聚錄乙烯pvc任務一混合脫水和氯乙烯的合成

聚錄乙烯pvc課件任務一混合脫水和氯乙烯的合成第1頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月原料及產(chǎn)品的識別一工業(yè)衛(wèi)生及安全技術二混合脫水和合成的原理三混合脫水和合成條件的選擇四混合脫水和合成主要設備的識別五混合脫水和合成工藝流程的識讀六混合脫水和合成系統(tǒng)的操作七第2頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月一、原料及產(chǎn)品的識別(一)氯乙烯的性質和規(guī)格1.基本物理性質(1)化學式：C2H3Cl；結構簡式：CH2=CHCl；式量：62.5。

(2)顏色、狀態(tài)、氣味：常溫常壓下，是無色、微溶于水、具有麻醉性的芳香氣味的氣體。

(3)冷凝點：-13.9℃；凝固點：-159.7℃。第3頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)氯乙烯的蒸氣壓第4頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月氯乙烯的蒸氣壓（沸點-13.9℃

）溫度(℃)壓力(105Pa)溫度(℃)壓力(105Pa)-28.370.52716.213.010-23.020.68425.724.035-16.610.90333.535.051-13.611.02339.725.998-8.321.26546.806.044-1.571.63354.878.9004.011.98760.3410.1125.532.109第5頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)液體氯乙烯的密度

溫度(℃)密度(g/mL)溫度(℃)密度(g/mL)-12.960.969239.570.87331.320.944348.200.855513.490.922359.910.831028.110.8955液體氯乙烯的密度（比水輕）第6頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(6)氯乙烯蒸氣的比容？

溫度(℃)比容(mL/g)溫度(℃)比容(mL/g)-3063520105.4-204183079.4-102844080.301995046.310143.36036.2第7頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(7)氯乙烯的蒸發(fā)潛能

蒸發(fā)或冷凝1g氯乙烯所需的熱量溫度(℃)潛熱(J/g)溫度(℃)潛熱(J/g)-20358.7430328.6-1035240320.60347.450311.410342第8頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(8)氯乙烯的爆炸性

①氯乙烯在空氣中的爆炸范圍為含氯乙烯4~21.7%(體積)，在氧氣中的爆炸范圍為含氯乙烯4~70%(體積)。②在氯乙烯與空氣的混合物中充入氮氣或二氧化碳可縮小其爆炸濃度范圍?；旌衔锍淙?/p>

(%)氮氣二氧化碳20402030爆炸范圍(%)4.2~17.14.7~8.24.5~11.85~8.2第9頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月③氯乙烯和乙炔兩種氣體混合物的爆炸范圍，則依兩者混合比(氯乙烯：乙炔)的縮小而擴大。④液態(tài)氯乙烯無論從設備或管道向外泄漏，都極其危險(遇到外界火源會起火爆炸(燃燒熱為1198.1kJ/mol)；它是一種高絕緣性液體，在壓力下快速噴射，會產(chǎn)生靜電積聚而自發(fā)起火爆炸)，輸送氯乙烯宜選用低流速，并將設備及管道進行防靜電接地。第10頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(9)氯乙烯的均聚反應熱

通常由呼吸道吸入人體內，較高濃度能引起急性中毒，呈現(xiàn)麻醉前期癥狀，有眩暈、頭痛、惡心、胸悶、步態(tài)蹣跚和喪失定向能力等，嚴重時可致昏迷。車間空氣中最高允許濃度為30mg/m3。(10)氯乙烯的毒性

第11頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.氯乙烯的化學性質(1)有關氯原子的反應(2)有關雙鍵的反應①與氯化氫加成生成氯乙烷②在紫外線照射下能與硫化氫加成生成2-氯乙硫醇第12頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月③氯乙烯通過聚合反應可生成聚氯乙烯3.氯乙烯的產(chǎn)品規(guī)格

由于各氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)工藝過程、操作參數(shù)以及產(chǎn)品的應用有所不同，因而氯乙烯產(chǎn)品的規(guī)格也有所不同，中國聚合用氯乙烯的規(guī)格如下表所示。第13頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月項目指標/%項目指標/%氯乙烯純度(質量分數(shù))≥99.9水≤0.025乙炔(色譜法)≤0.001鐵≤0.0001HCl≤0.0002高沸點物含量(色譜法)≤0.001中國聚合用氯乙烯的規(guī)格第14頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)原料的基本性質和規(guī)格要求

