《万吨三氯乙烯项目工艺装置技术方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《万吨三氯乙烯项目工艺装置技术方案（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4.1 工艺技术方案的选择4.1.1 工艺技术路线确定的原则和依据在 70 年代以前，三氯乙烯生产工艺全部采用电石乙炔法，其后由于石油化 工的兴起，为三氯乙烯生产提供了比电石廉价的碳二烯烃，美、日等发达国家纷 纷开发石油路线新工艺，七十年代末基本完成了工艺路线的转换。而在电力、煤 炭资源丰富，石油化工相对落后的地区如东欧、前苏联及我国仍采用乙炔路线。 两种原料路线的技术经济指标孰优孰劣，主要取决于原料的来源、生产规模及乙 炔、乙烯原料的价格差别。4.1.2 工艺技术路线比较4.1.2.1 乙炔法（1）皂化法以无水三氯化铁为催化剂，在减压状态下乙炔和氯气加成反应生成四氯乙 烷，四氯乙烷与石灰乳反
2、应，生成三氯乙烯和氯化钙。生成的三氯乙烯与水共沸 蒸出，经低沸塔和高沸塔精馏除去低沸物和高沸物，即得三氯乙烯产品。皂化法 工艺简单，但皂化残液数量较多，每生产一吨三氯乙烯产品会产生58吨皂化 残液，对环境保护的压力较大，因此国内自95 年后新上的三氯乙烯装置已不采 用皂化法工艺来生产三氯乙烯产品。（2）气相催化脱氯化氢法国内目前新上生产三氯乙烯的工厂采用气相脱氯化氢工艺。此法是将四氯乙烷气化，在200290C条件下，四氯乙烷气体进入装有催化剂的固定床反应 器。四氯乙烷脱氯化氢生成粗三氯乙烯，少量五氯乙烷也转化成为四氯乙烯。反 应物脱氯化氢后，经多塔分离得成品三氯乙烯。4.1.2.2 乙烯氯化法
3、乙烯在110C和0.8MPa(G)压力下氯化生成四氯乙烷的混合物，调节乙烯和 氯气的比例可控制不同的产物，四氯乙烷混合物在400500C条件下裂解生产 不同比例的四氯乙烯和三氯乙烯，分离出氯化氢后未反应的四氯乙烷循环回反应 器反应。粗三氯乙烯经精馏、碱洗、脱水等步骤制的成品三氯乙烯。人们所以选 择乙烯作为主要原料生产三氯乙烯的原因是乙烯氯化路线的生产成本低，加之 30 年工艺技术的不断改进和采用经济规模的设备，取得了比乙炔法高的多的经 济效益。4.1.2.3 二氯乙烷氧氯化法使用金属氯化物催化剂，在反应温度365C条件下，以二氯乙烷、氯气、氧 气或氯化氢为原料，在流化床反应器内反应。改变氯气-
4、二氯乙烷进料比可调节 三氯乙烯/四氯乙烯的联产比。上海氯碱股份有限公司 90 年从意大利引进的 15000吨/年四氯乙烯/四氯化碳装置技术，即采用二氯乙烷氧氯化法工艺路线。以上三种工艺路线生产三氯乙烯方法中，单从工艺技术角度看，二氯乙烷 氧氯化法是相对较先进的工艺，由于采用了氧氯化反应，避免了通常要产生的 大量氯化氢。但是，就目前全球石油价格高涨和我国的现状来看，二氯乙烷资 源非常短缺，且存在成本较高的劣势，因此现阶段该工艺并不适合在我国建设。4.1.3 工艺技术方案选择宁夏科鼎智能电子设备有限责任公司拥有电石法乙炔氯化气相催化脱氯 化氢工艺生产三氯乙烯的技术，并采用该技术已建成投产多套生产装
5、置。该公司 的三氯乙烯技术是在原电石法乙炔氯化气相催化脱氯化氢工艺技术的基础上 进行了大量改进，生产工艺安全可靠，“三废”排放量大幅度减少。比传统的电 石法乙炔氯化皂化工艺的三氯乙烯生产技术，在产品质量、环保方面具有较强 的优势。选用电石法乙炔路线是符合我国具有丰富煤矿资源的具体国情，是把我 国传统工艺路线进行改造和深化，在石油价格高涨的今天，该工艺路线与石油乙 烯工艺路线相比具有较高的经济效益和很强的生命力。根据各工艺技术比较、原料资源和技术资源情况，拟采用宁夏科鼎智能电子 设备有限责任公司提供的乙炔法及采用先进的气相催化脱氯化氢工艺技术，由宁 夏科鼎智能电子设备有限责任公司提供全套工艺包。
