氯乙烯的性質(zhì)與生產(chǎn)方法(共56頁(yè))

1、PAGE PAGE 60氯乙烯的性質(zhì)(xngzh)與生產(chǎn)方法氯乙烯的物理化學(xué)(w l hu xu)性質(zhì)物理性質(zhì)(wl xngzh)氯乙烯的分子式為C2H3C1，結(jié)構(gòu)式為CH2CHCl，分子量為62.5，在常溫和常壓下是一種無(wú)色有乙醚香味的氣體，其冷凝點(diǎn)為13.9，凝固點(diǎn)為159.7。它的臨界溫度為142，臨界壓力為52.2大氣壓，因而盡管它的冷凝點(diǎn)在13.9，但稍加壓力就可以得到液體氯乙烯。氯乙烯的蒸氣壓氯乙烯蒸氣壓力和溫度的關(guān)系見(jiàn)表1.1。氯乙烯的蒸氣壓表溫度 壓力 mmHg溫度 壓力 mmHg28.37395.616.21225823.02513.025.72302716.61677.63

2、3.53378913.61767.539.7244928.32949.039.7245001.571224.846.8054344.011490.654.8766765.53158.260.347586氯乙烯的蒸氣壓亦可按下式計(jì)算：式中 PT蒸氣壓，atm;絕對(duì)溫度，K.液體氯乙烯的密度與一般液體一樣，溫度愈高，氯乙烯密度愈小，液體氯乙烯密度見(jiàn)表1.2。液體氯乙烯的密度亦可按下式計(jì)算：式中 dt液體密度，g/ml;溫度，。液體氯乙烯的密度溫度 密度 g/ml溫度 密度 g/ml12.960.969239.570.87331.320.944348.200.855513.490.922359.91

3、0.831028.110.8955氯乙烯的潛熱(qinr)潛熱即蒸發(fā)(zhngf)或冷凝1g氯乙烯所需的熱量。氯乙烯的潛熱(qinr)溫度 潛熱 cal/g溫度 潛熱 cal/g-2085.72080.2-1084.13078.5083.04076.61081.75074.4氯乙烯的溶解度氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和相應(yīng)烴類中，微溶于水，它在水中的溶解度如下表所示。常壓下氯乙烯在水中的溶解度溫度 010152028溶解度 體積/體積水0.8080.5720.4330.2920.10氯乙烯的爆炸性氯乙烯易燃,與空氣形成爆炸混合物,其爆炸濃度范圍很大，從421.7(體積比)，所以使用氯乙烯要特別注意安

4、全。氯乙烯的毒性氯乙烯對(duì)人有麻醉作用，可使人中毒，其中毒癥狀表現(xiàn)為頭暈、渾身軟弱無(wú)力，逐漸神志不清、站立不穩(wěn)，嚴(yán)重者四肢痙攣，呼吸由急變微，最后失去知覺(jué)。當(dāng)氯乙烯蒸氣濃度在1%時(shí)開(kāi)始有麻醉感覺(jué)，5%以上時(shí)，即出現(xiàn)上述癥狀，所以空氣中氯乙烯的最大允許濃度為500ppm?；瘜W(xué)性質(zhì)氯乙烯的兩個(gè)起反應(yīng)部分，氯原子和雙鍵，能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)很多。但一般來(lái)講，連接在雙鍵上的氯原子不太活潑，所以有關(guān)雙鍵的反應(yīng)則比有關(guān)氯原子的反應(yīng)多，現(xiàn)各舉一兩個(gè)例子如下：有關(guān)氯原子的反應(yīng)1、與丁二酸氫鉀反應(yīng)生成丁二酸乙烯酯：2、與苛性鈉共熱時(shí)，脫掉氯化氫生成乙炔：有關(guān)(yugun)雙鍵(shun jin)的反應(yīng)1、與氯化氫加成

5、生成(shn chn)二氯乙烷：2、在紫外線照射下能與硫化氫加成生成2氯乙硫醇：3、氯乙烯通過(guò)聚合反應(yīng)可生成聚氯乙烯：氮乙烯的生產(chǎn)方法氯乙烯的生產(chǎn)方法是多種多樣的，按其所用原料可大致分為下列幾種：乙烯法此法系以乙烯為原科，可通過(guò)三種不同途徑進(jìn)行，其中兩種是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：然后從二氯乙烷出發(fā)，通過(guò)不同方法脫掉氯化氫來(lái)制取氯乙烯。另一種則直接從乙烯高溫氯化來(lái)制取氯乙烯?，F(xiàn)分述如下：1、二氯乙烷在堿的醇溶液中脫氯化氫(也稱為皂化法)：此法是生產(chǎn)氯乙烯最古老的方法。為了加快反應(yīng)的進(jìn)行，必須使反應(yīng)在堿的醇溶液小進(jìn)行。這個(gè)方法有嚴(yán)重的缺點(diǎn)：即生產(chǎn)過(guò)程間歇，并且要消耗大量的醇和堿，此外在生產(chǎn)二氯乙

6、烷時(shí)所用的氯，最后成為氯化鈉形式耗費(fèi)了。所以只在小型的工業(yè)生產(chǎn)中采用。2.二氯乙烷高溫裂解：這個(gè)過(guò)程是將二氯乙烷蒸氣加熱到600以上時(shí)進(jìn)行的。但與此同時(shí)，還發(fā)生脫掉第二個(gè)氯化氫生成乙炔的反應(yīng)，結(jié)果使氯乙烯產(chǎn)率降低。為了提高產(chǎn)率，必須使用催化劑。所用的催化劑為活性炭、硅膠、鋁膠等，反應(yīng)在480520下進(jìn)行，氯乙烯產(chǎn)率可達(dá)85。3.乙烯直接高溫氯化：這一方法不走二氯乙烷的途徑，直接按下式進(jìn)行：由上式可以看出(kn ch)這一反應(yīng)是取代反應(yīng)。但實(shí)際上乙烯與氯在300以下主要是加成反應(yīng)，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反應(yīng)成為唯一的反應(yīng)，則必須使溫度在450以上，而要避免在低溫時(shí)的加成過(guò)程，可以采

7、用將原科單獨(dú)加溫的方法來(lái)解決。但在高溫下反應(yīng)激烈(jli)，反應(yīng)熱難以移出，容易(rngy)發(fā)生爆炸的問(wèn)題。目前一般用氯化鉀和氯化鋅的融熔鹽類作裁熱體，使反應(yīng)熱很快移出。此法主要的缺點(diǎn)是副反應(yīng)多，產(chǎn)品組成復(fù)雜，同時(shí)生成大量的炭黑，反應(yīng)熱的移出還有很多困難，所以大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)還未實(shí)現(xiàn)。乙炔法這一方法是以下列反應(yīng)為基礎(chǔ)的：技其生產(chǎn)方法又可分為液相法和氣相法。1.液相法：液相法系以氯化亞銅和氧化銨的酸性溶液為觸媒，其反應(yīng)過(guò)程是向裝有含1215鹽酸的觸媒溶液的反應(yīng)器中，同時(shí)通入乙炔和氯化氫，反應(yīng)在60左右進(jìn)行，反應(yīng)后的合成氣再經(jīng)過(guò)凈制手續(xù)將雜質(zhì)除去。液相法最主要的優(yōu)點(diǎn)是不需要采用高溫，但它也有嚴(yán)重的

8、缺點(diǎn)，即乙炔的轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品的分離比較困難。2.氣相法：氣相法是以活性炭為裁體，吸附氯化汞為觸媒，亦即我們?cè)谙乱还?jié)重點(diǎn)討論的方法。此法是以乙炔和氯化氫氣相加成為基礎(chǔ)。反應(yīng)是在裝滿觸媒的轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行。反應(yīng)溫度一般為120180左右。此法最主要的優(yōu)點(diǎn)是乙炔轉(zhuǎn)化率很高，所需設(shè)備亦不太復(fù)雜，生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，所以已為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)所采用。其缺點(diǎn)是氯化汞觸媒有毒，價(jià)格昂貴。另外，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展上看乙炔法成本要比乙烯法高。乙烯乙炔法此法是以乙烯和乙快同時(shí)為原料進(jìn)行聯(lián)合生產(chǎn)，它是以下列反應(yīng)為基礎(chǔ)的：按其生產(chǎn)方法，此法又可分為：1.聯(lián)合法：聯(lián)合法即二氯乙烷的脫氯化氫和乙炔的加成結(jié)合起來(lái)的方法。二氯乙烷裂解的副產(chǎn)

