第二章 聚氯乙烯生產.pptx

1、聚氯乙烯生產技術1一、概述1 聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物分子式：C2CHCln，其中n表示平均聚合度。目前，商品化的PVC樹脂分子質量范圍在1.9105 5.0105之間，通用樹脂分子量為3200095000主要物化數(shù)據如下：外觀：白色粉末 比重：1.351.45 表觀密度：0.400.65 g/ml 比熱：0.200.35 Kcal/g 導熱系數(shù)：0.14 Kcal/h m 唯卡軟化點：7585 顆粒直徑：60150 微米 （懸浮法）熱分解點：100降解釋放出氯化氫燃燒性：在火焰上能燃燒并釋放氯化氫、一氧化碳和苯等，離開火焰自熄。2聚氯乙烯是性能價格比優(yōu)越

2、的大宗塑料品種，是五大通用樹脂中產量最大的品種。聚氯乙烯樹脂廣泛用于建筑、電線電纜、家用器具等行業(yè)，如用于制造電纜絕緣層、保護層；蓄電池隔板；農膜；薄膜；軟管；人造革等板材；型材；管材；塑鋼門窗；上下水管；穿線管；透明瓶；透明片材；彩色板管；玩具等。另外，還用于摻混其它塑料進行塑料合金的加工制作。3在PVC用途消費中軟制品約占總消費量的30-35%，用量最大的是膜和片；硬制品約占總消費量的60-65%，用量最大的是管材和管件。大的消費市場是建筑行業(yè)，約占PVC總消費量的55%，主要用于管材、管件、板材、型材等；裝修行業(yè)約占總消費量的8%；電氣電纜約占7%；家具裝璜約占5%；其他為25%。PVC

3、硬制品的比例目前正在逐步擴大，今后PVC硬制品的發(fā)展將以復合材料、摻混材料及其它適應建材市場要求的制品為主。軟制品則仍以電線電纜、包裝材料和壁紙為主，向無毒、低增塑劑方向發(fā)展。共混改性技術近年來在發(fā)達國家已經取得了長足的進步，以聚氯乙烯為主的塑料合金制品在一些地方開始取代工程塑料和橡膠。42 電石（CaC2）工業(yè)碳化鈣（即電石）是灰色、棕黃色或黑色，結晶斷面是灰色。當碳化鈣含量高時呈紫色，斷面在空氣中暴露一定時間將逐漸變?yōu)榛野咨ｋ娛戎貫?.02.8，隨CaC2含量減小而增高。一般含CaC2為80。碳化鈣與水作用放出乙炔。53 乙炔（CHCH）乙炔是炔烴中最簡單的一種化合物，其性質非?；顫姡?/p>

4、易進行加成、聚合以及其它化學反應，因此乙炔在有機合成中得到廣泛應用，是化學工業(yè)中的主要原料之一，乙炔在常溫常壓下乙炔為無色、無嗅、無味的氣體，工業(yè)乙炔因含有雜質而具有特殊的刺激性嗅味?；瘜W分子式： C2H2（結構式CHCH） 分子量：26.038乙炔極易燃燒爆炸，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。遇氧化劑接觸會猛烈反應。與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈化學反應。與銅、銀、汞等的化合物生成爆炸性物質。在空氣中的爆炸極限為：2.381，（其中713最易爆炸）。乙炔用N2、CO2、CO、H2O等氣體稀釋后，爆炸能力會降低。如N2：C2H2=1：1時，通常不會發(fā)生爆炸。作為乙炔的稀釋劑

5、，效果最好的是氮氣。64 氯乙烯（VCM）在常溫常壓下是一種無色有乙醚香味的氣體分子式：CH2=CHCl分子量為62.51溶解性：微溶水，溶于酒精、乙醚、四氯化碳、苯。純的氯乙烯氣體加壓到0.5MPa以上時，可以用工業(yè)水冷卻得到比水略輕的液體氯乙烯。氯乙烯與空氣形成爆炸混合物的范圍為422%，氯乙烯與氧氣形成爆炸混合物范圍是3.672%。在氯乙烯與空氣混合物中充入氮或二氧化碳可縮小其爆炸范圍。75 氯化氫（HCL）在常溫常壓下是一種比空氣重的無色、有刺激臭味的氣體分子量：36.5，無水氯化氫經過壓縮到約6.0MPa后，可以用水冷卻為純度99.99%的液態(tài)氯化氫。氯化氫極易溶于水成為鹽酸，并強烈

