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—毕业论文(氯乙烯生产工艺)12


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新疆轻工职业技术学院 化工专业毕业设计

目:
氯乙烯 生 产 工 艺 樊 化 学 工 程 婷 系
学生姓名: 学生姓名: 系 别:
专业年级: 专业年级: 指导老师: 指导老师:
化工( 普高 08 化工(3)班 朱 明 娟 老 师
2011 年 3 月 18 日
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前言 ……4
1 氯乙烯的概述 ……4
第一章 第一章 氯乙烯的理化性质 ……5
1 氯乙烯的理化性质 ……5
1.1 理化性质 ……5
1.2 反应方程式 ……5
1.3 稳定性与反应性 ……5
第二章 生产方法的选择 ……6
1 各种生产方法概述 ……6
1.1 电石乙炔法 ……6
1.2 二氯乙烷法 ……7
1.3 乙烯氧氮化法 ……7
2 乙炔法合成氯乙烯介绍 ……8
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 ……9
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 …… 11
第 2 页 共 21 页
1.1 系统开车及准备 …… 11
1.1.1 初始开车或检修后开车前准备
…… 11
1.1.2 正常开车开车前准备……12
1.2 开车操作步骤 ……13
1.3 系统正常操作 ……14
1.4 系统正常停车操作 ……14
1.5 系统紧急停车步骤 ……15
1.6 停车后处理 ……15
第六章 合成岗位的主要设备 ……16
第七章 氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法 ……17
第八章 工艺计算 ……18
1 物料衡算 ……18
第九章 氯乙烯合成岗位应急预案 ……20
1
停水、电、气等紧急现象及处理 ……20
参考文献 ……21
致谢 ……21
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[摘要] 随着国民经济的高速发展,社会需求的增长,刺激了 PVC 树脂生产的迅速 摘要] 发展,目前全国有生产企业 80 余家,但规模较小,年产十万吨以上的厂家仅有上 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 足市场的需求, 这与我国大部分生产厂家工艺技术落后, 原料短缺有直接关系。 VC 我国相关技术也基本处于比较落后的水平,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的比较落后的乙炔法,但是此方法对于我国 目前国情还是有相当大的适应性,虽然它是最古老但最简单的商业生产路线。乙 炔法合成氯乙烯曾为我国聚氯乙烯工业的发展做出巨大贡献,至今仍约占我国氯 乙烯总生产能力的 2/3、产量的 1/2 以上。目前我国以电石乙炔为原料的聚氯乙 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 争日益激烈的今天,建立在高能耗电石基础上的乙炔法聚氯乙烯工业正面临严峻 考验。
[关键字] 乙炔 关键字]
氯乙烯 聚氯乙烯
氯碱
能源
高能耗
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
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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 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。
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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 → CH 2 = 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
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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:
CH 2 = CH 2 + Cl2 → CH 2ClCH 2Cl ; ClCH 2CH 2Cl → CH 2 = 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。
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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 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:
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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: 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。
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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 序号 1 项目名称 乙炔气水封 PH 值 二级乙炔气冷却 器气体出口温度 混合器出口气体 温度 高限报警 Ⅰ级混合气冷却 器气体出口温度 ℃ 单位 PH 值 指标 >7 检测点 乙炔气冷却 器排污口 乙炔除雾器 出口管 混合器出口 管 1#2#石墨冷 ℃ -4~-8 却器 气体出口 3#4#石墨冷 ℃ -14~-17 却器 气体出口 ℃ -7~-10 活化石墨冷 却器出口 Ⅱ级除雾器 出口管 预热器出口 管 操作工 1 次/小时 D 操作工 1 次/小时 A 操作工 1 次/小时 A 检测者 操作工 检测频次 1 次/小时 分类 D
2

<12
操作工
1 次/小时
D
3
<35 25
操作工 操作工
1 次/小时 1 次/小时
B D
4
5
Ⅱ级混合气冷却 器气体出口温度 活化石墨冷却器 出口温度 混合气含 HCl 预热器出口气体 温度
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6
7
%
49~51
操作工
1 次/2 小时
C
8

>75
操作工
1 次/小时
B
9
转化器最高温度 组合塔气相 进口温度 组合塔气相 出口温 组合塔下酸浓度

连续两点 ≤180℃ ≤20
转化器热电 偶 组合塔气相 进口管 组合塔气相 出口管 组合塔下酸 管 组合塔前 31% 酸管 22%稀酸进组 合塔管线管 水洗塔下酸 管 碱洗塔 A 出口 管 碱洗塔 B 出口 管
操作工
1 次/小时
D
10

操作工
1 次/小时
A
11

12~45
操作工
1 次/小时
C
12
%
31±2
操作工
1 次/4 小时
B
13
进组合塔 31%酸 进组合塔 19%稀 酸 水洗塔下酸浓度 碱洗塔 A 碱洗塔 B NaOH Na2CO3 NaOH Na2CO3