9、物氯化氫，直接用作乙炔加成的原料，這免去了前者處理副產(chǎn)物的麻煩，又可以省去單獨(dú)建立一套氯化氫合成系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)上比較有利。在聯(lián)合法中，氯乙烯的合成仍是在單獨(dú)的設(shè)備中進(jìn)行的，所以需要較大的投資。雖然如此，這種方法仍較以上各種方法合理、經(jīng)濟(jì)。2.共軛法(亦稱裂解加成一步法)：如上所述，聯(lián)合法雖較其它單獨(dú)(dnd)生產(chǎn)法合理、經(jīng)濟(jì)，但氯乙烯的制備仍在單獨(dú)的設(shè)備中進(jìn)行(jnxng)，仍需占用很多設(shè)備，所以還不夠理想。共軛法就是在聯(lián)合法的基礎(chǔ)上進(jìn)行(jnxng)改進(jìn)的。此法系同時(shí)往一個(gè)裝有觸媒的反應(yīng)器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化熱裂解是在230、壓力在4公斤厘米以下進(jìn)行，二氯乙烷裂解時(shí)生成的氯化氫立

10、即在2050秒鐘內(nèi)和乙快反應(yīng)，反應(yīng)的生成物再經(jīng)進(jìn)一步的凈制處理，以將雜質(zhì)除去。共軛法最主要的缺點(diǎn)是很難同時(shí)達(dá)到兩個(gè)反應(yīng)的最適宜條件，因而使乙烯與乙炔的消耗量提高。3.混合氣化法：近幾年來(lái)，在烯炔法的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種十分經(jīng)濟(jì)的氯乙烯生產(chǎn)方法混合氣化法。這一方法以石腦油和氯氣為原料，只得到氯乙烯產(chǎn)品。故不存在廢氣的利用和同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品的問(wèn)題，可以小規(guī)模并很經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出氯乙烯。這個(gè)方法由下列幾個(gè)過(guò)程所組成：以石腦油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解氣；裂解氣中的稀乙烯不經(jīng)分離，直接同氯化氫反應(yīng)制造氯乙烯；裂解氣中的稀乙炔不經(jīng)分離，直接同氯氣反應(yīng)制造二氯乙烷；將二氯乙烷熱裂成氯乙烯和氯化氫，并將氯

11、化氫分離，以便能夠在反應(yīng)(2)中使用。將從上述過(guò)程所得的氯乙烯進(jìn)行合理的分離。這個(gè)方法特別適用于不能得到電石乙炔或乙烯的地區(qū)，或者是乙炔和乙烯價(jià)格較高的地區(qū)。由于乙炔和乙烯不需分離、濃縮和凈化，沒(méi)有副產(chǎn)物。因此，不需添置分離沒(méi)備。原料可綜合利用，不需建立大型石油聯(lián)合企業(yè)。此法的缺點(diǎn)是一次投資費(fèi)用較大。氧氯化法從乙烯法的二氯乙烷(EDC)裂解制造氯乙烯(VC)的過(guò)程中，生成物除氯乙烯外還有等分子的副產(chǎn)氯化氫生成。因此氯化氫的合理利用是個(gè)重要的問(wèn)題。氯化氫的利用，如前所述可以采用聯(lián)合法加以回收，也可以采用氧氯化法將其作為氯源而重新使用。氧氯化法是以氧氯化反應(yīng)為基礎(chǔ)的。所謂氧氯化反應(yīng)，就是在觸媒作用

12、下以氯化氫和氧的混合氣作為氯源而使用的一種氯化反應(yīng)。氧氯化法就是在觸媒存在下將氯化氫的氧化和烴的氯化一步進(jìn)行的方法。以乙烯為原料用氧氯化法制取氯乙烯的方法大致有下列三種形式：1.三步氧氯化法：三步氧氯化法示意圖如圖1-1所示。三步氧氯化法示意(shy)圖其反應(yīng)(fnyng)原理如下：2.二步氧氯化法：二步氧氯化法示意(shy)如圖1-2。二步氧氯化法示意圖其原理是以下述反應(yīng)為基礎(chǔ)：3.一步(y b)氧氯化法：一步氧氯化法亦稱乙烯(y x)直接(zhji)氧氯化。它是直接以下式反應(yīng)為基礎(chǔ)的：其示意圖如圖1-3。一步氧氯化法示意圖由上述可以看出，三步法實(shí)際上系由乙烯氯化制二氯乙烷、乙烯氧氯化制二氯

13、乙烷和二氯乙烷裂解制氯乙烯三種方法所組合而成。二步法則由乙烯氧氯化法和二氯乙烷裂解法組合而成。所以嚴(yán)密地講，這兩種方法的氧氯化反應(yīng)僅是用來(lái)制造二氯乙烷，而不是直接制造出氯乙烯。其過(guò)程是將氯化氫氧化和乙烯的氯化同時(shí)在一個(gè)過(guò)程中進(jìn)行。它們都是以下式反應(yīng)為基礎(chǔ)的：這個(gè)反應(yīng)需要在觸媒的存在下進(jìn)行。一般作為氧氯化反應(yīng)的觸媒，以持有可變?cè)觾r(jià)的金屬氯化物最為有效。實(shí)際使用的觸媒，以二價(jià)銅鹽(氯化銅、硫酸銅)為主體，見(jiàn)堿金屬和堿土金屬鹽類(氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、硫酸氫鈉、硫酸鈉)等作為助觸媒，此外還加入稀土金屬鹽類作為第三成份構(gòu)成復(fù)合觸媒。加入助觸媒的目的用以提高氯的吸收能力和二氯乙烷的選擇率，抑制乙烯的

14、燃燒反應(yīng)和觸媒的升華或中毒。加入稀土元素則使之具有低溫活性，以改善觸媒對(duì)溫度的依賴性，從而延長(zhǎng)設(shè)備和載體的壽命。在觸媒作用下的氧氯化反應(yīng)機(jī)理如下：觸媒裁體一般(ybn)使用多孔性氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅和硅藻土等。反應(yīng)器的形式(xngsh)很多，一般有固定床、移動(dòng)(ydng)床和流化床。另外也有流化床與固定床的組合形式或者是以液相法來(lái)進(jìn)行氧氯化反應(yīng)的，各種形式的反應(yīng)條件和經(jīng)濟(jì)效果也大不相同。至于一步氧氯化法則是近年來(lái)最新的一種氯乙烯生產(chǎn)方法。其特點(diǎn)是工藝過(guò)程特別簡(jiǎn)單，在資源利用、動(dòng)力消耗和經(jīng)濟(jì)上更為合理。但技術(shù)和設(shè)備條件要求很高，需要純度較高的乙烯和特殊的催化劑。乙烷法為了獲得更充足的原料和更

15、廉價(jià)的氯乙烯，當(dāng)前各國(guó)正在積極研究以乙烷為原料制取氯乙烯的方法。其途徑如下：1.乙烷直接氯化：將飽和碳?xì)浠衔镌诓环€(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，例如在1000下與氯氣反應(yīng)，可生成相當(dāng)量的氯乙烯。反應(yīng)式為：2.乙烷氧氯化：反應(yīng)式為：目前這些方法僅處于實(shí)驗(yàn)階段，工業(yè)化方法尚未完成。綜上所述，氯乙烯的制造方法是多種多樣的。事實(shí)上還不僅所列舉的那些，以各種不同的原科、不同的基本方法，通過(guò)不同途徑的組合，仍可以得出各式各樣的合成路線。當(dāng)前，氯乙烯的生產(chǎn)路線不下十多種，每種方法各有憂缺點(diǎn)。而生產(chǎn)方法的選擇，首先要取決于地區(qū)的資源、工藝過(guò)程的繁簡(jiǎn)、設(shè)備情況和過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也取決于各種方法技術(shù)條件的成熟程度和現(xiàn)實(shí)的可

16、能性。從目前進(jìn)展看，乙炔法和乙烯法成本差不多，但從長(zhǎng)久來(lái)講，乙炔法是敵不過(guò)乙烯法的，尤其是在石油工業(yè)日益發(fā)展的形勢(shì)下，可見(jiàn)通過(guò)石油熱裂獲得大量乙烯，這時(shí)采用乙烯法就更為有利。氯乙烯的合成(hchng)基本原理反應(yīng)(fnyng)方程式：反應(yīng)(fnyng)機(jī)理：在氯化汞觸媒存在時(shí)，乙炔與氯化氫合成氯乙烯的反應(yīng)機(jī)理如下：乙炔先與氯化汞加成生成中間加成物氯乙烯氯汞：此中間加成物很不穩(wěn)定，通氯化氫即分解而生成氯乙烯：所生成的中間加成物也可能再與氯化汞加戊，加成物再分離出氯化亞汞而生成二氯乙烯，但這種可能性比較小。當(dāng)乙炔和氯化氫的分子比小時(shí)，所生成的氯乙烯能再與氯化氫加成而生成1,1二氯乙烷。反之，當(dāng)乙炔