6、放熱。在標準狀況下，每升水可溶解525.2升體積的氯化氫變成46.15%的鹽酸，并放出約390400 Kcal的熱量。氯化氫還極易與空氣中的水分結合生成白色的煙霧（酸霧）。氯化氫在干燥狀態(tài)下幾乎不與金屬作用，但在含水或溶于水時，表現(xiàn)出鹽酸的性質，具有強腐蝕性，能與大多數(shù)金屬反應生成相應的鹽類物質；與金屬氧化物、堿生成鹽和水。8二 聚氯乙烯生產技術1 電石法PVC的生產前景聚氯乙烯的生產方法從原料路線劃分主要為電石乙炔法、石油乙烯法和天然氣乙炔法。在上世紀60年代以前，世界上采用的基本是電石乙炔法，隨生產技術水平的提高，進入60年代后，石油乙烯法技術逐漸成熟，由于當時電石乙炔法技術落后，能耗高，

7、污染問題解決難度大，產品質量差，難以形成規(guī)模，因此逐步為石油乙烯法所取代。到80年代，除日本僅存一套裝置外，發(fā)達國家的電石法PVC已全部被淘汰。在國內，1976年以前均采用電石乙炔法，之后北化二從德國引進第一套氧氯化裝置，開始了國內的石油乙烯法PVC生產，87年石油乙烯法占PVC全部產能的13%，到89年占到30%，2000年占到49%，當前電石法得到大力發(fā)展，該比例又降低到為39%，因此現(xiàn)在國內是電石乙炔法與石油乙烯法并存，且電石法一直占優(yōu)勢。但根據當前世界能源結構的變化，通過國內外技術革新和發(fā)展，電石乙炔法PVC在國內體現(xiàn)出較強的生命力。92、電石法聚氯乙烯發(fā)展的挑戰(zhàn)和趨勢經過多年來國內外

8、科學技術人員的努力，電石乙炔法的生產技術產生了極大的變化，技術水平不可同日而語。過去存在的技術問題得到了逐一解決，技術水平的提高為電石乙炔法PVC新的發(fā)展提供了基礎和保障。清潔生產技術的創(chuàng)新和運用，使生產過程產生的廢水、廢氣和廢渣得到了很好的綜合治理和循環(huán)利用，奠定了電石法聚氯乙烯清潔生產的基礎。10清潔生產技術：干法乙炔、電石渣水泥、變壓吸附、聚合母液水處理、乙炔上清液封閉循環(huán)、低汞觸媒、含汞廢鹽酸深度解析。11“十一五”期間，我國電石法聚氯乙烯產業(yè)發(fā)展迅速，2011年，中國PVC產能已達2227萬噸/年，PVC產量為1295.2萬噸，其中電石法聚氯乙烯產量超過1000萬噸，為聚氯乙烯總產量

9、的75%以上。為緩解我國石油資源短缺、保障能源安全作出了突出貢獻。12電石法聚氯乙烯發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)1）汞污染防治的挑戰(zhàn)聯(lián)合國關于汞問題文書預計2012年底將簽署；國務院發(fā)布重金屬污染綜合防治“十二五”發(fā)展規(guī)劃中汞污染防治是其中的重點內容。我國汞資源相對匱乏，電石法聚氯乙烯是耗汞量最大的行業(yè)。國家發(fā)改委已將高汞觸媒列入淘汰類產品。132）節(jié)能減排的挑戰(zhàn)電石法聚氯乙烯是典型的高耗能產業(yè)，電力價格影響是石油乙烯法路線的3倍左右。電石法聚氯乙烯生產過程中二氧化碳排放量明顯高于石油乙烯法聚氯乙烯。3）物流成本和人力成本的挑戰(zhàn)電石法聚氯乙烯主要分布在煤炭資源豐富的西部地區(qū)，運輸成本較高。電石生產屬勞動密集