主要原料有乙炔和氯化氫，還有氯化汞、活性炭、氫氧化鈉等。氯化氫和乙炔、氫氧化鈉的基本性質與規(guī)格參見項目一和項目二，在此主要介紹氯化汞、活性炭。第15頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)氯化汞

①別名:為二氯化汞、氯化高汞、升汞。

②分子式為HgCl2，相對分子質量為271.59。

③顏色狀態(tài)：無色或白色結晶粉末，溶于水(使用時要避水)。

④毒性：劇毒，應避光密封保存。1.原料的基本性質第16頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)活性炭

①顏色狀態(tài)氣味:是黑色粒狀物或粉末，無嗅、無味。

②溶解性：不溶于任何溶劑。

③特殊性能：對氣體有選擇性的吸附能力，用于色譜試劑、吸附劑、脫色劑，粒狀物可用于催化劑的載體。第17頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原料的規(guī)格原料控制項目工業(yè)規(guī)格活性炭炭≥97%水分≤5%機械強度≥90%吸苯率≥30%比表面積≥50m2/g粒度6.5mm以上含量≤5%，2.75~5.5mm含量≥40%，1mm以下含量≤1%第18頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原料的規(guī)格氯化汞HgCl210%~12%H2O≤0.3%機械強度≥90%粒度φ3×6mm第19頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)汞的安全衛(wèi)生及環(huán)保技術1.汞的危害

(1)GB5044-85(職業(yè)性接觸毒物危害程度分級)中汞及其化合物危害程度分級屬于Ⅰ級(極度危害)。

(2)汞對環(huán)境危害極大，汞進入水中以后，在厭養(yǎng)微生物的作用下，可以轉化為極毒的有機汞(烷基汞)，生物體從環(huán)境中攝取來，并在體內大量積累，并且通過生物的生物鏈富集濃縮。二、工業(yè)衛(wèi)生和安全技術第20頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)人吃了受汞污染的水產(chǎn)品，甲基汞可以在腦中積聚，嚴重危害人體健康。

(4)短期內吸入大量汞蒸汽后引起急性中毒，病人有頭痛、頭暈、乏力、多夢、睡眠障礙、易激動、手指震顫、發(fā)熱等全身癥狀，并有明顯口腔炎表現(xiàn)。

(5)口服可溶性汞鹽引起急性腐蝕性胃腸炎，嚴重者發(fā)生昏迷、休克、急性腎功能衰竭。第21頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(6)慢性中毒：一般接觸數(shù)月或數(shù)年可發(fā)生慢性中毒。①神經(jīng)衰弱癥，會出現(xiàn)頭痛、頭暈、失眠、多夢、記憶力明顯減退等綜合癥狀；②易發(fā)奮癥，易激動、急躁、愛吵鬧、難于控制情緒等；③震顫癥，舌、上肢、眼等多為意向性震顫；④口腔癥狀，齒齦可出現(xiàn)深藍色汞線、充血腫脹、潰瘍疼痛，刷牙易出血等。第22頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.國家排放標準

(1)我國排放標準規(guī)定汞的最高允許濃度為0.05mg/L，飲用水的最高允許濃度為0.001mg/L。

(2)GBZ2-2002(工作場所有害因素職業(yè)接觸限值)規(guī)定工作場所空氣中汞的容許度為：時間加權平均容許濃度≤0.025mg/m3，短時間接觸容許濃度為≤0.075mg/m3。第23頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)由于升汞對人體皮膚、衣服和建筑等均有吸附作用，因此接觸升汞操作后（特別在飯前），應勤洗手，操作區(qū)經(jīng)常用水沖洗汞塵污染物，以減少二次污染。3.預防措施

(1)改進生產(chǎn)工藝。制作氯化汞催化劑工人易造成汞中毒，因此改進催化劑配制工藝，使設備密閉化；催化劑烘干時，不宜采用人工搬運的烘箱干燥，最好采用氣流風干燥以減少工人直接與催化劑接觸。第24頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)改善工作環(huán)境。催化劑包裝處，盡量做到密閉化或增加排風排塵裝置。

(3)嚴格操作。合理使用催化劑，延長催化劑壽命，減少翻、換催化劑次數(shù)，以使工人少接觸汞催化劑，減少汞中毒機會。

(4)定期體檢與防治。接觸汞催化劑的工人應定期體檢，并應定期進行排汞治療。第25頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(5)汞催化劑制作專業(yè)化。湖南新晃汞礦等已集中制作汞催化劑，聚氯乙烯生產(chǎn)廠可購置汞催化劑，不必自己制作，以減少污染。

