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1、田鑫 李雪 尹兆鑫 （ 青海盐湖工业股份有限公司 青海 格尔木 816000）Introd uction of the process to product VCMEthylene methodby theTian Xin Li Xue Yin Zhaoxin(Qinghai SaltQinghai P. R.Lake Industry GroupChina 816000)Stock Ltd. Co. Golmud,摘 要 ： 西 方 化 学 公 司 所 特 有 的 VCM 生 产 技 术 ， 高 温 直 接 氯 化和 低 温 直 接 氯 化 相 串 联 的 工 艺 ， 高 效 的 二 氯 乙
2、 烷 裂 解 工 艺 、 VCM精 制 技 术 ， 在 生 产 中 高 效 利 用 余 热 、 节 约 能 量 ； 含 氯 化 合 物 、 生 产废物经焚烧系统焚烧后达标排放。关键词 ： VCM 生产； 直接氯化； 裂解 ； 焚烧；Abstract： OXYVINYLS has distinct features in VCM production,Process with high temperature and low temperature direct chlorination are connected in series, with efficient EDC ryrolysis
3、processand VCM refining technology .Waste heat utilization is very efficient in the production process, achieves the energy conservationpurposes.Chlorinated compounds and production of waste burn inthe incinerator system,the burning waste gas after passing the examination emissions to the atmosphere
4、. 附表一（ 1） 传统低温直接氯化工艺低温直接氯化工艺在 50 条件下， 原料气乙烯和氯气进行加成 反 应 。 在 加 成 反 应 过 程 中 ， FeCl3 不 仅 催 化 了 氯 气 和 乙 烯 的 加成 反 应 ， 同 时 也 促 进 了 取 代 反 应 ， 不 能 很 好 地 抑 制 生 成 物 的 二 次反 应 ， 导 致 产 品 的 纯 度 下 降 。 一 般 来 说 温 度 越 高 、 反 应 速 度 越 快 、副 产 物 增 加 也 越 多 。 为 提 高 EDC 收 率 ， 早 期 工 艺 采 用 较 低 反 应温度。低 温 直 接 氯 化 工 艺 缺 点 也 很 突 出
5、： 需 要 大 量 的 庞 大 外 循 环 冷却 设 备 导 出 反 应 热 ， 方 可 维 持 要 求 的 温 度 ， 以 确 保 反 应 的 进 行 。由 于 低 温 反 应 是 液 相 出 料 ， 故 生 成 的 粗 EDC 中 含 有 大 量 的 催 化剂 ， 需 定 期 补 充 大 量 催 化 剂 。 粗 EDC 需 要 大 量 水 洗 、 碱 洗 设 备 对EDC 进 行 洗 涤 、 中 和 ， 废 水 多 ， 易 造 成 部 分 EDC 损 失 。 工 艺 流 程复 杂 、 EDC 成 品 消 耗 冷 却 水 多 、 精 馏 消 耗 蒸 汽 量 大 、 设 备 的 一 次性投资大
