VCM操作规程1.doc

一、产品概述氯乙烯车间的任务是以乙炔和氯化氢为原料合成粗氯乙烯，再经提纯生产出合格的精单体供聚合生产PVC树脂，该车间的产品就是氯乙烯精单体。（一）、 物理、化学性质化学名称分子式结构式分子量氯乙烯（简称VCM） C2H3Cl 62.51、VCM的物理性质 、主要物理常数：冷凝点：-13.9；凝固点：-159.7；临界温度：142；临界压力：52.2大气压。、常温常压下是一种无色有乙醚香味的气体，但稍加压力就可以得到液体VCM。、蒸汽压：蒸汽压力和温度关系见表1，也可按下式计算出VCM蒸气压力：logP=0.8421150.9/T=1.75logT0.002415T式中P单位为绝对大气压，T为绝对温度T273+t、VCM的潜热见表2潜热：蒸发或冷凝每克VCM所需的热量。表1、VCM的蒸汽压：温度压力mmHg温度压力mmHg28.37359.616.212258.023.02513.025.723027.016.61677.633.533789.013.61767.539.724492.08.32949.046.805434.01.571224.854.876676.04.011490.660.347586.05.531582.0表2、VCM的潜热温度潜热卡/克温度潜热/克-2085.72080.2-1084.13078.5083.04076.61081.75074.4、VCM蒸气的比容见表3.表3、VCM饱和蒸气的比容温度比容ml/g温度比容ml/g3063520105.4204183079.7102844060.301995046.310143.36036.2、液体VCM的密度：温度越高，密度越小。见表4.也可按下式计算：d=0.94710.001746t0.00000324t2表4、VCM液体密度温度密度g/ml温度密度g/ml12.960.969239.570.87331.320.944348.20.855513.490.922359.910.831028.110.8955、VCM易溶于丙酮、乙醇和烃类中，微溶于水。、VCM易燃与空气混合形成爆炸物。爆炸浓度范围为4-21.7%（体积比）所以使用VCM要特别注意安全。、VCM对人有麻醉作用，空气中VCM的最大允许浓度为500ppm。当VCM蒸气浓度达到1%时，可使人有麻醉感觉，达到5%以上时，可使人出现头晕、浑身软弱无力，逐渐神志不清、站立不稳、四肢痉挛、呼吸困难，最后失去知觉等中毒现象。2、VCM的化学性质：VCM有氯原子和双键两个起化学反应的部分，所以能进行的化学反应较多，但连接在双键上的氯原子不很活泼，因此，对双键的反应比有关氯原子的反应多，例如：、有关双键的反应：在紫外线照射下，能与硫化氢加成生成2-氯乙硫醇。CH=CHClH2SHSCH2-CH2Cl 硫化氢 2-氯乙硫醇与氯化氢加成生成二氯乙烷CH2=CHClHClCH2Cl- CH2ClVCM经过聚合反应生成聚氯乙烯（PVC）nCH2=CHCl、有关氯原子的反应与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯脂：与苛性钠共热时，脱掉氯化氢生成乙炔CH2=CHClNaOHCHCHNaClH2O3、产品标准（中间品的质量、指标）精氯乙烯纯度99.99%，含乙炔（C2H2）0.001%；含高沸物0.001%；含H2O250ppm，含HCl2ppm，含Fe1ppm.4、产品用途：供聚合使用生产聚氯乙烯（PVC）5、产品的包装、贮存、运输高纯度的氯乙烯液体单体用密闭球罐贮存，用单体输送泵经管道压入聚合釜，供聚合使用。二、原、辅材料规格及质量指标：1、C2H2：总管压力：0.0150.05MPa纯度：99%，不含S、P。2、HCl： 总管压力：0.0150.05MPa纯度：93.595.5%，不含游离氯，含（O2）0.5%3、触媒：粒度：3（3-6）mm，氯化汞含量：高汞：11.512%，低汞：8.08.5%，水分0.3%，机械强度90%。4、活性碳粒度：3（3-6）mm，含碳量97%，吸苯率30%，机械强度90%，比表面积：500600m2/g5、液碱NaOH=30%工业品6、片碱NaOH98%工业品7、浓硫酸H2SO498% 工业品三、生产的目的及原理（一）、生产的目的生产出高纯度（99.99%以上）的合格VCM单体，供聚合生产PVC。（二）、生产原理我公司主要用乙炔气相法生产乙烯，即以活性炭为载体，吸附氯化汞为触媒，以乙炔和氯化氢所相加成为基础，反应是在装满触媒的转化器中进行。反应温度在100180间；此方法的优点是：乙炔转化率高，所需设备不太复杂，生产技术比较成熟。目前为大规模工业生产所采用，其缺点是：氯化汞触媒有毒，价格昂贵，污染环境。1、原料气乙炔与氯化氢的混合脱水：（1）、混合脱水的目的：因原料气中存在水分，容易溶解氯化氢形成盐酸，严重腐蚀管道设备，严重时可以使设备、管道发生穿漏，被迫停车检修，影响生产。水分的存在易使转化器触媒结块，降低活性，导致整个转化器系统阻力增加，气流分布不均匀，局部地方由于反应特别剧烈发生过热，使HgCl2升华加剧，活性迅速降低。温度波动大，不易控制。水分的存在还容易发生副反应生成乙酫：C2H2H2OCH3CHO，乙醛在粗制中不易除去，一部分乙炔原料被消耗，VC单体的收率降低。因此，原料气C2H2和HCl的水分必须尽量除去，工艺要求脱水后C2H2、HCl混合气的含水量应在50ppm以下。