果及安全因素两个方面。
塔内次氯酸钠溶液的有效氯含量不低于0.06%,而补充新鲜溶液的有效氯应该控制在0.085~0.12范围内,pH 值在7~7.5为宜。
处理后的乙炔气经乙炔气冷却器出去饱和水分,制的纯度达98.5%以上,不含S 、P 的合格精制乙炔气送氯乙烯合成工序。
1.2 乙炔生产中的主要设备(1)乙炔发生器乙炔发生器是是以电石水解反应制取乙炔的主要设备,目前国内多半采用的是湿式立式发生器。
本次设计采用φ3.2m的六层隔板发生器,其乙炔生产能力为每小时2400m3以上。
其示意图如图1-2。
图1-1 乙炔发生工艺流程图图1-2 乙炔发生器示意图(2) 清净塔清净塔式清净系统的主要设备。
图1-3为典型的填料式清净塔的结构。
清净塔常用的填料有拉西瓷环、塑料阶梯环或波纹填料,如采用陶瓷环尺寸越小,则接触表面积越大,空隙率越小,根据生产经验,一般使用φ25~50mm瓷环,每个瓷环的填充高度为6~9米。
作为清净作用的填料塔,推荐空塔气速在0.2~0.4m/s,气体在塔内总停留时间为40~60s,以确保化学吸收完全。
由于乙炔清净属于化学吸收过程,清净效果除了与吸收剂浓度、pH值以及吸收温度有关外,还与气液的接触时间有关。
由于清净塔的液相介质为次氯酸纳,以及清净反应生成的硫酸、磷酸等,它对塔体采用的碳钢有腐蚀作用,需要对其进行防腐处理,原来的清净塔采用的是钢衬胶,衬胶在有温度的情况下容易老化脱落,现在有些厂家采用新型的内衬材料,如内衬PO,内衬四氟等,使用寿命长。
图1-3 清净塔示意图(3)乙炔水环泵在乙炔气输送设备的选择上,首先要考虑乙炔的性质和对输送设备的要求,从乙炔的化学、物理性质看,它是易燃易爆的气体,不一在高压条件下输送,以确保安全。
从输送要求看,乙炔要经过一系列的净化设备,必然产生压力损失,为了克服压力损失,就要有一定的压头,而同时又必须达到生产所需的气量,一确保生产平衡。
为此,选用水环泵来输送乙炔气体。
其特点是叶轮与泵壳间隙较大,不易因碰撞而产生火花,对易燃易爆的气体输送安全可靠。
泵内的工作液为水,使乙炔成湿气状态,抑制了乙炔的爆炸性质。
水环泵具有一定的抽气能力,输送压力不是很高,而量大的性能,虽然能量转换效率不高,但对输送乙炔气体是相当安全、适合的。
二氯化氢的制备2.1 工艺流程(1)原材料、辅助材料、公用工程规格及消耗①原材料规格及消耗(ⅰ)氯氢处理来的氢气H≥99.9%(体积分数,干基)压力≤0.098Mpa(G) 2O≤300ppm(体积分数,湿基) 用量2141.21kmol/hHOm/h;313.31kg/h)210.09(质量分数,湿基)(1792.963温度20℃(ⅱ)氯氢处理来的氯气Cl≥98.5%(体积分数,干基)压力≤0.3Mpa(G) 2O≤1.0% (体积分数,干基) 用量124.81kmol/h 2OHm/h;8799.1 2≤50×106 9(体积分数)(1093.203kg/h)温度≤45℃(ⅲ)液氯尾气(废氯)2Cl 80%~90% 压力 ≤0.0919Mpa(G)2H ≤2%(体积分数) 用量 5.41 kmol/h (68.673m /h ;370.85 kg/h )温度 20℃(Ⅵ)氯化氢气体温度 ≥94%游离氯 ≤0.04%a. 合成总量: 271.15 kmol/h(4751.523m /h ;9521.05 kg/h)温度 ≤45℃压力 ≤0.0509 Mpa(G)b. 去VCM 装置量: 253.92 kmol/h(449.563m /h ;8915.99 kg/h)c. 去I 段降膜吸收器量:17.23 kmol/h (301.963m /h:;605.06 kg/h ) ② 辅助材料规格及消耗(ⅰ)氮气供应压力 0.2 Mpa(G) 温度 常温(ⅱ)仪表空气供应压力 ≥0.6 Mpa(G) 温度 常温露点 ≤—40℃ 用量m/h23尘、油无尘、无油(ⅲ)循环水进水温度30℃回水温度40℃进水压力约0.4 Mpa(G) 回水压力约0.2Mpa(G)m/h用量约2443(Ⅵ)纯水m/h 进水温度25℃用量≤15 3进水压力≤0.4 Mpa(G)(4)本工序产品质量标准及消耗指标产品质量标准①氯化氢质量指标氯化氢纯度≥94% 含游离氯≤0.04%②氯化氢消耗指标氯化氢消耗指标见表2-1。