6、4.2 工艺说明4.2.1 工艺流程说明4.2.1.1 乙炔站单元本工序生产原理如下：CaC2 +2 H2OC2H2Ca(OH) 2加料：将破碎好的电石装到吊斗后，经过电子秤称量后用电动葫芦吊至发生 器装料口处，经过一号储斗，二号储斗，电磁振荡器到发生器内。发生：发生器内，电石遇水发生水解反应生成乙炔气，从发生器顶部逸出， 经过乙炔清洗器，正水封，冷却塔一部分到水环泵，一部分到气柜。反应中所放 出的热量借助于NaClO废水和冷却塔废水及自来水连续加入发生器，以控制发生 器温度在862C，稀渣浆不断从溢流管流出，以保持发生器液面。浓渣浆及其 杂质由发生器耙齿耙至底部，由排渣岗位定时排出。排渣：打
7、开发生器下部排渣阀门，渣浆由排渣沟冲入渣浆池，用水冲洗后， 与溢流管流出经渣浆高位槽从底部流出的稀渣浆，用渣浆泵送至环氧丙烷装置做 为原料使用，代替石灰。由排渣返回的渣浆精液，一部分用于冲洗浓渣浆，一部分用于发生器，多余 排入酸性排水沟中，以便中和酸水。清净：经过冷却后的乙炔气体，通过水环泵加压，在汽水分离器除去大部分 水后，进入1# 2#清净塔与含有效氯 0.08-0.12%的次氯酸纳溶液接触，使粗乙 炔气中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成磷酸、硫酸等，再进入中和塔，用10 15%的液碱中和硫酸和磷酸形成可溶性盐（硫酸钠、磷酸钠）而除去。精制乙炔 经乙炔预冷器一20C盐水冷却除去部分水分送下一工
8、段使用。次氯酸钠配置流程：碱配制成35%的稀碱，打到碱高位槽，氯气由氯化车 间供给，经缓冲罐，水等三种原料，分别经流量计计量，进入文丘里反应器，配 制成 PH 值在 78 有效氯在 0.080.12%的次氯酸钠，配制好的次氯酸钠进入贮 槽贮存，由补给泵打到次氯酸钠高位槽应用、连续、稳定地补加到清净塔除硫、 磷杂质。出2#清净塔的次氯酸钠供一部分循环使用，另一部分补充 1#清净塔使 用，废次氯酸钠由 1#清净塔底部排出至废水槽，作为发生器补水用。4.2.1.2 氯化单元本工序生产原理如下：C2H2 + 2C】2C2H2Cl4来自乙炔制备工序的乙炔经冷却除水，再用分子筛干燥工艺进一步脱水，控 制乙
9、炔水量W5ppm。来自氯碱装置的氯气进入缓冲罐，分别由底部导入氯化塔， 生成的四氯乙烷从塔顶连续采出，经氯化全凝器冷却后进入粗四氯乙烷罐，尾气 经水力喷射泵抽入尾水箱。粗四氯乙烷计量后加入四氯乙烷塔，塔顶采出物（1.1.2-三氯乙烷）去四氯 乙烷塔顶液罐，塔釜液（1.1.2.2-四氯乙烷）从塔釜采出，与循环物料混合后， 送往脱HCl反应工序。氯化单元设氯化残液罐，回收氯化塔母液、汽化器重组分、四氯乙烯塔釜液。4.2.1.3 脱 HC1 单元本工序生产原理如下：C2H2Cl4 C2HC13 + HCl汇集于精四氯乙烷罐的物料，计量送入换热器与反应气体热交换，预热至100140C进入精四氯乙烷汽化
10、器，精四氯乙烷汽化器用中压蒸汽加热。加热后 的精四氯乙烷气体去精四氯乙烷预热器，用导热油加热后进入脱 HCl 反应器反 应，保持四氯乙烷转化率85%，反应所需热量由热载体导热油（导热油采用电 加热）供给。反应气体经热交换器降温后送往分离工序。4.2.1.4产品分离及HC1精制单元来自反应器的气体混合物进入解析塔后，从解析塔顶析出的 HCl 尚有少量氯 代烃，用冷冻盐水将HCl冷却，经捕集器、吸附塔除去TCE等氯代烃，再用罗茨 鼓风机加压（60kPa）后送氯乙烯（VCM）装置。解析塔塔釜液连续流入釜液罐，经计量后送低沸塔，低沸物从塔顶馏出。低 沸塔釜液用三氯乙烯加料泵连续送入三氯乙烯塔，控制回流