(2)、混合脱水的原理：、冷冻脱水：在乙炔与氯化氢混合冷冻脱水工艺中，利用氯化氢的吸湿性，原料气中水分被氯化氢吸收后呈40%左右的盐酸酸雾析出。混合气体的含水量取决于该温度下的40%盐酸溶液上的蒸汽分压，即混合气温度越低，水含量越小。在混合冷冻脱水过程中，冷凝的40%盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极微细的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，采用浸渍3-5%憎水性含F有机硅树脂5-10m细玻璃纤维，将其大部分分离下来。（“气溶胶”与垂直的玻璃纤维相碰撞后，大部分雾粒被截留，再借重力向下流动的过程中液滴逐渐加大，最后滴落下来并排出）、浓硫酸干燥脱水：浓硫酸干燥是一种吸收操作，即利用适当的液体吸收剂处理气体混合物，使后者分离。98%浓硫酸是最常用的吸水剂。利用二级填料塔在填料上形成浓硫酸液膜，强化了水与浓硫酸的接触，能有效地除去混合气中的水分，浓硫酸干燥是一种简单的物理吸收。(3)、影响脱水效果的因素：、脱水温度：-142生产中采用-1612温度控制范围，脱水效果是很好的，且温度愈低，水蒸气的冷凝愈彻底。但要注意温度并不是越低越好，当温度低于-18时，浓盐酸会析出HCl2H2O的结晶，造成管道的堵塞。因此，脱水温度不能低于-18。、玻璃棉：过滤层是用浸渍3-5%憎水性含F有机硅树脂5-10m粗的玻璃纤维层，由于硅树脂耐酸性较差，一般半年一年更换一次玻璃棉滤层，厚度为3035mm。、浓硫酸(98%): 浓硫酸脱水一般在较高浓度下比较好。生产中随着塔内循环硫酸浓度降低，混合气中含水量增大，定期做样，及时更换。要求硫酸干燥一塔内浓硫酸浓度低于95%时进行换酸。、生产负荷：限制C2H2、HCl混合气截面流速0.1m/s，一般流速大过滤效果差，进而增大硫酸干燥塔的负荷。调整浓硫酸循环量就可以解决。2、氯乙烯的合成(转化)：(1)、反应机理： 乙炔与氯化氢在HgCl2催化剂存在下产生气相加成反应。反应式：CHCHHClCH2=CHCl124.8kJ/mol(29.8kcal/mol)其上述反应分为：外扩散内扩散表面反应外扩散 五个步骤进行，反应机理如下：乙炔与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞：CHCHHgCl2ClCH-CH-HgCl因氯乙烯氯汞很不稳定，遇氯化氢即分解生成氯乙烯：ClCH-CH-HgClHClCH2=CHClHgCl2当乙炔与氯化氢的分子比小时，所生成的氯乙烯能再与氯化氢加成而生成金属汞，使触媒失去活性，同时生成副产物二氯乙烯：CHCHHgCl2ClCH-CH-HgClClHg-CHCl-CHCl-HgClClCH=CHClHg2Cl2CHCHHgCl2Cl-CHHgCH-ClHgClCH=CHCl（2）、影响VCM合成的因素：、反应温度：随着反应温度上升，乙炔合成VCM速度大大加速这对工业化生产盐分必要，但温度过高，对以下两个方面有影响：a、触媒活性：随温度上升HgCl2升华显著，同时在较高温度下HgCl2容易被C2H2还原或本身热分解为Hg。HgCl2C2H2HgCl副产物（如二氯乙烯）HgCl2C2H2Hg副产物（如二氯乙烯）升华及还原均使触媒寿命降低。b、高沸物：随着温度上升，副反应加剧，所得高沸物也随之增加，直接影响到电石消耗定额的上升。所以，较适宜的温度是120160之间，新触媒应严格控制在160以下。、分子比：提高原料气氯化氢深度(即分压)有利于乙炔的转化反应和转化率增加。相反，当乙炔过量时，易使催化剂中升汞还原为甘汞或水银，造成催化剂很快失去活性。而当氯化氢过量太多，则不但增加原料氯化氢的水泵定额，还会增加已合成的氯乙烯与氯化氢再加成生成 1.1-二氯乙烷副产物的机会。进而造成电石消耗定额的上升。当然，确定HCl过量进行转化反应的原因，还有因为HCl价格比乙炔低廉，后处理比较方便等。所以在生产中，一般视HCl统一计划稳定情况下控制分子比为HClC2H2=1.0511的范围。、空间流速：空间流速是指单位时间内通过单位何种催化剂的气体流量(气体量习惯以乙炔量来表示)，其单位为m3乙炔/m3催化剂h，当每小时空间流速增加时，气体与催化剂的接触时间减少，乙炔的转化率随之降低，反之，当空间流速降低时，气体与催化剂的接触时间增多，乙炔的转化率提高。但高沸点的副产物量也随之增多。这时VCM收率降低，在实际生产中，比较恰当的乙炔空间流速为2540m3乙炔/m3催化剂h，即能保证乙炔有较高的转化率，以能保证高沸点副产物的含量减少。、原料气的纯度要求a、原料气纯度低，使H2等惰性气体量增多，不但会降低合成转化率，还会使精馏系统的冷凝器传热系数显著下降，尾气放空量增多，夹带的VCM量增大，而降低精馏总收率。一般要求乙炔纯度99%，氯化氢纯度94%。b、乙炔中硫、磷杂质：乙炔气相中的硫化氢、磷化氢均能与合成汞催化剂发生不可逆的化学吸附反应，使催化剂中毒而缩短使用寿命。还能与催化剂中HgCl2反应生成无活性的汞盐：HgCl2H2SHgS2HCl3HgCl2PH3(HgCl)3P3HCl在生产中大量硫、磷等杂质随乙炔进入合成系统，还造成安全隐患。如冷冻脱酸酸自燃，转化器在更换触媒时自燃起火等事故发生。所以在生产中严格控制乙炔中硫、磷杂质的含量。工业生产采用浸硝酸银试纸在乙炔气样中不变色为合格标准。