(6)廢催化劑集中回收處理。使用后的廢催化劑可集中給貴州丹寨汞礦集中回收汞，集中治理。第26頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月4.含汞廢水的處理

處理含汞廢水技術指標:處理出水符合《污水綜合排放標準》(GB8798-1996),汞濃度為＜0.05mg/L。處理含汞廢水的方法很多，常見的兩種方法有沉淀法和還原法。

(1)沉淀法：汞的化合物中，除硝酸汞外大多難溶于水，其中以HgS的溶解度最小。因此將含汞廢水先經(jīng)沉淀后，加鹽酸將pH值調至5，再加入Na2S或NaHS，調pH值至8～９，再加入硫酸鋁溶液進行混凝第27頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月沉淀，再經(jīng)活性炭吸附處理，即可將Hg2+以HgS的形式除去，汞的去除率可達99.9%，出水含汞濃度可降到0.05mg/L以下。

注意：①由于HgS可溶于過量的Na2S中，形成可溶性的[HgS2]2-，因此Na2S不能過量；②如果過量，可用FeSO4與過量的Na2S反應，生成FeS沉淀。③因FeS溶于酸，所以要控制廢水的pH值，使HgS和FeS一起從廢水中沉淀出。第28頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)還原法：此法是用還原劑將廢水中的汞還原為金屬汞。常用的還原劑有鐵屑、銅屑、鋅粒、肼、硼氫化鈉（NaBH4）、硫代硫酸鈉及亞硫酸鈉等。還可用微生物還原，例如耐汞菌可將HgCl2、HgI2、HgSO4、Hg(NO3)2、Hg(CN)2、Hg(SCN)2、HgO、Hg(OAC)2、醋酸苯汞、磷酸乙基汞和氯化甲基汞等還原為金屬汞。第29頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)氯乙烯的危害及工業(yè)衛(wèi)生1.氯乙烯的危害

(1)氯乙烯單體是易燃、易爆、有毒的物質。我國規(guī)定在生產(chǎn)車間的操作區(qū)內，空氣中氯乙烯的最高允許濃度為30mg/m3。

(2)人體憑嗅覺發(fā)現(xiàn)氯乙烯有味時，其濃度約在1290mg/m3，比標準高出40多倍。因此，憑嗅覺檢查是極不可靠的，應定期檢查車間操作區(qū)內氯乙烯含量，發(fā)現(xiàn)超標時，應采取有效的措施。第30頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)急性中毒

氯乙烯通常由呼吸道吸入人體內，較高濃度引起急性中毒，呈現(xiàn)麻醉前期癥狀，有暈眩、頭痛、惡心、胸悶、步態(tài)蹣跚和喪失定向能力，嚴重中毒時可致昏迷。

(2)對人體有麻醉作用當濃度為256g／m3(10％)時，1小時致死；當濃度為20％～40％時很快引起急性中毒，長時間接觸VCM氣體可使人致癌。

2.中毒癥狀與急救第31頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)慢性中毒主要為肝臟損害、神經(jīng)衰弱癥候群、胃腸道及肢端溶骨癥等綜合癥。

(4)急救

急性中毒時，應立即移離現(xiàn)場，使呼吸新鮮空氣，必要時施以人工呼吸或輸氧。當皮膚或眼睛受到液體氯乙烯污染時，應盡快用大量水沖洗。第32頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)氯乙烯安全生產(chǎn)注意事項1、開車期間不準動火，停車動火需辦理動火證手續(xù)。

2、停車動火要求排氣達到氯乙烯含量＜0.5%，乙炔含量＜0.5%(體積分數(shù))。系統(tǒng)開車前用N2置換，排氣要求氧含量＜3%(體積分數(shù))。

3、停車檢修局部設備、管道需動火時，除將該部分設備、管道做排氣處理外，尚需加盲板，以防閥門漏氣、隔離靜電。

第33頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電氣設備和傳動設備都要有防護罩等安全設施，殘缺不全者不得開車。靜電設備未經(jīng)主任允許不得改動。

5、非本崗位人員，未經(jīng)批準不準擅自進入操作區(qū)。不許攜帶危險品和火種進入廠房。

6、操作人員在工作時間內必須穿工作服。進行放堿、放酸操作必須佩戴好防護眼鏡、膠鞋、手套等勞動保護用品。

第34頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月7、滅火器材不得隨意亂動，崗位操作人員應熟練掌握其性能及使用方法。油類和氣體著火，嚴禁用水撲救，必須使用干砂和泡沫滅火器。第35頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)混合脫水的目的1、容易溶解氯化氫形成鹽酸，嚴重腐蝕轉化器(嚴重時使列管發(fā)生穿漏)2、易使轉化器的催化劑結塊，降低催化劑的活性

