氯乙烯工艺规程

1、目 录第一章：概述第二章：原、辅材料及产成品、副产物规格第三章：主要经济技术指标第四章：生产原理第五章：生产过程叙述第六章：主要设备介绍第七章：生产过程工艺控制指标第八章：中控分析控制指标第九章：生产危害及安全防护措施第十章：常见故障及处理方法第一章：概述热塑性塑料聚氯乙烯因其电性能和阻燃性能良好，机械强度及耐磨性好，被广泛应用于建筑、运输、包装、电子电器、室内装饰、医药卫生等工、农业生产，更由于聚氯乙烯树脂在生产中耗资源少，能耗低，且原料易得，在通用塑料中成为性能较好，生产成本较低，且使用量最大的产品品种。我国聚氯乙烯工业的发展已有四十多年的历史，在消化、吸收国外工艺技术的基础上，广泛地进行

2、工艺革新、设备改造，使我国聚氯乙烯工业从无到有，从小到大，2002年产量已达360多万吨。聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体在一定条件下通过自身聚合而生成的。在聚氯乙烯树脂生产过程中，生产出高质量的氯乙烯单体是至关重要的，在几十年的发展过程中，国内、外聚氯乙烯生产厂家在提高单体生产工艺水平，改进单体生产路线，降低单体生产成本等方面做了大量的工作。最早生产氯乙烯单体的方法是用乙炔与氯化氢气体在氯化汞催化剂存在下合成氯乙烯，该生产工艺中，采用的原料主要是电石乙炔和氯化氢。随着技术的发展，还出现了其它生产方法：一、联合法以二氯乙烷（EDC）裂解制取氯乙烯并副产氯化氢，然后氯化氢与电石乙炔再合成氯乙烯，两种粗氯

3、乙烯经精制得到单体用于聚合。二、乙烯氧氯化法沸点下，在二氯乙烷（EDC）液相中乙烯直接发生氯化反应，生成二氯乙烷（EDC）以气相排出，经裂解制取氯乙烯。此法简化了分离，洗涤过程，并且热能得以充分利用。三、乙烷氧氯化法乙烷的一步氧氯化制取氯乙烯工艺只进行了工业性试验，成本较低，但没有生产装置建成投产。我公司装置采用荷兰JOHN·BROWN公司的工艺设计，以乙炔与氯化氢为原料在氯化汞催化剂存在下合成氯乙烯。第二章：原、辅材料及产成品、副产物规格一、产品（氯乙烯）学名：氯乙烯 分子式：C2H3CI英文名：Vinylchloride结构式： HCCCIH H 分子量：62.51、物理性质在常

4、温常压下，氯乙烯单体是一种无色、有乙醚香味的气体，其冷凝点（沸点）为13.9，凝固点（熔点）为159.7。稍加压力即可得到液态氯乙烯。(1)氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和烃类等，微溶于水。(2)氯乙烯易燃，与空气混合形成爆炸混合物，爆炸极限范围为421.7%（V），所以使用氯乙烯要特别注意安全。(3)氯乙烯对人有麻醉作用，对肝脏有影响，可使人中毒。当氯乙烯浓度在0.1%以上时，开始有麻醉现象，表现为困倦，注意力不集中，随后出现视力模糊，走路不稳，手脚麻木；浓度在0.5%以上，即可造成头晕、头痛、精神错乱，辩不清方向；当浓度达2040%时，可使人产生急性中毒，而失去知觉，导致呼吸渐缓以致死亡。长期接触

5、氯乙烯还能引起消化系统、皮肤组织、神经系统等多种疾病。2、化学性质氯乙烯分子中因含有不饱和双键和不对称氯原子，因而可以聚合，也能和其它单体共聚，还能与多种无机或有机化合物进行反应。3、产品标准氯乙烯纯度99.9%乙炔含量10ppm乙醛含量5ppm丁二烯含量8ppm二氯乙烯30ppm含水量200ppm其它重质氯化烃类200ppm含铁1ppm杂质总计500ppm二、原材料1、乙炔分子式：C2H2分子量：26.026俗名：电石气英文名：Acetylene结构式：HCCH（1）物理性质在常温下纯乙炔为无色气体，工业乙炔因含硫化氢、磷化氢等杂质，而具有特殊的刺激性臭味。微溶于水、易溶于丙酮等多种液体，在

6、水中的溶解度随温度的升高而降低。（2）化学性质乙炔为强还原剂，能与氧化剂强烈反应，在下列情况下可能发生爆炸：a、高温T550、加压P0.15Mpa（G）或有某些物质存在时，例如：氧化铝、铜屑、氢氧化铁等。b、与空气混合在2.381%范围时，特别在含乙炔713%时。c、与氧气混合在2.593%时，特别在含乙炔30%时。d、当乙炔和氯气混合时，极易发生爆炸。e、与铜、汞、银接触生成相应的金属化合物时。（3） 原料规格乙炔含量99%（V）氮气含量0.37%（V）硫化氢含量0.004%（V）磷化氢含量0.04%（V）水含量：饱和2、氯化氢分子式：HCI分子量：36.46（1）性质氯化氢是一种无色有刺激

7、性臭味的气体，它能通过呼吸道粘膜和皮肤使人受伤害，有刺激性，可引起呼吸道炎症。氯化氢极易溶于水形成盐酸溶液，对金属材料有强腐蚀性。（2）主要物理常数：密度：（0，101.325Kpa）1.639kg/m3比重：（对空气）1.261沸点：-84.8溶解度：（HCI/H2O）506.5：1（V）（3）、原料规格氯化氢含量99.9%（V）水分含量0.005%（V）N2含量：其余三、辅助材料1、氯化汞（触媒）别名：二氯化汞、氯化高汞、升汞分子式：HgCI2分子量：271.52性质：常温下为无色或白色结晶粉末，溶于水、乙醇、丙酮、醚等液体。常温下微量挥发，遇光逐渐分解，升华点302，在此温度下，固态氯化