17、和氯化氫的分子比大時(shí)，則過(guò)量的乙炔使氯化汞催化劑還原成氯化亞汞或金屬汞，使觸媒脫去活性，同時(shí)生成副產(chǎn)物二氯乙烯。或：原料及單體的技術(shù)(jsh)條件在工業(yè)生產(chǎn)中，所確定的生產(chǎn)方法就決定了所使用原料的技術(shù)條件。只有正確地選用符合規(guī)格的原料，才能(cinng)保證生產(chǎn)順利地進(jìn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量，才能保證整個(gè)生產(chǎn)的條件最好、消耗定額最低、成本(chngbn)最經(jīng)濟(jì)。并且，對(duì)本工段和本崗位所生產(chǎn)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品亦應(yīng)訂出明確的技術(shù)指標(biāo)，以正確進(jìn)行生產(chǎn)控制，保證下一工段的需要。所以，各工段必須加強(qiáng)協(xié)作，加強(qiáng)聯(lián)系，為下一工段創(chuàng)造最好的條件，才能保證整個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。原料的技術(shù)條件乙炔：純度99.5%，不含硫

18、、磷；用硝酸銀試紙檢查不變色，含水0.03%，含氧95%，含氯0.002%,含水0.03%，含氧0.4%。觸媒：活性炭含量：90%左右；含水99.5%，乙醛10ppm，乙炔含量0.001%，高沸點(diǎn)物：微量,鐵含量0.001%，常壓下沸點(diǎn)：13.90.1。生產(chǎn)條件的選擇氯乙烯合成生產(chǎn)條件的選擇是比較復(fù)雜的，它們必須滿足產(chǎn)量高、質(zhì)量好、消耗定額低、工藝流程和設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠等條件。決定生產(chǎn)條件最重要的因素是：觸媒活性、原料氣的純度、分子比、反應(yīng)溫度、空間速度等，現(xiàn)分述如下：觸媒的活性在氯乙烯合成中，決定乙炔轉(zhuǎn)化率高低最重要的因素是觸媒的活性。影響觸媒活性的各種因素前已述及。觸媒的活

19、性越高，則乙炔的轉(zhuǎn)化越好，副反應(yīng)少，產(chǎn)量高，消耗定額低。因此在觸媒制備時(shí)，應(yīng)盡可能使其具有最高的活性。在使用中，應(yīng)正確操作以延長(zhǎng)其使用壽命。原料氣的純度、惰性氣體(duxng q t)的影響：原料氣中惰性氣體除了不參加(cnji)反應(yīng)外，還必須不與觸媒起化學(xué)反應(yīng)，不毒害(dhi)觸媒。但即使如此，由于它會(huì)降低反應(yīng)物的濃度，不利于氯乙烯的轉(zhuǎn)化。所以，惰性氣體的含量應(yīng)愈低愈好。此外，惰性氣體多，還會(huì)增加了后部分離的困難，同時(shí)在尾氣中也以一定的比例帶走氯乙烯，增加了尾氣的排空損失。2、含水的影響：原料氣含水應(yīng)愈低愈好，一般要求控制在0.03%以下。含水過(guò)高則生成鹽酸，腐蝕管道和設(shè)備。而鐵設(shè)備腐蝕的結(jié)

20、果，生成了氯化鐵，又會(huì)堵塞管道和設(shè)備，給生產(chǎn)帶來(lái)很多麻煩。原料氣含水，還造成觸媒粘結(jié)，使觸媒的活性下降，壽命縮短，觸媒結(jié)塊堵塞設(shè)備的結(jié)果，還導(dǎo)致了系統(tǒng)阻力增加和氣體分配不均勻。在局部阻力小的列管里，氣體大量通過(guò)，會(huì)使局部反應(yīng)激烈而過(guò)熱，使觸媒迅速失效，以致于造成整個(gè)轉(zhuǎn)化操作的惡化。此外，在水的存在下，乙炔易與水起化學(xué)反應(yīng)而生成乙醛，從而消耗原料，降低收率，還增加了氯乙烯分離的困難。乙炔與水合成乙醛的反應(yīng)方程式如下:3、含氯的影響：在原料氣氯化氫的合成中，常常由于操作控制不當(dāng)，會(huì)含有一小部分游離的氯氣。這部分游離氯遇到乙炔以后，就會(huì)和乙炔激烈反應(yīng)生成氯乙炔。這種物質(zhì)很容易燃燒爆炸，直接影響到生產(chǎn)

21、的安全。此外，游離氯的存在還造成副產(chǎn)多氯化物含量的增加，導(dǎo)致以后分離的困難，同時(shí)也影響氯乙烯的收率。所以，在氯乙烯的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，要求原料氣不含游離氯，在不得已的情況下，游離氯含量亦應(yīng)控制在0.002%以下。4、含氧的影響：原料氣中如果含有氧氣，不僅影響生產(chǎn)的安全，而且，當(dāng)含有少量氧氣的原料氣通過(guò)轉(zhuǎn)化器的觸媒層時(shí)，與載體活性炭反應(yīng)生成一氧化碳或二氧化碳，從而增加了合成氣中的惰性氣體量，也增加了以后分離的困難和氯乙烯的排空損失。此外，在氯乙烯的常壓分餾中，二氧化碳與干燥塔內(nèi)的固堿作用生成一層碳酸鈉硬殼，影響了固堿的脫水作用，從而引起水分在以后低溫系統(tǒng)中結(jié)冰緒塞設(shè)備。5、催化毒物的影響：在原料氣乙炔

22、中，往往由于清凈不好，而含有少量的硫、磷、砷的化合物。這些物質(zhì)的存在，能使觸媒中毒，從而失去活性，其反應(yīng)方程式為：分子(fnz)比在工業(yè)生產(chǎn)中，乙炔和氯化氫的配比控制得很嚴(yán)格，從反應(yīng)(fnyng)機(jī)理中可以看出，如果乙炔過(guò)量，觸媒中的氯化汞還原成氯化亞汞或金屬(jnsh)汞，使觸媒脫掉活性并生成副產(chǎn)物，直接增加了乙炔的消耗。如果氯化氫過(guò)量太多，也會(huì)使所生成的氯乙烯進(jìn)一步與過(guò)量的氯化氫加成生成二氯乙烷等多氯化物。所以，在工業(yè)生產(chǎn)中乙炔與氯化氫的分子比?？刂圃?:1.051.1左右，亦即氯化氫過(guò)量510?？刂坡然瘹渖赃^(guò)量的原因有三：1、確保乙炔反應(yīng)完全，避免乙炔過(guò)量造成觸媒中毒。2、氯化氫價(jià)格比乙

23、炔低廉，且過(guò)量部分可以用水洗、堿洗除掉。3、氯乙烯中含乙炔對(duì)聚合的影響比含氯化氫壞得多。理論上，氯化氫的過(guò)剩量應(yīng)愈小愈好，這對(duì)提高氯乙烯收率、提高單體質(zhì)量、減少氯化氫消耗、降低成本都有很大好處。隨著操作技術(shù)的熟練和儀表質(zhì)量的提高，氯化氫過(guò)剩量正在逐步縮減?？臻g流速空間流速是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位體積觸媒的氣體量(氣體量習(xí)慣以乙炔量來(lái)表示)，其單位為：米C2H2米觸媒小時(shí)。乙快的空間流速對(duì)氯乙烯的產(chǎn)率有影響。當(dāng)空間流速增加時(shí)，氣體與觸媒的接觸時(shí)間減少，乙炔的轉(zhuǎn)化率隨之降低。反之，當(dāng)空間流速減小時(shí)，乙炔轉(zhuǎn)化率提高，但高沸點(diǎn)副產(chǎn)物量也隨之增多，這時(shí)生產(chǎn)能力隨之而減小。在實(shí)際生產(chǎn)中，比較恰當(dāng)?shù)囊胰部臻g流

