聚录乙烯(pvc)课件任务二-粗氯乙烯的净化和压缩

能力目标

1.会识读氯乙烯净化和压缩系统的工艺流程

2.会进行泡沫塔操作、氯乙烯压缩机操作、系统的开车准备操作、开车操作和停车操作及正常操作

3.会对系统的常见异常情况进行分析处理学习目标知识目标

1.理解氯乙烯净化和压缩的目的、净化和压缩的原理、净化和压缩条件的选择及主要设备的结构和工作原理

2.学会氯乙烯净化和压缩系统主要设备和系统的操作方法。粗氯乙烯净化的目的一粗氯乙烯净化的原理二净化和压缩工艺条件的选择三净化和压缩主要设备的识别四净化和压缩工艺流程的识读五净化和压缩系统的操作六

合成反应后的气体中，除氯乙烯外，尚有未反应的氯化氢、乙炔和杂质氮气、氢气、二氧化碳和副反应生成的乙醛、二氯乙烷等，为了生产适宜聚合的高纯度单体，必须将这些杂质除掉。一、粗氯乙烯净化的目的(一)水洗过程——除氯化氢、乙醛，降温20%左右的盐酸二、粗氯乙烯净化的原理(二)碱洗过程（用10~15%的氢氧化钠溶液）——除氯化氢、二氧化碳酸性物质。

当NaOH过量时，反应进行得很快，反应一直可向右边的方向进行，生成的碳酸氢钠可以全部转化为碳酸钠。所以，二氧化碳几乎能够全部除去。

如果溶液中的氢氧化钠已经全部生成碳酸钠，则虽然还有吸收二氧化碳的能力，但反应进行得相当缓慢，且生成的碳酸氢钠不再消失；因碳酸氢钠在水中的溶解度很小，容易沉淀出来，堵塞管道和设备，使生产不能正常进行，所以溶液中必须保持一定量的氢氧化钠而不使碳酸氢钠出现。水洗泡沫塔气相进口温度5～15℃水洗塔水进口温度5～10℃水洗塔压差≤600mmH2O回收盐酸浓度20％～25％碱洗泡沫塔压差≤600mmH2O碱洗塔碱液浓度5％～15％（冬天碳酸钠＜8％）三、净化和压缩工艺条件的选择冷碱塔碱浓度

10％～15％（冬天碳酸钠＜8％）压缩机进口压力保持正压机前预冷器出口温度5～10℃机后冷却器出口温度＞45℃（不液化）气柜贮气量范围15％～85％(一)水洗泡沫塔1.构造

塔身1为了防止盐酸的腐蚀和氯乙烯的溶胀作用，采用衬一层橡胶作为底衬，再衬两层石墨砖，总厚度达33mm左右；筛板2采用厚度6~8mm的耐酸酚醛玻璃布层压板，经四、净化和压缩主要设备的识别钻孔加工而成；筛板共4~6块，均夹于塔身大法兰之间，这种不加支撑环的筛板结构有利于增加整个塔截面积的利用率；溢流管4可由硬聚氯乙烯焊制，再借硬聚氯乙烯套环夹焊固定于筛板上，上管端伸出筛板的高度自下而上逐渐减小。

2.工作原理

吸收水自塔顶第一块塔板加入，在该塔板上与上升的粗氯乙烯气体接触，形成具有一定高度的泡沫层；在泡沫层内气液相进行传质过程，使气相中的氯化氢被水吸收为盐酸；经由溢流管借位差流入下一层筛板，重复上述的质量传递过程；借加入水量的控制，调节液体在筛板上泡沫层的停留时间，使稀酸浓度达到20~25%范围(外卖或脱吸法的吸收液)；通过视镜3可以观察到筛板上泡沫层的高度及气液湍动接触的情况，判断塔设备的工作质量。(二)压缩机1.结构

压缩机气缸结构1一气缸；2一活塞；3一进气阀；4一排气阀

压缩机气缸结构1一气缸；2一活塞；3一进气阀；4一排气阀a—单作用b—双作用(1)单作用压缩机

当活塞在气缸内往返一次，只有一次吸气过程和一次排气过程。其工作过程分三步：

吸气：当活塞2向左移动时，气缸内体积增大，压力下降，而当其压力降低到稍小于进气管中的气体压力时，气体便顶开进气阀3而进入气缸，随着活塞向左移动，气体继续进入缸内，直到活塞移至左边的末端为止。2.工作原理

