《氯碱工艺完整ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氯碱工艺完整ppt课件（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 氯碱生产工艺 内蒙古宜化化工股份有限公司 目录 2 电石工艺 3 烧碱工艺 4 VCM工艺 5 PVC工艺 1 前言 1 前言 前言 氯碱工业氯碱工业以盐为原料 电解工业盐水制成烧碱 盐酸 氯气 氢气 氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品 目前我国生产200多种耗氯产品 主要品种70多个 氯碱工业是国民经济的重要组成部分 是基础化工原材料的生产供应行业 其碱 氯 酸等产品广泛地应用于建材 化工 冶金 造纸 纺织 石油等工业 在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位 前言 中国氯碱产能 世界第一 前言 工业盐 电解 氯气 烧碱 氢气 HCl C2H2 转化 C2H3Cl 聚合 P
2、VC 电石法或乙烯法 电石或乙烯 主要生产过程 前言 主要产品1 碳化钙 俗名电石 化学式 CaC2 相对分子量 64 1 纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体 不溶于任何溶媒中 在18 时相对密度为2 22 化学纯的碳化钙只能在实验室中 用加热的金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得 我们通常所说的电石是指工业碳化钙而言 它是由生石灰和碳素原料制得 电石中除了含大部分碳化钙外 还含有少部分杂质 这些杂质都是从原料中的杂质转移过来的 电石的外观为各种颜色的块状体 其颜色随碳化钙的含量不同而不同 有灰色的 棕黄色的或黑色的 含碳化钙较高时则呈紫色 若电石的新断面暴露在潮湿的空气中 则因吸收了空气中的水分
3、而使断面失去光泽变成灰白色 电石的相对密度决定于CaC2含量 且随着碳化钙的含量减少 则相对密度增加 电石的熔点也随碳化钙的含量改变而改变 纯碳化钙的熔点为2300 工业碳化钙的含量一般为80 左右 其熔点常在2000 左右 工业碳化钙有两个最低熔点 第一个是相当于含碳化钙69 与含氧化钙31 的混合物 第二点是相当于含碳化钙35 6 与氧化钙64 4 的混合物 前言 1 碳化钙 俗名电石 电石能导电 其导电性与电石纯度有关 碳化钙含量越高 导电性能越好 反之越差 当CaC2含量下降到70 65 之间时 其导电性能达到最低值 通常比电阻约120000 cm3 CaC2含量为94 时 通常比电阻
4、为450 cm3 电石的导电性也与温度有关 温度越高 导电性则越好 在无水的条件下 电石在氢气流中加热至2200 以上时 有相当量的乙炔和金属钙生成 CaC2 H2 Ca C2H2 干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而生成碳酸钙 CaC2 O2 CaCO3 CO 粉状电石与氮气在加热条件下反应生成氰氨化钙 CaC2 N2 CaCN2 C 除此之外 氯 溴 硫 氨 磷 氯化氢和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应 生成相应的化学物质 前言 2 氢氧化钠 俗名烧碱 火碱 苛性钠 化学式 NaOH 相对分子量 40 纯的无水氢氧化钠为白色不透明的固体 质脆易溶于水并放出大量的热 在空气中易潮解
5、且吸收CO2生成碳酸氢钠和碳酸钠 熔点 318 4 沸点 1390 相对密度 水 1 为2 12 氢氧化钠的水溶液为水白色或浅色不透明溶液 呈强碱性 有强烈的腐蚀性 它以灼伤的方式作用于人体组织 可溶解蛋白 形成碱性变性蛋白 对眼睛 皮肤有很强的腐蚀性作用 浓度越高 温度越高 腐蚀作用越强 化学性质 氢氧化钠是强碱 与酸发生剧烈反应 在潮湿空气中与锌 铝 锡 和铅金属生成可燃气体H2 与湿气或水接触吸湿放出热量 烧碱在国民经济中有广泛应用 许多工业部门都需要烧碱 使用烧碱最多的部门是化学药品的制造 其次是造纸 炼铝 炼钨 人造丝 人造棉和肥皂制造业 另外 在染料 塑料 药剂及有机中间体生产中
