年产30万吨氯乙烯工艺毕业设计.docx

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年产30万吨氯乙烯工艺毕业设计

年产30万吨氯乙烯工艺毕业设计

一．选题意义及背景

氯乙烯单体（VCM）是生产聚氯乙烯树脂的主要原料，其产品的质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。

氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺改造，产生了电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到目前世界上最先进的的工艺属乙烯平衡氧氯化工艺。

乙烯平衡氧氯化法由乙烯、氯气和氧气生产氯乙烯，整个工艺过程既不产生氯化氢，又不消耗氯化氢，大大降低了原料的成本，此法是目前世界上公认的技术经济较合理的方法，全世界93%以上的氯乙烯是采用乙烯平衡氧氯化法生产的。

二．毕业设计（论文）主要内容：

1．工艺生产方法确定、生产流程设计与论证

2．工艺计算（包括物料衡算，热量衡算）

3．酯化合成工艺主要生产设备设计与选型

4．安全生产与环保治理措施

三．计划进度

1.第一周：

在完全理解设计任务书的基础上查阅资料，做好准备工作，包括：

了解学位论文的格式、查阅相关文献（万方数据、中国期刊网、维普资询、硕博论文等）、学习氯乙烯的工艺设计方法。

2.第二周：

选择出设计方案。

3.第三周：

参照数据。

4.第四周：

撰写毕业论文。

5.第五周：

进行毕业答辩。

四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：

1、论文电子稿

2、论文打印搞

3、过程资料记录本（实验记录本）

指导教师：

教研室主任

年月日年月日

论文真实性承诺及指导教师声明

学生论文真实性承诺

本人郑重声明：

所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。

毕业生签名：

日期：

指导教师关于学生论文真实性审核的声明

本人郑重声明：

已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。

指导教师签名：

日期：

摘要

乙烯与氯气在复合催化剂氯化铁和氯化锂存在的条件下反应生成1,2-二氯乙烷（EDC），该反应为放热反应，反应产生的热量通过气化二氯乙烷移走，生成物中含有少量的轻组分氯乙烷等，通过脱轻塔去除其中的轻组分，制得纯度比较高的EDC。

本论文设计同时列举一些生产过程中的异常及处理方式。

乙烯直接氯化制备二氯乙烷是目前世界上最先进的生产二氯乙烷的方法之一。

将乙烯储运送来的乙烯（C2H4）和氯碱厂送来的氯气（Cl2）送入直接氯化反应器内，以溶解于二氯乙烷（EDC）中的三氯化铁、氯化锂作为催化剂，在90-100℃和0.3-0.7barg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EDC以气相的形式蒸出反应器，一部分气相EDC经空冷器冷凝后，回到液位控制器中，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EDC经空冷器冷凝后回到冷凝液储罐中，再通过轻组份塔进料泵送入轻组份塔中去除轻组分，塔釜EDC经循环水冷却器冷凝后去EDC储罐，塔顶轻组份（尾气）经轻组份塔顶冷凝器和氟利昂深冷器冷凝后去焚烧或中和单元。

该反应为放热反应，反应热通过EDC汽化移走。

二氯乙烷是生产氯乙烯，进而生产聚氯乙烯的单体，该工艺技术的研究大大降低了过去常规生产二氯乙烷的危险性，真正做到以人为本，科技创新。

关键词：

二氯乙烷，生产原理，工艺流程，异常处，直接氯化氯气乙烯

Abstract

theEthyleneandchlorineinacompositecatalystferricchlorideandlithiumchlorideundertheexistingconditionsofthereactionsthatproduce1,2-dichloroethane（EDC）,thisreactionisexothermicreaction,reactionheatgenerationthroughthegasificationdichloroethaneremoved,productcontainsasmallamountoflightcomponentchloroethane,etc.,throughthetakeofflighttowertoremoveoneofthelightcomponents,systempurityhigherEDC.Thispaperdesignandlistsomeoftheproductionprocessofanomalyandprocessingmode.Vinylchloridepreparation2-dichloroethaneoxygentheworldmostadvancedproduction2-dichloroethanemethod.Rawmaterialsviaethylene,oxygen,hydrogen,oxygenflowregulatingafterenteringwithinreactorinchloride,fluidized-bedcatalystinthepresenceof230~255,℃,0.38~0.65Mpaconditions,happenoxygenchlorinationgenerating1,2-dichloroethane,whichreleasealotofheat.Theresponsegasquenching,condensing,CO2steamextraction,decantationseparationandsoda-washremovaltrimethoxysilaneacetaldehydeandchlorineaftertreatment,suchasethanolmadefrompureproduct1,2-dichloroethane（EDC）.

2-dichloroethaneistheproductionofvinylchloridemonomer,andthenproducePVC,thistechnologyresearchgreatlyreducesthepastconventionalproduction2-dichloroethanerisk,achievestrulypeople-oriented,technologyinnovation.