3、導致整個轉化器系統(tǒng)的阻力增加，氣流分布不均勻，局部反應特別劇烈發(fā)生過熱，使氯化汞升華加劇，催化劑活性迅速降低。三、混合脫水和合成的原理第36頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月4、容易發(fā)生副反應

所生成的乙醛在精制中不易除去，成為氯乙烯單體中的雜質；雜質的存在對聚合反應有影響，同時消耗乙炔，使氯乙烯的收率降低。根據(jù)工藝設計要求，乙炔和氯化氫原料氣的含水量應在0.06%以下。第37頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)混合脫水的原理

在乙炔與氯化氫混合冷凍脫水工藝中，水分與氯化氫形成40%左右的鹽酸酸霧析出，混合氣體的含水量取決于該溫度下40%左右鹽酸溶液上的蒸氣分壓，也即在石墨冷凝器和酸霧過濾器中，溫度越低，水分含量也越小。溫度(℃)-20-17-14-10水蒸氣分壓(Pa)123161205268鹽酸溶液上水蒸氣分壓(Pa)9.913.118.726.0第38頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

由表知，在同一溫度下，40%左右鹽酸上水蒸氣的分壓遠小于純水，而當進一步降低溫度時，將生成更濃的鹽酸，水蒸氣分壓更低，可獲得更好的除水效果。在混合冷凍脫水過程中，冷凝的40%左右鹽酸，除一部分以液膜狀自石墨冷卻器列管內壁流出外，另一部分呈極微細的“酸霧”(直徑在幾個微米以下)懸浮于混合氣流中，形成“氣溶膠”，用第39頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月一般氣液相分離設備是捕集不到的；而采用浸漬3~5%憎水性有機硅樹脂的5~10um細玻璃纖維，可以將其大部分分離下來(氣溶膠與垂直的玻璃纖維相碰撞后，大部分霧粒被截留，再借重力向下流動的過程中液滴逐漸增大，最后滴落并排出)。第40頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)氯乙烯合成的原理(1)反應原理第41頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)反應機理

乙炔與氯化氫在升汞催化劑存在下的氣相加成反應式：

反應非均相，分5個步驟進行，其中表面反應為控制階段：

①外擴散：乙炔、氯化氫向碳的外表面擴散

②內擴散：乙炔、氯化氫經(jīng)碳的微孔通道向內表面擴散第42頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

③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

④內擴散：氯乙烯經(jīng)碳的微孔通道向外表面擴散⑤外擴散：氯乙烯自碳外表面向氣流中擴散(四)催化劑(升汞吸附在活性炭上)1、載體活性炭由低灰分的煤加工制成(經(jīng)750~950℃的高溫水蒸氣活化，氧化或燒掉成型后炭粒內部的揮發(fā)分，使形成許多微細的空穴和通道)，比表面積大(每克

第43頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月重量含有800~1000m2的表面積，具有優(yōu)異的吸附能力，被廣泛地用于氣體或液體中微量雜質的吸附分離過程、各種有毒和有害氣體的防毒面具，以及催化劑的載體。2、升汞(氯化高汞，HgCl2)(1)常溫下是白色結晶粉末，升華點為302℃(固態(tài)直接變成蒸氣態(tài))，純的升汞蒸氣壓隨溫度升高而急劇上升(注意使用溫度)。第44頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度(℃)120150180200260280308蒸氣壓(Pa)50.7316120631723146064020109450(2)升汞在水中具有一定的溶解度，且隨溫度升高而增大(如0℃時溶解度為4.3kg，20℃時為6kg，100℃時為56.2kg)，所以要注意使用溫度和濕度。第45頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)目前，工業(yè)生產(chǎn)用催化劑，以活性炭為載體，浸漬吸附8~12%左右的升汞制備而成(每100份活性炭含8~12份升汞)。(3)純的升汞對氯乙烯合成并無催化活性，而一旦吸附于催化劑表面則對該反應有優(yōu)異的催化作用，和選擇性，是氯乙烯合成最理想的催化劑。第46頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)在生產(chǎn)中所采用的-12~-16℃溫度控制范圍內，理論上的含水量都遠低于工藝設計指標0.06%(2)溫度越低，脫水效果越好；但當溫度低于-18℃時，濃鹽酸中會析出HCl.2H2O的結晶，造成管道堵塞四、混合脫水和合成條件的選擇(一)脫水溫度的選擇(-12~-16℃)第47頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)玻璃棉的選擇(1)過濾層用5~10um粗的玻璃絲做成幾個微米大小孔隙的玻璃纖維層，并用憎水性有機硅樹脂浸漬(含樹脂3~5%)。