c、水份：水份过高易与混合气中氯化氢形成盐酸，使转化器设备及管线受到严重腐蚀、泄漏。腐蚀物二氯化铁、三氯化铁结晶体还会堵塞管道，威胁正常生产。水份还易使催化剂结块，降低催化剂活性，导致转化器阻力上升。水份还易与乙炔反应生成对精馏、聚合有害的杂质乙醛：C2H2H2OCH3-CHO，还易促进乙炔与HgCl2生成有机络合物，覆盖于催化剂表面而降低催化剂活性，一般控制原料气含水量0.06%，能满足生产需要。本套装置混合脱水后的混合气含水量50ppm。d、氯化氢中游离氯：由于氯化氢合成中氢与氯配比不当或氯化氢气体压力波动而造成游离氯存在。游离氯一旦进入混合器与乙炔接触，即发生激烈反应生成氯乙炔等化合物并放出大量热，引起混合气体瞬间膨胀。氯乙炔不稳定，易发生分解，从而酿成混合脱水系统混合器、石墨冷却器、酸雾过滤器等薄弱环节处爆炸而影响正常生产。因此必须严格控制使氯化氢中不含游离氯。e、含氧：原料气(主要存在于氯化氢中)中含氧量较高时，将威协安全生产，特别当合成转化率低时，造成尾气放空中乙炔量较高，氧在放空气相中被浓缩，就更有潜在的危险，氧还能与活性碳在高温下反应生成CO、CO2造成精馏系统麻烦。氧还在精馏系统中与氯乙烯反应形成氯乙烯。过氧化物与水份相遇时，会发生水解产生盐酸、甲酸、甲醛等酸性物质，从而降低VCM单体PH值，造成设备管道的腐蚀，产生的铁离子污染单，影响聚合PVC的白度和热稳定性。生成的Fe3+和氯乙烯过氧化物还能引发VCM聚合，生成分子链比较短的低聚合物，堵塞管道、设备，影响正常生产。所以生产中要求含O20.5%以下。3、粗氯乙烯的净化：（1）、净化的目的转化反应后的气体中，除氯乙烯外，尚有过量的氯化氢未反应的乙炔和氮气、氢气、二氧化碳等气体，以及副反应生成的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙炔等杂质。为了生产适于聚合的高纯度单体，应彻底将这些杂质除掉。水洗是粗氯乙烯精制的第一步，即利用降膜吸收，泡沫水洗及填料水洗去除氯化氢、乙醛等。此外，水洗还具有冷却合成气体的作用，经水洗后的合成气中的氯化氢大部分被除去，但仍有部分残留在合成气中。所以需要用碱洗将残余HCl及CO2彻底除去，从而使粗VCM得到净化。（2）、净化(水洗、碱洗)原理：水洗是属于一种气体的吸收操作，亦即利用适当的液体吸收剂处理气体混合物，使后者分离。水是最常用易得的吸收剂。利用降膜吸收器形成的液膜，强化了氯化氢与水的接触，能较有效地除去氯化氢，还能提高副产盐酸的深度。填料水洗也是利用规整填料来增大气体和水的接触表面进一步除去氯化氢。泡沫塔板上所形成的泡沫层，强化了氯化氢与水的接触，能更有效的除去残余的氯化氢。水洗是一种简单、单纯的溶解过程，通称为简单吸收或物理吸收。所以碱液为1215%的NaOH溶液。其反应式为：NaOHHClNaClH2OQ2NaOHCO2Na2CO3H2OQ实际上NaOH吸收CO2是存在以下两个反应的：NaOHCO2NaHCO3NaHCO3NaOHNa2CO3H2O以上两个反应进行是很快的，在过量NaOH存在时，反应一直向左进行，生成的碳酸氢钠可以全部生成碳酸钠。但是如果溶液中的氢氧化钠已经全部生成碳酸钠，这时，碳酸钠虽然还有吸收CO2的能力，但反应进行的相当缓慢，反应为Na2CO3H2OCO22NaHCO3由于溶液中没有氢氧化钠，生成的碳酸氢钠就不再消失，因碳酸氢钠在水中的溶解度很小，易沉淀下来堵塞管道、设备，使生产不能正常进行。所以溶液中必须保持一定量的氢氧化钠。4、盐酸脱吸（1）、盐酸脱吸的目的为了提高氯化氢气体的利用率，降低原料氟化氢的消耗，将副产盐酸中氯化氢处理出来，盐酸脱吸是必不可少的。将副产盐酸中氯化氢脱吸出来，通过冷冻干燥，产出的合格的氯化氢气体，送回合成转化用以合成氯乙烯。（2）、盐酸脱吸的原理：利用盐酸非常容易挥发这一特性，将浓盐酸利用水蒸气的热量在一定的温度和压力下，将酸中的氯化氢解析出来，将浓盐酸变成稀酸，得到高纯度的氯化氢供VCM合成用，稀酸再返回VCM合成制成浓酸后，循环使用。5、粗氯乙烯的压缩:（1）、压缩的目的:转化后的合成气体如采用加压分馏，则合成气的压缩是一道不可缺少的工序。通过压缩，提高了气体的压力，亦即相应提高了物料的沸点，才有可能在常温下进行分馏操作，这样分馏过程中的冷量消耗大为减少，操作也大为方便，生产能力大大提高。（2）、压缩机的工作原理:在压缩过程中，气体温度、压力及何种的变化遵循以下方程式： P1V1/T1=P2V2/T2经压缩后的气体温度和压力是升高的，而体积则是缩小的，我们采用中间设置冷却器的双级螺杆压缩机，以减少氯乙烯的分解。（3）、影响压缩机送气能力的因素：有余隙容积，泄漏损失，吸入气体的温度，吸入气体的压力，机体冷却情况。6、氯乙烯精馏:（1）、精馏的目的和方法:精氯乙烯气体含有杂质，纯度一般为8991%，所含杂质有未参加反应的乙炔，有由原料气带来的惰性气体，如N2、H2、CO2等，还有副反应产物如乙醛、乙烯基乙炔和二氯乙烷、二氯乙烯(包括顺式和反式)、三氯乙烯、三氯乙烷等多氯化合物。因此，精氯乙烯中杂质应尽量除去，达到满足聚合要求的纯度和质量。气体混合物的分离，方法是将气体混合物液化后进行精馏，精馏采用加压精馏，因为氯乙烯与杂质的沸点虽然相差较大，但有的沸点高于VCM，有的低于VCM。用简单的蒸馏不能达到聚合要求的高纯度单体。另一方面，氯乙烯及其混合物沸点较低，常压常温下多是气体，常压下精馏得在低温下进行，不但消耗冷量大且操作不便，因此氯乙烯生产中一般在0.5MPa的压力下，使混合物的沸点提高到常温或较高的温度，使精馏在常温下进行，是比较合理和经济的。