10~18
操作工
1 次/小时
C
14

≤20
操作工
1 次/小时
C
15
%
≤8 5~10
操作工
1 次/小时
A
16
%
<8 8~15 <8
分析工
1 次/4 小时
C
17
%
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
1.1 系统开车及准备
氯乙烯合成岗位开停车操作
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。
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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、
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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: 1.02~1.1 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
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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。 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
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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, HCl 总管压力接近于 0Kpa 待 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。 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
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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 乙炔砂封
设备规格 φ1800×2616 mm φ1600×3987 换热面积 417m2 φ1600×3987 换热面积 417m2 φ1500×5571mm
材质 碳钢
作用 防止由于合成岗位由于过氯而引起的火灾蔓 延到乙炔车间 将乙炔气冷却后除去过饱和的水分
乙炔冷却器
碳钢
HCL 冷却器
石墨
将 HCL 气体降温,除去过饱和的盐酸 将有乙炔车间送来的乙炔和由盐酸车间送来 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 温,再次脱析混合气中的水分 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 到在转化的基本温度 通过触媒的催化,将 HCL 和乙炔转化为氯乙 烯气体 将固定床式转化器反应出来的高温粗氯乙烯 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
混合器
钢衬塑
混合气冷却器 混合气换热器 混合气预热器 固定床式 转化器 粗氯乙烯气体 冷却器 脱酸塔
YKB160-240m2 YKB160-240m2 YKB160-400m2 φ3200×2986,换 热面积 864m2 YKB160-240m2 φ2300×12321mm
石墨 石墨 石墨
碳钢
石墨 玻璃钢
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吸收,制成 31%盐酸 组合塔 玻璃钢 将粗氯乙烯气体中含有的大量 HCL 用水物理 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 量 HCL 吸收,净化粗氯乙烯气体 将软水加热到 97±2℃,
水洗塔 合成热水罐
φ2300×12321mm φ2800×7504mm
钢衬塑 碳钢
第七章
序号 1
氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法 氯乙烯合成岗位不正常情况及处理方法
原 因 处 理 方 法 提高乙炔压力 ⑴提高反应温度 ⑵降低流量 ⑶适当减慢气流速度 ⑷更换触媒 ⑸通知盐酸、乙炔车间提高 HCL、C2H2 纯度 ⑹调整配比
不正常情况及处理方法: 不正常现象 氯化氢窜入乙炔管
氯化氢压力比乙炔压力高 ⑴反应温度低 ⑵流量超负荷
2
转化率差
⑶触媒未充分活化 ⑷触媒活性差 ⑸原料气纯度低 ⑹HCL、C2H2 配比不当 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
3
单台固定床式 转化器流量开不进
现象
⑴翻触媒降阻力
⑶固定床式转化器进出口蝶阀 ⑵停车疏通进出口管 阀位显示不准确,阀门实际未 ⑶待检修时确定后更换阀门 开或开得过小
4
乙炔过量
⑴氯化氢压力低,纯度低 ⑵氯化氢与乙炔配比不当
⑴通知盐酸提高氯化氢纯度 和压力
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5
组合塔出口温度 偏低
⑴配比失调,氯化氢剩余量小 ⑵水量过大 ⑶氯化氢纯度偏低
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 催化剂 烧碱 0.429t 0.68t 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
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26 36.5 62.5 (2)副反应 CH 2 = CHCl → CH 3 ? CH Cl 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 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。
2
物料衡算表
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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 第九章
1
氯乙烯合成岗位应急预案 氯乙烯合成岗位应急预案
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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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》等相关课本。 、
致谢
感谢学院给我们在学习中提供的各种良好的平台,在实习期间把我们安排在 与专业对口的化工企业实习,为我们提高了理论与实践相结合以及解决实际问题 的能力。在天业集团天辰化工实习的四个月里,让我在质检 PVC 中控岗位期间在 梦娜师傅、赵成武班长的细心指导与帮助下学会了使用气相色谱仪如何开关机及 注入气样的处理方法,酸、碱式滴定管做酸碱样,奥式气体分析仪的操作等等, 能够熟练的按照操作规程与岗位指标做好每一个样,以化工厂的安全为核心,也 为了所有的员工的生命安全提供了保障。在此基础上,更让我学会懂得生产必须 服从安全, “管生产必须管安全”坚持把安全生产放在第一位。作为一名合格的质 检员必须要严格把关,不容忽视细小问题,杜绝不良因素的发生,确保做出的样 具有正确性,真实性,可靠性。与此同时,我们还要做好个人防护措施,劳保穿 戴要齐全,增强自我保护意识,立足本职,精益求精。虽然这次实习没有分在车 间岗位,但我有一颗积极上进的心,在本岗位的学习期间了解了我所取样涉及的 各个岗位的生产工艺及管道流程去向,让我能够精一岗,懂多岗。最后,感谢在 本论文中为我指导的朱明娟老师以及实习梦娜师傅的帮助完成本论文。
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