氯堿生產(chǎn)工藝

1、氯堿生產(chǎn)工藝生產(chǎn)裝置 PVC一期工程一期工程2003年年4月動(dòng)工，月動(dòng)工，2004年年2月月投產(chǎn)。設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)投產(chǎn)。設(shè)計(jì)能力年產(chǎn)PVC 4萬(wàn)噸、燒堿萬(wàn)噸、燒堿5萬(wàn)萬(wàn)噸。二期工程噸。二期工程2004年年6月動(dòng)工，月動(dòng)工，2005年年3月月投產(chǎn)。設(shè)計(jì)能力比一期翻一番。經(jīng)過(guò)技術(shù)投產(chǎn)。設(shè)計(jì)能力比一期翻一番。經(jīng)過(guò)技術(shù)革新、管理升級(jí)，本套裝置實(shí)際能力年產(chǎn)革新、管理升級(jí)，本套裝置實(shí)際能力年產(chǎn)PVC 12萬(wàn)噸、燒堿萬(wàn)噸、燒堿10萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。產(chǎn)品介紹聚氯乙稀燒堿液氯聚氯乙烯聚氯乙烯 聚氯乙烯（簡(jiǎn)稱聚氯乙烯（簡(jiǎn)稱PVC）是由氯乙烯單體）是由氯乙烯單體（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱VCM）聚合而成的高分子化合物，）聚合而成的高分子化

2、合物，它的分子式為它的分子式為 (CH2-CHCL )n 式中式中n表示平均聚合度，國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的聚表示平均聚合度，國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的聚氯乙烯樹(shù)脂平均聚合度通?？刂圃诼纫蚁?shù)脂平均聚合度通?？刂圃?901500范圍。由于高分子主鏈上引入氯原子，范圍。由于高分子主鏈上引入氯原子，使其高分子結(jié)構(gòu)不同于聚乙烯，并具有一使其高分子結(jié)構(gòu)不同于聚乙烯，并具有一系列獨(dú)特的性能，其主要的物化數(shù)據(jù)如下：系列獨(dú)特的性能，其主要的物化數(shù)據(jù)如下：PVC 外觀：白色粉末外觀：白色粉末 分子量：分子量：3687093750 比重：比重：1.351.45 表觀密度：表觀密度：0.400.65 克克/毫升毫升 比熱：比熱：0.2

3、00.35 卡卡/克克度（度（0100） 導(dǎo)熱系數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)：0.14千卡千卡/時(shí)時(shí)米米度度 顆粒直徑：緊密（顆粒直徑：緊密（XJ）型）型 30100微米微米 疏松（疏松（XS）型）型 60150微米微米 軟化點(diǎn)：軟化點(diǎn)：7585 熱分解點(diǎn)：熱分解點(diǎn)：100開(kāi)始降解出氯化氫開(kāi)始降解出氯化氫 燃燒性能：在火焰上能燃燒并降解，放出氯化氫、一氧化燃燒性能：在火焰上能燃燒并降解，放出氯化氫、一氧化碳和苯等，但離開(kāi)火焰即自熄。碳和苯等，但離開(kāi)火焰即自熄。燒堿燒堿 分子式：分子式：NaOH 主要理化性質(zhì)：主要理化性質(zhì)： 固體燒堿極易潮解，固體燒堿極易潮解，易溶于水、醇、甘油。易溶于水、醇、甘油。不溶于乙醚

4、、不溶于乙醚、丙酮、液氨。相對(duì)密度為丙酮、液氨。相對(duì)密度為2.13，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)318.4，沸點(diǎn)，沸點(diǎn)1388。42%的液堿于的液堿于5.4-15.5時(shí)結(jié)晶生成時(shí)結(jié)晶生成NaOH3H2O，相對(duì)密度為，相對(duì)密度為1.463。氫氧化鈉能與所有無(wú)。氫氧化鈉能與所有無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸反應(yīng)生成鹽，其水溶液呈強(qiáng)堿性，機(jī)酸和有機(jī)酸反應(yīng)生成鹽，其水溶液呈強(qiáng)堿性，對(duì)動(dòng)植對(duì)動(dòng)植物組織（如皮膚、織物、紙張等）或有機(jī)物質(zhì)有物組織（如皮膚、織物、紙張等）或有機(jī)物質(zhì)有強(qiáng)烈的腐蝕作用。強(qiáng)烈的腐蝕作用。 用途用途 燒堿廣泛用于輕紡工業(yè)（如造紙、印染等）、化學(xué)工業(yè)燒堿廣泛用于輕紡工業(yè)（如造紙、印染等）、化學(xué)工業(yè)（如農(nóng)藥、合成纖維素等