6、旧橡胶的再生中 制金属钠 水的电解以及无机盐生产中 制取硼砂 铬盐 锰酸盐 磷酸盐等 要使用大量的烧碱 前言 3 氯气分子式 Cl2 分子量 71 黄绿色带有刺激性气味的气体 属有毒气体 相对密度 空气 1 2 48 相对密度 水 1 1 47 沸点 34 5 熔点 101 饱和蒸气压506 62kPa 10 3 临界温度144 临界压力7 71MPa 本品略溶于水 易溶于碱液 遇水时有腐蚀性 氯气是一种有毒气体 它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里 生成次氯酸和盐酸 对上呼吸道黏膜造成有害的影响 次氯酸使组织受到强烈的氧化 盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀 使呼吸道黏膜浮肿 大量分泌黏液
7、 造成呼吸困难 所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽 症状重时 会发生肺水肿 使循环作用困难而致死亡 由食道进入人体的氯气会使人恶心 呕吐 胸口疼痛和腹泻 氯气在生产区允许浓度1mg m3 前言 3 氯气化学性质 化学性质非常活跃 除惰性气体外 几乎可以与各种元素直接化合 氯也能和许多化合物起反应 在自然界以游离状态存在的氯是极少的 大多数以无机化合物形式存在 1 氯气与水反应在常温下 氯气微溶于水 生成少量的盐酸和次氯酸 Cl2 H2OHClO HCl 2 氯气与各种金属反应生成氯化物2Fe 3Cl2点燃2FeCl3 棕色的烟 在有水存在时 金属氯化物会水解生成盐酸 加速管道腐蚀 所以氯气
8、在干燥之前不能使用铁质材料 3 氯气与氢气反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体 4 氯气与碱溶液反应Cl2 2NaOHNaCl NaClO H2O 前言 3 氯气用途 主要下游产品 前言 4 氢气分子式 H2 分子量 2 无色无臭气体 工业用本品纯度 工业 98 0 高纯 99 999 熔点 259 2 沸点 252 8 饱和蒸气压 13 3kPa 257 9 化学性质 氢气是可燃性气体 与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合物 其与空气混合爆炸极限为4 1 74 1 体积 与氯气混合的爆炸极限为5 87 5 体积 氢氧混合物中 氢的爆炸极限为4 5 95 体积 用途 石油精炼 电子 食
9、品 化工生产 航天等行业 前言 5 乙炔分子式 C2H2 分子量 26 纯乙炔为无色无味的易燃 有毒气体 而电石制的乙炔因混有硫化氢 磷化氢 砷化氢 而带有特殊的臭味 乙炔的沸点 83 6 熔点 118 656kPa 80 8 乙炔在易燃易爆性能上和氢气很相似 在空气中爆炸极限2 3 72 3 体积 在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险 受热 震动 电火花等因素都可以引发爆炸 因此不能在加压液化后贮存或运输 乙炔微溶于水 易溶于乙醇 苯 丙酮等有机溶剂 在15 和1 5MPa时 乙炔在丙酮中的溶解度为237g L 溶液是稳定的 因此 工业上是在装满石棉等多孔物质的钢桶或钢罐中 使
10、多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入 以便贮存和运输 化学性质 由于乙炔分子中的三键结构 乙炔气体具有很活泼的化学性质 它可以和氢气 氯气 氯化氢 水等进行加成反应 还能在适当条件下发生二聚 三聚和四聚作用 此外 乙炔还能进行一系列有机反应 因此 以乙炔为基础可以制取各种塑料 橡胶和纤维的有机原料 如氯乙烯 乙醛 醋酸乙烯 丙烯腈 氯丁二烯等 前言 6 氯乙烯氯乙烯简称VC 液氯乙烯简称VCM 分子式 C2H3Cl 分子量 62 5 无色 易液化 具有醚样气味气体 熔点 159 8 沸点 13 4 临界温度142 临界压力5 22MPa 相对密度 水 1 0 91 相对蒸气密度 空气 1 2 15 与
11、空气混合爆炸下限 3 6 爆炸上限 31 0 本品微溶于水 溶于乙醇 乙醚 丙酮等多数有机溶剂 本品用作塑料原料及用于有机合成 也用作冷冻剂等 本品车间空气中最高容许浓度 MAC 我国为30mg m3 前言 7 聚氯乙烯氯乙烯通过链式聚合反应生成聚氯乙烯 PVC 聚氯乙烯是应用最广泛的热塑性高分子材料之一 是我国第一大通用型合成树脂材料 由于具有优异的难燃性 耐磨性 抗化学腐蚀性 综合机械性 制品透明性 电绝缘性及比较容易加工等特点 目前 PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一 在工业 建筑 农业 日常生活 包装 电力 公用事业等领域均有广泛应用 前言 宜化氯碱内蒙古化工股份有限公司PV