24、速為3060米CH2米觸媒小時(shí)。此時(shí)，既能保證乙炔有較高的轉(zhuǎn)化率，又能保證高沸點(diǎn)副產(chǎn)物的含量較少。反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)影響很大，溫度太低，乙炔反應(yīng)不完全，轉(zhuǎn)化率低，溫度高，乙炔轉(zhuǎn)化率增高，但副產(chǎn)物的含量也隨之增高，反而導(dǎo)致氯乙烯產(chǎn)率下降。關(guān)于氯乙烯合成的反應(yīng)溫度，目前還未有一致的看法，國(guó)內(nèi)外各廠的操作控制實(shí)際差異也很大。一般說(shuō)來(lái)，在80180之間，但大多數(shù)都控制在130180之間為最適宜。高溫對(duì)觸媒的活性有很大影響，主要由于下列原因：1、高溫會(huì)破壞觸媒的結(jié)晶表面。2、溫度愈高，氯化汞的蒸氣壓愈大，造成氯化汞升華而導(dǎo)致觸媒活性迅速下降。3、高溫(gown)下乙炔生成(shn chn)呈樹(shù)脂

25、狀的高聚物沉積在觸媒的表面，掩蓋了觸媒的活性表面，使觸媒失去(shq)活性。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的工藝流程及主要設(shè)備轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的工藝流程由乙炔與氯化氫氣相加成合成氯乙烯的生產(chǎn)工藝流程如圖2-1所示。來(lái)自乙炔站的乙炔經(jīng)阻火器(1)和裝有三甲酚磷酸酯的液封(2)與來(lái)自氯化氫工段經(jīng)鹽酸分離器(3)的氯化氫以1:1.051:1.1的比例，在混合器(4)中混合后，進(jìn)入在列管內(nèi)裝有氯化汞觸媒的轉(zhuǎn)化器(5)中進(jìn)行轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中所放出的熱量，借列管外的循環(huán)冷卻水帶走，冷卻水用水泵(7)打至轉(zhuǎn)化器，分三路進(jìn)入。從轉(zhuǎn)化器上部出來(lái)的冷卻水進(jìn)入水循環(huán)槽，水在循環(huán)過(guò)程中汽化帶出了反應(yīng)熱。反應(yīng)后的粗氯乙烯氣體進(jìn)入水洗塔等設(shè)備進(jìn)行凈

26、制。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)工藝流程1-阻火器；2-液封；3-鹽酸分離器；4-混合器；5-轉(zhuǎn)化器6-冷卻水循環(huán)槽；7-水泵采用混合(hnh)脫水的轉(zhuǎn)化系流工藝流程基于(jy)乙炔氣相法合成氯乙烯的工藝(gngy)要求，作為原科的乙炔和氯化氫氣體，其含水量應(yīng)控制在0.03%以下。如前所述，在舊的工藝過(guò)程中，乙炔和氯化氫的脫水，須分別采用固堿干燥和濃硫酸干燥來(lái)進(jìn)行。顯然這種工藝過(guò)程，是很不經(jīng)濟(jì)而又極不合理的。這不僅使得整個(gè)生產(chǎn)流程太長(zhǎng)，增加原料的損耗。而且須采用龐大的吸收裝置，占用大量的附屬設(shè)備和建筑面積。換堿、換酸和“倒酸”操作十分沉重繁雜，而且極不安全。此外，吸水后形成的液堿和稀釋后的酸液，在常溫常壓下其飽和

27、蒸汽壓較高。因此脫水程度有一定限制，仍很難滿足氯乙烯合成的需要。由于這些原因，當(dāng)前這種陳舊的工藝過(guò)程已逐漸受到擯棄，而代之以混合脫水的新流程?；旌厦撍男鹿に囀怯晌覈?guó)首先創(chuàng)造出來(lái)的，它使我國(guó)聚氯乙烯生產(chǎn)具有自己的待點(diǎn)?；旌厦撍谙率鲈恚?、利用氯化氫的吸濕性質(zhì)，預(yù)先吸收乙炔氣中的部份水分變成濃鹽酸，以降低乙炔氣中的水蒸汽分壓。2、利用冷凍的方法使混合氣中的殘余水份冷凝。使氣體中的水蒸汽分壓進(jìn)一步降低，從而達(dá)到更高的脫水目的。由于以作為原料之一的氯化氫氣體代替固堿進(jìn)行乙炔干燥，并使二者在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步低溫脫水處理。顯然在流程的安排上，或者在經(jīng)濟(jì)和操作上都是合理的。采用混合脫水的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

28、工藝流程如圖2-2所示。來(lái)自乙炔站的濕乙炔氣經(jīng)阻火器(1)、裝有三甲酚硝酸酯的安全液封(2)和分離器(3)與來(lái)自氯化氫工序的氯化氫以1:1.051:1.1的比例，分別由互成90角的切線方進(jìn)入脫水混合器(4)中混合。乙炔氣中的部分水分被氯化氫吸收變成濃鹽酸霧滴。借氣體迥轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力甩向器壁，凝聚后順器壁落下?；旌虾蟮臍怏w沿中央氣體排出管上升至頂部擴(kuò)大室，室內(nèi)裝有活性炭以除去氯化氫所含的游離氯。然后進(jìn)入兩個(gè)串聯(lián)的石墨冷卻器(5)用35冷凍鹽水將混合氣冷至1015。冷卻后的混合氣經(jīng)旋風(fēng)分離器(6)及酸霧過(guò)濾器(7)除去所夾帶的酸滴和酸霧。再經(jīng)預(yù)熱器(8)預(yù)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器(9)進(jìn)行反應(yīng)。由各設(shè)

29、備分離下來(lái)之濃鹽酸，匯集后經(jīng)一液封管自動(dòng)流入酸罐(12)，然后定期用氮?dú)鈮褐了豳A槽?；罨|媒用的干燥氯化氫氣體由一單獨(dú)系統(tǒng)獲得。其過(guò)程是將未經(jīng)干燥氯化氫氣體，通過(guò)另一石墨冷卻器(10)進(jìn)行冷凍脫水。經(jīng)酸霧過(guò)濾器(11)除去酸霧后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器。采用混合脫水的轉(zhuǎn)化(zhunhu)系統(tǒng)工藝流程1-阻火器；2-液封；3-分離器；4-脫水混合器；5，10-石墨冷卻器；6-旋風(fēng)分離器；7，11-酸霧過(guò)濾器；8-預(yù)熱器；9-轉(zhuǎn)化器；12-酸罐；13-冷卻水循環(huán)槽；14-水泵轉(zhuǎn)化(zhunhu)系統(tǒng)的主要(zhyo)設(shè)備轉(zhuǎn)化(zhunhu)器：由于乙炔和氯化氫的加成反應(yīng)是一種在觸媒存在下的放熱反應(yīng)，轉(zhuǎn)化器的主要

30、作用是用以裝載觸媒與移走反應(yīng)熱，其構(gòu)造如圖2-3所示。轉(zhuǎn)化器是一圓柱形列管式設(shè)備，上下蓋為錐形，外殼由鋼板焊接而成。圓柱部分有573.5列管613根，用脹管法固定于兩端花板上。管內(nèi)裝觸媒，管間有兩塊花板將整個(gè)圓拄部分隔為三層，每層均有冷卻水進(jìn)出口用以通冷卻水帶走反應(yīng)熱。上蓋有一氣體分配盤，使氣體均勻分配。下蓋內(nèi)襯瓷磚，以防鹽酸腐蝕，其內(nèi)自下而上充以瓷環(huán)、活性炭作為填料，支撐列管內(nèi)的觸媒，防止觸媒粉塵進(jìn)入管道。轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)1-錐形底蓋；2-瓷磚；3-隔板；4-外殼；5-列管；6-冷卻水出口；7-大蓋；8、11-熱電偶插孔；9-手孔；10-氣體進(jìn)口；12-氣體分配板；13-支撐管；14-冷卻水進(jìn)口

31、；15-填料；16-手孔；17-下花板；18-合成氣出口；19-防腐襯里氯乙烯合成的轉(zhuǎn)化器是一種氣固相接觸的固定床反應(yīng)器。在這類反應(yīng)器中，保證氣體和固體間的良好接觸并不是一個(gè)重要的問(wèn)題，因?yàn)橛|媒本身具有很大的表面積，而在氣相中擴(kuò)散阻力又不很大。因此，在通常的氣流速度下氣體與觸媒在反應(yīng)設(shè)備中能良好的接觸。但是，在這一類反應(yīng)器中，氣體的均勻分布是個(gè)主要問(wèn)題，如果氣體分布不均勻?qū)е赂鞑糠謿饬魍Ａ魰r(shí)間不一，就會(huì)產(chǎn)生以下缺點(diǎn)：1.反應(yīng)過(guò)程的轉(zhuǎn)化率降低。這是由于停留時(shí)間長(zhǎng)的氣體轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)不足以彌補(bǔ)停留時(shí)間短的氣體轉(zhuǎn)化率的下降所造成的損失。2.反應(yīng)器各處溫度不均勻，使操作的溫度條件變壞。這是因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間不

