年产30万吨氯乙烯(vcm)_工艺设计毕业论文(编辑修改稿)

年产30万吨氯乙烯(vcm)_工艺设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

苯、乙醚、氯仿等许多烃类混合，能溶解油和脂肪，其蒸汽和空气能形成爆炸性混合物。 理化常数：熔点： ℃ ；沸点： ℃ ；临界温度： 288℃ 临界压力： ；临界温度： 412kg/m3；闪点（闭环）： ℃ 密度：液态（ 20℃ ） =1255kg/m3，蒸汽比重 毒性：有毒；对黏膜有刺激作用，可引起角膜混浊和肺水肿，抑制中枢神经系统，刺激胃肠道和引起肝肾的脂肪性病变，皮肤接触能引起皮炎，对人体有致癌作用，车间中最高允许浓度 25mg/m3。 二氯乙烷的主要用途： 主要用作脂肪、蜡、橡胶等溶剂，大量用于制造氯乙烯，并用作谷物、谷仓和葡萄园土壤的气体消毒虫剂；二氯乙烷在 高温高压下可裂解成氯乙烯和氯化氢。 4 本岗位生产的 EDC 规格（如表 1） 表 1： EDC 规格 组分 分子式 数值 1,2二氯乙烷 1,2C2H4Cl2 ≧ 轻组分VCM+EC+11EDC C2H3Cl 、 C2H5Cl 、1,2C2H4Cl2 ≦ 500Mg/kg 重组分 1， 1， 2三氯乙烷 C2H3Cl3 ≦ 1000Mg/kg 水 H2O ≦ 20Mg/kg 铁 Fe ≦ 氯乙烯合成方法简介 直接氯化生产 1,2二氯乙烷方法介绍 1,2二氯乙烷是生产聚氯乙烯和氯乙烯的重要原料。 乙烯直接氯化是目前生产 1,2二氯乙烷的主要工艺之一。 乙烯直接氯化法又可分为气相法和液相法两种方法，其中气相法生产工艺目前还停留在实验室阶段，没有实现工业化，因而工业生产方法主要是液相法。 液相法制取 1,2二氯乙烷按照反应温度又分为： 低温氯化工艺、中温氯化工业、和高温氯化工艺 3 种。 这三种方法代表了乙烯直接氯化生产 1,2二氯乙烷的发展过程。 低温氯化反应温度为 50℃ ，特点是反应选择性高，但液相氯化和液相出料催化剂损失大，生成 1,2二氯乙烷 因需要用水洗 涤而产生大量废水，另外设备工艺复杂、投资大，目前该方法正在逐渐被淘汰。 中温氯化技术反应温度约为 90℃ ，液相氯化、气相出料，特点是催化剂留在反应液中，不需要水洗，只需要脱轻、重组分就可以用于 1,2二氯乙烷 裂解。 中温氯化方法是我公司乙烯直接氯化生产 1,2二氯乙烷 的主要方法之一 [2]。 5 中温氯化介绍 上海氯碱化工股份有限公司和山东齐鲁石油化工公司在 20世界 80年代引进日本三井东压公司直接氯化反应技术建成 1,2二氯乙烷 生产装置。 该工艺主要设备为立式圆筒型不锈钢反应器，反应温度约为 90℃ ，反 应压力为 ，乙烯和氯气反应的分子摩尔比为 ： ，反应热由气化的 1,2二氯乙烷 带出，冷凝后大部分 EDC 循环回反应器，另一部分经冷凝液相去精馏。 反应器内装有拉西环金属填料。 近年来，上海氯碱化工股份有限公司和山东齐鲁石油化工公司对生产 EDC的中温氯化技术进行了改进，在反应体系中添加一定比例的 NaCl作为助催化剂，反应选择性可以得到一定程度提高，产品中 EDC 的质量分数由 %提高到%，降低了装置的单耗。 在反应器拉西环上增加了高度为 规整填料，反应传热，传质 效果得到大幅度的提高，不仅反应器直接不变，反应生产能力增加了 30%，产品中 EDC 的质量分数进一步提高到 %。 高温氯化技术介绍 高温氯化工艺的反应温度为 110120℃ ，反应热可以充分利用，这样就可以降低装置的能耗，是乙烯直接氯化反应生产 EDC 的主要发展方向 [1]。 EVC 公司高温氯化技术主要设备是一体化的反应器和精馏塔，反应器材质为不锈钢。 与传统的直接氯化工艺的反应器不同，反应器采用热虹吸式反应釜，反应温度为 110℃ ，压力为 ，乙烯和氯气分子摩尔比为 ： ，反应釜内产生的气相 EDC 全部进入精馏塔， EDC(裂解后未反应 EDC 也回到该精馏塔提纯，塔底液体作为循环 EDC 返回反应器，直接氯化反应热能直接用于精馏，不需在精馏塔底设计再沸器。 