10、型產業(yè)，用工量大，人員產值低。而中國的人力資源成本在迅速上漲。物流成本和人力資源成本在電石法聚氯乙烯中占有相當比例。14電石法聚氯乙烯的發(fā)展趨勢“十二五”期間，我國電石法聚氯乙烯將進入調整發(fā)展階段。1、產能的迅速擴展基本結束，調整是主基調。2、汞污染防治工作取得重大進展。3、無汞觸媒是行業(yè)重大課題。4、深入推進節(jié)能減排。5、產品差異化、高質化發(fā)展態(tài)勢明顯。153 聚氯乙烯質量標準GB/T5761-2006 我國的國家標準中，對PVC產品提出了10項質量指標，這些指標主要針對通用型PVC樹脂加工的普通要求和環(huán)保要求建立的，這些只是一些PVC質量的基礎指標，只能從宏觀、片面的角度評價PVC產品質量

11、。PVC產品質量具有一個綜合而復雜的內涵，除上述指標外，還有聚合度分布、粒度分布、顆粒規(guī)整性、初期著色、老化變色率、干流動性、塑化流變性能等等，具不完全統(tǒng)計，考證PVC產品質量的指標可多達138項。所有PVC產品質量性能之間有著密切聯(lián)系，相互促進同時又相互制約，原料、工藝、操作、控制等方面的影響因素非常復雜。16通用PVC樹脂10項指標粘數(shù)（聚合度） 表觀密度（假比重）100g樹脂的增塑劑（TOP）吸收量（吸油率）揮發(fā)物含量（含水） 過篩率雜質粒子數(shù)（黑黃點） 熱老化白度“魚眼”數(shù) 導電率殘余VC含量17二、生產基本原理以電石為原料，通過電石水解反應、乙炔與氯化氫加成反應、氯乙烯聚合反應三個主

12、化學反應，完成PVC樹脂的制造，生產裝置中包括：反應器、分餾過程、分離過程等。涉及的設備種類較多，工藝控制路線較長、控制參數(shù)較復雜，實際生產中，大部分通過DCS自動控制完成。181 三個主要化學反應式CaC2+ 2H2O C2H2 Ca（OH）2 + 31kcal/mol CHCH+HCl CH2=CHCl + 29.8kcal/molHgCl2觸媒nCH2=CHCl （ CH2CHCl ）n + 23kcal/mol水、助劑192 生產單元電石機運電石破碎電石除塵氯乙烯合成乙炔生產乙炔發(fā)生乙炔清凈渣漿處理單體生產轉化精餾聚氯乙烯聚合尾氣吸附聚合干燥助劑配制聚合漿料汽提離心干燥聚合回收粉體輸送

13、包裝污水處理含汞廢水處理離心母液處理20生產工藝流程1 電石機運散裝電石電石來自袋裝庫電石來自散裝庫粗破碎細破碎篩 分 粉料倉A/B/D/E袋裝電石加 料 輸 送發(fā)生器212 氯乙烯合成凈化氣VC+C2H2HCLC2H2VCM99.95%含C2H20.001%含高沸物0.01%電石發(fā) 生 器粗C2H2粗C2H2電石渣生產水廢液冷卻洗滌乙炔清凈乙炔壓縮乙炔氣柜NaOH次氯酸鈉C2H298.5%不含S.P混合脫水氯化氫冷卻HCL90-94%不含游離氯HCL冷凝酸轉 化粗VCVC凈化VCM壓縮VCM精餾生產水NaOH鹽酸脫析濃酸回收酸HCL尾氣回收氯乙烯氣柜尾氣VCM儲槽精VCM防空外運223 氯乙