32、同的氣體的轉(zhuǎn)化率不同，所放出(fn ch)的熱量亦不同，而導(dǎo)致各處溫度不同。所以，要使氣體(qt)均勻分布，除了(ch le)采用多個(gè)進(jìn)口或在氣體入口處加上氣體分配盤使氣體均勻分配外，最主要的應(yīng)使觸媒各部分阻力一致。否則，當(dāng)部分管子阻力大而另一部分阻力小時(shí)，氣體總是要從阻力小的部分通過(guò)。這部分就由于大量氣體的通過(guò)而進(jìn)行激烈的反應(yīng)，放出大量的熱量，當(dāng)所放出之熱量來(lái)不及被冷卻水帶走時(shí)，就會(huì)使溫度升高而使觸媒活性迅速下降，造成轉(zhuǎn)化反應(yīng)惡化。串聯(lián)轉(zhuǎn)化在氯乙烯合成反應(yīng)中，觸媒常因活性中心受原料氣體中所帶雜質(zhì)的毒害或被副反應(yīng)產(chǎn)物所覆蓋，或者受高溫作用造成氯化汞升華等原因，致使活性下降而失效。按工藝要求合成

33、氯乙烯時(shí)乙炔轉(zhuǎn)化率需在97%以上，換句話說(shuō)在反應(yīng)后的氣體中乙炔含量不得大于3%。如乙炔含量高于3%，觸媒便被認(rèn)為失效而需重新更換。這樣，另一部分還有很高活性的觸媒便被視為“失效”而白白扔掉。此外，在單臺(tái)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化過(guò)程中，由于工藝要求觸媒具有一定的壽命和轉(zhuǎn)化率，這就限制了原料氣體空間流速的提高，因而設(shè)備的利用率很低。為了充分利用上述“廢觸媒”，降低觸媒消耗，延長(zhǎng)觸媒壽命和提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，除加強(qiáng)合成溫度操作控制、制取高純度原料氣體和采用更新型的高效低耗觸媒外，更有效而且簡(jiǎn)單易行的辦法就是采用串聯(lián)轉(zhuǎn)化。串聯(lián)轉(zhuǎn)化就是將兩臺(tái)或三臺(tái)轉(zhuǎn)化器串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行聯(lián)合操作。即第一臺(tái)轉(zhuǎn)化器使用活性已衰退的觸媒，第二臺(tái)

34、使用活性在中期的觸媒，最后一臺(tái)則使用新觸媒。這樣，不僅可以使用較大空速，反應(yīng)溫度不會(huì)過(guò)高，操作易于控制，而且總轉(zhuǎn)化率還能保證工藝要求。串聯(lián)轉(zhuǎn)化型式如圖2-4所示。a、b為兩種不同接管的兩臺(tái)轉(zhuǎn)化器串聯(lián)，可按觸媒的使用情況任意倒換使用。c為三臺(tái)轉(zhuǎn)化器串聯(lián)，先后次序可任意倒換使用。d為組合串聯(lián)，運(yùn)用于個(gè)別轉(zhuǎn)化器發(fā)生故障停車時(shí)其他轉(zhuǎn)化器仍可繼續(xù)正常生產(chǎn)而不致于占用很多設(shè)備。組合串聯(lián)臺(tái)數(shù)不限，可根據(jù)具體情況自行選用。不同型式(xn sh)的串聯(lián)轉(zhuǎn)化沸騰(fitng)轉(zhuǎn)化氯乙烯合成設(shè)備除固定床轉(zhuǎn)化(zhunhu)器外也可以采用沸騰床轉(zhuǎn)化器。在沸騰床內(nèi)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)稱為沸騰轉(zhuǎn)化。沸騰轉(zhuǎn)化是在特殊(tsh)

35、的塔式設(shè)備沸騰床轉(zhuǎn)化器內(nèi)進(jìn)行。床內(nèi)填充(tinchng)以活性炭為裁體的氯化汞氯化鋇復(fù)合觸媒。經(jīng)脫水和充分混合(hnh)后的原料氣體，以一定的分子比從轉(zhuǎn)化器底部進(jìn)入床內(nèi)。當(dāng)氣流速度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，分布板上的觸媒粒子開(kāi)始流態(tài)化而呈“沸騰”狀態(tài)，于是便發(fā)生了和固定床類似的催化反應(yīng)。合成氣經(jīng)擴(kuò)大段和旋風(fēng)分離器除塵后進(jìn)入凈制系統(tǒng)進(jìn)行分離。反應(yīng)時(shí)放出的熱量，由床內(nèi)列管和外壁夾套中的冷卻水移出。沸騰轉(zhuǎn)化的主要特點(diǎn)是設(shè)備小，生產(chǎn)能力大。缺點(diǎn)是觸媒容易磨損，壽命短、定額高，轉(zhuǎn)化率稍差。為此常采用多層床代替單層床。隨著流化質(zhì)量的不斷改善和觸媒的改進(jìn)，可以預(yù)見(jiàn)，沸騰轉(zhuǎn)化將有很大的前途。轉(zhuǎn)化操作控制轉(zhuǎn)化的正常操作控

36、制條件合成轉(zhuǎn)化反應(yīng)最適宜的條件已在前面講過(guò)了。這條件最終表現(xiàn)在溫度操作上。轉(zhuǎn)化的溫度操作主要貫徹兩個(gè)原則，氯乙烯的產(chǎn)率高和操作穩(wěn)定，而操作穩(wěn)定才能有條件提高產(chǎn)率?？偟膩?lái)講，在操作中，應(yīng)將溫度維持在最適宜反應(yīng)溫度的附近，這樣才會(huì)使乙炔的轉(zhuǎn)化率高和副反應(yīng)少，氯乙烯的產(chǎn)率才會(huì)高。而最適宜的溫度是隨觸媒的使用時(shí)間而逐漸改變的。觸媒層反應(yīng)溫度的最高點(diǎn)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)沿著觸媒層由上至下而下降。觸媒使用到后期活性衰退，轉(zhuǎn)化率變劣，故應(yīng)設(shè)法采取措施來(lái)維持適宜反應(yīng)溫度。工業(yè)生產(chǎn)中最適宜的反應(yīng)溫度，目前還未有一致的意見(jiàn)，但實(shí)踐證明，一般以130180之間為最好。觸媒層同一平面上各點(diǎn)溫度之差應(yīng)愈小愈好。正常操作

37、時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格貫徹三穩(wěn)一準(zhǔn)操作，亦即隨時(shí)注意原料氣體的純度、壓力和反應(yīng)溫度的平穩(wěn)，原料氣體的流量控制要準(zhǔn)確，這樣才能達(dá)到轉(zhuǎn)化過(guò)程的操作穩(wěn)定，氯乙烯的產(chǎn)率最高。轉(zhuǎn)化的正常操作控制條件如表2-1所示：轉(zhuǎn)化操作控制條件名 稱操作條件乙炔總管壓力120400mmHg氯化氫總管壓力120400mmHg分子比C2H2:HCl=1:1.051.1反應(yīng)溫度130180新觸媒反應(yīng)溫度180冷卻水出口溫度955水泵送出壓力0.82/2循環(huán)水酸堿度pH7空間流速3060m3/m3h反應(yīng)后含乙炔3%反應(yīng)后含氯化氫20mmHg一段氣體出口溫度1/2氣柜使用范圍氣柜總體積的2580%馬達(dá)溫升60馬達(dá)電流140A二段出口冷卻器

38、氣體溫度4250為了確保壓縮機(jī)的潤(rùn)滑，對(duì)用于壓縮機(jī)主軸承等處的潤(rùn)滑油及用于壓縮機(jī)氣缸的氣缸油，應(yīng)嚴(yán)格符合于表3-2所列的規(guī)格。壓縮機(jī)的開(kāi)車壓縮機(jī)的開(kāi)車可分為原始開(kāi)車和正常開(kāi)車。前者是在壓縮機(jī)經(jīng)大修或中修后的開(kāi)車；后者是經(jīng)短期停車后(如停車更換活門或配合其他工段的臨時(shí)修理)的開(kāi)車。原始開(kāi)車比正常開(kāi)車復(fù)雜，并且包括了全部正常開(kāi)車的操作步驟。原始開(kāi)車的程序包括；空載試車、加壓試車和轉(zhuǎn)入正常開(kāi)車。壓縮機(jī)用機(jī)械和氣缸潤(rùn)滑油規(guī)格名 稱機(jī)械潤(rùn)滑油氣缸潤(rùn)滑油粘度（恩氏粘度）5.7恩氏粘度/502.330恩氏粘度/100閃燃點(diǎn)，不低于250240凝固點(diǎn)-14-15酸度（mgKOH/g油）不大于0.060.05炭