(2)浸漬層對20%以上的鹽酸耐腐蝕性較差，使用一段時間后因涂層侵蝕剝落，凝聚的酸滴不易流下而隨氣流帶走，所以需定期更換玻璃纖維(一般半年更換一次)。第48頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)對原料氣乙炔的要求

1.純度一般要求乙炔純度≥98.5%。因為純度低時，二氧化碳等惰性氣體量多，會降低合成的轉化率，尾氣放空量增加，增加乙炔和氯乙烯的損失。

2.磷硫雜質磷化氫、硫化氫均能與催化劑發(fā)生不可逆轉的化學吸附，使催化劑中毒而縮短催化劑的使用壽命；還能與升汞反應生成無活性的汞鹽。第49頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)生產(chǎn)中，采用浸硝酸銀的試紙在乙炔樣氣中不變色，作為檢測硫、磷雜質的標準。3、水分一般原料氣含水分≤0.06%，能滿足生產(chǎn)需要。第50頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(四)對原料氣氯化氫的要求1、純度

氯化氫純度≥93%[純度低時，組成不穩(wěn)定，與乙炔的配比不易調整；含有較多的惰性氣體(約占7%)，使尾排氣體增加，乙炔和氯乙烯損失增加，電石定額上升]。第51頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2、氯化氫中游離氯≤0.002%

嚴格控制氯化氫中游離氯檢出(游離氯與乙炔接觸，發(fā)生激烈反應生成氯乙炔爆炸性物質，同時放出大量的熱，造成混合脫水系統(tǒng)的混合器、列管式石墨冷卻器等薄弱環(huán)節(jié)處爆炸而影響生產(chǎn)安全；借游離氯自動測定儀或于混合器出口安裝氣相溫度報警器，設定溫度超過50℃時即關閉原料乙炔氣總閥)。第52頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月3、含氧(控制在0.5%以下)

在轉化率低、放空尾氣中乙炔量較多時，氧氣在放空氣相中被濃縮，存在潛在危險；會與炭反應生成CO、CO2降低催化劑使用壽命，造成后分離困難；使干燥塔內的固堿生成碳酸鈉外殼，影響固堿的脫水效果。(五)乙炔與氯化氫配比的要求

物質的量比

乙炔過量時，易使升汞還原為甘汞或水銀，造成催化劑很快失去活性。第53頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

當氯化氫過量太多時，增加原料消耗，同時增加產(chǎn)物中二氯乙烷的含量。乙炔：氯化氫2：11：11：2催化劑升華物Hg2Cl2+HgHg2Cl2微量Hg2Cl2不同物質的量比時收集到不同的升華物第54頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度(℃)25100130KP1.318×10155.623×10102.754×109溫度(℃)150180200KP4.677×1084.266×1071.289×107

熱力學常數(shù)(KP)(六)反應溫度的選擇(100~180℃范圍內）

在25~200℃的范圍內，KP均較大。即在此溫度范圍內，都能得到較高平均分壓的聚氯乙烯。第55頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度(℃)100140181218K329.6722.214212297

動力學常數(shù)

提高反應溫度有利于加快氯乙烯合成的速率，但平衡常數(shù)卻變??；過高的溫度易使氯化高汞升華而隨氣流帶走，降低催化劑的使用壽命；同時反應溫度的提高會使合成氣中高沸物含量明顯增加。反應溫度(℃)135150175187193高沸物(%)0.140.1830.2670.3210.391第56頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(七)空間流速的選擇(25~40m3乙炔/m3催化劑.h)

單位時間內通過單位體積催化劑的氣體量(氣體量習慣以乙炔量計，單位為m3乙炔/m3催化劑.h)。當空間流速增加時，氣體與催化劑的接觸時間減少，乙炔的轉化率減低；當空間流速減少時，乙炔的轉化率提高，但高沸點副產(chǎn)物增多，生產(chǎn)能力反而降低。第57頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(八)反應壓力的選擇(常壓操作，約為100kPa)