该工艺比传统工艺的 VCM 装置节约加热蒸汽，并节约了相应的循环冷却水用量，产品中 EDC 的质量分数达到%，无需进一步精制可直接用于裂解生产 VCM。 赫司特公司乙烯直接氯化反应器为立式圆筒反应器，首先 Cl2 经静态混合器溶解在循环 EDC 中，然后 C2H4 与溶解 Cl2 的 EDC 混合后进入反应器，反应温度控制在 120℃ 左右，反应压力约为。 反应器内部分液相送 EDC 精制单元作为再沸器热源换热后返回反应器；部分闪蒸的 EDC 气体经冷凝后 EDC(的质量分数高于 %，其中一部分直接用于裂解，另一部分返回反应器。 该工艺除混合器材料为不锈钢外，其余设备材料均为碳钢，设备造价低，而且该工艺尾气量较少，尾气无需再送乙烯氧氯化单元利用。 6 第二章 EDC 生产原理及工艺流程 生产原理 乙烯和氯气在催化剂存在下发生加成反应，其反应方程式如下： C2H4+ Cl2 → 1,2C 2H4Cl2 + 183KJ/mol （公式 1） 1t 反应机理为： FeCl3 + Cl2 → [ FeCl 4￣ Cl+ ] （公式 2） [ FeCl4￣ Cl+ ] +C2H4 →[CH 2ClCH2+FeCl4￣ ] （公式 3） [CH2ClCH2+FeCl4￣ ] →CH 2ClCH2Cl+FeCl3 （公式 4） 、在反应过程中，会生成 少量副产物，其副反应化学方程式如下： （ Ⅰ ） TCE 基本反应： C2H4 + 2Cl2 →CHCl 2CH2Cl+ HCl （公式 5） 反应机理： C2H4+Cl2 →(C 2H4Cl) •+Cl• （公式 6） (C2H4Cl) • + Cl2 → CH 2ClCH2Cl+ Cl• （公式 7） CH2ClCH2Cl +Cl2→• CHCl CH2Cl+HCl• （公式 8） CHCl CH2Cl +CL2→CHCl 2CH2Cl+Cl• （公式 9） 这个反应 受到 Fe3+和 氧气的 抑制。 TCE 是 一种高 沸点的 化合物（ BP=℃ ）。 （ Ⅱ ） 1,1EDC： C2H4 + Cl2 → CHCl 2CH3 （公式 10） EDC11 是低沸点化合物（ BP=57℃ ） (Ⅲ ) 氯乙烷 副反应： C2H4 + HCl → C 2H5Cl （公式 11） 反应机理： HCl+FeCl3→H+FeCl 4￣ 副产物与如下因素有关： 氯气中氧气的含量 反应物在液态 EDC 中分布 反应温度 7 FeCL3 的浓度 EDC 与溶解的氯进一步反应 氯气中硫的存在及乙烯中氨的存在会使催化剂中毒 、直接氯化的化工特点 1）能量消耗低，产品质量高，裂解前不需要额外的精制 2）与其他单元独立性强，操作弹性高 3）原料消耗低： 287kg 乙烯 /tEDC ， 725kg 氯 /tEDC 4) 转化率高：乙烯＞ ％ 氯气＞ ％ 5)可靠性好，运行率高 6） 安全性好，尾气在线分析仪（ 2 选 1）以及 EDC 联锁系统确保安全稳定运行。 工艺流程 将乙烯储运送来的乙烯 (C2H4)和氯碱厂送来的 (Cl2)送入直接氯化反应器（ C081）内，以溶解于二氯乙烷（ EDC）中的三氯化铁、氯化钾作为催化剂，在 90100℃ 和 的操作条件下发生加成反应，生成 1， 2二氯乙烷 (EDC)，并将生成的 1,2二氯乙烷以气相的形式蒸出反应器，一部分气相 1,2二氯乙烷经空冷器 (C2031)冷凝后，回到液位控制器 (C2121)中，循环回反应器，以控制反应器液位，移去反应热；另一 部分气相 1,2二氯乙烷经空冷器（ C2131）冷凝后回到冷凝液储罐 (C20xx)，再通过轻组分塔进料泵 C2052A/S 送入轻组分塔（ C2082）中去除轻组分，塔釜 EDC 经循环水冷却器（ C139）冷凝后去 EDC 储罐，塔顶轻组分（尾气）经轻组分塔顶冷凝器（ C2032）和氟利昂深冷器（ C2。