（2）、精馏的原理：液体混合物的精馏过程，是基于不同组成混合物的不同物质具有不同的挥发度。也就是具有不同蒸汽压和不同沸点，借恒压下降低温度和升高温度时，各物质在气相里的组成和液相里组成之差异，来获得分离的。此精馏过程必须依据：由塔底加热釜(或称再沸器)使物料产生上升的蒸气和由塔顶冷凝器使部分蒸气冷凝为向下回流的液体(又称回流)这两个条件。在连续精馏的每一块塔板上，均发生部分气化和部分冷凝，也即传热和传质过程，塔顶部的蒸汽所含易挥发的组分(低沸点物)较多，温度也较低；塔底部的液体所含难挥发组分(高沸点物)较多，温度也较高一些。以低沸塔为例，当上层塔板下流的液体(含有较多的易挥发组分乙炔)，在该塔板上与下层上升的蒸汽(含有较少的易挥发组分乙炔)接触时，两者发生气流相之间的传质传热过程，使易挥发给分乙炔以扩散方式逸入上升蒸汽中，而难挥发组分氯乙烯则同时以相反方向并以扩散方式进入向下流的液体中，气体通过一次次接触，上升蒸汽中易挥发组分乙炔的含量，将因液体的部分汽化而增多；向下流的液体难挥发组分氯乙烯的含量则因为蒸汽的部分冷凝而增多。通过许多块塔板上气流相间的热量和质量传递平衡过程，使上升的蒸汽到达塔顶部时，含有很浓的易挥发组分乙炔，而向下流的液体到达塔底时，则含有很浓的难挥发组分氯乙烯(几乎不含乙炔)，从而实现完全分离。高沸塔的分离原理亦如此，只是对高沸塔来说易挥发组分是氯乙烯，难挥发组分为高沸点物杂质。（3）、影响精馏的主要因素：、压力：VCM常压下沸点为-13.9，压力升高，沸点相应上升。因此，提高压力，沸点升高，可使制冷剂温度也相应升高，减少制冷剂动力消耗。因此精馏操作宜在加压条件下进行。当然压力太高，要达到同样的分离程度理论塔板数量增加，对VCM-C2H2的分离反面不利，一般生产低沸塔压力控制在0.50.55MPa(表压)，高沸塔压力控制在0.280.35MPa(表压)。、温度：低沸塔和高沸塔的塔顶、塔釜温度是影响精馏质量的主要因素。当低沸塔塔顶温度或塔底温度过低时，易使塔顶馏份(C2H2)组分冷凝或塔底液C2H2蒸出不完全，使底馏份(低、高沸塔加料液)C2H2含量增加，影响VCM质量，过高时则使塔顶馏份中VCM浓度增加，势必增加尾气冷凝器的负荷，以致降低液化率。尾气中含VCM量多，影响精馏收率。若高沸塔塔釜温度过高，不但易使塔底馏份中的高沸点物(二氯乙烷)蒸出，使塔顶馏份(作为高纯度单体)高沸点物含量增加影响VCM质量。还会导致再沸器列管中的多氯烃分解、炭化、结焦，影响传热效果，甚至影响塔的连续正常运转。、回流比：是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液体比。在塔板数及进料条件不变，增大回流比，可使产品质量上升，但相应的增加了塔顶冷凝器及塔釜加热量。一般情况下，不宜采用过大的回流比，一般低沸塔的回流比在510范围，高沸塔的回流比范围在0.20.6。、惰性气体和水份对精馏的影响原料气氯化氢内含有6%左右惰性气体，对氯乙烯气体的冷凝过程产生很大影响。提高氯化氢气体纯度，不仅对减少氯乙烯精馏尾气放空损失，而且对于提高精馏效率具有重要意义。水份能够水解由氧与氯乙烯生成的低分子过氧化物，产生氯化氢(遇水变为盐酸)、甲酸、甲醛等酸性物质，从而使设备腐蚀，生成的铁离子又促进系统中氧与氯乙烯生成过氧化物，过氧化物能够引发氯乙烯聚合，生成聚合度较低的聚氯乙烯，造成塔盘部件的堵塞，被迫停车处理。因此水份必须降到尽可能低的程度。氯乙烯单体的脱水可以下几种方法进行：a、 机前冷却器冷却脱水。b、 压缩机前气态氯乙烯借吸附法脱水干燥。c、 全凝器后的粗VCM缓冲罐、聚结器借重度差分层脱水。d、 低沸塔与尾凝器后的水分在低沸塔回流罐借重度差分层脱水。e、 液态氯乙烯固碱脱水。f、 单体贮槽静置分离水。7、精馏尾气中氯乙烯的回收(1)、回收的目的尾气冷凝器后气体中，除惰性气体外，尚有少量的氯乙烯、乙炔，直接排入大气中一是降低VCM精馏的收率，增加消耗国，二是污染环境。因此采用专用吸附剂有选择性吸附氯乙烯和C2H2，净化尾气达到环保排放指标。(2)、回收的原理：在变压吸附尾气回收工艺中，利用吸附剂选择性，选择性吸附尾气中的氯乙烯和乙炔，达到尾气净化过程，使尾气中含乙炔和氯乙烯达到环保要求进行排放。在吸附塔内吸附剂吸附饱和后，进行解析，使氯乙烯、乙炔与吸附剂脱离，返回前部工序，起到回收和再生作用。解析完吸附塔也再生完成为下次吸附做准备。(3)、影响吸附效果的因素a、原料气的温度：2030本工艺中，原料气温度为2030。原料气温度低，不利于吸附剂的解析再生，对装置运行是不利的。b、原料气的压力：原料所压力降低，对吸附有不利影响。本工艺设计要求原料气的压力为0.62MPa。c、原料气的流量：原料气流量稳定，波动范围不大时，装置运行比较稳定。但原料气波动范围大，对吸附效果有一定影响。d、原料气的原料组成设计要求原料气中含氯乙烯在1.513%,乙炔在211%,在这个浓度范围内装置可以正常运行,但原料气含氯乙烯和乙炔量超过指标范围,对吸附效果有影响,所以要严格控制尾气中氯乙烯和乙炔在7%以下。8、回收塔回收:(1)、回收的目的:由高沸塔来的高沸点物内含有40%左右氯乙烯单体,设立三塔(回收塔)就是为了回收高沸塔釜送过来的含VCM的高沸点物中的VCM，提纯高沸点物(主要是二氯乙烷)降低原材料的消耗。