压缩：当活塞调转方向向右移动时，气缸内的体积开始缩小，压力逐渐升高，由于进气阀有止逆作用，气体不能回到进气管中；同时由于此时排气管中的气体压力也高于气缸内气体的压力，气体也无法从排气阀4进入排气管中；而排气管中的气体又因排气阀的止逆作用，也不能倒回气缸来。

压出：当气缸内气体压力升高到稍大于排气管中的气体压力时，气体便顶开排气阀而进入排气管中，并继续压出到活塞移至右边末端为止。然后，活塞继续重复上述过程，使气缸循环地吸入和压出气体，完成气体压缩过程。(2)双作用压缩机

其两端都有进气阀和排气阀；压缩过程与单作用气缸相同，所不同的只是在同一时间内，不论活塞向哪个方向移动，都能在其前方发生压缩过程，而在其后方发生吸气过程，即无论活塞向左或向右移动，都能同时吸入和压出气体。

作为氯乙烯气体压缩机，小型工厂较多地采用单级带水冷却夹套的氮压缩机，大、中型工厂则使用双级双作用的空气压缩机。双级压缩机由于设置中间冷却器，可使压缩机排出的氯乙烯气体温度降低，从而减少氯乙烯的分解作用。3.送气能力的影响因素(主要有五方面)(1)余隙容积活塞运行到两端盖时，活塞与端盖间的空隙，称余隙。

余隙的存在能使残剩的气体起缓冲作用，使进气阀平稳地开启；压缩时气体中可能有部分水蒸气冷凝下来，余隙将使气缸不受损坏；压缩机上的气阀室中，进排气阀通道上也必须留有空隙，以缓和气体对阀片的冲击作用

过大的余隙会使吸气时产生膨胀作用，使吸入的气体量减少，从而降低压缩机的送气能力。

(2)泄漏损失送气能力与活塞环、进排气阀及气缸填料函的气密程度有很大关系，气密性越好，送气能力越大。采用聚四氟乙烯阀片，可以提高气密性和使用寿命。

(3)吸入气体的温度吸入气体的温度越高，气体的密度越小，重量越轻，压缩机的送气能力也越低。因此，尽量降低压缩机之前的预冷器温度将有利于送气能力的提高。

(4)气缸冷却情况气体压缩时温度上升，为将压缩产生的热量移去，使趋于理想的等温压缩过程，都采用冷却水来冷却气缸，或在双级压缩中设置冷却器。很明显，冷却条件越好，压缩机的送气能力越大，效率越高。

(5)吸入气体的压力吸入气体的压力越高，气体的密度和重量就越大，因而送气能力就越高。至少，吸入气体压力不能处于负压，否则易使空气漏入系统内，这对氯乙烯生产是极为不安全的。五、净化和压缩工艺流程的识读(一)净化

粗氯乙烯在高温下带逸的氯化高汞升华物，在填装活性炭的汞吸附器1中除去，然后由石墨冷却器将合成气冷却到15℃以下，之后通入水洗泡沫塔2回收过量的氯化氢；泡沫塔顶以高位槽低温水喷淋，一次(不循环)接触制得20%的盐酸，由塔底借位差流入盐酸大贮槽供罐装外销。气体再经碱洗泡沫塔3除去残余的微量氯化氢后，送至氯乙烯柜4.(二)压缩

气柜中的氯乙烯经冷碱塔5进一步除去微量酸性气体，至机前冷却器6和水分离器7，分离出部分冷凝水，借往复式压缩机8加压至0.5~0.6MPa(表压)，并经机后油分离器、冷却器9及分离器等设备，进一步除去油及水后送往精馏系统。1.生产任务

本系统的主要生产任务是将粗氯乙烯经脱汞、水洗、碱洗，降温、除去升汞、乙醛、氯化氢和二氧化碳等后，用压缩机送至精馏工段。

从转化器出口总管至机后冷却器出口之间的设备、管道、阀门均属本系统管理。2.管理范围六、净化和压缩系统的操作(一)净化系统的操作

①检查系统检查本系统内各设备、管道、仪表、电器及阀门等是否齐全完好。

②试压置换各设备及管道试压捉漏后，用氮气置换系统至含氧<3％（或与合成系统同时进行）。

③准备气柜用氮气置换气柜内空气，至含氧<3％，合格后用氮气顶高气柜，以备压缩和精馏排气需要。3.开车前的准备工作

④备冷冻盐水检漏通知冷冻站送盐水，各种用冷冻盐水的设备充盐水，并排气至有盐水流出为止，同时检查各设备和管道有无泄漏，并于开车前几小时通知冷冻站降温。

⑤备水(工业水和工艺水)