14、烯聚合聚 合 釜出 料漿料汽提精VCM助劑配制分散劑引發(fā)劑助劑純水未聚合VC回收VCVC回收VCMVC氣柜VCVCPVC漿料PVC漿料廢水汽提含VC廢水含VC廢水VCVC氣柜廢水外排離 心母液回收干 燥PVC含水20-25%熱空氣空氣、蒸汽防空尾氣PVC粉體輸送包 裝PVCPVC成品壓縮空氣23四、聚氯乙烯生產技術簡介 1 國內氯乙烯懸浮聚合技術1.1 30M3釜聚合工藝技術30M3聚合釜自1974年由錦西化工機械廠研制成功，目前已發(fā)展為第四代的型聚合釜。已經形成了整套的工藝技術。其聚合周期包括：入料前的確認，加入水、助劑、單體、升溫，設定聚合溫度下的反應（反應中連續(xù)注水），后期降壓，后期升溫

15、，反應結束加入終止劑，聚合出料（包括沖洗釜），防粘釜噴涂。全過程為密閉化操作，由DCS系統(tǒng)判斷、聯(lián)鎖、控制。具有以下工藝技術特點：助劑溶液化。采用復合引發(fā)體系聚合中連續(xù)注水粗料監(jiān)測縮短聚合反應后期降壓時間縮短出料時間聚合生產過程密閉化全過程DCS自動控制平均聚合周期可達7.4h，入料水油比可達1.25， ，生產能力可達到10000噸/年。241.2 45 M3釜聚合工藝技術工藝流程：通過釜頂旋轉噴淋閥向釜內噴涂防粘釜劑后，按設定程序先將無離子水、引發(fā)劑、分散劑、緩沖劑和VCM加入釜內，經攪拌、升溫后進行懸浮聚合反應，反應結束后將聚合漿料用泵送到接料槽，回收大部分未聚合單體?？缮aSG-3SG-

16、8型樹脂，聚合釜長徑比適中（30005500），單位體積產能大，可達300t/(m3.a)，運行較經濟。具有以下特點：采用“低溫差、大流量”工藝，釜溫控制平穩(wěn)。采用密閉加料新工藝。單體采用雙流量計，計量準確。未聚合單體回收采用三段級回收方式，單體回收率可達95%。聚合全過程采用DCS自動控制?？煽康姆勒掣夹g。251.3 70 M3釜聚合工藝技術20世紀80年代中期，北京化二股份等三廠家分別引進美國古德里奇公司的PVC生產單元技術，經消化、吸收、改進，實現(xiàn)了國產化。該成套工藝技術具有可靠性高、穩(wěn)定性好、產品物耗及能耗低、產品質量好、可同時生產SG1-SG8八個型號的聚氯乙烯樹脂等顯著特點。其專

17、有工藝技術主要包括：聚合生產配方、密閉入料、等溫水入料、高效防粘釜、中途注水、高壓回收VCM、新型漿料汽提、旋風干燥、DCS自動控制等。工藝技術特點為：等溫水入料工藝。密閉入料技術。復合引發(fā)劑體系。反應中途注水。變溫操作。冷卻系統(tǒng)采用夾套和內冷卻擋板非循環(huán)系統(tǒng)流程。防粘釜技術。262 聚合釜頂回流冷凝器工藝國內PVC裝置中聚合先進技術，公司2008年技術改造項目，在聚合釜頂部增加回流冷凝器，通過DCS程序控制，增大聚合釜的傳熱能力，提高聚合釜的產能。此技術的關鍵點是聚合過程傳熱控制方案、氮氣控制方案、回流冷凝器的涂壁方案。273、 PVC成品密相輸送技術此系統(tǒng)為PVC粉料輸送的先進技術，可使裝