8、汞可以直接升华变成蒸汽态，纯的氯化汞蒸汽压依温度而急剧上升。剧毒，应避光密封保存。氯化汞在水中有一定的溶解度，且依温度的上升而增加，氯化亚汞几乎不溶于水，利用这一特点可粗略判别氯化汞原料的纯度，当配制氯化汞溶液有白色沉淀时，说明该氯化汞含有氯化亚汞。纯的氯化汞粉末（无载体活性碳时）对氯乙烯合成并无活性，而一旦吸附于活性炭表面，由于两者的相互作用使对该反应有优异的活性和选择性，是迄今为止该化学反应最为理想的催化剂。工业生产中宜选用纯度大于99%的试剂氯化汞作为催化剂的原料。2、活性炭性质：黑色粒状物或粉末，无臭、无味、无砂性，不溶于任何溶剂，对各种气体有选择性吸附能力，用于色谱试剂、吸附剂、脱色

9、剂。粒状物可用作催化剂的载体。3、氢氧化钠别名：烧碱、火碱、苛性钠分子式：NaOH分子量：40（1）物理性质：工业烧碱从状态上分有固体烧碱和液体烧碱两种。纯净的固体烧碱呈白色，有块状、片状、粒状。质脆，相对密度为2.130、熔点318.4、沸点1390。有很强的吸湿性，易溶于水，溶于水时放出大量的热，水溶液有滑腻感。纯净的液体烧碱是无色透明液体。烧碱不仅易溶于水，而且在水中完全电离，因此，水溶液呈强碱性。烧碱亦易溶于甘油、乙醇，但不溶于丙酮、乙醚等有机溶剂。（2）化学性质烧碱的强碱性所引起的腐蚀性极强，能破坏纤维素，毁坏有机组织，能严重地侵蚀皮肤、玻璃、陶瓷，以及极为稳定的金属铂。只有少数金属

10、能耐高浓度烧碱的腐蚀，在制备或使用烧碱时应特别注意，当熔融或蒸发其溶液时，要用银、镍或铁制的容器。这三种金属，尤其是银对烧碱具有较强的抗腐蚀性能。 4、硫酸 分子式：H2SO4分子量：98.07（1）物理性质： 纯硫酸为无色透明油状液体，浓度98%硫酸的相对密度为1.8365，凝固温度为0.1。硫酸可和水以任意比例混合，并放出大量热。（2）化学性质硫酸是无机强酸，几乎能与所有的金属及其他无机酸的盐类相作用。同时具有极强的吸水性和氧化性，能使棉布、纸张、木材等碳水化合物脱水碳化，接触人体能引起严重的灼伤。5、庚烷分子式：C7H16分子量：100性质：庚烷为无色液体，有特殊嗅味，易挥发，有毒，沸点

11、98，熔点-90，闪点35，自燃温度为220，比重0.7。庚烷极易燃。其蒸汽与空气的混合物具有爆炸性，爆炸极限为17%（V）。四、副产物（二氯乙烷）分子式：C2H4CI2分子量：99性质：二氯乙烷为无色或浅黄色透明中性液体，易挥发，有毒，闪点21，易燃、易爆，其蒸汽与空气的爆炸极限为6.215%（V）。第三章：装置主要经济技术指标一、装置能力（年操作时间按8000小时计）装置设计生产能力：8吨/小时 6.4万吨/年装置实际生产量： 7.55吨/小时 6.04万吨/年二、原、辅材料及动力消耗序号名称单位单位消耗年用量备注1乙炔吨0.4388265122氯化氢吨0.6153371763催化剂公斤0

12、.8483364液碱（折百）公斤3.52114705硫酸公斤9.35619066冷却水吨157.3944万7蒸汽1. 0Mpa0.7 Mpa吨吨0. 32.20719336729078氮气米3895.34×1069仪表空气米349.32.96×10610电kwh29117.48×106三、三废排放1、废渣废催化剂：48吨/年含汞渣浆：7.5吨/年废活性氧化铝：7吨/年2、废液高沸物：180吨/年废硫酸：562吨/年废水：1600吨/年废碱液：3480吨/年3、废气工艺尾气28.16万米3/年第四章：生产原理简介一、生产方法本装置采用乙炔与氯化氢为原料，在氯化汞的催

13、化作用下进行加成反应，生成氯乙烯，放出反应热。C2H2HCIC2H3CIHH=420Kcal/·VCM乙炔装置送来的精制乙炔气，进入界区后经压缩、干燥送往反应工序，反应所需的氯化氢由界区外输入浓盐酸。经脱吸得到的氯化氢干燥后送往反应工序。乙炔、氯化氢按比例混合，在HgCI2存在及一定条件下，反应生成氯乙烯，反应物经冷却、压缩、冷凝，得到液态粗氯乙烯。未凝气中的主要组分为乙炔、氯化氢、氯乙烯，其余为惰性气体，未凝气送往循环反应器，反应产物一部分与主反应器反应产物汇合，其余部分经深度冷冻，回收其中的氯乙烯后，经碱洗排放。粗氯乙烯经汽提，除去其中溶解的氯化氢、乙炔后送往精馏塔除去高沸物杂质

14、，所得塔顶产品进入成品塔，利用氧化铝（AI2O3）的吸附作用。除去氯乙烯中的痕量氯化氢，最终得到符合聚合用的氯乙烯单体。二、工艺特点1、原料处理严格：氯化氢采用脱吸气，避免了直接采用合成氯化氢时组成不稳定，不利于控制和收率低的缺点，另一方面，氯化氢和乙炔均经过严格的干燥，可防止催化剂结块，保持催化剂良好，含水量低将减少设备腐蚀和副产物生成。2、反应分两段进行，循环反应器的反应压力约为常规的三倍，有利于提高反应速度，使循环的未反应物在惰性气体分压较高的情况下，仍能达到较高的转化率。3、反应器的单台生产能力大，时空得率超过国内水平一倍以上，采用庚烷冷却、不但消除了对反应器的腐蚀，而且完全避免了水冷