該反應是物質的量縮小的氣相反應，從熱力學角度考慮，加壓有利于氯乙烯的生成；從動力學方程看，加壓有利于提高反應速率；但是，在反應適宜的溫度下，平衡常數(shù)已經(jīng)很高，采用加壓促使平衡移動意義不大；且在高壓下使用乙炔不安全，對設備、材料要求也高，能量損耗大。第58頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)混合器

氯化氫和乙炔兩氣體混合的設備。設備材料可選用鋼膠襯或硬聚氯乙烯制作。氯化氫氣體自混合器切線方向進入，沿設備壁面旋轉流下，與進入中心管自小孔噴射出來的乙炔氣均勻混合。五、混合脫水和合成主要設備的識別第59頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)酸霧過濾器

依氣體處理量大小，有單筒式和多筒式兩種。設備筒體、花板、濾筒可采用鋼襯膠或硬聚氯乙烯制作，以防止鹽酸腐蝕。設備外設有夾套，夾套中通入-35℃冷凍鹽水，以保持在低溫下過濾酸霧。第60頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖示過濾器由7只濾筒組成，每個濾筒可包扎硅油玻璃棉約3.5kg，厚度35mm，總過濾面積8m2，這樣的過濾器可處理乙炔流量1500m3/h以上(一般為保證效果，限制混合氣體截面流速在0.1m/s以下)。第61頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)轉化器

是一個圓柱形的列管式反應器，上下蓋為錐形，外殼由鋼板焊接而成；圓柱部分由φ57mm*3.5mm的列管數(shù)百根，用脹接法固定于兩端管板上；管內裝催化劑，管間有兩塊花板將整個圓柱部分分為三層，1.構造第62頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月每層均有冷卻水進出口用以通冷卻水帶走反應熱；上蓋有一氣體分配盤，使原料氣體均勻分布；下蓋內襯瓷磚，以防鹽酸腐蝕；其內自下而上充以瓷環(huán)、活性炭作為填料，支撐列管內的催化劑，防止催化劑粉塵進入管道。第63頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

轉化器的列管與管板脹接技術要求較嚴格，因為只要有微小的滲漏，將使管間的熱水泄漏到設備內，與氣相中的氯化氫接觸而生成濃鹽酸，并進一步腐蝕直到大量鹽酸從底部放酸口放出而造成停產(chǎn)事故。因此，無論是新制造還是檢修者，在安裝前均應對管板脹接處作氣密性捉漏（0.2～0.3MPa壓縮空氣）。為減少管間熱水對管外壁的腐蝕，常使用無離子水、添加高溫緩釋阻垢劑并控制pH為8~9.第64頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月2.工作原理生產(chǎn)上應盡可能將合成反應的溫度控制在適宜范圍。列管式固定床反應器一般都存在徑向與軸向的溫度分布，這不僅指一根列管內反應溫度沿列管橫截面存在管中心溫度最高，

第65頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月而管壁處溫度最低的徑向分布，而且也存在沿軸向不同催化劑床層深度的分布；生產(chǎn)上為了有效地控制床層溫度，在總長度3m的列管上不同高度，以及在沿反應器各橫截面不同的位置分為10~12個區(qū)段，分別借多點式熱點偶測量各區(qū)段的溫度，并可作圖得到轉換器內反應溫度沿軸向分布的曲線。第66頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

由圖知，熱點溫度隨催化劑使用時間的增加而向下移動；溫度分布曲線的形狀由隨催化劑使用時間的增加而由陡峭變得平坦。在催化劑使用前期(1000h以內)，由于是新催化劑活性高，反應集中在列管上端，熱點溫度位于催化劑最上層；此第67頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月時常將列管外中、下層冷卻水關閉，而只開通上層冷卻水散熱；這一時期通入催化劑層的乙炔流量也應控制低一些，以免反應過于激烈而使溫度超過180℃，甚至出現(xiàn)250~300℃的飛溫現(xiàn)象，從而發(fā)生燒壞催化劑及損壞轉化器的危險。催化劑使用效率的最好時期為曲線2所示，反應帶很寬，乙炔流量可達最高值，中、下層冷卻水也可全部通入，這一階段的反應溫度取決于乙炔流量。第68頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

后期(3000h以后)則是催化劑的衰老期，溫度分布平坦，也沒有明顯的熱點溫度，且反應溫度較前兩個時期低，表示催化劑活性下降，此時即使再增加乙炔通入量也不能使溫度回升，原料轉化率也逐漸下降，生產(chǎn)上應考慮更換催化劑。第69頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月六、混合脫水和合成工藝流程的識讀第70頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)混合脫水