18、置連續(xù)穩(wěn)定的安全運行，同時按設計能力得到性能指標合格的最終產品。產品輸送系統(tǒng)采用雙發(fā)送罐脈沖密相輸送方式，動力采用裝置原有壓縮空氣，提高系統(tǒng)的依托率，減少風機和旋轉閥，輸送管線口徑小DN100，降低建設投資及系統(tǒng)運行費用。輸送系統(tǒng)由DCS進行自動控制，自動化程度高。實現(xiàn)遠程輸送，管道布置簡單。使用了特有的袋濾器，使放空尾氣達到國家環(huán)保要求，氣體粉塵含量50mg/m3。 284 合成氣新型脫酸塔技術脫酸塔采用篩板和填料組合，用于吸收轉化合成氣中過量的HCL，循環(huán)酸濃度可達到35%，脫酸效率極高，操作控制穩(wěn)定。5 精餾技術采用垂直篩板塔，DCS前饋控制技術，精餾后的VCM成品純度99.95%，含高

19、沸物100PPM，含乙炔10PPM，質量穩(wěn)定，操作彈性大。296 乙炔清凈廢次氯酸鈉復配利用清凈廢液經吹脫處理后，代替生產水，與濃次氯酸鈉（10%12%）配制次氯酸鈉溶液 ，供乙炔清凈使用。少部分多余廢液可并入PVC綜合污水一并處理。307 聚合離心母液的回收再利用：部分母液水（約20%）回用于聚合漿料系統(tǒng)沖洗。其余大部分利用生化處理，達到GB18918-2002一級A標準，回用于循環(huán)水、乙炔發(fā)生等。也可再利用膜技術，將離心母液深度處理為純水，供聚合使用。8 VCM干燥脫水：在精餾裝置引進氯乙烯高效脫水聚結器 ，經聚結器中三級分離即：液液聚結器，除沫消能器，斥水分離器，除去氯乙烯中夾帶的水分，

20、使游離水含量：80 ppm 期望值：40ppm。319 干法乙炔技術干法制乙炔發(fā)生裝置由北京瑞思達化工設備有限公司設計并制造,生產能力2500m3/h，第一套于在2006年10月24日山壽光新龍有限公司正式投入生產使用。工作原理：干法乙炔發(fā)生是用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解，產生的電石渣為含水量4%-10%干粉末，粗乙炔含水量為75%，反應溫度氣相為85100，固相溫度為100110，水與電石的比例約為11.8，反應熱由水汽化帶走，經由非接觸式換熱器傳給循環(huán)水（沒有溶解損失），電石的粒度小于5mm，水解率大于99.5%，乙炔收率大于98.5%。32安全性加料單元的安全性-生產過程

21、是連續(xù)的，無須置換；反應過程的安全性-含氧低于3%不會發(fā)生爆炸；事故狀態(tài)的安全性-發(fā)生停電或設備故障時，反應很快停止，無需特別處理；排料單元的安全性-底部排渣螺旋輸送器的密封可靠。經濟性設備投資少-無沉降及壓濾處理，節(jié)省設備投資，減少占地面積；運行費用底-無需渣漿處理，節(jié)約人工費及設備運行費用；乙炔收率高-電石水解率高達99.82%，沒有生電石排出，乙炔收率大于98.5%；節(jié)約水資源-整個工藝是循環(huán)水系統(tǒng)，水為零排放；電石渣處理費用低-電石渣用于生產水泥無需干燥，即節(jié)約設備投資又減少生產成本。333435363738394041五、聚氯乙烯安全生產特點由于聚氯乙烯生產過程中存在許多易燃、易爆、

22、有毒、有害物質，因此具有了有毒、有害、易燃、易爆、生產連續(xù)性強的特征。生產裝置設計、建設、運行維護過程中，相關安全、環(huán)境、職業(yè)健康等都要求嚴格按照國家相關規(guī)范執(zhí)行。421 聚氯乙烯樹脂生產過程中可能產生易燃、易爆、有毒、有害物質簡介電石及粉末、乙炔、氯乙烯、氯化氫、鹽酸、二氯乙烷、化學助劑(引發(fā)劑、分散劑、終止劑等)、氫氧化鈉、氨水、次氯酸鈉等。432 生產過程中的職業(yè)危害因素簡介主要危害因素：火災、爆炸、中毒、窒息、化學灼傷；次要危害因素：觸電、機械傷害、噪聲及燙傷、粉塵；442.1 火災爆炸危險生產中的物料如乙炔、氯乙烯等均屬易燃易爆物質，當這些物質與空氣的混合物達到一定濃度并遇到火源后，

