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—毕业论文(氯乙烯生产工艺)12(1)


1 山西轻工职业技术学院毕业论文

毕业论文



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专业班级: 学生姓名: 指导老师:

应用化工 1131 郝晓东

山西轻工职业技术学院

2014 年 4 月 20 日





前言 ....................................................................................................................................................... 3

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1 氯乙烯的概述

........................................................................................................................... 3

第一章 氯乙烯的理化性质 .......................................................................................................................... 4 1 氯乙烯的理化性质 ..................................................................................................................... 4 1.1 理化性质 ..................................................................................................................... 4 1.2 反应方程式 .................................................................................................................. 4 1.3 稳定性与反应性 ............................................................................................................ 5 第二章 生产方法的选择 ............................................................................................................................. 5 1 各种生产方法概述 ..................................................................................................................... 5 1.1 电石乙炔法 ................................................................................................................. 6 1.2 二氯乙烷法 .................................................................................................................. 6 1.3 乙烯氧氮化法 ............................................................................................................... 6 2 乙炔法合成氯乙烯介绍 ................................................................................................................ 7 第三章 工艺流程的设计与绘制 .................................................................................................................. 8 3.1 反应热及时移出 ........................................................................................................... 8 3.2 反应器型式 ................................................................................................................. 8 3.3 管外用加压的循环热水进行冷却...................................................................................... 8 3.4 发挥催化剂床层的效率,提高处理量................................................................................ 8 3.5 工艺流程叙述 .............................................................................................................. 8 第四章 氯乙烯合成岗位工艺指标 ............................................................................................................... 10 第五章 氯乙烯合成岗位开停车操作 .......................................................................................................... 12 1.1 系统开车及准备 ......................................................................................................... 12 1.1.1 初始开车或检修后开车前准备 ............................................................................ 12 1.1.2 正常开车开车前准备 ........................................................................................ 13 1.2 开车操作步骤 ............................................................................................................. 14 1.3 系统正常操作 ............................................................................................................. 15 1.4 系统正常停车操作 ....................................................................................................... 16 1.5 系统紧急停车步骤 ....................................................................................................... 16 1.6 停车后处理 ................................................................................................................ 17 第六章 第七章 合成岗位的主要设备 ................................................................................................................... 17 氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法 ........................................................................................... 19

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第八章

工艺计算................................................................................................................................... 20 1 物料衡算 .............................................................................................................................. 20

第九章

氯乙烯合成岗位应急预案 ............................................................................................................. 22 1 停水、电、气等紧急现象及处理 .............................................................................................. 22

致谢 ..................................................................................................................................................... 24

前言

1

氯乙烯的概述 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。 由于传统的电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能, 对环境造成了严重的污染, 我国在几家较大的氯乙

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烯生产厂引进了日本、欧洲的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的氯乙烯生产工艺。但是 , 平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石油中的 乙烯, 随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾的日益尖锐, 这一工艺也暴露出它的弊端。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的新催化剂及相应的工艺过程。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的技术路线。 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。

第一章 氯乙烯的理化性质

1 氯乙烯的理化性质 1.1 理化性质 无色有醚样气味的气体,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
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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/mol 1.3 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 生产方法的选择

1 各种生产方法概述

目前,从国内十大 PVC 生产商的工艺和原料路线的现状分析,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 生产国中仅有的兼有乙烯法、电石法、EDC/ VCM 法 3 种装 置共存的国家。电石法 PVC 在中国能够生存是有其深刻的历史和现实原因的。由于目前中国 PVC 生产的原料路 线、资源分布和环境要求的不同,尤其是电石法 PVC 的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,随着国际局势的紧张,国际原油、天然气价格暴涨,导致了以乙烯工艺路线的 PVC 成本增加, 从而突显了我国电石法 PVC 的成本优势。 2004 年我国的电石法 PVC 主导了全国的 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 的投资与装置改扩建的热潮。 在目前电石法 PVC 利润空间比较大的时候, 新 建装置一定要防止低水平的重复建设,要广泛吸收同行业的先进技术和经验,真正做到高起点、高水平。

氯乙烯是一种非常重要的化工原材料,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 % 的氯乙烯单体都用于生产聚氯乙烯, 我国目前没有专门的氯乙烯生产企业, 所有的氯乙烯
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装置均与聚氯乙烯装置配套建设, 完全一体化。氯乙烯的生产工艺经历了多年的工业生产和工艺改造后, 形成 了 4 种主要的生产工艺: 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 电石乙炔法是最早的氯乙烯生产方法。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 ? CH ? HCl ? CH2 ? CHCl