15、时存在的渗漏危险，保证装置的正常生产。便于对反应温度进行自动控制。三、原理简介乙炔和经过汽提、干燥的氯化氢气体经混合、预热，在以活性炭为载体、氯化汞为催化剂的触媒的列管式转化器内进行反应，生产氯乙烯。1、反应机理：乙炔和氯化氢加成生成氯乙烯的反应在触媒存在下，在转化器内进行。反应式为：CHCHHCICH2CHCI124.8KJ/mol上述反应分五个步骤进行：（1）外扩散：乙炔、氯化氢向活性炭外表面扩散。（2）内扩散：乙炔、氯化氢通过活性炭的微孔向内表面扩散。（3）表面反应：乙炔、氯化氢加成反应。（4）内扩散：VC通过活性炭的微孔向外表面扩散。（5）外扩散：VC自活性炭外表面向气流扩散。C2H2

16、首先与触媒HgCI2生成络合物（氯乙烯氯汞）CHCHHgCI2CICHCHHgCI124.8KJ/mol此中间化合物很不稳定，遇到氯化氢立即分解为氯乙烯。CICHCHHgCIHCI CH2CHCIHgCI22、影响反应的因素（1）、反应温度：不同反应温度下的化学反应热力学平衡常数Kp（即表征反应的可能程度）如下表：温度/25100130150180200Kp1.318×10155.623×10102.754×1094.677×1084.266×1071.289×107由上表可见，25200的范围内，KP均较大（即生成VC的平衡值较大）

17、，在此温度范围内均能得到较高平衡值的VC。 不同温度下的化学反应动力学平衡常数K（即表征反应的快慢程度）如下表：温度100140181218K329.6722.214212297由上表可见，提高反应温度有利于加快氯乙烯合成反应的速度，但温度过高对以下几方面有影响：对触媒活性的影响：经研究证实：随着温度的升高，HgCI2的升华显著增强。在较高温度下，HgCI2容易被C2H2还原为Hg2CI2或被热分解为Hg。 HgCI2+ C2H2Hg2CI2+副产物（如二氯乙烯）HgCI2+ C2H2Hg+副产物（如二氯乙烯）对高沸物生成的影响随着温度上升，副反应加剧，所得高沸物也随之增加，直接影响到电石消耗

18、定额的上升，如表所示：序号合成温度高沸物%副反应损失定额/T高沸物溶液溶解VC损失定额/T11921930.3915.651.2521861880.3214.761.0231750.2673.980.8541500.1832.730.5851350.1402.080.45终上所述，较为适宜的温度应控制在100180之间。（2）、分子比：为提高转化率，原料气乙炔或氯化氢中必须有一种过量（即提高乙炔分压或氯化氢分压，从而使平衡常数K增加）。由于乙炔过量易使触媒中HgCI2还原为Hg2CI2或Hg，使触媒失去活性。反之，氯化氢过量太多，不但增加原料的消耗定额，还会增加已合成的氯乙烯与氯化氢加成生成1

19、,1二氯乙烷副产物的机会。如上所述，宜控制乙炔与氯化氢分子比1：1左右，并让氯化氢稍过量。实际生产操作中，系借合成气未转化氯化氢及乙炔含量的分析值来实现分子比控制的。（3）、原料气要求：氯乙烯合成反应对原料气乙炔和氯化氢的纯度和杂质含量均有严格的要求，分述如下：、纯度 因纯度低，使二氧化碳、氮气等惰性气体量增多，不但会降低合成的转化率，还将使精馏系统的冷却器的传热系数明显下降，尾气放空量增加，从而降低精馏的总收率。因此，宜控制原料气纯度为：乙炔99%氯化氢99.9 %、乙炔中的硫、磷杂质乙炔气中的硫化氢、磷化氢等均能与催化剂载体发生不可逆的化学吸附，使催化剂中毒而缩短催化剂使用寿命。此外，它们

20、还能与催化剂中氯化汞反应生成无活性的汞盐。工业中采用浸硝酸银试纸在乙炔气样中不变色，作为检验硫、磷杂质的标准。、水分水分过高易使混合气中氯化氢形成盐酸，使反应器设备及管线受到严重腐蚀，腐蚀的产物氯化铁及氯化亚铁结晶体还会堵塞管道，威胁正常生产。水分还易使催化剂结块，降低催化剂活性，导致转化器阻力上升，乙炔流量提不上。此外，水分还易与乙炔反应生成对聚合有害的杂质乙醛。水分的存在还促进乙炔与氯化汞生成有机络合物，从而覆盖于催化剂的表面而降低活性。我装置原料气要求含水分10ppm，能满足生产要求。、含氧量：原料气（主要存在氯化氢中）含氧量较高时将威胁安全生产，特别当合成转化率较差，造成尾气排放乙炔量

21、增加，同时随反应的进行，尾气相中的氧气被浓缩，就更有潜在的危险。系统中的氧尚能与活性炭在高温下反应生成一氧化碳和二氧化碳，造成精馏系统的麻烦。更值得注意的是，氧在精馏系统中能与氯乙烯单体反应生成氯乙烯过氧化物，与精馏系统中微量水分相遇时，会发生水解而产生盐酸、甲酸、甲醛等酸性物质，从而降低PH值，造成设备管线的腐蚀，所产生的铁离子则污染单体，最终影响到聚合产品的白度和热稳定性。因此，原则上应尽量使原料气中氧含量降低到最低值甚至零，但工业生产上由于乙炔和氯化氢的输送处理系统难免有空气泄漏，故本装置要求含氧量在0.3%以下。四、氯乙烯精馏的影响因素影响精馏质量的因素很多，但主要的影响因素是高、低沸