(2)、回收原理：本工序就是利用氯乙烯和高沸物的沸点差，将含VCM高的高沸物通过塔釜(再沸器)利用热水的热量在一定温度和压力下，将高沸物中的氯乙烯蒸发出去，通过塔顶冷凝器回流进行传质和传热，塔顶得到纯度符合的氯乙烯气体，塔釜得到高纯度的高沸物副产物。(3)、影响回收的主要因素：a、压力：二氯乙烷是一种非常好的溶剂，压力升高，VCM在二氯乙烷中溶解度加大，所需蒸出热量就多，塔釜温相应升高，二氯乙烷也将被蒸出去，对生产不利。一般生产中回收塔压力控制在0.150.20MPa，塔顶压力控制在0.10.15MPa。能满足生产需要。b、温度：温度高易将高沸物蒸馏出去，增加塔顶冷凝器负荷，使塔顶气相中含高沸物量多，反之，温度低，高沸物中氯乙烯蒸发不完全，达不到回收效果。一般在生产中塔釜温度在4070摄氏度，塔顶温度1015摄氏度，能满足工艺要求。 四、生产工艺流程： 1、工艺流程见带控制点工艺流程图(附表1) 2、工艺流程简述： 来自乙炔站的精制含水的乙炔，经乙炔砂封阻火器（03X0101），分离出的冷凝水由乙炔凝液泵（03P0101ab）输送回乙炔装置，来自氯化氢装置的氯化氢气体通过装有活性碳的氯化氢吸附器（03D0101ab）脱除气体中夹带的微量游离氯和水份，水份以盐酸的形式分离出来，定期回收到集酸槽（03V0102）。 来自乙炔砂封阻火器(03X0101)的乙炔与来自氯化氢吸附器(03D0101ab)的氯化氢加上来自解析系统的氯化氢分别经过各自的孔板流量计进行计量配比后，以互成九十度的切线方向进入混合气（03V0101），经充分混合后由中央套管排出，在经过混合气冷凝器（03E0102ab）与35摄氏度盐水进行热交换，混合气被冷却至1214摄氏度，使混合气体中绝大部分的水以40盐酸雾形式存在，进入盐酸雾过滤器（03S0102）中，由含氟硅油玻璃棉扑集分离，并从底部排出，该该系统分离出的40盐酸借系统压力进入集酸槽（03V0102）。初步干燥的混合气体经过硫酸干燥预热器（03E0103）进行预热，预热后的气体由底部进入二级硫酸干燥塔进行尽一步脱水，混合气体首先进入硫酸干燥一塔（03T0101）出来后进入硫酸干燥二塔(03T0102)用98浓硫酸强烈脱水性进行干燥脱水，干燥后的气体夹带微量的硫酸雾进入硫酸雾过滤器（03S0103）脱除硫酸雾，脱出的浓硫酸由底部方酸管回流到硫酸干燥二塔（03T0103）,干燥后的混合气体含水小于50PPm。 来自硫酸雾过滤器(03S01003)的干燥混合气，进入混合气预热器（03E0104）与低压蒸汽进行换热至1000C左右。热混合气经总管分别自上而下进入一段转化器（03R13、79、1315、1921、2527、3133）出来后进入二段转化器（03R46、1012、1418、2224、2830、3436）在氯化汞触媒的作用下，氯化氢和乙炔进行反应生成粗氯乙烯气体。合成气体经总管汇集至净化工序。合成反应所产生的反应热（原始开车）由反应冷剂泵（03P0201ab）送来的热庚烷在转化器中进行间接换热后返回反应冷剂槽（03V0201），中间经循环冷剂冷却器（03E0203）冷却，在转化反应正常后，庚烷换热系统投用反应冷剂自循环系统，反应冷剂（庚烷）在转化器内换热后气化带走反应热，气化后的庚烷气体进入转化器冷寂冷凝器（03E0201）与由反应冷剂泵（03P00202abcd）送来的热水进行间接换热，庚烷气体经冷凝而液化，热水吸收热量而升温供其它用热设备使用。不凝的庚烷气体进入转化冷剂排气冷凝器（03E0203）进一步冷凝，凝液进入反应冷剂槽（03V0201），不凝气体去庚烷排放系统。 含有未反应的乙炔、氯化氢、升华的汞蒸汽和副反应生成的高沸物的合成气，由二段合成气总管自上而下进入除汞器（03D0301ab），用活性碳吸附脱除合成气中的汞蒸汽。 来自除汞器（03D0301）的合成气进入反应气冷却器（03E0301）与循环水进行间接换热降温，降温后的合成气自上而下进入降膜吸收器（03E0305）与同方向来的稀盐酸溶液进行传质传热，氯化氢气体被稀盐酸吸收使稀酸得到增浓，而产生的热量被夹套内50C带走，在降膜吸收器底部产出3031的浓盐酸，合成气得到初步净化。生产出的浓盐酸通过酸封进入副产盐酸槽（03V0304）,由副产盐酸泵连续输送到盐酸脱析系统（03PA0701）或界区外罐区。经过初步净化的合成气由降膜吸收器（03E0305）底部出来进入上层是筛板、下层是填料的水洗塔（03T0301），用水洗塔进酸泵（03P0301ab）输送来的稀盐酸进行吸收氯化氢气体，上层筛板计量加入生产水吸收残余的氯化氢使合成气得道进一步的净化，净化后夹带着少量盐酸雾的合成气由水洗塔上部出来。水和稀酸吸收氯化氢后生产出1520的盐酸进入稀酸储槽（03V0303），再由水洗塔进酸泵（03P0301ab）升压经水洗塔进酸冷却器（03E0302）冷却后一部分经计量加入降膜吸收器（03E0305）进行增浓，另一部分返回水洗塔进行吸收合成气中的氯化氢。由水洗塔（03T0301）出来含有少量氯化氢的合成气由底部进入碱洗塔(03T0302),与塔顶经碱循环泵（03P0303abc）加压计量的12碱液进行中和，从碱洗塔上部出来的中性粗氯乙烯合成气一部分送VCM气柜，一部分去机前冷却器（03E03036）。循环碱液由底部经碱封流回碱循环槽（03V0302ab），由碱循环泵（03P0303abc）循环使用。