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,反应中所用的催化剂对环境的污染严重。电石乙炔法在世界上已基本被淘汰, 但这是我国目前主要的氯乙烯 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的方法。 该法的副产物是 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的这一类反应的总称。乙烯氧氯化法的化学反应方程式为:
CH2 ? CH2 ? Cl2 ? CH2ClCH2Cl ; ClCH2CH2Cl ? CH2 ? CHCl ? HCl

这种方法是目前缺少氯气的地区采用的方法。 这 3 种氯乙烯生产工艺中, 除了第一种生产工艺走的是电石路线外,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
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沽化工厂四家较大的聚乙烯生产企业采用了以乙烯为原料的平衡氧氯化法,天津乐金公司直接以进口的氯乙烯 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的 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的生产工艺。但是 , 随着石油资源的日益枯竭以及氯 乙烯的需求不断增加, 必须有新的氯乙烯生产工艺的诞生。石油和天然气通常是相伴而生, 在石油和天然气当 中,石油的应用非常广泛, 而天然气虽然有极丰富的贮藏量, 但其在化学工业上的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的作用, 是人们一直关注的课题。尤其是随,着石油资源的日益减 少和天然气资源的大量发现,天然气的转化和利用越来越受到人们的重视。在这种情况下, 很自然想到用天然 气、 油田气中的乙烷来取代石油中的乙烯, 用于氯乙烯的生产。 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

最老也是最简单的商业路线是用无水氯化氢在活性炭作载体的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,因此可做简单的产品净化,没有大量的废物处 理问题,其基建和运营成本低于氧氯化法路线。通过氢气和氯气的反应,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、净化过的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的多管热交换器,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重量百分比的氯化汞组成。 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的 转化率为98%—99%。反应器排出物由氯乙烯、副产品以及未反应的乙炔和氯化氢组成,通过与反应器进料进行

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间接交换冷却,然后用水和碱洗涤。产品气经过压缩、冷却,连同冷凝的氯乙烯和氯化的烃副产品送往汽提塔。 汽提塔底部的粗氯乙烯在后处理塔内提纯,脱除重的氯化有机物和乙醛以便另行处置。氯乙烯汽提塔的塔顶馏 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,轻的氯化烃类送去焚化。

第三章
3.1 反应热及时移出:

工艺流程的设计与绘制

反应是放热反应,局部过热会影响催化剂的寿命(HgCl2 升华,使其活性下降)。因此,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的固定床氯化反应器,管内盛放催化剂。 经过干燥和已经净化的乙炔和氯化氢的混合气体,自上而下地通过催化剂床层,进行反应。 3.3 3.4 管外用加压的循环热水进行冷却。 发挥催化剂床层的效率,提高处理量: 反应是放热反应,乙炔的空速大,则有局部过热现象(热点温度),因此,乙炔的空速也受到限制。 如果整个床层温度都接近最佳的允许温度,就可以充分发挥催化剂床层的效率: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,因而催化剂的生产能力 也可以显著提高。 3.5 工艺流程叙述:
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乙炔加氯化氢制氯乙烯的工艺流程如图所示。

乙炔可由电石水解得到。 经过净化和干燥后的乙炔,与干燥的氯化氢以 1:1.05~1.1 的比例混合,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 1,1-二氯乙烷的生成量约为 1%左右。 从反应器出来的气体产物中,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%的氯化氢,和 少量没有反应的乙炔。 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。

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粗氯乙烯先经过冷凝蒸出塔,脱去溶解于其中的乙炔等气体后,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 项目名称 单位 指标 检测点 乙炔气冷却 乙炔气水封 PH 值 PH 值 >7 器排污口 二级乙炔气冷却 ℃ 器气体出口温度 混合器出口气体 <35 温度 高限报警 ℃ 管 25 1#2#石墨冷 Ⅰ级混合气冷却 ℃ 器气体出口温度 气体出口 3#4#石墨冷 Ⅱ级混合气冷却 ℃ 器气体出口温度 气体出口 -14~-17 却器 操作工 1 次/小时 A -4~-8 却器 操作工 1 次/小时 A 操作工 1 次/小时 D 混合器出口 操作工 1 次/小时 B <12 出口管 乙炔除雾器 操作工 1 次/小时 D 操作工 1 次/小时 检测者 检测频次 分类 D