39、渣% 不大于0.7-灰分% 不大于0.0040.03壓縮機(jī)在試車(sh ch)過(guò)程中，一方面是校驗(yàn)修理和安裝過(guò)程中存在(cnzi)的問(wèn)題、設(shè)備的質(zhì)量及各部件的間隙情況；另一方面是通過(guò)試車過(guò)程進(jìn)行各種準(zhǔn)備工作(gngzu)，如使機(jī)器的摩擦部份在空載情況下得到磨合，使?jié)櫥秃屠鋮s水的供應(yīng)處于正常，進(jìn)行壓縮機(jī)各段管道和設(shè)備的吹凈以及電氣設(shè)備的試用、儀表的校驗(yàn)初調(diào)整等，為轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。1.空載試車，首先進(jìn)行潤(rùn)滑油系統(tǒng)的試運(yùn)轉(zhuǎn)，其目的是檢查注油器和油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；油箱、油管是否漏油；各調(diào)節(jié)閥是否靈敏好用；各潤(rùn)滑點(diǎn)采油是否暢通等。其次進(jìn)行冷卻水系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)。檢查全部水管是否安裝完整；水流暢通情況

40、及漏水現(xiàn)象。然后進(jìn)行電氣部份的試運(yùn)轉(zhuǎn)。檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子方向是否正確，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有阻礙現(xiàn)象及其他異響，檢查電流、電壓是否正常；電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后應(yīng)檢查各聯(lián)接部份有無(wú)松動(dòng)情況。以上各步準(zhǔn)備工作完畢后，即進(jìn)入壓縮機(jī)的空載試車。試車過(guò)程中，應(yīng)檢查各摩擦部分的供油和發(fā)熱情況，檢查各部聯(lián)接處是否有敲擊聲，檢查各處溫度如油溫、水溫、氣缸出入口溫度、電機(jī)溫度是否符合規(guī)定的工藝指標(biāo)。此外，亦檢查油液面以及油過(guò)濾器之請(qǐng)潔狀況等。空載試車正常后，即可進(jìn)行加壓試車。2.加壓試車：加壓試車的目的是在各段壓力增加和壓縮機(jī)負(fù)荷加大的情況下，除了繼續(xù)檢查和消除各種不正?，F(xiàn)象外，還需在加壓過(guò)程中，進(jìn)一步了解各連接處的氣密程度。因此

41、，在這一階段中，應(yīng)持別仔細(xì)進(jìn)行檢查。加壓試車系利用空氣進(jìn)行，試車是在壓縮機(jī)與生產(chǎn)系統(tǒng)斷絕聯(lián)系下進(jìn)行的，待試車達(dá)最高操作壓力，并經(jīng)檢查一切正常后，即可卸壓停車，停車后須再次檢查，當(dāng)檢查各部件的發(fā)熱正常，沒(méi)有損傷，各軸承的間隙量合格，各連接緊固之處的松緊適當(dāng)，即可認(rèn)為試車合格。加壓試車合格后即可通氮進(jìn)行置換，將設(shè)備管道內(nèi)的空氣排除干凈，以免與氯乙烯混合后形成爆炸性氣體。待將設(shè)備管道置換到含氧小于3%以下時(shí)，方能通入合成氣。3.正式開(kāi)車，(1)開(kāi)車前的準(zhǔn)備工作在運(yùn)轉(zhuǎn)崗位開(kāi)車以前，須進(jìn)行下列各項(xiàng)工作，檢查各儀表、閥門是否靈活好用；檢查壓油器內(nèi)之油量是否適當(dāng)，其油面應(yīng)位于液面計(jì)之上部；檢查機(jī)架內(nèi)之油量，

42、機(jī)器開(kāi)動(dòng)時(shí)，其油面高度應(yīng)位于驗(yàn)油器之指標(biāo)內(nèi)；搖動(dòng)壓油器手柄約50轉(zhuǎn)，檢查壓油管之注油情況；打開(kāi)(d ki)冷卻器之閥門(排泄瓣)；打開(kāi)(d ki)冷卻器自來(lái)水閥門，使冷卻水流經(jīng)氣缸水套及水管，檢查其是否暢通(chngtng)有無(wú)漏水現(xiàn)象；檢查機(jī)器之各結(jié)合部分之精密度及松緊度；盤車檢查機(jī)器是否正常轉(zhuǎn)動(dòng)，有無(wú)撞擊、震動(dòng)可其它雜音；精密檢查潤(rùn)滑油是否進(jìn)入氣缸內(nèi)；打開(kāi)曲軸箱旁孔蓋，上油于十字頭滑板上，使其上下活動(dòng)一下，讓整個(gè)摩擦面得到潤(rùn)滑，隨后將孔蓋好；檢查壓縮機(jī)出入口閥門是否關(guān)閉，打開(kāi)短路閥門。以上準(zhǔn)備工作就緒后即可進(jìn)行正式開(kāi)車。(2)開(kāi)車操作接到轉(zhuǎn)化開(kāi)車通知后，打開(kāi)氣柜入口閥門，當(dāng)氣柜容積達(dá)50%

43、后，立即開(kāi)車；反復(fù)開(kāi)啟電鈕13次，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；待機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，逐漸關(guān)閉短路閥門，打開(kāi)二段出口閥門；當(dāng)短路閥門關(guān)嚴(yán)后，開(kāi)動(dòng)一段入口閥門，根據(jù)壓力大小，調(diào)節(jié)壓縮量。(3)正常操作經(jīng)常檢查一段入口壓力是否正常，嚴(yán)禁抽負(fù)壓，以免抽入空氣造成危險(xiǎn)；經(jīng)常檢查一段入口溫度，調(diào)節(jié)預(yù)冷器冷卻水量；經(jīng)常檢查二段入口溫度，調(diào)節(jié)冷卻水量；根據(jù)氣柜高低，經(jīng)常調(diào)節(jié)人口閥門，確保平穩(wěn)抽氣、供氣；根據(jù)二段出口壓力大小控制抽氣量；經(jīng)常檢查機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)和馬達(dá)溫升情況；經(jīng)常檢查拉桿是否發(fā)熱、盤根有無(wú)漏損；經(jīng)常檢查注油器上油量和油箱油面是否符合要求；油分離器定期放油。壓縮機(jī)的停車1.正常停車：正常停車是由檢修計(jì)劃所確定的，是一種有

44、步驟的停車。(1)按到停車通知后，即作停車準(zhǔn)備，此時(shí)應(yīng)與有關(guān)工序聯(lián)系好；(2)關(guān)閉一段入口閥門；(3)關(guān)閉二段出口閥門約34圈；(4)切斷電流停車，將二段出口閥門關(guān)嚴(yán)，同時(shí)打開(kāi)短路閥門；(5)再將一段入口閥門(f mn)打開(kāi)，使壓縮機(jī)內(nèi)殘留(cnli)壓力放平，立即(lj)關(guān)閉一段入口閥門；(6)最后關(guān)閉冷卻水閥門。2.緊急停車：突然停車就是在事故或嚴(yán)重的不正?，F(xiàn)象的逼迫下，不得巳采取的一種緊急措施。如壓縮機(jī)本身發(fā)生了嚴(yán)重的故障或工段內(nèi)外突然停電，以及發(fā)生著火、爆炸等嚴(yán)重事故時(shí)，都需要采取緊急停車。這種停車動(dòng)作，愈快愈好。壓縮機(jī)的緊急停車操作如下：(1)迅速切斷電源；(2)打開(kāi)短路閥門，關(guān)閉二

45、段出口閥門；(3)關(guān)閉一段入口閥門；(4)通知有關(guān)工序和車間；(5)關(guān)閉冷卻水閥門及各油杯下油閥；(6)拉掉電閘，并檢查電器設(shè)備開(kāi)關(guān)是否跳開(kāi)；(7)用人工盤車，并檢查壓縮機(jī)內(nèi)各主要部件；(8)按事故輕重及事故發(fā)生地點(diǎn)，對(duì)緊急停車后的壓縮機(jī)進(jìn)行處理。氯乙烯(y x)的凈制與精餾(jn li)合成氣的水洗水洗的目的(md)轉(zhuǎn)化反應(yīng)后的氣體中除氯乙烯外，尚有大量的氯化氫、未反應(yīng)的乙炔和氮?dú)?、氫氣、二氧化碳等氣體，以及轉(zhuǎn)化副反應(yīng)生成之乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙炔等雜氣。為了生產(chǎn)適于聚合的高純度單體，應(yīng)徹底將這些雜質(zhì)除掉。水洗是粗氯乙烯凈制的第一步，即利用水洗去在水中溶解度較大的雜氣如