5、）、石油工業(yè)和機(jī)械工業(yè)、木材（如農(nóng)藥、合成纖維素等）、石油工業(yè)和機(jī)械工業(yè)、木材加工、冶金、醫(yī)藥等，是一種基礎(chǔ)化工原料。加工、冶金、醫(yī)藥等，是一種基礎(chǔ)化工原料。 液氯液氯 氯屬鹵族元素，化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡杪葘冫u族元素，化學(xué)性質(zhì)非常活潑，除惰性氣體元素外，幾乎可以與各族元素直接性氣體元素外，幾乎可以與各族元素直接化合。氯也能和許多化合物啟反應(yīng)，在自化合。氯也能和許多化合物啟反應(yīng)，在自然界以游離態(tài)存在的氯是極少的，大多呈然界以游離態(tài)存在的氯是極少的，大多呈無(wú)機(jī)化合物存在。無(wú)機(jī)化合物存在。液氯的主要性質(zhì)如下：液氯的主要性質(zhì)如下：分子量：分子量：70.906密度：密度：3024kg/m3（10,0.

6、1MPa氣壓下）氣壓下）沸點(diǎn)：沸點(diǎn)：33.90 （0.1MPa氣壓下）氣壓下）熔點(diǎn)：熔點(diǎn)：100.5（0.1MPa氣壓下）氣壓下）臨界常數(shù)：溫度臨界常數(shù)：溫度 144，壓力，壓力7.61MPa,密度密度0.573kg/l汽化熱：汽化熱：20.42KJ/mol（-34.1）溶解熱：溶解熱：6.409 KJ/mol（101）溶解度：溶解度：1.462g/100gH2O（10,0.1MPa氣壓下）氣壓下）溶解熱：溶解熱：22.102KJ/mol水合物：溫度小于水合物：溫度小于9.6與水生成與水生成CL28H2O水合物，生成熱水合物，生成熱76.85 KJ/mol 外觀：氣體為黃綠色，液體為黃色微橙透

7、明液體。外觀：氣體為黃綠色，液體為黃色微橙透明液體。 嗅味：具有窒息性刺激臭味嗅味：具有窒息性刺激臭味生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程一次鹽水電解蒸發(fā)液化二合一三合一乙炔轉(zhuǎn)化精餾聚合干燥包裝一次鹽水崗位任務(wù)一次鹽水崗位任務(wù) 將原鹽通過(guò)加入一定量的氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇等精制劑后，采用沉降經(jīng)過(guò)濾的辦法制得合格的一次鹽水供電解使用。生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 原鹽中除了NaCl還含有Ca2+、Mg2+ 、 SO42-等化學(xué)雜質(zhì)和機(jī)械雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在化鹽過(guò)程中，也被帶進(jìn)鹽水中，用含有雜質(zhì)的鹽水進(jìn)行電解，直接影響電流效率及離子膜的使用壽命，影響氯堿生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。因而必須除掉這些雜質(zhì)，生產(chǎn)合格精制鹽水在氯堿生產(chǎn)中顯得尤為重要

8、。用BaCl2除SO42- ：Ba2-+SO42- = BaSO4但Ba2+不能過(guò)量，否則會(huì)與電解槽中的OH-生成Ba（OH）2沉淀，對(duì)膜造成損害，影響電解效率。加入Na2CO3和NaOH溶液除Ca2+、Mg2+ Ca2+ + CO32- =CaCO3Mg2+ + 2OH-=Mg(OH)2CaCO3 、 Mg(OH)2為沉淀物，加入TXY溶液后可加快其沉淀。藥劑加入順序及加入量為保證有較好的精制效果，一般在精制工藝上均采用BaCl2 Na2CO3NaOHTXY的加入順序。反應(yīng)時(shí)間要求在用Na2CO3和NaOH除去Ca2+、Mg2+后的精鹽水要保證它有15-20min的反應(yīng)時(shí)間，否則鹽水中Ca2