11、比使塔顶三氯乙烯含 量大于 99.9%，采出的三氯乙烯送成品储运包装工序。三氯乙烯塔釜液含有三、四氯乙烯和四氯乙烷。当釜液罐液面达2/3以上时， 启动中间馏分塔和四氯乙烯塔，含有少量四氯乙烯的三氯乙烯从中间馏分塔顶采 出，返回解析釜液罐；四氯乙烯从四氯乙烯塔顶采出送包装工序，未反应的四氯 乙烷从四氯乙烯塔釜采出，循环返回至四氯乙烷罐。4.2.1.5 残液回收工序氯化残液罐中收集的液体送往残液回收塔，回收提取四氯乙烷，送往粗四氯 乙烷罐，釜液送入高沸物储罐出售。422工艺流程简图及物料平衡图本项目三氯乙烯装置的工艺流程简图及物料平衡图见图 4.2图 4.2 三氯乙烯生产过程工艺流程简图及物料平衡
12、图环氧丙烷装置水 2.01t/h 电石 5t/h废水循环0.26t/h乙炔发生器v 0.508t/h乙炔清净*电石渣5.92t/hNaC100.27t/h卄杂质0.0108t/h氯化塔乙炔干燥CL2 7.2t/h(HC1 1.5 t/h)四氯乙烷塔脱HCL反应器四 氯 乙 烷 等精制HC1V低沸塔三氯乙烯等三氯乙烯塔三氯乙烯5.6t/h中间馏份塔四氯乙烯0.16t/h四氯乙烯塔解析塔4.3 主要原材料消耗定额及消耗量4.3.1 主要原材料消耗定额及消耗量本项目主要原材料消耗定额及消耗量见表 4.1。表 4.1 三氯乙烯装置原辅材料消耗定额及消耗量序号名称单位吨产品耗量年用量备注1电石（发气量2
13、85Nm3/吨）吨0.9360002氯气（M99%，水份W50PPM）吨1.3520003催化剂（寿命M3000h）吨0.002804烧碱吨0.0016645分子筛吨0.000176.86FeCI.吨0.000176.873导热油吨0.0017688煤炭吨0.14000注：上表中吨产品耗量以三氯乙烯计。4.3.2 公用工程消耗定额及消耗量本项目公用工程消耗定额及消耗量见下表 4.2。表 4.2 三氯乙烯装置公用工程消耗定额及消耗量序号名称单耗量（每吨TCE）年用量备注1循环水230吨920万吨/年2自来水14吨56万吨/年3蒸汽4吨16万吨/年4电270Kw h1080万Kwh/年5氮气96
14、Nm3384 万 Nm3/年6净化风51.2 Nm3204.80 万 Nm3/年注：上表中吨产品耗量以三氯乙烯计4.4 自动控制4.4.1 自控水平和主要控制方案本项目依据工艺装置的规模、工艺流程特点及操作要求，结合本行业应用 的成功经验，并考虑国内外新型仪表的发展和实际应用，设置了较完善的检测、 自动控制系统及必要的信号连锁保护系统，确定采用 DCS 系统及智能仪表对生产过程进行监控，完成整个生产过程的控制、监视、操作和自动打印报表。根据 TCE 装置的工艺要求，生产流程特点，设一个中央控制室，室内仪表 采用DCS控制,现场仪表采用国产智能仪表。所有重要参数集中到控制室的DCS 系统显示和记
15、录，进行必要的调节和控制。对于一般的参数，采用就地显示或控 制。对于生产操作要求上必须要在现场操作和监视的机组或设备,则在机组或设 备附近设置操作仪表盘。正常情况下,操作人员在控制室就可以操纵装置连续安全生产。控制室内 用电设备由电气专业单独设置UPS进行供电。4.4.2 仪表选型采用集散系统（DCS）进行集中控制。现场仪表根据工艺生产要求和不同的 介质工况,在选型上均做了相应的考虑。主装置界区属甲级防爆区域,根据爆 炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892的规定，上述区域现场仪表 须选用相应等级的本质安全型防爆仪表和隔爆型仪表,还设有可燃气体检测报警 仪器及氯气浓度检测报警仪。（1）控制室仪表本项目DCS系