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活化石墨冷却器 ℃ 出口温度 -7~-10

活化石墨冷 操作工 却器出口 Ⅱ级除雾器 1 次/小时 D

混合气含 HCl

%

49~51 出口管

操作工

1 次/2 小时

C

预热器出口气体 ℃ 温度 连续两点 转化器最高温度 ℃ ≤180℃ 组合塔气相 ℃ 进口温度 组合塔气相 ℃ 出口温 12~45 ≤20 >75

预热器出口 操作工 管 转化器热电 操作工 偶 组合塔气相 操作工 进口管 组合塔气相 操作工 出口管 组合塔下酸 1 次/小时 C 1 次/小时 A 1 次/小时 D 1 次/小时 B

组合塔下酸浓度

%

31±2 管 组合塔前 31%

操作工

1 次/4 小时

B

进组合塔 31%酸



10~18 酸管

操作工

1 次/小时

C

进组合塔 19%稀 ℃ 酸 水洗塔下酸浓度 % ≤8 ≤20

22%稀酸进组 操作工 合塔管线管 水洗塔下酸 操作工 1 次/小时 A 1 次/小时 C

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管 碱洗塔 A 碱洗塔 B NaOH % Na2CO3 NaOH % Na2CO3 <8 管 <8 8~15 管 碱洗塔 B 出口 分析工 1 次/4 小时 C 5~10 碱洗塔 A 出口 分析工 1 次/4 小时 C

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、管线里的空气。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;打开盐酸常规解析去组合 塔稀酸冷却器冷却水进、出口阀;打开盐酸深度解析解析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 打开盐酸常规解析塔顶 HCL 冷却器、稀酸冷却器循环水进出口阀;打开深度解析 HCL 一级冷却器、蒸
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汽冷凝器的循环水进、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,排出蒸汽管线内的蒸汽冷凝水后关闭。 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。
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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(本岗位对置换的 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,适当开启转化器的进 口(初始开车时逐步并入活化好的固定床式转化器) ,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的阀位,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,打开碱洗塔去气柜的阀 门,关闭碱洗塔后的放空阀,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~
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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的条件下,由中控调节,根据系统状况逐步提高乙炔和氯化氢的流量(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的盐酸送入盐酸脱析系统的成品酸罐内,当系统开车稳定后且成品酸罐液位到 1m 后,开盐酸常规解析系统。当 19%-22%稀酸罐内液位达到 1/2 后,开盐酸深度解析系统,同时调节常规盐酸解析 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析 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% ,深度解析废水浓度≤2%。根据化验室做的 31%酸样、水洗含酸样、深度 解析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 定床式转化器的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。
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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的运转情况。 1.3.5 观察碱洗塔液位,并仔细检查碱泵的运转情况,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 停盐酸常规解析系统和盐酸深度解析系统。 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的阀门。 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析系统的冷却水上、回水阀门。 1.4.8 认真、及时的填写原始记录报表。 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,关进混合器的乙炔气动阀,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。
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1.5.2 由中控人员停盐酸脱析系统蒸汽,将盐酸常规解析系统和盐酸深度解析系统停车。 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 按停车目的要求,对系统或局部进行排气或保持正压。 1.6.2 因其它岗位引起的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的,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

合成岗位的主要设备

设备名称

设备规格

材质

作用 防止由于合成岗位由于过氯而引起的火灾蔓

乙炔砂封

φ1800×2616 mm

碳钢 延到乙炔车间

φ1600×3987 碳钢 换热面积 417m2 将乙炔气冷却后除去过饱和的水分

炔冷却器

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18 山西轻工职业技术学院毕业论文

φ1600×3987 石墨 换热面积 417m2 将有乙炔车间送来的乙炔和由盐酸车间送来 φ1500×5571mm 钢衬塑 的 HCL 混合均匀 将由混合器混合后的混合气在深冷条件下降 YKB160-240m2 石墨 温,再次脱析混合气中的水分 YKB160-240m2 石墨 将经过深冷的混合气初步升温 将经过初步升温的混合气继续加热,使之达 YKB160-400m2 石墨 到在转化的基本温度 φ3200×2986,换 碳钢 热面积 864m2 烯气体 将固定床式转化器反应出来的高温粗氯乙烯 YKB160-240m2 石墨 气体冷却降温,保证组合塔进口温度尽量低 将粗氯乙烯气体中含有的大量 HCL 用水物理 φ2300×12321mm 玻璃钢 吸收,制成 31%盐酸 将粗氯乙烯气体中含有的大量 HCL 用水物理 玻璃钢 吸收,制成 31%盐酸 通过物理吸收,将粗氯乙烯气体中含有的少 φ2300×12321mm 钢衬塑 量 HCL 吸收,净化粗氯乙烯气体 通过触媒的催化,将 HCL 和乙炔转化为氯乙 将 HCL 气体降温,除去过饱和的盐酸