VCM气柜或由碱洗塔而来的粗氯乙烯气体进入机前冷却器（03E0306）与50C冷冻水进行间接换热冷却脱水后，以正压低温状态进入氯乙烯压缩机（03C0301）经压缩后的高压高温氯乙烯气体经机后冷却器（03E0304）与循环水进行换热降温，进一步脱水送至精溜工序。由机后冷却器（03E0304）而来的粗VC气体，分别进入一段全凝器（03E0401a）借循环水进行间接冷却，使一部分氯乙烯气体冷凝液化，未凝的部分气体在进入一段全凝器（03E0401b）进一步液化，两级一段全凝器借循环水进行换热使大部分氯乙烯气体冷凝液化，未凝气体再进入二段全凝器（03E0410）进一步液化，二段全凝器（03E0410）借5冷冻水进行冷凝液化，二段5冷冻水的流量根据VC的流量变化和冷凝温度，由自动调节系统，使一段未冷凝的VC几乎全部冷凝液化，不凝气体（主要为惰性气体）进入尾气冷凝器（03E0404ab）以35冷冻盐水进一步降温冷凝回收氯乙烯。一、二全凝器的冷凝液体VC借位差进入粗氯乙烯缓冲罐（03V0402）利用水和VC的密度差连续分层除水后，由自动调解控制液位进入聚结器（03S0401）进一步除水，利用低沸塔进料泵（03P0401ab）升压后进入粗氯乙烯干燥器（03D0401ab）利用固碱的吸水性进一步脱除氯乙烯中的水分，使粗氯乙烯得到初步干燥，干燥后的粗氯乙烯借压差连续进入低沸塔（03T0401），低沸塔底部的再沸器（03E0402）借转化热水槽的循环热水（由精馏热水泵03P0203专供）间接换热（温度自控），将VC液体中的低沸物蒸出，沿逐层塔板而上，在逐块塔板上与下流你的液体接触进行热量和质量交换，使液相中的低沸点组分得以气化蒸出，气相中的高沸点组分VC得以冷凝，二相流体均得到逐级提纯。最后进入低沸塔顶冷凝器（03E0403）以5冷冻水冷凝液化，凝液借位差进入低沸塔回流罐（03V0404）,低沸塔顶冷凝器（03E0403）出来的不凝气体和全凝器出来的不凝气体进入尾气冷凝器（03E0404ab）以35冷冻盐水进行冷凝回收VC单体，凝液由底部流入低沸塔回流罐（03V0404），借低沸塔回流泵（03P0402ab）加压回流至低沸塔（003T0401）。尾气冷凝器（03E0404ab）经预热后进入尾气回收系统（03PA0801）回收其中氯乙烯组分后，惰性气体经压力自空调解阀的调节，自动排空。塔底的VC经自动过料阀连续送至高沸塔（03T0402）。 含有高沸物的氯乙烯液体连续进入高沸塔中部，高沸塔底部液体中的轻组分VC被高沸塔再沸器（03E0405）以95热水加热气化而上升与下降的液体在逐层塔板上充分接触进行传质和传热过程，上升气相中的重组分被液化，下降液相的轻组分被汽化上升，进入精馏段再与高沸塔回流泵（03P0403ab）升压后计量回流液体在精馏段塔板上进行冷凝蒸发，使物料得以充分的分离提纯，直至在塔顶出口获得极高的VC气体经成品冷凝器（03E040406ab）以5冷冻水液化为液体进入高沸塔回流罐（03V0405），借高沸塔回流泵（03P0403ab）加压后，一小部分计量回流至高沸塔（03T0402），绝大部分进入精氯乙 干燥器（03D0402ab）进一步脱水后送至单体球罐。在原是开车系统不稳定时所产出不合格的氯乙烯单体通过高沸塔回流泵（03P0403ab）送至不合格单体球罐（03V0501），待系统正常后再用不合格单体泵（03P0501ab）送回精馏系统回蒸。所生产合格的氯乙烯单体进入氯乙烯成品球罐（03V0502），由单体送料泵（03P0502ab）计量供聚合使用。 高沸塔塔底以1.1二氯乙烷为主的高沸点物质，间歇排入高沸物缓冲罐（03V0408）中，视高沸物缓冲罐（03V0408）液位定期压入回收塔（03T0403）回收其中的氯乙烯和4070的馏分（1.1二氯乙烷）。回收塔（03T0403）分离出的更高沸点物质（称高沸物及水）借自压间歇排入残液槽（03V0407）中，回收塔再沸器（03E0407）借热水加热，上升的气相和回流的液相在填料表面进行热量及质量的交换，由塔顶出来的氯乙烯和4070馏分在回收塔冷凝器（03E0408）得到冷却和冷凝，氯乙烯气体则回收至气柜，其液体部分回流进塔，部分借压差流入残液槽（03V0407）。 五、各岗位生产控制指标： 、C、2H2总管压力：0.030.05MPa，C2H2纯度98.5，不含S、P；HCL总管压力0.030.05MPa，HCL纯度94，不含游离氯，含O20.5。 、 C2H2/HCL分子比：1：1.021.10 、混合器温度：50 、合气冷却器出口温度：142 、酸干燥预热器出口温度：1030 、浓硫酸的浓度:98 、稀硫酸的浓度：95 、混合脱水后气体含水：50PPm 、混合气预热器出口温度：100 、转化器反应温度：80180 、热水温度：952 、热水槽液面：6070 、热水PH值：81 、转化器一段乙炔转化率：70 、转化器二段乙炔转化率：98 、转化器开车温度：100 、转化器单台阻力：50mmHg 、新触媒活化时间：6h（进出口HCL纯度1）流量200300m3/h(HCL) 、转化系统停车补充N2，保持转化器正压 、水高位槽的水温：510 、反应气冷却器出口温度：405 、降膜吸收器出口盐酸浓度：3031 、水洗塔进酸冷却器出口温度：510 、碱洗塔碱液浓度：NaOH 515 NaCO38 、碱洗塔出口气相PH值：78 、合成气总管：VC90、C2H21%、含氧3、HCL7 、VCM气柜纯度：C2H23%、O23%、VC=8991%(机前取样点) VCM气柜高度：3070 