1.混合乙炔裝置送來的精制乙炔氣經(jīng)乙炔預冷器1預冷，與氯化氫裝置送來的干燥氯化氫，經(jīng)緩沖器通過流量計調節(jié)分子配比(乙炔：氯化氫=1/1.05~1/1.1)，在混合器2中充分混合。

2.脫水之后進入串聯(lián)的石墨冷卻器3a和3b，用-35℃鹽水(尾氣冷凝器下水)間接冷卻至-10℃，水分一部分以40%左右鹽酸排出，另一部分則夾帶于氣流中；第71頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月進入串聯(lián)的酸霧過濾器4a和4b，由氟硅油玻璃棉捕集分離。(二)合成

再之后，氣體經(jīng)預熱器5預熱，由流量計控制進入第Ⅰ組轉換器6a，借列管中填裝的吸附于活性炭上的升汞催化劑，使乙炔和氯化氫合成轉化為氯乙烯，第Ⅰ組轉化器出口氣體中還有20~30%未轉化乙炔；反應混合物再進入第Ⅱ組轉化器6b，使出口處未轉化的乙第72頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月炔控制在3%以下；合成反應的熱量，由通過離心泵送來的95~100℃的循環(huán)熱水移去。

第Ⅱ組轉化器(可由數(shù)臺并聯(lián))填裝活性較高的新催化劑，第Ⅰ組轉化器(可由數(shù)臺并聯(lián))則填裝活性較低的由第Ⅱ組更換下來的舊催化劑。第73頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)轉化器熱水自循環(huán)圖3.1.9轉化器熱水自循環(huán)流程第74頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

該工藝中熱水在轉化器夾套內吸熱，形成汽水混合物；汽水混合物上升到轉化器頂部的汽液分離罐進行汽水分離；分離得到的水通過回流管回到轉化器夾套繼續(xù)換熱；蒸汽從分離罐頂部進入吸汽塔，在吸汽塔內蒸汽與水在塔板上充分接觸換熱，熱水順流流入熱水槽，再通過熱水泵輸送至轉化器作補充水用。第75頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

開車前必須利用熱水泵對轉化系統(tǒng)進行強制循環(huán)預熱，熱水通過循環(huán)水溢流罐強制預熱，待轉化系統(tǒng)溫度上升到80～85℃左右時，通氣開車，開循環(huán)水罐上、下水閥，開轉化器小補水閥，轉化器熱水改自然循環(huán)。

經(jīng)過熱量衡算，自循環(huán)產(chǎn)生的蒸汽完全可以用吸汽塔吸收；而轉化器所需的補充水等于蒸汽帶走的水量，熱水泵只需提供這部分補充水即可。第76頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

本系統(tǒng)的主要生產(chǎn)任務是將合格的氯化氫氣體與乙炔氣體充分混合、脫水后，在催化劑的催化作用下合成粗氯乙烯。(一)生產(chǎn)任務

從乙炔、氯化氫總管至轉化器出口之間的設備、管道、閥門、儀表均屬本系統(tǒng)管理。(二)管理范圍七、混合脫水和合成系統(tǒng)的操作第77頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

①檢查系統(tǒng)

檢查本系統(tǒng)各設備、管道、閥門、儀表、電器等是否齊全，是否符合要求。

②試壓置換用氮氣對本系統(tǒng)試壓捉漏，如無泄漏則用氮氣置換系統(tǒng)，至含氧＜3%即為合格（注：一般開車宜用干燥的氯化氫氣體置換，既可防止氯化汞催化劑吸潮而增加阻力，又可活化氯化汞催化劑）。(三)開車前的準備工作第78頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

③準備熱水開啟熱水槽軟水閥，通知送軟水，并通蒸汽加熱，啟動熱水泵，使轉化器、預熱器等熱水循環(huán)，并排除管道設備內積氣。控制熱水槽液面在60%～70%左右，水溫大于80℃。軟水加好后通知停送軟水，并用堿調pH值在9±1。第79頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月④準備冷凍鹽水通知冷凍站補充鹽水，對各用冷凍水設備補充鹽水，并排氣至有鹽水流出為止。同時檢查管道和設備有無泄漏，臨近開車時通知冷凍站進行循環(huán)降溫。第80頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑤閥門調節(jié)按如下順序調節(jié)閥門a.混合脫水系統(tǒng)，應關閥門：乙炔總閥和氯化氫總閥等；應開閥門：乙炔預冷器下水及平衡閥，流量計和壓力表閥，各下酸管路第二道閥。b.合成系統(tǒng)，應關閥門：各轉化器放酸及取樣膠管；應開閥門：轉化器氣相進出口閥（視氯化汞催化劑使用情況，以決定作為串聯(lián)的第Ⅰ組或第Ⅱ組）。第81頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑥聯(lián)系開車與乙炔和氯化氫裝置聯(lián)系開車時間，并通知冷凍站等崗位做好降溫準備。