6、。（ 2） 传统高温直接氯化工艺高 温 直 接 氯 化 工 艺 是 在 EDC 的 沸 点 （ 83. 6 ） 以 上 进 行 反应 ， 由 于 采 用 气 相 出 料 ， 产 品 中 不 含 有 FeCl3 催 化 剂 ； 不 需 要 水 洗 、碱 洗 处 理 直 接 送 往 二 氯 乙 烷 精 馏 系 统 ； 其 缺 点 是 ： 由 于 反 应 温 度过 高 ， 易 产 生 三 氯 乙 烷 等 副 产 物 。 35 万 吨 /年 乙 烯 法 VCM 装 置使 用 乙 烯 和 氯 气 直 接 氯 化 ， 生 成 1, 2- 二 氯 乙 烷 ， 0. 2MPa 和 120条 件 下 反 应 生
7、 成 EDC 蒸 汽 ， 精 制 后 在 裂 解 炉 中 裂 解 为 VCM 和HCl。（ 3） 西方化学工艺特点美 国 西 方 化 学 的 VCM 专 利 技 术 中 应 用 简 单 的 铁 催 化 剂 系统 ， 无 需 加 入 铁 系 催 化 剂 和 特 殊 的 催 化 剂 。 无 需 铁 系 催 化 剂 和 特殊 的 催 化 剂 储 存 、 添 加 ， 或 催 化 剂 活 化 设 备 ； 在 日 常 的 生 产 中 减 少了 添 加 、 贮 存 催 化 剂 的 成 本 。 直 接 氯 化 的 反 应 热 100%完 全 有 效Key words:VCM productionBurn.Di
8、rect chlorination Ryrolysis美 国 西 方 化 学 公 司 OXYVINYL S（ 以 下 简 称 “西 方 化 学 ”） 是氯 乙 烯 技 术 的 最 大 专 利 商 ， 它 的 VCM 产 量 名 列 世 界 第 二 ， 采 用 了自 有 知 识 产 权 的 完 善 的 VCM 工 艺 ， 总 产 量 超 过 2850 万 吨 /年 。2011 年 12 月 青 海 盐 湖 工 业 股 份 有 限 公 司 金 属 镁 一 体 化 项 目 （ 以下 简 称 “盐 湖 集 团 ”） 与 西 方 化 学 公 司 签 订 了 35 万 吨 年 乙 烯 法VCM 工 艺 专
9、 利 技 术 转 让 协 议 。 35 万 吨 /年 乙 烯 法 VCM 装 置 原料 干 氯 气 来 自 金 属 镁 电 解 副 产 的 氯 气 ； 乙 烯 来 自 DMTO 装 置 ， 而乙 烯 法 氯 乙 烯 装 置 副 产 的 氯 化 氢 气 体 输 送 至 乙 炔 法 氯 乙 烯 装 置生 产 氯 乙 烯 ， 不 同 于 通 常 的 乙 烯 平 衡 法 氯 乙 烯 装 置 ， 故 技 术 的 关键 在 直 接 氯 化 和 裂 解 工 艺 。 西 方 化 学 针 对 上 述 生 产 情 况 ， 提 供 直接 氯 化 技 术 包 含 高 温 和 低 温 直 接 氯 化 相 结 合 的 技
10、 术 方 案 ， 能 最 大限 度 的 发 挥 原 材 料 效 率 和 能 耗 效 率 与 总 成 本 最 小 化 之 间 的 最 优化平衡 ； 成为具有盐湖集团特色的 VCM 合成工艺。一 、 直接氯化反应单元以 乙 烯 和 氯 气 直 接 生 产 二 氯 乙 烷 是 世 界 上 各 主 要 专 利 商 的合 成 原 理 基 本 一 致 ， 均 采 用 液 相 二 氯 乙 烷 为 介 质 ， 以 三 氯 化 铁 或特 殊 络 合 物 为 催 化 剂 ， 由 乙 烯 和 氯 气 鼓 泡 通 过 液 层 进 行 反 应 ， 生成二氯乙烷， 其主反应方程式为：C2H4 Cl2 C2H4Cl21.直
11、接氯化工艺+ + 201 kJ/mol盐 湖 集 团 金 属 镁 装 置 所 产 采 用 的 工 艺 ， 是 电 解 无 水 氯 化 镁 生产金属镁和氯气。其主反应方程式如下所示：MgCl2 Mg Cl2+与 传 统 的 氯 碱 化 工 工 业 相 比 较 ， 有 很 大 的 区 别 ； 其 电 解 槽 出来 的 电 解 尾 气 气 体 的 主 要 氯 气 成 份 与 传 统 氯 碱 工 业 中 的 氯 气 成份有很大的区别， 详见附表一：项目 工艺氯气纯 度（ wt%）游离氯含 量（ wt%）氯气含水（ wt%）其它气体组 成 （ wt%）金属镁工艺 氯气组成成 份93. 10% 0. 07
