聚氯乙烯生产工艺说明.doc

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1、第一部分氯乙烯的制备工艺流程:乙炔工段送来的精制乙炔气（纯度≥98.5%），经乙炔沙封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%，不含游离氯）在混合器以一定比例（1：1.05）混合后进入一级石墨冷却器，用－35℃冷冻盐水冷却至（2±4）℃,再经二级石墨冷却器用－35℃冷冻盐水间接冷却至（－14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集除去少量粒径很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤0.06%的混合气依次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70～80℃温度送入串联的

2、两段装有氯化高汞触媒的转化器，可分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%～30%的乙炔未转化，在进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性较低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热，通过转化列管间的循环热水移支去。精氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞器填料塔的稀酸及解吸后的稀酸吸收混合气中的大部分氯化氢气体，制得氯化氢含量为28%～30%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有极微量的氯化氢酸雾、二

3、氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%～20%的NAOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离器部分脱水后送入压缩工序。生产间的波动则由设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。工艺原理:混合气脱水:利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气中的水分，利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，阄混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气中的水分至所必需的工艺指标。在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40%的盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气流

4、中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用浸渍3%～5%憎水性有机氟硅油的5～10μm细玻璃长纤维过滤除雾，（气溶胶）中的液体微粒与垂直排列的玻璃纤维相碰撞后，大部分雾粒被截留，在重力的作用下向下流动的过程中液滴逐渐增大，最后滴落下来并排出。工艺条件的选择：冷冻混合脱水的关键是温度的控制温度高混合气体含水达不到工艺要求，会腐蚀碳钢设备和管道，还会在转化器内同乙炔反应生成乙醛类的缩合物（黏稠状），使触媒结块堵塞转化列管，部分触媒失去作用，转化系统阻力增大，温度太低，低于浓盐酸的冰点（－18℃）,则盐酸结冰，该冰塞堵塞设备通道，系统阻力增大、流量下降，严重时流量降为

5、零，无法继续生产。因此，混合脱水二级石墨冷却器出口的气体温度必须稳定地控制在（－14±2）℃范围内。氯乙烯合成:一定合成的乙炔气体和氯化氢气体按照1：（1.05～1.07）的比例混合后，在氯化高汞触媒的作用下，在100～180℃温度下反应生成氯乙烯。反应方程式如P59页。副反应是我们所不希望的，既消耗掉宝贵的原料乙炔，又给氯乙烯精馏增加了负荷，其关键是催化剂的选择、摩尔比、反应热的及时移出和反应温度的控制。生产条件选择如下：摩尔比：使一种原料气的配比过量，可使另一种原料气的转化率增加。因此大多数化学反应利用这一原理，使价值低的原料过量，尽量使价值高的原料反应完全。催化剂：目前乙炔

6、法氯乙烯合成烯合成所使用的催化剂都是氯化汞类的催化剂。这是因为该催化剂的得率和选择性都很高，价格又不算贵，但伴随有汞污染。虽然国内外的许多科学家对各种非汞类的催化剂了进行了大量的研究和应用实验，但仍未能找到能与氯化汞相比肩的催化剂，非汞类的催化剂的仍是一个漫长而艰巨的任务。氯乙烯合成所使用的氯化汞催化剂，是将氯化高汞吸附在活性炭载体上。纯的氯化高汞对合成反应并无催化作用，纯的活性炭也只有较低的催化活性，而当氯化高汞吸附到活性炭上后，即具有很强的催化活性。对氯乙烯催化剂载体的活性炭是相应的要求的，其内部“通道”是由10μm左右的微孔构成的多孔结构，比表面积应为800～1000㎡/g

7、.目前用作氯乙烯合成催化剂载体的是φ3χ6mm颗粒活性炭（也有φ5χ6mm的），为了满足内部孔隙率其吸苯率应≥30%，机械强度应≥90%。一般来讲，椰子壳或核桃壳制得的活性炭效果较好。反应温度：温度对氯乙烯合成反应有较大影响。提高反应温度有加快合成反应的速度，获得较高的转化率，但是过高的温度易使催化剂吸附的氯化高汞升华，降低催化剂活性和使用寿命，还会使副反应产物二氯乙烷增多，催化剂上的升汞易会被还原成甘汞或水银。工业生产中应尽可能将合成反应温度控制在100～180℃.要控制反应温