22、塔的操作压力及温度，精馏塔的回流比和塔釜液面。这些条件的变化直接影响到单体的质量，进而影响到聚合。现分别讨论如下：1、压力精馏塔操作是在一定压力下进行的。如果塔压波动，不仅会破坏气液平衡，进而改变塔内物料浓度的分布，甚至破坏全系统物料的稳定性，引起单体质量波动。2、温度高、低沸塔的温度是影响精馏质量的主要因素，高、低沸塔温度主要取决于进料温度和塔釜温度。（1）、进料温度当塔釜加热量保持不变时，如果进料温度降低，会破坏原有的热量平衡，塔内温度也会随之下降，会使塔底轻组分含量增加，产品质量下降。（2）、塔釜温度塔釜温度低，会造成与进料温度下降的同样后果。如果塔釜温度高，上升蒸汽量加大，容易造成气液

23、夹带，降低塔板分离效率，严重时会引起气相托料，进而会使塔顶馏份中高沸物组分增多，影响蒸馏质量。3、回流比回流比即回流量与塔顶产品量之比，在塔釜温度和进料量不变的情况下，减小回流比，塔顶温度增高，塔顶产品中重组分含量会增高。反之加大回流比，塔顶温度降低，塔顶产品中轻组分含量会增高，相应的物料的处理量会降低。由此可见，加大回流量可以提高产品质量，但相应的塔顶冷凝器冷冻量和塔釜的加热量也会增加，增大运行成本。所以要选择最佳回流比。4、塔釜液面塔釜液面应维持在一定的范围内，过低的塔釜液面会产生蒸干现象，而过高的塔釜液面会将低层塔板淹没，导致精馏塔不能正常操作。 第五章 生产过程叙述一、氯化氢汽提和干燥

24、单元1、目的： 将界区外送来的浓盐酸经过气提（脱吸）和干燥，制取高纯度的HCL气体，供下工序使用。2、原理：使溶解于液相中的气体释放出来的操作称为脱吸（或解吸），脱吸是吸收的逆过程，利用氯化氢在水中的溶解度随温度的升高而降低的物理性质来进行。氯化氢气体干燥分两步进行，首先利用水的饱和蒸气压随温度的降低而降低这一物理性质，使氯化氢气体经过水冷及冷剂深冷脱除去大部分水分，进而利用浓硫酸的强吸水性在干燥塔中进一步脱除气体中残余水分。3、生产过程：该系统分为以下几部分（1）、盐酸贮存 （2）、氯化氢汽提（3）、氯化氢干燥 （4）、氯化氢缓冲（5）、事故吸收塔 （6）、氯化氢深冷（1）、盐酸贮存 来自界

25、区外的浓盐酸（33% w/w）贮存在两个浓盐酸储槽（FB-103A/B）中，装置中浓酸的储量通过浓酸槽液位控制器进行控制，浓酸泵（GA-106A/B）将浓酸从浓酸槽泵至氯化氢汽提塔，在汽提塔中HCL气体从浓酸中气提出来，稀酸返回稀酸贮槽（FB-104A/B），稀酸泵（GA-107A/B）将稀酸从稀酸贮槽（FB-104A/B）泵出到界区外。所有盐酸储槽均设置HCL储槽密封罐（FB-112A/B/C/D）进行排气，密封罐内填充拉西环，并加水形成液封。正常排气通过密封罐进行，排放气在排入大气之前，其中的HCL气体被水吸收。密封罐中保持一水柱，从而确保槽正压，密封高度同样也防止槽中形成真空，所有槽都用

26、一公共平衡管连接。氮气吹扫气以1m3/h的流量经转子流量计送入平衡管的顶部。转子流量计的下游安装一压力调节器，当槽中酸排出时，压力调节器可吹入更多的氮气，其作用是防止空气吸入盐酸储槽，与盐酸中溶解的H2形成爆炸性混和物，HCL储槽均为胶衬碳钢槽。（2）、氯化氢汽提HCL汽提部分包括两套相同的汽提系统，每套系统均可以独立操作。33%的浓盐酸用浓酸泵（GA-106A/B）由浓酸槽泵入汽提塔（DB-101A/B），根据VCM生产量的要求，调节汽提塔的加料量。进料首先在盐酸进料/出料换热器（EA-109A/B）中被汽提塔底出料稀酸加热至100，进料/出料换热器是壳体衬PTFE的石墨块式换热器。浓酸走换

27、热器的壳侧进入塔顶部，塔底出料稀酸走换热器管侧。氯化氢汽提塔（DB-101A/B）为碳钢填料塔，内衬挤压PTFE，塔体分两段，分别填充填料，两段之间设置分布器，用50mmPVDF鲍尔环填充。约115的汽提塔塔顶馏出物进入石墨块式换热器（EA-110A/B）的管侧被壳侧的冷却水部分冷凝，将温度降至42，冷凝下来的酸在氯化氢冷凝器分离罐（FF-107A/B）中，与氯化氢气体分离，经过液封回流到汽提塔顶部。回流管上安装一视镜以确定回流比。氯化氢冷凝器分离器（FF-107A/B）顶部出来的氯化氢气体在氯化氢汽提塔深冷器（EA-111A/B）的管侧被壳侧的中介冷却介质（CaCl2溶液）冷冻至约-10。采

28、用中介冷却介质是为了避免将HCL泄漏到初级冷剂系统中，通过调节深冷器中冷剂的流量将出口处HCL的温度控制在-10，将HCL冷却。通过冷凝尽可能多的除去其中的含水。严禁将HCL过冷，因氯化氢冷至-15以下时会生成水合物（固体）。经深冷的氯化氢经氯化氢深冷器分离器（FF-108A/B）进入氯化氢除雾器（FK-101A/B），除去氯化氢气体中的盐酸酸雾，除雾器中的HCL酸液和HCL深冷器分离罐中的酸液经液位控制阀，进入氯化氢汽提塔底泵（GA-112A/B）的入口处。氯化氢汽提塔再沸器（EA-112A/B）为碳钢壳体、石墨管热虹吸式再沸器，再沸器所用蒸汽的最高允许温度为165，超过165时会损坏石墨管