Keywords:

ethylenedichloride,productionprinciple,processflow,exceptionhandling，oxygenchlorinationandhydrogenchloride,ethyleneandoxygen

第一章绪论

近年来，随着时间聚氯乙烯生产的快速发展，世界二氯乙烷的生产发展很快。

2001年全球二氯乙烷的总生产能力为4499.9万吨/年，2005年增加到4741.3万吨/年，产量也相应从3433.0万吨/年增加到3901.1万吨/年。

2006年，随着中国、日本以及意大利等国家几套新建装置的建成投产，世界总生产能力达到约4853.5万吨/年，同比增长约2.37%，其中亚洲地区的生产能力为1166.0万吨/年，约占世界二氯乙烷总生产能力的24.02%。

生产能力主要集中在陶氏化学公司、四方石油公司、我国台湾塑利集团公司、索维尔公司等几大厂家手中，其中陶氏化学公司是目前世界上最大的二氯乙烷生产厂家。

1.1原材料的性质

1.1.1乙烯

1）乙烯的物理化学性质

物性：

常温常压下为无色、易燃性气体，略有烃类特有的气味；不溶于水微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚。

理化常数：

熔点：

-169.4℃；沸点：

-103.7℃；临界温度：

9.2℃

临界压力：

5.03Mpa；临界密度：

220㎏/M3；

密度：

液体（-104℃）=570㎏/M3，（-100℃）㎏/M3，

标态下的气体：

1.261㎏/M3

毒性：

低毒

爆炸极限：

空气中3.0-32℅；氧气中2.9-79.9℅

2）乙烯的主要用途：

用于制造合成橡胶、合成树脂、合成纤维以及乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等有机合成产品。

本装置使用的乙烯是参加直接氯化生成EDC的原料。

3）乙烯的使用注意事项：

①乙烯气体是易燃压缩气体，是一种弱麻醉剂，不刺激眼睛和呼吸道，但吸入足够浓度时会失去知觉，再加上缺氧，就会让人窒息。

②乙烯气体浓度不允许超过爆炸极限的20%，在维修打开设备时必须用N2充分吹扫，然后再进入空气。

4）乙烯的贮运：

由乙烯贮运装置用管道输送到本装置。

1.1.2氯气

1）氯气的物理化学性质：

物性：

常温常压下呈黄绿色、有刺激性、使人窒息臭味的气体，氯气是一种易于液化的气体，绝对压力为101.3Kpa的氯气在-34.51℃或绝对压力位3.66*101.3Kpa的纯氮气在0℃就可以被液化；常压时，在-34℃～-35℃即可被液化，在常温下氯气被加压到0.6～0.8Mpa即可被液化。

理化常数：

熔点：

-100.98℃；沸点：

-34.5℃；汽化热：

287.4Kj/Kg；

密度：

0℃、0.1Mpa时为3.214㎏/M3，是空气的2.5倍

溶解性：

溶于水和碱溶液，易溶于二硫化物和四氯化碳等有机溶剂，是一种常见的较重的有毒气体，常常覆盖于地面不易驱散（泄露状态下）。

毒性：

有剧毒，吸入该轻者能刺激黏膜和呼吸道，重者可引起肺水肿、支气管炎，严重的甚至死亡。

因此在生产操作地点，空气中含氯最高允许浓度不得超过1mg/m3，在居民区最高允许浓度0.1mg/m3，日平均0.03mg/m3。

2）氯气的主要用途：

氯气主要用于制农药、漂白剂、溶剂、塑料、合成纤维及其他氯化物等。

本装置使用氯气是参加直接氯化反应生成EDC的原料。

3）氯气的使用注意事项：

①在生产操作地点，空气中含氯最高允许浓度不得超过1mg/m3

②氯气有毒，应防止设备管道的跑、冒、滴、漏，在处理逸出氯气时应带好防毒面具

③氯气不易燃烧，也不易爆炸，但氯气能够助燃；

④对氯气中毒者，不要做人工呼吸，应使中毒者保持绝对的安静，转移到没有污染的地方去，注意保暖，必要时进行输氧，找医生救治。

4）氯气由离子膜烧碱装置用管道输送到本装置。

1.2产品的性质及规格

1.2.1二氯乙烷的物理化学性质：

物性：

无色透明油状液体，具有类似氯仿的气味，味甜，易挥发、易燃、微溶于水，可与乙醇、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：

-35.9℃；沸点：

83.5℃；临界温度：

288℃

临界压力：

5.37Mpa；临界温度：

412kg/m3；闪点（闭环）：

13.3℃

密度：

液态（20℃）=1255kg/m3，蒸汽比重3.4kg/m3

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。

1.2.2二氯乙烷的主要用途：

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