12、C新工程于2010年4月投产 目前拥有年产29万吨烧碱的离子膜烧碱装置和年产36万吨PVC的电石法PVC生产装置 目前宜化集团生产PVC的子公司还有股份公司 2003年投产 年产烧碱10万吨 PVC12万吨 楚星公司 2007年投产 年产烧碱6万吨 PVC10万吨 青海宜化 2011年4月投产 年产烧碱30万吨 PVC30万吨 并且 新疆宜化总规划年产120万吨PVC 2012年将投产一期30万吨PVC 前言 内蒙宜化物料流程简图 石灰石 粗乙炔气 生石灰 炭材 高压电弧 精乙炔气 精煤气 粗煤气 焦炭 精盐水 氢气 氯气 直流电 工业盐 电石 32碱 气烧窑 脱水 合成 净化 造气炉 化盐
13、精制 效蒸发 效蒸发 粗VC气 液氯 氯化氢 洗涤干燥 发生器 冷凝 精馏 甲酸钠料液 VCM 浆料 聚合 电石炉尾气 PVC 脱硫脱碳 合成反应器 炭粉 甲酸钠 离心干燥 甲酸钠尾气 兰炭 碳球 碳成型 整流变 交流电 电解槽 变换 CO2 H2 洗涤冷却 48碱 片碱 提氢 高纯酸 清净 二合一炉 工业酸 降膜吸收器 粗VC气 干燥 废次钠 破碎 液氯冰机 次钠 汽提回收 电石炉 电石工艺 炭材干燥 岗位任务 将含水较高的焦炭 兰炭送入干燥机 与沸腾炉来的热风换热 除去焦材中的水份 再通过筛分入仓供后工段使用 工艺流程 干燥机 布袋除尘器 沸腾炉 日料仓 筛分 原料仓 旋风除尘器 炭材 放
14、空 筛分 破碎 皮带 皮带 皮带 电石工艺 炭材干燥 炭材干燥外景 电石工艺 炭材干燥 回转窑 电石工艺简介 炭材干燥 回转窑 电石工艺 气烧窑 装置原理 气体燃料石灰竖窑的装置原理是把具有一定粒度的石灰石从窑的上部加入 由于重力的作用 物料自上而下移动 煅烧好的石灰由窑底卸出 燃料气及其燃烧所需的空气从窑的中部喷入窑内 竖窑中物料与气体相对流动 物料自上落下 气体自下而上 所以它是一个逆流式的热交换装置 石灰石经加热达812 便会发生分解 放出CO2 生成石灰 900 1250 CaCO3CaO CO2 42 5kcal 电石工艺 气烧窑 石灰石料场 上料斜桥 电石工艺 气烧窑 气烧窑外景
15、电石工艺 电石炉 反应原理 氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800 2200 的高温下反应而生成碳化钙 其反应方程式如下 CaO 3C CaC2 CO 111 3千卡副反应CaC2 Ca 2C 14 5千卡CaCO3 CaO CO2 42 5千卡CO2 C 2CO 39 2千卡H2O C CO H2 39 6千卡Ca OH 2 CaO H2O 26千卡Ca2SiO4 2CaO SiO2 29千卡SiO2 2C Si 2CO 137千卡Fe2O3 3C 2Fe 3CO 108千卡Al2O3 3C 2Al 3CO 291千卡MgO C Mg CO 116千卡 电石
16、工艺 电石炉 工艺流程 炭材日料仓 密闭型链式输送机 粗气风机 增压风机 石灰日料仓 净气风机 一 二级旋风冷却除尘器 出锅 料仓 布袋过滤器 配料站 环形加料机 电石炉 电石炉尾气 熔融电石 电石冷破车间 尾气 灰渣 回收利用 尾气 尾气 尾气 尾气 气烧窑或甲酸钠脱硫 灰渣 电石工艺 电石炉出锅 电石工艺 电石冷破车间 电石工艺 电石尾气回收装置 电石工艺 电石炉外景 电石工艺 电石炉二楼 电石工艺 电石炉二楼 电石工艺 电石炉三楼 电石工艺 电石炉四楼 电石工艺 电石炉四楼 电石工艺 电石炉电极壳 电石工艺 电石炉中控室 烧碱工艺 化盐 二次盐水精制 电解 效蒸发 效蒸发 氯处理 氢处理 液化 充装 二合一 原盐 Cl2 H2 32 烧碱 48 烧碱 液氯 高纯盐酸 淡盐水 淡盐水脱氯 外销 外销 自用 内转 外销 供电解使用 效蒸发 固碱 新系统HCl气体 送新转化 老系统工业盐酸 送老解析 汽化器 氯气 氯气 烧碱工艺 化盐工艺 1 岗位任务将原盐通过加入一定量的氢氧化钠 碳酸钠 氯化钡等精制剂后 采用沉降经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供电解使用 烧碱工艺 化盐工艺 2 工