⑦回收尾氣開車正常后將合成精餾尾氣回收氣引入合成系統(tǒng)加以利用。第82頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

①通氯化氫通知調度和氯化氫裝置送氣，純度合格及壓力升高后，開啟氯化氫總閥排氣，嚴格控制開車最低流量。同時通知凈化系統(tǒng)，本系統(tǒng)開始通入氯化氫，并于凈化吸收后放空。

②通知分析氯化氫純度。分析合格且轉化器含氯化氫已基本上達到飽和（一般15～30min），即可通知乙炔裝置開車。(四)開車操作第83頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

③通乙炔氣打開第二道乙炔總閥，通入乙炔氣體，并立即通知凈化系統(tǒng)，關排空閥，開啟至氣柜閥門。通知冷凍站、調度室等，合成系統(tǒng)已正式開車。

④控制配比和流量根據(jù)氯化氫純度和壓力控制配比，乙炔：氯化氫=1：(1.05～1)（按純度折算），剛開車時，為使泡沫塔形成泡沫層，乙炔流量在最低限量以上，并注意轉化器反應溫度，調節(jié)好單臺流量。第84頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑤壓酸操作混合脫水待下酸管路有液封時，即可按需進行壓酸操作。

⑥巡回檢查按生產(chǎn)流程進行巡回檢查，及時對預熱器和轉化器進行放酸檢查。第85頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

①監(jiān)測純度經(jīng)常和乙炔和氯化氫裝置聯(lián)系，調整純度和壓力，以滿足流量的要求。

②調節(jié)配比流量根據(jù)氯化氫純度，適當調節(jié)摩爾比和單臺轉化器的混合氣流量。

③調節(jié)熱水量經(jīng)常根據(jù)分析數(shù)值，合理調節(jié)各臺轉化器流量及熱水循環(huán)量，并排除管間上方的不凝性氣體。(五)正常運行操作第86頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

④保證循環(huán)水量水質定期檢查熱水泵和熱水槽液面，保證足夠的循環(huán)量。并檢查水質，調整pH值在9±1范圍。

⑤保證冷凍鹽水溫度壓力經(jīng)常與冷凍站聯(lián)系，使冷卻鹽水的溫度和壓力滿足要求。

⑥定時壓酸混合脫水定時進行壓酸，小酸槽滿時用氮氣壓至大酸槽。第87頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑦巡檢預熱器和轉化器每小時巡回觀察轉化器和預熱器，并進行放酸檢查，必須有氣排出。如有酸排出并確定泄露時應立即停下進行有效處理。

⑧催化劑翻新或泄漏處理轉化器需翻氯化汞催化劑或泄露而要單臺停車時，應關緊轉化器進、出口閥（閥門如泄露，應加盲板）和熱水進、出口閥（如泄露時，應開排氣閥排水），并通入氮氣進行排氣（約2～3h）。第88頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑨活化催化劑轉化器新氯化汞催化劑應采用氯化氫活化，打開熱水進、出口閥，氯化汞催化劑升溫，通入氯化氫進行活化6～8h，至分析氯化氫純度接近進口純度時為止。

⑩調節(jié)單臺流量根據(jù)氯化汞催化劑使用時間長短、反應溫度、阻力大小和轉化率情況，合理地調節(jié)單臺流量。第89頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

①與其它系統(tǒng)聯(lián)系計劃停車或短期停車，應預先與調度、乙炔裝置及其他系統(tǒng)聯(lián)系。

②壓酸一次混合脫水在停車前壓一次酸。

③臨時停車處理臨時停車時，先通知氯化氫降低壓力，再通知乙炔裝置逐步降壓。乙炔流量隨氯化氫流量降低而減少，待氯化氫即將停止時立即通知乙炔裝置停車，同時關閉乙炔總閥。(六)正常停車操作第90頁，課件共102頁，創(chuàng)作于2023年2月

④告知凈化已停乙炔立即通知凈化系統(tǒng)已停通乙炔。

⑤停通氯化氫接到氯化氫裝置停車通知，即關閉氯化氫總閥，并通知凈化系統(tǒng)。