开净化系统所用工业水泵，并开启水洗塔高位槽加水阀至液位达80％，加水可由手控切换成自控。

⑥备碱洗液备用碱洗泡沫塔用碱A.开启碱循环槽的加工业水阀，并自碱液槽将浓度为30%的碱液压入循环槽，再加水配成水：碱＝2：1即浓度为12％左右的碱液。B.打开碱高位槽进出口碱阀、排空阀及去碱循环槽溢流阀。C.打开碱循环槽出口总阀，再打开高位槽溢流阀，泵进出口阀，启动循环泵，将碱液打至碱高位槽，通过短路阀门控制碱高位槽液面为80％左右。D.开启碱泡沫塔至碱循环槽的下碱及平衡阀，视开车需要开启转子流量计阀。控制碱液流量，使碱液循环。

⑦备冷碱液配制冷碱塔循环碱液A.开启浓碱槽工业水阀，再由乙炔碱槽将浓度为30％的液碱压入浓碱槽，配成浓度为7％的碱液。B.打开碱冷却器进出口阀、泵进出口阀，启动循环泵将碱液打入冷碱塔，使碱液循环，控制液面在80％左右处。

⑧通知相关工段与合成系统联系开车时间，并通知压缩机及冷冻站做好准备。

⑨通HCl检查阀门按开车通氯化氢，自第二水洗吸收塔后（碱洗前）放空管排空的要求，对系统气液相阀门全面检查。

①启动第一水洗塔接到合成系统通氯化氢的通知，打开水洗泡沫塔的转子流量计阀，并控制足够喷淋量，打开下酸阀以排酸至酸贮槽。

②启动第二水洗塔立即打开第二台水洗吸收塔上水阀及出水阀，控制较大的喷淋量，使酸性水排至中和处理。4.净化系统的开车操作③启动碱洗塔待合成系统氯化氢纯度分析合格通乙炔开始反应时，即打开碱洗塔使粗氯乙烯进入气柜。

④将气柜排气气柜进行排气至粗氯乙烯纯度>80％，含氧<0.4％(注意气柜在排气合格之前，钟罩不要升得太高，要多次排气)，并通知压缩机开车。

⑤提高合成流量水洗和碱洗操作稳定后，可通知合成系统提高流量。

⑥巡回检查按生产流程进行巡回检查。

①联络氯化氢过剩量经常与合成系统联系，调整氯化氢过剩量。

②水洗制得合格盐酸分析盐酸浓度，及时调整水喷淋量，做到既可除去过量的氯化氢使生产稳定，又使废盐酸浓度符合要求。

③保持合格碱洗液浓度注意碱液分析结果，如果碱液浓度低或碳酸钠浓度高，可在碱循环槽底部放5.净化系统的正常运行操作出部分碱液，然后由碱槽将浓度为30％的浓碱压入碱循环槽，再加水配成10％～15％浓度（与放出量相当的体积）。

④加配冷碱塔液将浓碱槽已配制的浓度为10％碱液（约2m3），加入冷碱塔内后，浓碱槽重新配制好浓度为10％碱液2m3左右，以供备用。

⑤冷碱塔放液每班在冷碱塔底部放出少量碱液（内含碳酸钠结晶）2～3次。

⑥控制气相pH值经常测定碱洗塔后气相的pH值，保证pH值≥7。

⑦机前预冷气器放水机前预冷器每班放水2～3次。

⑧巡回检查每小时进行巡回检查一次。

①联系预停车无论是计划停车或临时停车，应预先与调度和合成等有关部门与装置联系。

②准备停车临近停车前作好充分准备，接到合成系统停通乙炔通知，即开第二台水洗吸收塔气相进口阀和上水阀（控制一定喷淋量）以及出酸阀。适当增大水洗泡沫塔喷淋量，并通知压缩及冷冻站。6.净化系统的正常停车操作

③停碱洗泡沫塔关碱洗泡沫塔气体进出口阀，碱液仍保持循环。

④停水洗塔合成系统停通氯化氢时，立即关第二吸收塔进口上水阀及下酸阀，关水洗泡沫塔的转子流量计阀、进出口阀及下酸阀。

因本系统或前后工序发生故障或突然停电时，则需要按紧急停车操作：①立即与合成、乙炔系统联系。②合成系统紧急停车后，即关水洗泡沫塔气相进口阀，上水阀及出酸阀。③关碱洗塔进出口阀，碱液保持循环。④通知压缩机和冷冻站，净化系统已停车。7.净化系统的紧急停车操作⑤若是氯化氢系统突然停电或本系统故障，按上述操作进行，但乙炔系统突然停电或因游离氯高而停通乙炔时，允许继续通氯化氢30min但流量应低于规定的流量。