、机前冷却器出口温度：510 、单体压缩机出口压力：0.650.02MPa 、压缩机出口温度：100 、机后冷却器出口温度：501 、一段全凝器出口温度：401 、二段全凝器出口温度：152 、低沸塔塔釜压力： 、低沸塔塔釜温度： 、低沸塔塔釜液面： 、低沸塔塔顶压力 、低沸塔塔顶温度 、低沸塔塔釜塔顶压差 、尾气冷凝器出口：温度 252 压力 050.55MPa 、一次尾排含氯乙烯：10 二次尾排含氯乙烯：36mg/l 含乙炔：120mg/l 、-35盐水温度：3035 5冷冻水温度：05 、高沸塔塔釜压力： 高沸塔塔釜温度： 高沸塔塔顶压力： 高沸塔塔顶温度： 高沸塔塔釜液面： 、精氯乙烯纯度：99.98 C2H20.001% 高沸物0.001 、氯乙烯单体球罐最大储存容积：80 、单体送料泵压力： 、仪表气源压力： 氮气压力 工业风压力 六、岗位操作法 1、 脱水、转化合成岗位操作法：（一） 原始开车准备：（指新装置、较大技改或大修后开车） （1）、 检查本系统各设备、管道、阀门、仪表、电气等是否齐全好用，符合要求。（2）、用氮气对本系统试压捉漏及系统氮气置换（包括庚烷循环系统）。A、试压：关闭乙炔总管进入本工段的第一道阀门和碱洗塔出口气相阀门，关闭氯化氢总管阀门，大开系统充氮气阀门（没有此阀门可以用转换器充氮气置换阀门），通入氮气至压力53KPa,对被系统进行全面检查，无漏可以进行置换。B、氮气置换：、由乙炔站加氮气置换乙炔总管，于乙炔砂封阻火器前的排空阀排空至系统含氧3为合格。、打开混合脱酸的充氮气阀门，对本系统置换，于碱洗塔出口排空阀进行排空置换至含氧3为合格。、通知调度要98浓硫酸，往浓硫酸储槽送浓硫酸至液面计3/4,并开启浓硫酸泵向浓硫酸干燥二塔、农硫酸干燥二塔送浓硫酸，至塔液面计1/23/4为止，并开启农硫酸干燥二塔和浓硫酸干燥一塔的硫酸循环泵 ，使干燥塔内浓硫酸进行循环，检查浓硫酸循环是否正常。、庚烷系统进行装填庚烷，分组进行转化器升温，按庚烷撤热系统操作原则进行。、通知调度转化热水槽补水，开热水槽软化水阀门，加水至热水槽液面至3/4，开硫酸干燥预热器、高低沸塔再沸器、转化器冷剂冷凝器等设备热水进出口阀门，开启精馏热水泵和反应冷剂热水泵向各用水设备充水至排气出水为止，并检查管道和设备有无泄漏，开蒸汽阀门进行升温，控制热水槽液位在6080，并调整热水PH值91，热水温度升至90为止并保持热水温度。、通知冷冻装置送5冷冻水、35冷冻盐水，循环水装置送循环水，水厂送生产水，对各台用水设备充水并排气至有水流出为至，同时检查管道和设备有无泄漏,并通知冷冻装置循环降温。、通知调度转化要碱转化进行配碱，打开浓碱阀门向碱循环槽内加碱（30）至液位25为止并打开生产水阀门向碱循环槽内加生产水至液面至70即配制成12(v)的循环碱液，打启碱循环泵加压向碱洗塔内加碱至碱液循环回碱循环槽，检查有无泄漏和碱循环是否正常。、打开水洗塔水高位槽上水阀门向水槽内加水至有溢流流出为止，并关闭生产上水阀门，以备正常生产时断水急用。打开稀盐酸储槽生产上水阀门向储槽内加水至液面1/2为止,打开稀酸储槽稀酸的进出口阀门，开启水洗塔进酸泵和水洗塔进酸阀门向水洗塔加水，并使水封有水流回来为止，检查有无泄漏，正常后，开启降膜吸收器进酸阀门向降膜吸收器内加水至酸封充满水为止，检查有无泄漏，关闭降膜吸收器下酸至副产盐酸储槽阀门并开启去稀盐酸储槽阀门，水洗塔用水循环，并检查有无泄漏，循环是否正常。、下酸管加水：打开下酸管液封加水阀，同时打开下酸阀，待集酸槽有水流出后关闭下酸管液封加水阀，停止加水并检查有无泄漏。、按顺序操作各阀门使其启闭状态如下：混合脱水：乙炔总阀、氯化氢总阀，各取样口、乙炔排空阀、放酸阀门。转化：开启投用转化器进出口阀门、除汞器进出口阀门、水洗前总阀、碱洗后排空阀门，关闭碱洗塔气相出口总阀。、检查并打开下例设备上的排空阀门：集酸槽、稀硫酸储槽、浓硫酸储槽、热水槽、付产盐酸储槽、稀盐酸储槽、碱循环槽上的排空阀门。、新触媒的升温活化：a、转化器庚烷系统循环升温并使转化气的温度升至100，混合气预热器通低压蒸汽升温，热水系统也循环升温至热水温度90。b、打开混合气冷却器35冷冻盐水进出口阀门降温，硫酸干燥器预热器热水进出口阀预热，开两台硫酸干燥塔硫酸循环泵使塔内硫酸循环起来。c、开启水洗塔进酸泵用水使水洗塔和降膜吸收器循环起来，开启碱循环泵使碱洗塔的碱循环起来。开启降膜吸收器冷冻水阀门和反应气冷却器循环水进出口阀门进行循环降温。并作细致检查各系统是否正常。d、联系调度和氯化氢装置送氯化氢气体（最大流量不超1000m3/h），打开氯化氢总阀向系统通入氯化氢气体并控制流量在6001000m3/h（注意：认真调整各台转化器分配量使之均匀，调整降膜吸收器和稀酸冷却器的冷却水循环量控制温度在指标范围内）。e、对各台转化器进行放酸检查（因触媒含水），待酸放不出来或分析转化器进出口气相成分不变为合格，时间68h。分组对所有转化器内的触媒进行活化。f、然后与调度和乙炔装置、氯化氢装置联系，VCM车间脱水、转化装置已做好开车准备，并通知冷冻装置、压缩、精馏岗位做好开车准备。（二）、正常开车操作：、通知冷冻装置送冷冻水，压力由低到高缓慢送35盐水和5冷冻水，循环水装置送循环水使各用水设备循环降温并检查有无泄漏和循环是否正常。、开启各加热设备使之进行预热，开启各装置机泵进行循环，检查是否正常。