12、%空气：6. 26% HCl：0. 24% 杂质 ： 0. 33% 粉尘 ： 300ppm传统氯碱工 艺氯气组成 成份98. 5% 0. 1- 0. 2% 50PPm O2： 0. 1- 0. 2% H2: 0. 1%工艺管理的 得 到 回 收 ， 完 全 应 用 于 低 温 直 接 氯 化 工 序 、 EDC 蒸 馏 脱 除 重 质组分不需要蒸汽。为 优 化 投 资 成 本 和 原 材 料 及 公 用 工 程 消 耗 ， 并 结 合 盐 湖 集 团金 属 镁 一 体 化 PVC 装 置 的 实 际 情 况 ， 设 计 上 采 用 低 温 直 接 氯 化反 应 器 与 高 温 直 接 氯 化
13、反 应 器 串 联 结 合 工 艺 ， 氯 气 和 乙 烯 按 流 量控 制 加 入 到 低 温 直 接 氯 化 反 应 器 中 ， 反 应 热 量 在 换 热 器 中 用 冷 却水 移 走 。 来 自 低 温 氯 化 反 应 器 的 干 燥 粗 EDC 送 入 高 温 直 接 氯 化反 应 器 ， 消 除 了 通 常 情 况 下 对 低 温 直 接 氯 化 粗 EDC 要 经 过 EDC洗 涤 系 统 进 行 处 理 的 需 要 ， 减 少 了 水 的 消 耗 和 工 艺 废 水 ； 提 供 全能力低温直接氯化洗涤系统(酸洗和碱洗系统) 是可以允许在高温直 接 氯 化 反 应 器 不 能 接
14、 收 氯 化 粗 产 品 情 况 下 时 也 能 运 行 低 温 直接氯化反应器。2.盐湖特色的 EDC 精制工艺由 于 本 VCM 装 置 的 工 艺 特 点 ， 高 温 直 接 氯 化 反 应 和 低 温 直接 氯 化 反 应 相 串 联 的 工 艺 形 式 。 该 EDC 的 精 制 系 统 与 传 统 EDC精 制 工 艺 的 存 在 着 很 大 的 区 别 。 低 温 直 接 氯 化 工 艺 生 产 的 EDC要 经 过 脱 水 塔 、 低 沸 塔 、 高 沸 塔 、 回 收 塔 精 制 后 送 去 EDC 裂 解 工序 进 行 下 一 道 工 序 的 生 产 。 盐 湖 集 团 的
15、 EDC 精 制 工 艺 是 高 温 直接 氯 化 和 低 温 直 接 氯 化 相 结 合 的 工 艺 ， 在 二 氯 乙 烷 精 制 上 也 和 传统 工 艺 有 很 大 的 区 别 ， 第 一 是 将 脱 水 塔 和 低 沸 塔 合 二 为 一 ， 低 温直 接 氯 化 生 产 的 二 氯 乙 烷 进 入 其 中 进 行 处 理 后 和 高 温 直 接 氯 化生 产 的 二 氯 乙 烷 一 起 进 入 高 沸 塔 和 回 收 塔 再 次 进 行 精 制 处 理 。高 沸 塔 塔 底 的 高 沸 物 组 分 送 往 二 氯 乙 烷 回 收 塔 ， 已 回 收 EDC， 回收后的 EDC 直接
16、送往脱水塔重新精制。二 、 EDC 裂解单元本 乙 烯 法 VCM 装 置 EDC 裂 解 炉 ， 西 方 化 学 提 供 技 术 参 数 ，由 法 国 赫 尔 蒂 公 司 根 据 我 公 司 的 实 际 条 件 进 行 单 独 设 计 的 ， 是 世界上最为经济实用的 EDC 裂解炉。 EDC 裂解的主反应方程式：VCM 精制的主要技术特点如下： 上 游 焦 炭 的 有 效 去 除 ， VCM 精 制 塔 再 沸 器 的 检 修 周 期 可长达 3 年。 VCM 汽提塔脱除了 VCM 产品物流中的残留 HCL， 不再需要碱洗或者固碱洗涤塔。 VCM 汽 提 塔 塔 顶 馏 分 再 循 环 至 HCL 塔 ， 提 高 了 对HCL 的回收。四 、 三废治理和环境保护措施此 乙 烯 法 VCM 装 置 达 到 美 国 E