9、+、Mg2+含量增高 流程配水槽配水槽換熱器換熱器化鹽桶化鹽桶溜槽溜槽道爾澄清桶道爾澄清桶2#反應(yīng)桶反應(yīng)桶txy反應(yīng)桶反應(yīng)桶鹽泥受槽鹽泥受槽1#反應(yīng)桶反應(yīng)桶壓濾機(jī)壓濾機(jī)反洗水槽反洗水槽精鹽水槽精鹽水槽過(guò)濾器過(guò)濾器精鹽水受槽精鹽水受槽送送A區(qū)區(qū)危害辨識(shí)鹽水泄漏-A：對(duì)人體的傷害 B：對(duì)環(huán)境的破壞鹽水濃度低（310 g/l）-對(duì)電解膜的傷害電解崗位任務(wù)電解崗位任務(wù) 通過(guò)電解槽將一次鹽水崗位送來(lái)的精制鹽水電解為氯氣，氫氣和氫氧化鈉溶液送往后工序（電解槽采用日本氯工程技術(shù)，離子膜采用美國(guó)杜邦膜和日本旭綃子膜） 反應(yīng)方程式為： 2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH流程流程精制鹽水精制鹽水淡鹽水

10、淡鹽水電解槽電解槽液堿液堿純水純水陽(yáng)極陰極氯氣氯氣氫氣氫氣氯氣洗滌塔氯氣洗滌塔一鈦冷一鈦冷二鈦冷二鈦冷填料干燥塔填料干燥塔酸分、酸捕酸分、酸捕氯氣分配臺(tái)氯氣分配臺(tái)水分水分B區(qū)區(qū)氯泵氯泵氫氣冷卻塔氫氣冷卻塔氫泵氫泵水分、水捕水分、水捕氫氣分配臺(tái)氫氣分配臺(tái)B區(qū)區(qū)危害辨識(shí)氯水泄漏-A：對(duì)人體的傷害 B：對(duì)環(huán)境的破壞事故案例：2005.2.21氯氣泄漏-A：對(duì)人體的傷害 B：對(duì)環(huán)境的破壞事故案例：2004.3.9正水封正水封負(fù)水封負(fù)水封氯氣氯氣去氯處理去次鈉危害辨識(shí)硫酸泄漏-A：對(duì)人體的傷害 B：對(duì)環(huán)境的破壞事故案例：2004.7.7酸分離器檢修蒸發(fā)崗位任務(wù)蒸發(fā)崗位任務(wù) 將電解崗位所送來(lái)的32%燒堿通

11、過(guò)蒸發(fā)器加熱的辦法提濃到48%后配合綜合班外賣。 電解崗位所送來(lái)的32%燒堿通過(guò)儲(chǔ)槽存放，控制液位，送給相關(guān)用戶崗位使用，剩下的配合綜合班外賣。生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 堿蒸發(fā)是借蒸汽加熱的作用來(lái)提高堿液的溫度，使堿液中所含的溶劑（水）部分汽化，以提高溶液中溶質(zhì)堿的濃度的物理過(guò)程。 電解產(chǎn)生的32%燒堿通過(guò)雙效逆流蒸發(fā)系統(tǒng)，采用蒸汽加熱蒸發(fā)，得到48%的燒堿，雙效是指兩次蒸發(fā)，逆流是指蒸汽和物料采用逆流流程，32%燒堿先進(jìn)入效蒸發(fā)器的管程，殼程由效蒸發(fā)來(lái)的二次蒸汽進(jìn)行加熱，采用真空蒸發(fā)，得到濃度約38%的燒堿，經(jīng)過(guò)氣液分離器進(jìn)行氣液分離后，出來(lái)的堿液經(jīng)過(guò)換熱后進(jìn)入效蒸發(fā)器管程，殼程由電廠來(lái)的蒸汽進(jìn)行加

12、熱，得到濃度為48%的燒堿。液化充裝崗位任務(wù)液化充裝崗位任務(wù) 將氣態(tài)氯通過(guò)冷凍成為液態(tài)氯，有利于提高氯氣的純度；縮小氯氣的體積，便于輸送和貯存；緩沖平衡，有利于氯堿生產(chǎn)的連續(xù)性，液氯銷售給客戶使用。生產(chǎn)原理：生產(chǎn)原理： 通過(guò)氟里昂制冷將氯氣降溫到一定的溫度，使氯氣冷凝為液態(tài)氯。三合一崗位任務(wù)三合一崗位任務(wù) 將液化的尾氣和電解送來(lái)的氫氣在三合一爐內(nèi)反應(yīng)吸收，制得高純鹽酸后配制成一定濃度的鹽酸供離子膜電解使用。生產(chǎn)原理：生產(chǎn)原理： 反應(yīng)方程式： H2+Cl2=2HCl+18421.2J二合一崗位任務(wù)二合一崗位任務(wù) 調(diào)節(jié)氫氣與氯氣配比，通過(guò)燃燒合成合格的氯化氫氣體，供轉(zhuǎn)化工序使用，或用水吸收制成合格