46、氯化氫、乙醛等。此外，水洗還具有冷卻合成氣體的作用。水洗的原理水洗是屬于一種氣體的吸收操作，亦即利用適當(dāng)?shù)囊后w吸收劑處理氣體混合物，使后者分離。水是最常用的而且最易得到的吸收劑之一。無(wú)論任何氣體，都能或多或少地溶解在水中，所不同的只是有的氣體在水中的溶解度很小，有的很大，而且相差非常懸殊。用水洗滌除去氯化氫的方法則是以合成氣體中各種氣體在水中具有不同溶解度為基礎(chǔ)的。氯化氫在水中的溶解度很大，在氯化氫分壓與水蒸汽分壓之總和為760毫米汞柱時(shí)，分別為：氯化氫在水中的溶解度溫度0102030405060溶解度，Nm3/m3水506.6473.9442.0411.5385.7361.6338.7當(dāng)氣體

47、中氯化氫的分壓為760毫米汞柱時(shí)，1米3水在0能溶解525.2m3的氯化氫，在18能溶解451.2米3氯化氫。一般來(lái)說(shuō)，氣體的溶解度隨壓力升高和溫度的降低而增加。水洗操作對(duì)定額的影響如上所述，任何氣體都能或多或少地溶解在水中。氯乙烯也不例外，所不同的是氯乙所在水中的溶解度比氯化氫小得多。氯乙烯在水中的溶解度雖然很小，但在合成氣中它的分壓較大，而且洗滌水的用量也很大，所以也有相當(dāng)數(shù)量溶于水中，造成損失，其溶解量仍是很可觀的。水洗時(shí)，除氯乙烯的熔解造成損失外，機(jī)械夾帶也是造成氯乙烯損失的一個(gè)(y )方面。造成夾帶損失的原因(yunyn)，是洗滌水從拉西環(huán)托篦上下落(xilu)時(shí)，將其周圍的氣體以氣

48、泡狀卷入水中而帶走。按某廠測(cè)定的結(jié)果，在年產(chǎn)6000噸聚氯乙烯的情況下，操作溫度為35時(shí)，洗滌水用量為8.2米3小時(shí)，水溶解損失為6.3公斤小時(shí)，全年損失49.5噸氯乙烯。如操作溫度更低，用水量更大時(shí)，其溶解損失更大。夾帶損失出較嚴(yán)重，每小時(shí)約為8.64公斤，今年損失70噸氯乙烯。由于溶解和夾帶損失，全年約損失氯乙烯120噸。所以，如何改進(jìn)水洗塔的結(jié)構(gòu)和操作狀況，保證氣液兩相的良好接觸，提高水洗飽和度，降低洗滌水用量，是減少損失、降低定額的重要途徑。減少水洗溶解及夾帶損失的措施，一般常用下列兩種方式：1.采用循環(huán)吸收回收鹽酸的流程，減少洗滌水用量：將合成氣先經(jīng)一鹽酸回收塔，而后再進(jìn)行水洗、堿洗

49、。水洗液可用作回收塔的循環(huán)吸收劑，回收鹽酸濃度達(dá)31，可最大限度地減少水洗的溶解及夾帶損失，其損失量?jī)H為不回收時(shí)的7%。2.采用氣液分離器，減少?gòu)U酸夾帶損失：目前多數(shù)廠都因陋就筒采用這種方式來(lái)減少夾帶損失。即水洗塔廢酸先經(jīng)一氣液分離器，分離出水洗機(jī)械夾帶的氯乙烯后，洗滌水再經(jīng)水封排出，這種方式如有廉價(jià)的熱源進(jìn)行加熱，則溶解損失可以更少。合成氣的堿洗和干燥堿洗的目的經(jīng)水洗后合成氣中的氯化氫雖大部分除去，但仍有部分殘留在合成氣中，這部分氯化氫如帶到后部系統(tǒng)中去，將會(huì)腐蝕設(shè)備。而且，氯化氫的存在會(huì)促進(jìn)氯乙烯的聚合，堵基管道和設(shè)備，所以需要用堿洗將其徹底除去。此外，經(jīng)水洗后的合成氣中，尚含有一定數(shù)量的

50、二氧化碳，如帶到干燥塔去會(huì)和固堿進(jìn)行反應(yīng)，生成一層碳酸鈉硬殼，阻礙了固堿和氣體的接觸，從而使干燥操作失去了作用。另外，二氧化碳的存在增加了惰性氣體量，增加了氣體分離的困難，加大了排空尾氣中氯乙烯的損失。通過(guò)堿洗，亦可將二氧化碳除去。堿洗的原理堿洗和水洗的吸收原理略有不同。水洗一般可以當(dāng)作單純的溶解過(guò)程，通稱為簡(jiǎn)單吸收或物理吸收。而用堿液吸收氯化氫和二氧化碳的過(guò)程中，則起了化學(xué)反應(yīng)，情況就較為復(fù)雜，這一類吸收通常稱為化學(xué)吸收。所用堿液為1015%的氫氧化鈉溶液。用氫氧化鈉溶液(rngy)吸收合成氣中微量的氯化氫和二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：對(duì)氫氧化鈉(qn yn hu n)和二氧化碳反應(yīng)的研究

51、表明(biomng)，實(shí)際上氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳是存在著下述兩個(gè)反應(yīng)：以上這兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行是很快的，在有過(guò)量的氫氧化鈉存在時(shí)，反應(yīng)一直可向右邊的方向進(jìn)行，生成的碳酸氫納可以全部生成碳酸鈉。所以實(shí)際上可能將合成氣中的微量二氧化碳幾乎能全部清除干凈。但是，如果溶液中的苛性鈉已經(jīng)全部生成碳酸鈉，這時(shí)，碳酸鈉雖然還有吸收二氧化碳的能力，但反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)緩慢，由于溶液中沒(méi)有苛性鈉，因此生成的碳酸氫鈉就不再消失，因碳酸氫鈉在水中的溶解度很小，故容易沉淀出來(lái)，堵塞管道和設(shè)備，使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。所以溶液中必須保持一定量的氫氧化鈉不使碳酸氫鈉出現(xiàn)。合成氣的干燥由堿洗塔出來(lái)之合成氣，不可避免地含有少量水分。含

52、有少量的水，如不經(jīng)除去，帶到后面的工序中，就會(huì)造成很多的麻煩。如帶到壓縮機(jī)氣缸中，經(jīng)壓縮后，有部分冷凝下來(lái)，造成水力沖擊，損壞氣缸，或使壓縮機(jī)的機(jī)械效率和生產(chǎn)能力下降。又如水的存在，會(huì)影響分餾效率。在采用常壓分餾的情況下，還會(huì)造成結(jié)冰堵塞設(shè)備，在采用加壓分餾情況下，如用0以下的鹽水冷卻，而未使用高沸點(diǎn)塔或分餾效率較差時(shí)，則全凝器或尾氣冷凝器也有結(jié)冰堵塞的可能。更值得注意的是，在水介質(zhì)的存在下，氯乙烯和一些高沸點(diǎn)多氯化物會(huì)分解而產(chǎn)生少量鹽酸，造成后部設(shè)備的腐蝕，所以應(yīng)盡可能地將水份除去。合成氣的干燥包括下列兩個(gè)步驟：1.預(yù)冷：預(yù)冷是合成氣干燥的第一步，堿洗后的合成氣在預(yù)冷器里用+5冷凍水冷卻到1

53、0左右，大部分水分在預(yù)冷器里被冷凝出來(lái)，可以減輕后面干燥設(shè)備的負(fù)荷，降低壓縮機(jī)入口溫度，提高壓縮機(jī)生產(chǎn)能力，還確保氯乙烯壓縮時(shí)，不致因溫度過(guò)高而分解。2.干燥：經(jīng)預(yù)冷后的合成氣體，其中水分大部分雖已被冷凝出來(lái)，但仍有少量殘留(cnli)在氯乙烯中，因此仍須進(jìn)一步進(jìn)行干燥。合成氣的干燥和乙炔氣的干燥一樣，可以采用吸濕性干燥劑或采用冷凍(lngdng)的辦法來(lái)完成(wn chng)。實(shí)際生產(chǎn)中，由于燥作不便或投資較大等種種原因，有的廠實(shí)際上只保留預(yù)冷而取消了干燥部分，生產(chǎn)實(shí)踐證明：后部設(shè)備腐蝕的問(wèn)題仍是客觀存在的，因此有的廠擬采用分子篩吸附脫水或液相脫水的辦法，但都未能達(dá)到設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和脫水