23、就有燃燒爆炸危險。2.2 中毒、腐蝕等危險生產過程中的物料多數(shù)具有毒性，如氯氣、氯乙烯等，有的物質還有致癌性，如氯乙烯。另外，一些物料具有強烈的腐蝕性，如硫酸、氫氧化鈉溶液等。當這些物料泄漏時，人體接觸或吸入，都將對人體產生危害。2.3 觸電、機械傷害、噪聲等危險生產過程中使用了大量的轉動設備和電氣設備，存在觸電、機械傷害、噪聲等危害。2.4 粉塵危害聚氯乙烯裝置的電石破碎原料工序及成品聚氯乙烯，在輸送轉運及儲存過程中，會產生粉塵危害。 45六 聚氯乙烯生產關鍵過程工藝原理簡介1 發(fā)生器水解反應影響因素溫度：溫度對電石水解反應速度的影響很顯著，溫度越高，水解反應速度越快，在50以下，每升高1的

24、溫度，水解反應速度就增加約1%。46壓力：乙炔壓力超過0.15MPa（表壓）時，容易產生自聚引起爆炸，因此，在整個乙炔生產、凈化、輸送中，均要求乙炔壓力在低于0.15MPa（表壓）的條件下操作 。發(fā)生器的操作壓力只要能滿足輸送要求，越低越好。發(fā)生器壓力一般控制在6001000mmH2O ；壓縮機出口壓力控制于氯化氫及轉化系統(tǒng)阻力有關，一般為5080KPa.472 乙炔清凈原理發(fā)生的粗乙炔氣由于電石中的雜質因素，通常含有硫化氫、磷化氫、氨、砷化氫等雜質氣體。這些氣體的存在會對VCM合成的氯化汞進行不可逆吸附，破壞其活性中心，導致氯化汞觸媒“中毒”失活，因此必須徹底清除。裝置采用的清凈（除去雜質氣

25、體的乙炔凈化）方式為次氯酸鈉氧化法，在1、2#清凈塔中次氯酸鈉與雜質氣體的主要反應式為：48PH3 4NaClO H3PO4 4NaClH2S 4NaClO H2SO4 4NaClSiH4 4NaClO SiO2 2H2O 4NaClAsH3 4NaClO H3AsO4 4NaCl49清凈塔中產生的酸性氣體物質，在中和塔中除去，同時中和塔中還除去過程中的CO2氣體，主要反應式為：H3PO4 3NaOH Na3PO4 3H2OH2SO4 2NaOH Na2SO4 2H2OCO2 2NaOH Na2CO3 H2O50乙炔清凈的影響因素次氯酸鈉溶液的有效氯濃度和PH值次氯酸鈉溶液的有效氯濃度和PH值

26、對清凈效果具有直接關系。根據實驗結果和反應動力學，當次氯酸鈉溶液有效氯濃度低于0.05%和PH值大于8時，清凈效果很差；而當有效氯在0.15%以上，（特別PH值低于5以下）容易生成氯乙炔發(fā)生爆炸；當有效氯達到0.25%以上，氯與乙炔更加會發(fā)生激烈反應發(fā)生爆炸。這些爆炸過程在陽光的條件下更為突出，如中和塔換堿時、次氯酸鈉放凈時非常容易發(fā)生。對于有效氯0.060.15%范圍內且PH值略偏堿性（PH=78）時，清凈效果顯著同時比較安全。另外，在有效氯0.060.15%范圍內，當補充的次氯酸鈉溶液有效氯濃度較高（超過1%）時，也較容易發(fā)生爆炸。51從生產安全考慮，為屏蔽分析誤差，同時保障清凈效果，指標