13、的鹽酸出售。生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 反應(yīng)方程式： H2+Cl2=2HCl+18421.2J 根據(jù)氫氣與氯氣反應(yīng)方程式，兩者理論是按照11分子比合成的，但工業(yè)上都是控制氫氣過(guò)量的。一般在氯化氫合成中控制分子比為氫氣氯氣=（1.051.1）1。在合成鹽酸的合成爐中，氫氣過(guò)量還多些。氫氣過(guò)量最多不能超過(guò)10%，不然會(huì)造成產(chǎn)品氯化氫純度下降，乃至影響氯乙烯收率。而氫氣過(guò)量超過(guò)20%則有可能形成爆炸混合物，不利于安全生產(chǎn)。但如果氯氣過(guò)量，則游離氯易與爐壁以及冷卻管等反應(yīng)生成黃色結(jié)晶氯化鐵而腐蝕設(shè)備。游離氯還將在降膜式吸收塔中與水反應(yīng)生成次氯酸，對(duì)不透性石墨起緩慢的局部氧化作用。即使少量的游離氯，也將在氯乙烯合

14、成的混合器中與乙炔發(fā)生氣相反應(yīng)，生成極易爆炸的氯乙炔，造成氯乙烯合成系統(tǒng)的爆炸。因此，為杜絕氯化氫中產(chǎn)生游離氯，合成反應(yīng)中嚴(yán)格控制氫氣過(guò)量并控制在510%，并隨時(shí)注意氯、氫流量和視鏡中燃燒火焰的顏色變化。乙炔崗位任務(wù)乙炔崗位任務(wù) 將采購(gòu)進(jìn)的原料電石經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎，生產(chǎn)出粒度合格的電石經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)送到料倉(cāng)采用濕式發(fā)生、噴淋冷卻、次鈉清凈、堿液中和的方法生產(chǎn)出合格的乙炔氣，供氯乙烯轉(zhuǎn)化工序使用。電石、乙炔的理化性質(zhì) 電石-純品為無(wú)色晶體，工業(yè)為灰黑色塊狀物。熔點(diǎn)2300，相對(duì)密度2.22，能導(dǎo)電，在空氣中能吸收水分，遇濕易燃。滅火方法：干燥石墨粉或其他干粉滅火。 乙炔-無(wú)色無(wú)臭氣體，工業(yè)有大蒜氣味。

15、熔點(diǎn)-81.8 ，沸點(diǎn)-83.8 ，相對(duì)密度0.91。本品易燃，閃點(diǎn)：-50 ，引燃溫度305 ，與空氣混合爆炸極限為2.180%（體積）滅火方法：切斷氣源。霧狀水、泡沫、干粉、二氧化碳生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理 電石在發(fā)生器內(nèi)與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔氣，同時(shí)放出大量熱。因工業(yè)電石不純，其中雜質(zhì)與水能起反應(yīng)，放出相應(yīng)的雜質(zhì)氣體： 主反應(yīng)式如下：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2+130KJ/mol 另外：發(fā)生器內(nèi)還有各種氣體的溶解、分解、解吸等現(xiàn)象。 電石的水解熱效應(yīng)是很大的，根據(jù)乙炔的性質(zhì)，很容易熱解而爆炸。所以，電石水解速度不宜太快事故案例電石渣車上動(dòng)火時(shí)起火事件電石砸腳事故電石被鏟車擠壓傷人事