(1)系统阻力上升

原因分析①水洗塔水量过大②碱洗塔碳酸钠堵塞③氯化氢过量太多处理方法①调整加水量②换备用塔或更换碱液③与合成系统联系8.净化系统的故障分析处理

(2)冷碱塔碱循环量下降

原因分析①碱液温度过低②碱液碳酸钠含量高③碳酸钠堵塞处理方法①适当增加温度②更换碱液③用热水冲洗

(3)汞吸附器温度上升

原因分析①活性炭内含汞高，合成气中乙炔多，于炭层反应放热。②开车前排氮不充分，系统内有空气；或氯化氢内含氧高。

处理方法①更换活性炭或降低合成气中含乙炔量。②吸附器外壳喷水冷却，必要时停车处理；与氯化氢装置联系，降低含氧量。(二)压缩系统的操作

本系统的主要生产任务是将粗氯乙烯进行压缩和冷却并除去油、水后，送至精馏系统进行精制，保证压力和流量力求平稳。1.生产任务

从碱洗塔出口至油分离器出口之间的设备、管道、阀门、仪表、电气等均属本系统管理。2.管理范围

(1)检查系统检查各设备、管道、阀门、仪表、电器是否齐全，符合要求。

(2)查机身油液面检查机身油液面在规定的标尺范围。

(3)开冷却水打开机前冷却器、机后冷却器的冷却水，打开压缩机一段、二段冷却水。3.压缩系统开车前的准备工作

(4)放油和凝水机前冷却器、机后冷却器、油分离器及气柜管道、水分离器放油、放水一次。

(5)盘车检查盘车，检查机器是否能正常运转。

(6)试压置换开动压缩机，抽N2为本系统及精馏试压和置换。

(7)关开相应阀

N2置换后，关门二段出口阀和一段入口阀，打开回流阀。

(1)开气柜入口阀接到转化系统开车通知后，打开气柜入口阀。

(2)开动压缩机当气柜高度达到1/2时，通知精馏系统后，即可开动压缩机。

(3)启动电机一次启动电机，使机器正常运转。4.压缩系统的开车操作

(4)关循环开二段阀待压缩机正常运转、油压正常，关闭循环阀门，立即打开二段出口阀门。

(5)开一段入口阀逐渐打开一段入口阀门，根据入口压力、气柜高度调节抽量。

①维持气柜高度气柜高度维持在15%～85%范围。

②保持压缩机正压压缩机进口压力保持正压，严禁抽负压，以免抽入空气影响安全，为防止气柜抽瘪，应视压缩机抽量，安排开机台数及总管的回流阀开启大小。

③控制出口压力压缩机二级出口压力应低于0.6MPa(表压)，控制在(0.55±0.05)MPa(表压)。5.压缩系统的正常运行操作

④控制系统温度一级进口粗氯乙烯气体温度控制在5～10℃，二级出口温度应低于120℃，经机后预冷的粗氯乙烯温度一般控制在45℃以上，不得造成气体液化。

⑤保证机器油压机器油压应在0.1～0.15MPa以上，并保持注油器正常滴油。

⑥放油和凝水每班放去气柜管道和分离器冷凝水及放去机后冷却器和油分离器的油水。

⑦监查机器运转情况经常检查机器运转与马达运转情况，遇油压不起或滴油不畅，汽缸发烫，一级出口压力变化或机器有异声等，视情况停机检查处理。

⑧核实气柜高度经常注意指示气柜高度的仪表（或标尺）是否运转正常，定期到室外核实气柜高度。①做好停车准备，并通知精馏系统。②先关一级进口阀。③关二级出口阀，不要全部关闭，约余1／4圈。④停马达，关紧二级出口阀，同时打开循环阀。⑤再将一级进口阀打开，使机器内余压排除，再关闭一级进口阀。⑥将马达滑环手柄拉到起动位置。6.压缩系统的正常停车操作①停电断水。②油泵不上油，压缩机有不正常声音。③簧片、皮带、马达有故障或损坏。④精馏系统有故障，无法立即修复。7.压缩系统的紧急停车操作(1)需紧急停车情况①首先切断电源，关闭二段出口阀。②打开回流阀，排除机内压力。③关闭一段入口阀，停止通入冷却水。(2)紧急停车步骤

(1)一级进口压力低或负压

原因分析①合成系统流量下降②气柜或水分离器管道积水③冷碱塔堵塞④精