27、要求如下：次氯酸鈉溶液配制的有效氯濃度：0.100.12%，PH值78；2#清凈塔循環(huán)噴淋的次氯酸鈉溶液有效氯濃度：0.070.10%，PH值78；1#清凈塔循環(huán)噴淋的次氯酸鈉溶液有效氯濃度：0.040.07%。52堿洗塔堿液的影響：對于中和塔，為滿足堿洗滌要求，堿濃度應控制在315%。濃度過低，反應動力不足，堿洗滌不徹底；而濃度過高，溶液粘度大，流動不暢而分布不好，影響傳質效率，也會造成堿洗滌不徹底。實踐操作中，當堿濃度低于3%，即應該更換堿溶液。另外，當堿液中的碳酸鈉濃度達到10%時，為保證反應動力充足和避免碳酸鈉結晶堵塞生產系統(tǒng)，無論堿濃度為多少，同樣應該更換堿溶液。實際生產控制指標要求

28、：NaOH濃度818%NaCO38%533 氯乙烯合成生產工藝原理混合脫水原理混合脫水采用冷凍脫水方式，利用液體物質的飽和蒸汽壓規(guī)律及氣體分壓定律，再根據水蒸汽與鹽酸蒸氣的分壓差別原理來完成原料氣脫水干燥過程。原料氣的含水要求 ：0.06%原料氣中含水會帶來很多不利影響：水分過高易與混合氣中的氯化氫形成鹽酸，使轉化器及其管線受嚴重腐蝕，腐蝕產物二氯化鐵、三氯化鐵結晶體還會堵塞管道、威脅正常生產。水分還易造成催化劑結塊，同時促進乙炔與升汞生成有機絡合物，降低催化劑活性，導致轉化器阻力上升，影響生產效率的提高。此外水分進入轉化器后，會產生副反應生成乙醛。 54冷凍脫水溫度的控制 ：-12-15 由

29、于原料氣中水分被氯化氫吸收后呈40%的鹽酸酸霧析出，混合氣的含水量即取決于該溫度下40%鹽酸溶液上的蒸汽分壓 ?？刂苹旌蠚鉁囟葹?5，含水量理論上為0.0165%，實際生產中，冷凝出來的酸以霧的形式存在，一方面酸霧形成氣溶膠，分離難度相對較大；另一方面酸霧隨原料氣在流動，受分離效率的影響，酸霧很難全部分離下來，因此實際含水高于理論值。55酸霧的分離或脫除混合氣（在石墨冷卻器）冷凍過程中，冷凝出來的40%鹽酸少量會以液膜狀沿管壁流出，大部分則呈粒徑幾微米的細“酸霧”存在混合氣中，形成氣溶膠，通常的氣液分離手段很難捕集到。經理論研究和實踐，采用浸漬35%憎水性有機（氟）硅樹脂的510微米的玻璃棉，

30、可以將大多數(shù)“酸霧氣溶膠”分離下來形成大液滴，大液滴則經收集后排出裝置系統(tǒng)（設備）。由于玻璃棉浸漬而形成的表面憎水性有機（氟）硅樹脂對鹽酸的耐受性有一定的限度，在使用一段時間后，有機（氟）硅樹脂會脫落，此時玻璃棉的脫水（霧）性降低甚至失效，因此，在操作指標均合格的時候，如果含水量仍達不到要求，即應更換玻璃棉以保證脫水效果 56混合器報警原理氯化氫生產過程中，由于前系統(tǒng)氯、氫壓力的波動，流量計及儀表故障或操作因素，偶爾會出現(xiàn)含游離氯的情況發(fā)生，當氯化氫中含游離氯，在混合過程中，游離氯會與乙炔反應生成氯乙炔發(fā)生爆炸，對生產和安全均構成威脅。要解決好該問題，除對氯化氫生產過程嚴格控制和管理外，設置混