、与调度和乙炔装置、氯化氢装置联系分别送合格的原料气，在压力达到正常开车压力时，乙炔在混合器前排空，分析氯化氢气体合格后缓慢开启氯化氢总阀向系统内通入氯化氢气体（注意：一定保证氯化氢气体正压，防止将氯化氢合成炉抽灭），严格控制流量在8001500m3/h，同时检查降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔循环情况，防止碱洗塔气相排空气体显酸性，调整冷却水循环量防止设备过热而损坏设备。、通知分析，分析乙炔和氯化氢纯度，待纯度合格（HCl75%不含游离氯、C2H280%，含氧3）而且转化器触媒含氯化氢已基本饱和（1530min）后，即可正式开车。、缓慢开启乙炔进混合器手动总阀，同时关闭乙炔排空阀。由DCS主控操作人员手动操作乙炔程控阀门缓慢通入乙炔，调整好乙炔和氯化氢的配比，勤做二组转化器出口气相含氯化氢量，防止乙炔过量使触媒中毒。通知调度、压缩、精馏、乙炔、氯化氢、冷冻等岗位脱水转化岗已正式开车。、通知分析做碱洗塔气相排空气体含氯乙烯量，当含氯乙烯70时，关闭排空阀门，打开碱洗塔出口阀，合成器送VCM气柜。、根据氯化氢纯度（HCl94时，及时通知调度和氯化氢装置进行调整合格为止）和压力控制配比C2H2:HCl=1:1.051.10，同时新装置开车限制最高流量15002000m3/h。调节降膜吸收器产酸浓度、水洗塔加水量、碱洗塔碱液循环量和碱浓度（NaOH5%、Na2CO3 10、冬季Na2CO38），碱浓度低时进行换碱。注意转化器温度和压力，调节好单台流量。、若为原始开车，脱水和转化工序下酸进副产盐酸储槽，储槽满时，用副产盐酸泵送界区外灌区（浓度合格的盐酸用做脱析用，浓度低的盐酸待系统正常后再送回稀盐酸储槽用做水洗塔吸收用酸）。、按工艺流程进行巡回检查，对转化器进行放酸检查（新触媒含水）。、待降膜吸收器、水洗塔、碱洗塔等各装置运行稳定之后，每三十分钟联系提量200400m3/h，直至流量达到生产要求为止（若装置为初次开车，系统应在30005000m3/h运行72小时以后再进行提量）。（三）、正常操作：、经常与氯化氢装置和乙炔装置联系，调整纯度和压力，以满足流量和生产需求。、经常分析低二组转化器出口气相含氯化氢量（要求：HCl含量在25vol）根据氯化氢和乙炔纯度，适当调节分子配比，保证转化率。、每两个小时取样分析一次，根据分析数据合理调节各台转化器流量、温度及每台转化器庚烷系统的压力和温度，检查转化器冷剂液位罐的液位，保证庚烷撤热系统正常运行。、转化工要定期检查热水泵、碱泵、冷剂（庚烷）泵、酸（盐酸和硫酸 泵），分馏工定期检查精馏系统机泵和单体泵，观察泵的运行情况，保证平稳运行。转化工要注意保持反应冷剂槽和热水槽液面，注意碱液和硫酸分析结果，如果碱浓度低或碳酸钠浓度高，可从碱循环槽放出部分碱液加水洗槽，然后加碱和水配成1015的碱（与放出量相当），或倒用备用碱循环槽。要严格配碱制度、及时洗槽、洗塔及时配碱，防止碳酸钠结晶堵塞管道，造成系统阻力上升，防止过酸，测定碱洗后气相PH值7，热水槽PH值在810。当硫酸浓度低于95时，应及时更换硫酸干燥一塔内的硫酸，保证脱水效果。、经常与冷冻工序联系，保证5冷冻水和35冷冻盐水的温度、压力满足生产要求。、乙炔砂封阻火器要经常放水，凝液要及时用泵送回乙炔工序，冬季要注意防冻。、混合脱水分离下来的酸定期压入集酸槽，集酸槽酸液面高时再用自压压入副产盐酸槽供脱析用。、每小时巡回检查石墨冷却器、混合气预热器、转换器及转化器换热系统（庚烷循环系统），检查有无泄漏，有无超温、超压，各台机泵运行是否正常。、转化器触媒翻到或生产需要单台停车，应关紧转化器进出口阀门，待转化器温度降至60时，方可拆开转化器进行抽触媒操作。、单台转化器新触媒活化，用活化氯化氢系统，打开氯化氢冷却器35冷冻阀门进行预冷，打开氯化氢总管上活化氯化氢阀门，控制出口温度在142，在氯化氢除雾器出口排空吸收并取样分析含水0.06为合格，合格后进行活化，控制活化温度110。、根据触媒使用时间长短，反应温度，阻力大小和转化率等情况，合理调节单台流量和冷剂（庚烷）的温度、压力。、转化工要定期检查热水泵、碱泵、冷剂（庚烷）泵、酸（盐酸和硫酸）泵，分馏工定期检查精馏系统机泵和单体泵，观察泵的运行情况，保证平稳运行。转化工要注意保持反应冷剂槽液位。、分析降膜吸收器和水洗塔的下酸浓度，及时调节喷林量，做到除去氯化氢稳定生产，又使盐酸浓度符合要求。 、每小时进行全系统巡回检查。 (四)、正常停车操作 、计划停车或短期停车，应预先与乙炔装置、氯化氢装置及调度和其它系统联系。 、临时停车，先通知氯化氢装置降压力，再通知乙炔装置逐步降压力，乙炔流量随氯化氢流量降低而减小，待氯化氢即将停车时，立即通知乙炔装置停车，同时关闭乙炔总阀和氯化氢总阀，立即通知压缩岗乙炔已停车，打开氯化氢排空阀进行排空吸收，同时关闭水洗塔前阀门和碱洗塔气相阀门，通知转化工合成转化已停车，硫酸循环泵、水洗塔进酸泵、碱循环泵视情况可保持循环或停泵。 、通知冷冻装置合成已停车，待冷冻停泵或降低流量后，关闭或关小5冷冻水和35冷冻盐水设备用水阀，停止或保持低温水循环。 、将冷剂自循环系统倒用泵强制循环系统，加大开车冷剂加热器蒸汽阀门加热冷剂，保持转化器温度100，以备开车。根据情况热水槽通入蒸汽加热，保持热水温度，热水压力高可以停泵，使用热水的换热器减小热水流量保证开车温度。 、转化系统保持正压，如负压时，可往系统充氮气保压（0.04MPa）。 、必须对系统进行检查，对用水的换热器进行仔细检查以防泄漏，对各工艺控制点进行检查