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1、研究2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计论文导读：本论文是一篇关于2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计的优秀论文范文,对正在写有关于氯乙烯论文的写有一定的参考和指导作用,性质：氯气的化学性质非常活泼，能与金属、非金属、无机化合物、有机化合物、水等发生化学反应。氯气本身不燃烧，也不爆炸，但能助燃。与氢气混合，能形成爆炸性的气体混合物。氯气与水发生反应，生成盐酸和次氯酸，对大多数金属具有极强的腐蚀作用，而干燥氯气对金属的腐蚀极微。主要质量要求如下：氯气96.0(moI)2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计 摘 要 年产2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺是以乙烯和
2、氯气为原料用平衡法制氯乙烯的过程。此工艺主要包括：直接氯化单元、氧氯化单元、裂解单元和精制氯乙烯单元。此工艺充分提高原料的利用率、提高各个单元的反应率和收率；充分利用新型催化剂使各单元反应率提高，又充分考虑到设备对投资成本的影响，因此，此工艺尽量减少一些不必要的设备。此工艺的设计过程是先对世界上各种现存的氯乙烯的工艺进行对比，选择比较符合国内生产的工艺流程；第二是选定工艺流程以后，对其进行物料衡算、热量衡算和工艺中主要设备的工艺计算；第三是画出工艺流程图、设备布置图和主要设备装配图。经过努力，最终完成了年产2万吨氧氯化法制氯乙烯的工艺流程设计并绘制了氧氯化法制氯乙烯的工艺流程图，车间布置图和主
3、要设备图氯乙烯塔的装配图。关键词：氧氯化法 氯乙烯 物料衡算 热量衡算 工艺计算 流程图目 录摘 要2前 言41 原材料，中间品和产品的物化性质和质量指标以及工艺的比51.1 原材料各种性质51.2中间体的各种性质71.3产品的各种性质81.4氯乙烯性质及用途91.5氯乙烯各种生产工艺及比较101.6.氯乙烯生产工艺的介绍112 物料衡算122.1直接氯化单元122.2 氧氯化单元162.3 二氯乙烷裂解单元203 热量衡算243.1 氧氯化单元243.2直接氯化单元283.3裂解单元314 主要设备的工艺计算354.1 用Aspen模拟软件进行计算及一些条件354.2 精馏塔的工艺条件及有关
4、物性数据的计算374.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算384.4 塔板主要工艺尺寸的计算404.5 塔板布置414.6 筛板的流体力学验算425 塔设备机械计算465.1 计算条件及计算46前 言 计的内容为2万吨/年氧氯化法制氯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。 计的依据是美国DOPa 压力下，于管式炉内裂解生成氯乙烯和氯化氢;二氯乙烷的转化率达57% ，氯乙烯的选择性为99%;再经精制得产品氯乙烯。该系统是由蒸汽包、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。整个反应系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持直接氯化反应器和氧氯化反应器还有裂解反应器尽
5、可能保持恒压，从而提高二氯乙烷和氯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。 所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简单，选价便宜。 工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动. 本设计装置主要由直接氯化单元，氧氯化单元裂解单元和氯乙烯精制单元四个工序系统所组成。原料来自乙烯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的氯乙烯产品到成品库。 此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，
6、多提出宝贵意见1 原材料，中间品和产品的物化性质和质量指标以及工艺的比1.1 原材料各种性质1.1.1乙烯 用于直接氯化和氧氯化反应，是该工艺中最主要的原料之一。一般以轻柴油为原料，通过裂解，分离而得。 学名：乙烯 英文名：Ethylone 分子式：C2H4 分子量：28.054 乙烯的物理性质：外观：无色气体 相对密度：0.9852（0） 熔点：-169.5 沸点：-103.9 爆炸极限：在空气中 上限：2.75% 下限：28.6%； 在氧气中 上限：2.9% 下限：79.9% 乙烯的化学性质：能与氢气，卤族发生加成反应。 乙烯在氧催化下，在高温高压下能聚合生成高压聚乙烯。 乙烯在强氧化剂高