29、。根据汽提塔顶馏出物的温度对进入再沸器的蒸汽流量实行级联控制，使汽提塔顶馏出物的温度维持在115，汽提塔顶的温度通过进入再沸器的蒸汽流量进行控制。汽提塔的产量越高，塔顶馏出物的温度设定越低。蒸汽量越多，则回流量越大。蒸汽量小将导致汽提塔底稀酸浓度超过19.5%。汽提塔底出料在进料/出料换热器（EA-109A/B）中从约135冷至72，设置一旁通管，用于调节换热器中浓酸出口的温度。从进料/出料换热器（EA-109A/B）出来的稀盐酸流经稀盐酸冷却器（EA114A/B）的管侧，在这里被壳侧的冷却水冷却至42。冷却下来的稀酸与氯化氢深冷器分离器（FF-108A/B）、氯化氢除雾器（FK-101A/B

30、）底部的冷凝酸液混合后用氯化氢汽提塔底泵（GA112A/B）送走，经汽提塔釜底液位调节阀，然后与另一个汽提塔的底部出料混合，汇合的底部出料在返回到稀酸储槽前，先流经氯化氢干燥塔预热器（EA108），底泵上安装一循环管，以维持流经泵的一个最低流量，这样做是为了确保稀盐酸冷却器（EA114A/B）有足够的压降，且有足够的驱动力经过深冷器分离器液位控制阀。每个汽提塔用一个爆破板和安全泄压阀进行保护，这样可将超压传递至事故吸收塔，防止压力升至250 kpa(g)以上。同时，汽提塔系统配备一套氮气注入系统，以避免汽提塔内形成真空，汽提塔系统形成真空会损坏PTFE衬里。氮气注入系统会自动注入氮气。（3）、

31、氯化氢干燥两台汽提塔除雾器（FK101A/B）出来的HCL气体混合后进入氯化氢干燥器预热器（EA108），-10、含水约50100ppm的氯化氢气体在氯化氢汽提塔换热器（EA108）的管侧被加热至20-30，以防止氯化氢干燥塔（DK102/3/4）中硫酸被冻结。干燥器预热器（EA-108）采用氯化氢汽提塔底稀酸作为加热介质，并设置旁通通过流量调节阀进行自动控制。被加热的氯化氢气体进入1段氯化氢干燥塔（DK102）的底部，经过填料与自上而下的硫酸逆流接触，从顶部出去。干燥塔底部衬PTFE以防腐蚀，其余部分均为碳钢，从一段干燥塔顶部出来的气体流经2段和3段干燥塔（DK103/4），然后进入硫酸除雾

32、器（FK102）在这里除去氯化氢中的硫酸雾。当硫酸泵停转时，填料中滞留的酸（0.50.6 m3）将溢流到废酸槽（FB110），当重新组织生产时，需要花较长时间重新建立塔液位，因此需经常保持干燥塔泵运转，干燥氯化氢所用的98%的浓硫酸来自于界区外，并贮存于98%浓硫酸槽（FB106）中，连续的98%的硫酸用两台98%硫酸泵（GA109A/B）由浓硫酸槽（FB106）泵至硫酸除雾器（FK102），通过液封溢流到3段干燥塔（DK104）的液槽中，用3段氯化氢干燥塔泵（GA104）进行循环。从3段干燥塔溢流的过剩硫酸通过重力自流作用，流经一视镜进入2段干燥塔（DK103）的集液槽。三个干燥塔是相同的，

33、只是每个塔设置在不同的标高上，以保证硫酸能够借重力作用由3段干燥塔溢流到2段干燥塔再流到1段干燥塔。硫酸靠2段干燥塔泵（GA103）在2段干燥塔（DK103）内循环，靠1段干燥塔泵（GA102）在1段干燥塔（DK102）内循环。每段均设置流量计测量硫酸的循环流量。吸收水分后的废酸（96%）从1段干燥塔（DK102）经过一个浸液管溢流到废硫酸槽（FB110）中，浸液管中保持一液封以防止湿氯化氢气体进入废硫酸罐，为保持该液封，废硫酸罐中的液位不能降的太低。废硫酸通过废硫酸泵（GA105）送出界区。为防止废酸中溶解的氯化氢释放到大气中，将废硫酸槽用一平衡管与2段干燥塔的气体入口处相连，与2段干燥塔相

34、连而不与1段干燥塔相连的原因是为了防止湿的氯化氢气体进入废硫酸罐。98%的浓硫酸槽（FB106）上配置两个吸气干燥器（DK109A/B），防止湿空气进入槽中，每台吸气干燥器上安装一个视镜以监视硅胶的颜色，颜色变化时需要重新填充。（4）、氯化氢缓冲从除雾器（FK102）出来的干燥氯化氢进入氯化氢缓冲罐（FB105），缓冲罐为一碳钢制容器，设置该设备可以消除系统的低压冲击，向VCM反应器提供稳定的氯化氢原料，并设置在线分析仪测定氯化氢中的水分含量，测定缓冲罐的压力，通过此压力与汽提塔的进料系统级联，控制缓冲罐的压力。配置一台浓盐酸降膜吸收塔（DK110），吸收氯化氢，这样可保证VCM反应器在开车前

35、，氯化氢汽提、干燥和缓冲系统的开车和稳定。同时，在VCM 合成装置发生事故停车时，可吸收氯化氢在装置内循环。开车时，氯化氢进入降膜吸收塔，用纯净水进行吸收至一定浓度时，返回浓盐酸储槽。降膜吸收塔（DK110）为列管式石墨吸收塔，氯化氢和纯净水经管程由上而下，壳程加冷却水带走溶解热，塔底未被吸收的氯化氢送至事故吸收塔（DK301）。（5）、事故吸收塔设置一事故吸收塔（DK108），在VCM合成装置发生事故停车时，可吸收氯化氢，防止其泄漏到大气中，正常操作时，只有湿度分析仪的分析样品被送到此设备，事故停车时，正常情况下应送到主反应器的所有氯化氢全部被送到事故吸收塔（DK108）。事故吸收塔（DK1