CL 冷却器

混合器

合气冷却器

合气换热器

合气预热器

固定床式

转化器

氯乙烯气体

冷却器

脱酸塔

组合塔

水洗塔

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19 山西轻工职业技术学院毕业论文

成热水罐

φ2800×7504mm

碳钢

将软水加热到 97±2℃,

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: 序号 1 不正常现象 氯化氢窜入乙炔管 原 因 处 理 方 法 提高乙炔压力 ⑴提高反应温度 ⑴反应温度低 ⑵降低流量 ⑵流量超负荷 ⑶适当减慢气流速度 ⑶触媒未充分活化 2 转化率差 ⑷触媒活性差 ⑸通知盐酸、乙炔车间提高 ⑸原料气纯度低 HCL、C2H2 纯度 ⑹HCL、C2H2 配比不当 ⑹调整配比 ⑴固定床式转化器床层阻力大 ⑵固定床式转化器进出口有堵 ⑴翻触媒降阻力 单台固定床式 3 转化器流量开不进 ⑶固定床式转化器进出口蝶阀 ⑶待检修时确定后更换阀门 阀位显示不准确,阀门实际未 现象 ⑵停车疏通进出口管 ⑷更换触媒

氯化氢压力比乙炔压力高

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20 山西轻工职业技术学院毕业论文

开或开得过小

⑴氯化氢压力低,纯度低 4 乙炔过量 ⑵氯化氢与乙炔配比不当 ⑴配比失调,氯化氢剩余量小 组合塔出口温度 5 偏低 ⑶氯化氢纯度偏低 ⑵水量过大

⑴通知盐酸提高氯化氢纯度 和压力 ⑴调整好配比 ⑵关小进水量 ⑶提高氯化氢纯度

第八章
1 物料衡算

工艺计算

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 乙炔 盐酸 0.429t 0.68t

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21 山西轻工职业技术学院毕业论文

催化剂 烧碱

0.2t 6t

取衡算基准 1h 每小时生产氯乙烯的量是: (105×1000)/(300×24×62.5)=222.22kmol/h 每小时生产氯乙烯的质量 222.22×62.5=13888.9?/h (1)主反应 CH ? CH ? HCl ? CH 2 ? CHCl 摩尔质量 26 36.5 62.5 (2)副反应
CH 2 ? CHCl ? CH 3 ? CH Cl
2

摩尔质量 62.5 93 99.7%的氯乙烯=13847.23 kg/h 实际参加反应的乙炔 5958.34×0.98÷26×0.99=222.34 kmol/h 实际参加反应的乙炔的质量为 5958.34×0.98×0.99=5780.78kg/h 没有参加反应的乙炔的质量为 5958.34-5780.78=177.56 kg/h 生成的氯乙烯是 222.34 kmol/h 参加副反应的氯乙烯是 222.34-221.55=0.79kmol/h
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22 山西轻工职业技术学院毕业论文

其质量是 0.79×99=78.21 kg/h 参与反应的盐酸包括两部分 主反应为 222.34 kmol/h 副反应为 0.79 kmol/h 总反应的质量为 223.13×36.5=8144.245 kg/h 没有参与反应的盐酸为 9444.45-8144.245=1300.0 kg/h 另外的高沸物为氯乙烯。

物料衡算表 组成 乙炔 氯化氢 二氯乙烷 氯乙烷 合计 进料 5958.34 9444.45 0 0 15403.0 出料 177.56 1300.2 13847.23 78.21 15403.0

第九章
1

氯乙烯合成岗位应急预案

停水、电、气等紧急现象及处理
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23 山西轻工职业技术学院毕业论文

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的要求 严格执行,对本岗位严格巡检,发现问题及时进行处理,不能处理的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,在保护好个人安全的前提下,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。

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24 山西轻工职业技术学院毕业论文

致谢
本论文在 xxx 导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲 人不倦的高尚师德,严于律己、宽以待人的崇高风范,朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅 使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法,还使本人明白了许多为人处事的道理。在写论文的过 程中,遇到了很多的问题,在老师的耐心指导下,问题都得以解决。所以在此,再次对老师道一声:谢谢! 时光匆匆如流水,转眼便是大学毕业时节,春梦秋云,聚散真容易。离校日期已日趋渐进,毕业论文的完成 也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成,一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助,在 这里请接受我诚挚的谢意!在此我向 xxxx 学校 xxxxxxx 专业的所有老师表示衷心的感谢,谢谢你们三年的辛勤 栽培,谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理,谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲!

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