7、锰酸钾溶液中，被氧化生成甲酸。在空气中燃烧生成二氧化碳和水。主要质量要求如下： 乙烯含量99.95(mol) 水分15ppm(mol)1.1.2 氯气 用于直接氯化反应，是该工艺中最主要的原料之一。氯气一般由食盐电解而得。 学名：氯气 分子式：Cl2 英文名：Chlor5ne 分子量：70.906氯气的物理性质： 外观: 黄绿色气体 相对密度：2.482 熔点：101.6 沸点：24.0 乙烯的化学性质：氯气的化学性质非常活泼，能与金属、非金属、无机化合物、有机化合物、水等发生化学反应。氯气本身不燃烧，也不爆炸，但能助燃。与氢气混合，能形成爆炸性的气体混合物。氯气与水发生反应，生成盐酸和次氯酸
8、，对大多数金属具有极强的腐蚀作用，而干燥氯气对金属的腐蚀极微。主要质量要求如下：氯气96.0(moI) 氧气3.0(mol)1.1.3氧气 用于氧氯化反应，是该工艺中最主要的原料之一。氧气一般由空气深冷分离而得。学名：氧气 分子式：O2氧气的物理性质：英文名：Oxygen 分于量：32.000 外观：无包气体 密度：1.429 s/L熔点：218.4 沸点：182.9氧气的化学性质：氧在常温下不很活泼，在高温时很活泼，能与多种元素直接化合，氧气助燃，是燃烧条件之一。主要质量要求如下：氧气：99.5% 水分：50ppm（mol） 惰性气体：0.5ppm（mol）1.1.4. 直接氯化催化剂 用于
9、直接氯化反应中的催化剂 学名，无水三氯化铁 英文名：Ferric Chlorde anhydrous 俗名：DC催化剂（DC Catalyst） 分子式：FeCl3 分子量： 162.21直接氯化催化剂的物理性质： 外观：栋黑色晶体 熔点：306 密度：2898g/cm3直接氯化催化剂的化学作用：DC催化剂是种强氧化剂，吸湿性强。主要抑止取代反应，促进乙烯和氯气的加成反应，生成二氯乙烷，减少副产物。安全注意事项：无水三氯化铁对粘膜和眼睛有刺激和腐蚀作用，使用过程中工作人员要戴好劳动保护用具。1.1.5氧氯化催化剂 用于氧氯化反应的催化剂俗名：OC催化剂 英文名：OC Catalyst活性组分分
10、子式：CuCl2 (Al2O3为载体) 活性组分分子量：99氧氯化催化剂的性质：OC催化剂活性组分为CuCI2，载体为Al2O3，外观为固态粉末状。在氧氯化反应中，一方面促进反应进行提高反应速度，另一方面传递反应放出的反应热有利于反应进行。1.1.6 氢氧化钠 有二种形态：团体氢氧化钠用于产品氯乙烯的水分干燥，液体氢氧比纳溶液用于酸性物料的中和处理。 学名： 5 6 7 8 9 10 2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计论文导读：本论文是一篇关于2万吨氧氯化法制氯乙烯工艺流程初步设计的优秀论文范文,对正在写有关于氯乙烯论文的写有一定的参考和指导作用,应，还能与多种无机或有机化合物进行加成，取
11、代及缩合等化学反应。氯乙烯的主要应用是在工业上进行均聚或共聚以生成高聚物。目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯单体量约占氯乙烯总量的96%，而美国则高达98%。氯乙烯的聚合物广泛应用于工业，农业，建筑以及人们的日常生活之中。例如，硬聚氯乙烯具有强度高，质量轻，耐磨性氢氧化钠 英文名：Sodium Hydroxide 俗名：苛性钠、烧碱 分子式：NaOH 分子量: 40.005氢氧化钠的物理性质: 外观：白色或稍带白色的固体 熔点：310320 沸点：1390 密度：2.130g/cm3安全注意事项：氢氧化钠对人体有强烈的灼伤作用，应防止宜接接触人体，操作时穿戴防护用具，防止与皮肤和眼睛接触，
12、如直接被溅到皮肤应立即用大量水冲洗，误入眼睛速用大量清水冲洗，再用2硼酸水洗涤，然后送 医院诊治。1.2中间体的各种性质1.2.1 1，2二氯乙烷 由直接氯化和氧氯化反应生成，用于裂解，生成氯乙烯。 学名：1，2二氯乙烷 俗名：二氯乙烷 英文名，Ethylene dicllloride或1，2Dichloroethane 英文缩写：EDC 分子式: C2H4C12 分子量：98.96 1，2二氯乙烷的理化性质： 外观：无色透明被体 熔点：35.3 沸点：83.5 密度：1.26g/cm3 爆炸权限：6.216.0 每天8小时工作最大允许浓度(工作场所)：50ppm(休积)1.2-二级乙烷的化学
13、性质：具有典型氯仿味的无色透明油状液体，易挥发、易燃、难容于水，可与乙醇、乙醚、氯甲烷和许多烃类混溶，能溶解油和脂肪，其蒸汽和空气形成爆炸性混合物。 主要质量要求： 1，2二氯乙烷99.53 水分10ppm1.2.2 氯化氢 二氯乙烷裂解产物之一，为了平衡该物、作为氧氯化反应的原料，生成二氯乙烷。学名：氯化氢 英文名：Iltydrogen Chloride分子式：HCl 分子量：26.46氯化氢的物理化学性能：在常温下为无色气体，具有刺激气味。氯化氢比空气重，沸点：85，凝固点：114.2。干燥氯化氢不与金属发生反应，但在高温和含水时，能与金属起剧烈反应，生成金属氯化物对设备有腐蚀。1.3产品的各种性质1.3.1 氯乙烯 是本工艺的最终产品。学名：氯乙烯 英文名：Vinyl Chloride分子式：C2H3Cl 结构式：CH2CHCl 分子量：62.50氯乙烯的理化性能：沸点：13.9 熔点：160.0爆炸极限：在空气中3.626.4(体积)氯乙烯在常温常压下为易燃、无色的气体具有类似醚