36、08）为填充25mm聚丙烯鲍尔环的玻璃钢塔，安装在碳钢衬胶的事故吸收塔罐（FB101）上，水靠两台事故吸收塔泵（GA108A/B）在塔中循环，以吸收进入塔中的氯化氢气体，吸收热被吸收，罐的平均温度升高，应控制温度不能升的太高，防止损坏塔和填料。吸收氯化氢后的稀盐酸被泵至稀盐酸储槽（FB104A/B），当塔中的循环水量降的太低时，可由事故水高位槽（FB113）向吸收塔中补给事故水。（6）、氯化氢深冷氯化钙冷剂系统的作用是在氯化氢汽提塔深冷器（EA111A/B）和初级冷剂系统之间提供缓冲系统。以减少氯化氢进入到初级冷剂系统中的可能性。氯化钙溶液用初级冷剂冷却后，用作氯化钙冷剂供氯化氢汽提塔深冷器（

37、EA111-A/B）使用。深冷系统包括一个氯化钙冷剂罐（FB111）、两个氯化钙冷剂泵（GA113A/B）和一个氯化钙冷剂深冷器（EA116）。氯化钙冷剂贮存在氯化钙冷剂罐（FB111）中，由氯化钙冷剂泵（GA113A/B）泵至氯化钙冷剂深冷器（EA116）的管程被壳侧的-24初级冷剂冷却至-15，进入氯化氢汽提塔深冷器（EA111A/B）的壳程，将流经管侧的氯化氢气体冷却至-10，吸收热量的氯化钙冷剂返回到氯化钙冷剂罐（FB111）。去各个氯化氢深冷器的冷剂量由汽提塔深冷器（EA111A/B）的出口温度控制器进行控制。二、乙炔压缩、冷却和干燥单元1、目的：将乙炔装置送来的乙炔气加压后经冷冻和

38、干燥脱水，达到符合要求的乙炔气体，送往下工段使用。2、原理；乙炔气的干燥分两步进行，首先利用水的饱和蒸气压随温度的降低而降低这一物理性质，使乙炔气体经过冷却后脱除掉部分水分，再利用AI2O3的吸水性进一步除去微量水分，处理后乙炔气含水量达到3ppm以下。3、生产过程：该系统分为以下几部分：（1）、乙炔供给 （2）、乙炔压缩（3）、乙炔冷却 （4）、乙炔干燥（1）、乙炔供给乙炔由界区外供给，在VCM界区上游设置一既可以手动开启又可以在控制室关闭的遥控切断阀（XV-1030），当乙炔压缩机吸入管处的供给压力低于2.5kpa(g)时，此阀门将自动关闭，防止乙炔管道形成负压。（2）、乙炔压缩提供三台水

39、环式压缩机（GB-102A/B/C）将乙炔压缩至94kpa(g),每台压缩机的设计能力约为2200m3/h,必须两开一备方能满足设计能力。压缩机机械密封用密封水连续冲洗，密封冲洗水经密封进入压缩机壳体，带走压缩产生的热量，从而保持密封的润滑和冷却。通过一台压缩机密封水泵（GA-110A/B）将密封水从密封水分离器（FF-103）经密封水冷却器（EA-115）的壳程泵回到压缩机，从而维持密封水循环。密封水在密封水冷却器（EA-115）中用管程的冷却水从45冷至40。密封水分离器（FF-103）高液位时，用泵将多余的水泵到废碱汽提塔（DK-302），保持密封水分离器的液位。当密封水系统出现缺水时，

40、将由工艺水自动加水系统补入。压缩后，密封水和乙炔进入密封水分离器（FF-103）进行分离。（3）、乙炔冷却 密封水分离器（FF-103）出来的乙炔分为两股，一股经压力调节阀返回压缩机吸入口，使排气压力维持在94kpa(g)，另一股主要的物料送乙炔冷却器（EA-101），在管程中被壳侧0的初级冷剂（R22）冷却至2后进入汽水分离器（FF-102），分离乙炔和冷凝水，冷凝水注入密封水分离器（FF-103）。乙炔送乙炔干燥器（DK-106A/B）进行干燥。（4）、乙炔干燥乙炔干燥在乙炔干燥器（DK-106A/B）中进行。乙炔干燥器两台，为碳钢制容器，内装三氧化二铝。当一台使用时，另一台进行置换，可将

41、乙炔干燥至含水量3ppm。乙炔干燥器下游设置一在线分析仪进行水分含量测定。乙炔干燥器用氮气再生系统进行再生，包括：再生气冷凝器（EA-107）再生氮气在壳侧被管侧的冷却水冷却至40，干燥剂中解析出来的水分被冷凝下来，从再生气中被除去。再生气分离器（FF-101）将冷凝水从再生气中分离出来。再生气鼓风机（GB-101）为再生系统循环氮气。再生气加热器（EA-106）再生气在壳侧被管内的蒸汽从40加热到150。再生气电加热器（EB-101A/B）将再生气从150加热到210。三、主反应区1、目的：符合质量要求的干燥的氯化氢和乙炔气体在本工序进行反应，生产氯乙烯单体。2、原理：见第四章生产原理。3、

42、生产过程：来自乙炔干燥器（DK-106A/B）的乙炔和来自氯化氢缓冲罐（FB105）的氯化氢经各自的流量控制回路以接近1： 1的比例在流量控制阀的下游混合，以尽快稀释乙炔气体，缩短处理纯净干燥乙炔的危险区。混合后的原料气流经反应器预热器的（EA201A/F）的管侧，在这里被壳侧的中压蒸汽加热，使原料气温度控制在100150，反应器预热器（EA201A/F）出口温度通过去预热器的蒸汽流量进行控制。根据反应器中催化剂活性，反应器预热器（EA201A/F）出口温度控制器的设定温度在100150的范围内。主反应器的进出口位置设有多个控制阀，使去主反应器的原料气可以从该设备的顶部或底部进入。当使用新鲜催