54、良好的預(yù)期效果。所以合成氣或單體的脫水以及設(shè)備腐蝕的問(wèn)題，還有待進(jìn)一步探討。氯乙烯的精餾精餾的一般原理在化學(xué)工業(yè)中，通常采用蒸餾來(lái)分離液體混合物。通過(guò)蒸餾操作可以從液體混合物中獲得純的組份。其原理是由于組成混合物的各種物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，則當(dāng)加熱氣化時(shí)，沸點(diǎn)較低的組份(低沸點(diǎn)組份)變?yōu)檎魵?，而沸點(diǎn)較高的組分(高沸點(diǎn)組份)則留在液體中，所得的蒸氣被冷凝后，形成所謂餾出液，殘留的未氣化的液體稱為殘液。因此，蒸餾的結(jié)果，低沸點(diǎn)組份轉(zhuǎn)入餾出液中，而高沸點(diǎn)組份則轉(zhuǎn)入殘液內(nèi)。這個(gè)過(guò)程稱之為蒸餾。但是，在上述所謂簡(jiǎn)單地一次蒸餾的過(guò)程中，并不能將混合物中各組份完全分離而得到純粹的組份。事實(shí)上，兩個(gè)組份都是揮發(fā)的，

55、雖然在程度上有所差異，可是都能同時(shí)轉(zhuǎn)入蒸氣中。因此，蒸餾時(shí)生成的蒸氣不僅僅是低沸點(diǎn)組份。而只是由于低沸點(diǎn)組份揮發(fā)度較高，轉(zhuǎn)入蒸氣中的程度較高沸點(diǎn)組份大，故蒸氣較之原液含低沸點(diǎn)組份多。因此，在餾出液中，低沸點(diǎn)組份的含量較其在原液中的含量高。反之，在殘液中低沸點(diǎn)組份的含量校其在原液中的含量低。因此，簡(jiǎn)單蒸餾的后期，釜內(nèi)殘液中的低沸點(diǎn)組份含量逐漸減小，殘液的沸點(diǎn)則逐漸增高，而所生蒸氣中低沸點(diǎn)組分的含量亦隨之遞減。如欲使各種組分更充分地分離，則采用更復(fù)雜的蒸餾形式精餾。精餾是令蒸餾時(shí)所生成的蒸氣與蒸氣冷凝時(shí)得到的液體相互作用，氣相中高沸點(diǎn)組分和液相中的低沸點(diǎn)組份，以相反方向進(jìn)行多次的冷凝和氣化，而達(dá)到

56、較完全地分離液體混合物的過(guò)程。精餾(jn li)操作原理圖精餾(jn li)過(guò)程是在逆流作用的塔式設(shè)備(圖4-1)內(nèi)進(jìn)行(jnxng)。在塔內(nèi)，由被蒸餾液體所產(chǎn)生的蒸氣自下向上流動(dòng)，而送入塔頂?shù)囊后w則與蒸氣對(duì)流。由于氣液兩相不斷地接觸，氣液兩相之間就產(chǎn)生了傳熱和傳質(zhì)的復(fù)雜現(xiàn)象，亦即借來(lái)自下方蒸氣冷凝時(shí)放出的熱量(潛熱)，使來(lái)自上方的液體部分氣化，即部分的易揮發(fā)組份從液相轉(zhuǎn)入氣相，而來(lái)自下方的蒸氣，放出潛熱后也部分地冷凝為液體，即部分的難揮發(fā)組份從氣相轉(zhuǎn)入液相。這樣，在每一塊塔板上都同時(shí)進(jìn)行著氣液兩相的熱量和質(zhì)量的交換，當(dāng)具有充分多的塔板數(shù)時(shí)，在氣體沿塔上升途中，易揮發(fā)組扮不斷從液相向氣相轉(zhuǎn)移，

57、所以蒸氣中的易揮發(fā)組份逐漸增濃。結(jié)果從最上一塊塔板可分出幾乎完全為易揮發(fā)組分的蒸氣，冷凝后即得到純度很高的餾出液。同樣，液相從塔頂?shù)剿?，其中易揮發(fā)組份濃度不斷下降，而難揮發(fā)組份的濃度不斷增加，結(jié)果從最下一塊塔板中，所得到的幾乎完全是難揮發(fā)組份的殘液了。為了保證塔內(nèi)有一定量的液體與上升的氣體進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過(guò)程，從而獲得幾乎完全為易揮發(fā)組份的餾出液。必須在塔頂不斷加入極易于揮發(fā)組份的回流液體。此液體的來(lái)源是將自塔頂逸出的蒸氣部分冷凝而得，這種操作稱為回流。不同(b tn)壓力下的蒸餾由于(yuy)被分離的各種液體的沸點(diǎn)不同，蒸餾需在各種不同壓力下進(jìn)行。一般來(lái)講，有下列(xili)三種情況：1.常壓

58、蒸餾：一般沸點(diǎn)在30150的液體，通常是在常壓下進(jìn)行蒸餾的。因而可以說(shuō)常壓蒸餾適用于分離液體混合物。2.加壓蒸餾：當(dāng)所分離的混合組成沸點(diǎn)很低，在常壓下是氣態(tài)時(shí)，則采用加壓蒸餾。通過(guò)加壓，可提高其沸點(diǎn)，使之能在常溫下操作。如氯乙烯沸點(diǎn)為-13.9，如在常壓下蒸餾則需在低溫下進(jìn)行操作，消耗大量冷凍量，而且操作極不方便，加壓到5公斤厘米2后，其沸點(diǎn)提高到40左右，這樣就可以在常溫下進(jìn)行蒸餾，操作十分便利。3.真空蒸餾：某些物質(zhì)沸點(diǎn)很高，要想使其沸騰，需要消耗大量的熱量，而且在高溫下進(jìn)行蒸餾時(shí)，會(huì)引起某些物質(zhì)分解，不能達(dá)到分離混合液的目的。為此，必須降低蒸餾溫度。為了降低蒸餾的溫度，通常降低系統(tǒng)的壓力

59、，使液體沸點(diǎn)下降。例如：在常壓下，500才沸騰的烴類，若在較高的真空下，則在溫度200250時(shí)就可蒸餾。也就是說(shuō)，在不致引起分解的溫度下，就可蒸餾出來(lái)。氯乙烯的精餾粗氯乙烯是一種含有很多組份的混合物，其中含有部分未反應(yīng)的乙炔、氯化氫以及由原料氣中帶來(lái)的惰性氣體、氫氣、氮?dú)?、二氧化碳、水分等。另外，在轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程中由副反應(yīng)產(chǎn)生一些如乙醛、二氯乙烷、順式或反式二氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙炔等副產(chǎn)物，也會(huì)被夾帶在合成氣中。這些物質(zhì)如不經(jīng)除出，就會(huì)嚴(yán)重影響以后的聚合反應(yīng)，或使聚合時(shí)間延長(zhǎng)，聚合物鉆度下降，或使樹(shù)脂熱穩(wěn)定性降低與老化速度加激，或使加工性能變壞。實(shí)驗(yàn)證明：未經(jīng)除去雜質(zhì)的粗氯乙烯單體，其聚合

60、時(shí)間比經(jīng)精制過(guò)的延長(zhǎng)一倍左右，從理論上講，通過(guò)聚合雜質(zhì)的影響擴(kuò)大了，這是由于許多雜質(zhì)能參加聚合反應(yīng)，這樣它們就成為大分子的端基或其中一個(gè)特殊鏈節(jié)，從而影響大分子的性能。假定某一種雜質(zhì)在單體中的含量十萬(wàn)分之幾(一般為重量比)，由于通常存在單體中的雜質(zhì)的分子量，都和單體的分子量同屬于一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可以認(rèn)為，這種雜質(zhì)在單體中所占有的分子百分?jǐn)?shù)也是十萬(wàn)分之幾。也就是說(shuō)十萬(wàn)個(gè)單體分子中就有幾個(gè)這種雜質(zhì)分子。表面看來(lái)，這個(gè)數(shù)量似乎很小，其影響很容易被忽略，但是通過(guò)聚合反應(yīng)后，如果所制造的樹(shù)脂的平均聚合度是一千，那么十萬(wàn)個(gè)單體分子將大體上聚合成一百個(gè)聚氯乙烯大分子，那么受影響的大分子數(shù)將是百分之幾，而不是