31、合器報警是必要的手段?；旌掀鲌缶捎脺囟葓缶糜坞x氯與乙炔反應生成氯乙炔是放熱過程，當氯化氫中含游離氯，最明顯的特征時混合氣溫度升高，游離氯含量越高，溫度上升就越快。57VCM合成反應VCM的合成反應，需要在氯化汞觸媒存在的條件下才能完成，加成反應式：CHCH HCl CH2CHCl 29.8 Kcal/mol（124.8KJ/mol）反應是非均相的，分五個階段來完成：外擴散：乙炔、氯化氫向活性碳外表面擴散；內擴散：乙炔、氯化氫經活性碳微通孔通道向內表面擴散；表面反應：乙炔、氯化氫在升汞催化劑活化中心發(fā)生加成反應生成氯乙烯；內擴散：氯乙烯經活性碳微通孔通道向外表面擴散；外擴散：氯乙烯自活性

32、碳外表面擴散向氣流中擴散；58氯化汞觸媒目前廣泛采用的催化劑是升汞（又稱氯化高汞），分子式HgCl2，常溫下是白色的結晶粉末，在302 溫度下可以直接升華成蒸汽態(tài)，而且蒸汽壓隨溫度升高會急劇上升。純的升汞粉末對VCM合成沒有作用，當吸附于活性碳表面，由于兩者的相互作用使得對該反應有優(yōu)越的活性和選擇性，是迄今為止該化學反應最理想的催化劑。59在合成反應過程中，催化劑并不參加化學反應，但會因還原升華等因素造成損耗，通常每Kg觸媒可合成10001500Kg的VCM。隨使用時間推移，升汞含量降低到一定值時，需要倒換用作一次轉化。觸媒的使用分為：觸媒幼年期、觸媒青壯年期 、觸媒老年期。二次轉化器更換下來

33、的觸媒用于一次轉化器。60原料氣質量指標乙炔純度98.5%；氯化氫純度94%；乙炔中的硫、磷雜質：硫化氫、磷化氫存在會與升汞發(fā)生不可逆化學反應，生成無活性的汞鹽：HgS、(HgCl)3P等，從而使觸媒失效，該過程稱“觸媒中毒”，因此要求乙炔中不能含硫、磷等雜質，通常工業(yè)生產中采用浸硝酸銀試紙在乙炔氣中不變色作為檢測標準?；旌蠚夂?.06%。氯化氫中的游離氯：為避免造成氯乙炔爆炸，要求HCl中含游離氯為檢不出61原料氣的分子比 乙炔與氯化氫的摩爾配比（分子比）為1：1.051.10，最佳配比為1.07。操作過程中，借自動控制的流量計調節(jié)來控制，而借合成氣中未反應的氯化氫和乙炔量來驗證、檢測控制

34、的合理性，指導流量調節(jié)來控制。 62轉化空間流速 空間流速是指單位時間內通過單位體積觸媒的氣體量，其單位M3（C2H2）/M3（觸媒）小時?？臻g流速增加時，氣體與觸媒的接觸時間減少，乙炔轉化率會隨之降低。反之當空間流速增加時，轉化率會有所提高，但相應副反應的選擇幾率也增加，副產物含量會隨之增加，生產效率受影響。通過理論計算和實踐生產，合理的空間流速選擇為2540M3（C2H2）/M3（觸媒）小時。 63轉化溫度控制及傳熱 提高反應溫度，有利于加快VCM合成反應速度，獲得較高轉化率。但是，溫度越高，觸媒的選擇性會有所降低，造成副反應比率增加，不利于生產系統(tǒng)的平穩(wěn)；同時，較高的反應溫度促進觸媒升汞的升華，降低觸媒使用壽命。合理的合成反應溫度應控制在100160，其中：二次轉化最佳控制溫度為130150，一次轉化最佳控制溫度為120140。64VCM合成轉化率 二次轉化的單臺轉化率要求不低于98.5%，而二次轉化綜合轉化率應控制在99%以上才能滿足經濟生產。 65精餾原理 粗VCM中含有高沸點物質和低沸點物質，通過兩個塔來完成精制低沸塔除去低沸點物質(乙炔）；高沸塔則除去高沸點物質（二氯乙烷）。VCM精餾的影響因素：壓力溫度惰性氣體水分66尾氣變壓吸附