43、化剂时，原料气从反应器的底部进入，产品从反应器的顶部出来。随着催化剂使用时间的增长，为提高催化剂的利用率，通过调节阀门变换原料气的进出方向，使催化剂得以充分利用。反应器为立式安装的管壳式换热器结构，催化剂装入管中，冷剂在壳侧循环带走反应热，每根管子中，配备一个端头封闭的叫芯管的内管，芯管的作用是为了防止产生大的径向温度梯度，消除径向方向上催化剂不均匀失活。芯管定位于每根反应管的中心，固定在圆形底盖的凸缘上，每台反应器在顶部和底部管板处配备一催化剂固定筛和格栅式填料压板。管子的顶部和底部芯管的周围安装一特殊的弹簧以确保催化剂保留在管中，而不被原料气吹走，催化剂填充在管壁和芯管之间的空间里。六个一

44、组的铠装热电偶安装在反应器列管中，用于测定催化床的轴向温度分布，每台反应器的转化率为85一95%。反应热通过蒸发壳侧的庚烷带走，反应器壳侧的庚烷液位通过连续补给庚烷得以维持，过量庚烷溢流到主反应器冷剂液位罐（FB209A-F），并通过液位控制阀从罐中返回到反应器冷剂罐（FB-206）。反应器庚烷液位由反应器庚烷液位控制器控制，此控制器实际上是控制庚烷液位罐的液位，进而实现对主反应器的液位控制。沸腾蒸发出来的庚烷蒸汽在反应器冷却器（ED201A-F）中冷凝并借重力自流作用返回到反应器壳侧。反应器冷剂温度由壳侧压力控制，调节反应器壳侧压力，即可控制反应器冷剂的温度。通过调节冷却器空气流量，通过变速

45、电机改变风扇速度，皆可控制反应器压力。每台反应器冷却器（ED201A-F）的顶部均安装远距离调节散热片，也可帮助进行庚烷的压力控制。从反应器冷却器（ED201A-F）和循环反应器冷却器（ED202A-B）出来的未凝冷剂蒸汽和惰性气体直接进入反应器冷剂排气冷凝器（EA220），未凝冷剂在反应器冷剂排气冷凝器（EA220）中被壳侧的冷冻介质冷却，冷凝出庚烷，冷凝下来的庚烷借重力作用返回到反应器冷剂槽（FB206），未凝混合气体被排空。四、氯乙烯冷却与压缩、冷凝单元1、目的：将反应后的混合物流进行冷却与压缩以及冷凝，送往下工段进行物料分离。2、原理：将热反应物料在换热器中与冷介质进行热交换和压缩，送

46、往下工段。3、生产过程：六台主反应器（DF201A-F）的产品汇入一公用总管经一止回阀后，进入反应器出料冷却器（EA202A/B）。其它循环物料经各自的止回阀后，也汇入反应器产品总管，所有汇入总管的循环管道均装有止回阀，以防液体回流。共同进入反应器出料冷却器。汇入主反应器产品总管的循环物料有：VCM压缩机排料口；循环反应器（DF202A/B）出口管系统压力控制阀；工艺尾气凝液受槽（FB205）用于控制压缩机吸入温度的循环液体；重组分汽提塔（DB203）顶蒸汽；由于汞和氯化汞在管上沉积产生频繁结垢，故反应器出料冷却器（EA202A/B）配有两台，使用其中一台即可维持正常在线操作，反应器出料冷却器

47、为U形管换热器。产品走壳侧，冷却水走管侧。产品经反应器出料冷却器（EA202A/B）冷却至40后，进入两台压缩机吸入过滤器（FK201A/B），除去大于10微米的固体颗粒。压缩机吸入过滤器（FK201A/B）上安装有差压指示仪，以显示是否需要更换入口过滤器。物料进入压缩机分离罐（FF201），以防止夹带液体进入压缩机。物料进入氯乙烯压缩机（GB201A/B），将气体压缩至370-400 kpa(g)，进入压缩机后冷却器（EA203）， VCM压缩机为螺杆式压机。该压缩机配备有：入口和排料口消音器；氮气密封系统，防止工艺气体进入润滑油系统和油进入工艺系统；润滑系统；因压力环境下的干乙炔非常危险，

48、配备有将氯化氢注入VCM系统的压缩机吸入口的设施，此系统用于将氯化氢注入循环回路以稀释循环回路中有可能积累高浓度的乙炔。压缩机吸入压力由吸/排料旁通管路控制，此旁通管由压缩机后冷却器（EA203）经压力控制阀至产品出料冷却器（EA202A/B）的出口管。物料经压缩机后冷却器（EA203）冷却后，进入初级冷凝器（EA204），被壳侧的-5的初级冷剂将物料冷却至-2，冷剂从初级冷剂罐（FF202）热虹吸进冷凝器壳侧。经初冷后的混合物料进入二级冷凝器（EA205），继续被壳侧的冷剂冷却至-18后，进入轻组分汽提塔进料罐（FB201），未凝气体分离出来后进入循环反应系统。五、循环反应系统1、目的：在主

49、反应器中未反应的乙炔和氯化氢在此进一步反应生成氯乙烯，提高反应物转化率。2、原理：见第四章生产原理。3、生产过程：VCM装置设置两台循环反应器（DF202A/B），用于将来自反应器的未反应的氯化氢和乙炔转化为VCM，以提高反应物的总转化率，循环反应器的转化率比主反应器低，一般为80%。循环反应器（DF202A/B）的结构与主反应器相似，只是比主反应器小，采用小尺寸列管，不配设芯管。列管中填充的催化剂与主反应器的相同。与主反应器相比，操作压力较高，因为在高操作压力下，物料的流速较小，催化剂中的氯化汞损失较小，因此未配备改变物料流向的设施。循环反应器中的反应热通过与主反应器类似的庚烷蒸发系统带走。

50、庚烷的液位和压力控制系统与主反应器的控制系统一样。循环反应器（DF202A/B）的原料气是轻组分汽提塔进料罐（FB201）的未凝气。原料气首先进入循环反应器进料预热器（EA212A/B），在这里，原料气被加热至100-150后，进入循环反应器（DF202A/B）。从循环反应器出来的物料分为两股，一股物料经系统压力控制阀循环返回到反应器产品出料冷却器(EA202A/B）的入口管。另一股物料被送至循环反应器出料冷却器（EA213），将物料冷却至40，进入循环反应器冷凝器（EA215），继续将物料冷却至-18，进入工艺尾气凝液受槽（FB205）。 在这里，冷凝液经系统流量调节阀返回到反应器出料冷却器

51、（EA202A/B）的进口或出口（根据压缩机吸入口的物料温度决定）。未凝气体进入排气冷凝器（EA214）的壳侧，被管侧的初级冷剂进一步深冷至-24，以回收更多的VCM，冷凝液靠重力作用返回工艺尾气凝液受槽（FB205）。排气冷凝器中（EA214）的未凝气进入尾气加热器（EA216），被管侧的庚烷热剂加热后进入尾气排放系统。加热的目的是为了防止经深冷后尾气引起洗涤系统被冻结。循环反应器中物料的转化率约为80%。六、氯乙烯冷凝与轻组分汽提单元1、目的：将氯乙烯中溶解的乙炔和氯化氢进行汽提分离。2、原理：将液体混和物部分汽化，利用各组分的挥发度不同的特性来实现分离的操作叫蒸馏。本工序即是利用轻组分（

52、乙炔和氯化氢）与氯乙烯的沸点不同进行分离的。3、生产过程：在轻组分汽提塔进料罐（FB201）中，被冷凝下来的含饱和氯化氢和乙炔的VCM被轻组分汽提塔进料泵（GA201A/B）在进料控制阀控制下，送入轻组分汽提塔（DB201），轻组分汽提塔为筛板蒸馏塔，塔顶部为防腐蚀由哈氏合金“C”制成。底部为碳钢塔底，不锈钢塔盘。塔顶系统的所有管网和设备，包括二级冷凝器和汽提塔加料罐均由哈氏合金制成，因为该系统的原料可能产生水分积累。轻组分汽提塔进料罐（FB201）内配备有一积水槽以收集游离水，每隔一段时间将游离水排放到汽提塔排放罐（FF201）。轻组分汽提塔（DB201）内的沸腾通过轻组分汽提塔再沸器（EA

53、206）实现。通过轻组分汽提塔再沸器泵（GA206A/B）将蒸汽冷凝液经轻组分汽提塔再沸器喷射器（GH201）循环至轻组分汽提塔再沸器（EA206）壳程，对再沸器管程内的物料进行加热。闪蒸汽（70 kpa(g)）经轻组分汽提塔蒸汽流量控制阀进入轻组分汽提塔再沸器喷射器（GH201），以加热蒸汽冷凝液。过剩冷凝液经凝液压力控制阀进入凝液闪蒸罐（FF303）。在轻组分汽提塔（DB201）内，溶解的乙炔、氯化氢和部分VCM从粗VCM产品中汽提出来，经轻组分汽提压力控制阀进入二级冷凝器的入口管，汽提塔顶压力控制在大约312 kpa(g)。通过对原料和蒸汽比例的调节，使汽提塔底的温度维持在32左右，并保

54、持一定的塔顶蒸汽流量，根据进料的组分变化，塔顶温度应在-1010范围内变化。无乙炔和氯化氢的VCM用轻组分汽提塔底泵（GA202A/B）经进料控制阀泵入氯乙烯精馏塔（DB202）。部分粗VCM经轻组分汽提塔底泵（GA202A/B）经轻组分汽提塔（DB201）底液位控制阀，返回到二级冷凝器（EA205）的入口。七、精馏系统1、目的：利用蒸馏原理分离重组分与氯乙烯。2、原理：蒸馏原理同上。3、生产过程：轻组分汽提塔（DB201）的底部出料为氯乙烯精馏塔（DB202）的进料，通过轻组分汽提塔底泵（GA-202A/B）将物料送入氯乙烯精馏塔（DB202）。氯乙烯精馏塔（DB202）的进料量通过一流量控

55、制阀来控制，并经过轻组分汽提塔进料罐（FB201）的液位来调节。氯乙烯精馏塔（DB202）为筛板式蒸馏塔，用于分离粗VCM中的重组分。塔体为碳钢材料，塔板采用不锈钢制成。氯乙烯精馏塔（DB202）塔内沸腾通过塔底的氯乙烯精馏塔再沸器（EA-208）实现，再沸器采用壳侧低压蒸汽进行加热。根据塔内最后一个塔板处的温度，对精馏塔再沸器的蒸汽流量进行控制，使塔底温度控制在85，以确保VCM质量。塔顶蒸汽进入氯乙烯精馏塔冷凝器（EA-207）的壳侧被管侧的冷却水冷凝，冷凝后进入氯乙烯精馏塔回流罐（FB-202），回流液用氯乙烯精馏塔回流泵（GA-203A/B）经流量控制阀泵回到氯乙烯精馏塔（DB202）

56、顶。其余物料送入氯乙烯产品冷凝器（EA-217）的壳侧，被管侧的冷却水从50冷却至38。VCM产品经氯乙烯精馏塔（DB-202）顶压力控制阀进入氯乙烯产品塔（DK-201A/B）的底部。氯乙烯精馏塔的底部出料（通常含有约50%VCM）经流量控制阀被送到重组分汽提塔。八、VCM贮存1、目的：提纯和贮存VCM。2、原理：利用活性氧化铝的两性除去VCM 中的微量HCI，达到提纯的目的。3、生产过程：该系统包括两个氯乙烯产品塔（DK-201A/B），三个氯乙烯产品罐（FB-203A/B/C），两台氯乙烯输送泵（GA-204A/B），一个氯乙烯精滤器（FK-202），一个氯乙烯球罐（FB-212），两台氯乙烯产品泵（GA211A/B）。来自氯乙烯产品冷凝器（EA-217）的