16、故操作工眼睛受傷事故座斗閃爆事故處理電石灰速度過(guò)快發(fā)生閃燃傷人事故清凈原理 即利用次鈉的強(qiáng)氧化性質(zhì)，將乙炔中的硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)氧化成酸性物質(zhì)而除去 中和操作是用濃度為1015%的NaOH溶液，將清凈后的氣體噴淋，使各種酸類物質(zhì)形成可溶性的鈉鹽而除去 工藝流程水洗塔水洗塔冷卻塔冷卻塔水環(huán)泵水環(huán)泵氣柜氣柜清凈清凈1塔塔清凈清凈2塔塔轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化壓濾崗位任務(wù)壓濾崗位任務(wù) 壓濾崗位將經(jīng)過(guò)沉降的渣漿一部分送電廠脫硫；一部分用壓濾機(jī)壓濾，進(jìn)行固液分離，清液部分冷卻回收使用，電石渣外運(yùn)。 工作原理工作原理 利用板框壓濾機(jī)將乙炔發(fā)生工序送過(guò)來(lái)的渣漿送進(jìn)板框壓濾，后經(jīng)空氣吹掃帶走大量未壓出的水分。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)崗位任

17、務(wù)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)崗位任務(wù) 將預(yù)熱好的混合氣送入裝有氯化汞觸媒、前后臺(tái)并串聯(lián)的轉(zhuǎn)化器合成為粗氯乙烯氣體，產(chǎn)生的熱量由管間熱水帶走。粗VC氣體經(jīng)石墨冷卻器冷卻后經(jīng)兩臺(tái)串聯(lián)的泡沫塔水洗，堿洗塔堿洗后，脫除粗VC中的CO2、HCl等雜質(zhì)氣體后經(jīng)水分離器分離部分水分經(jīng)機(jī)前冷卻器脫除大部分水分，并經(jīng)機(jī)前水分離器后送至VC壓縮機(jī)加壓到0.50.7MPa,經(jīng)油分離器脫除油污、機(jī)后冷卻器冷卻至4565進(jìn)入粗單體儲(chǔ)槽，粗單體儲(chǔ)槽的粗單體首先進(jìn)入低沸塔除去低沸物如乙炔、丙烯等雜質(zhì)，然后進(jìn)入高沸塔除去高沸物如水、二氯乙烷等雜質(zhì)。高沸塔精餾出的VC氣體進(jìn)入成品冷凝器使VC氣體冷凝成純度達(dá)99.99%的精單體。后進(jìn)入精單體儲(chǔ)槽

18、系統(tǒng)。高沸塔出來(lái)的高沸物排至高沸物儲(chǔ)槽，進(jìn)入殘塔進(jìn)一步精餾分離出高沸物中的VC氣體后至氣柜。分離出的高沸物進(jìn)入殘液儲(chǔ)槽。成品冷凝器冷凝下來(lái)的精單體流至精單體貯槽進(jìn)行貯存。接聚合工段需要精單體時(shí)，用精單體泵向聚合提供純度達(dá)99.99%的精單體。工作原理工作原理 轉(zhuǎn)化崗位工作原理轉(zhuǎn)化崗位工作原理 干燥的混合氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，在氯化汞觸媒的存在下，氯化氫和乙炔反應(yīng)生成氯乙烯，反應(yīng)方程式為: HCL：C2H2=1.051.1：1 HgCl2 HCl+CHCH- CH2=CHCl+Q 110-180氯乙烯（單體）的理化性質(zhì) 氯乙烯-為無(wú)色具有醚樣氣味的氣體；熔點(diǎn)-159.8 ，沸點(diǎn)-13.4 ，相對(duì)密度2.

19、15，爆炸極限3.631%（體積）。滅火方法：切斷氣源。霧狀水、泡沫、二氧化碳工藝流程HCLC2H2混合器石墨冷酸捕預(yù)熱器后臺(tái)前臺(tái)堿洗塔除汞器1#泡沫塔石墨冷2#泡沫塔聚合崗位任務(wù)聚合崗位任務(wù) 將氯乙烯工段送來(lái)的精氯乙烯在一定的溫度、壓力下，加入適量的助劑，經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯。未反應(yīng)完的氯乙烯經(jīng)回收處理后循環(huán)使用。聚氯乙烯漿料在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過(guò)汽提塔汽提除去聚氯乙烯漿料中殘留的氯乙烯后經(jīng)離心干燥按包裝要求包裝，并分批次將PVC堆放到PVC成品庫(kù)。工作原理工作原理 反應(yīng)方程式 nCH2=CHCl CH2-CHCln 特點(diǎn)：不可逆、放熱、體積縮小、各種助劑。 步驟：鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈

20、終止。水質(zhì)對(duì)聚合反應(yīng)的影響 聚合投料的水質(zhì)直接影響產(chǎn)品樹(shù)脂的質(zhì)量，如硬度（表征水中金屬等陽(yáng)離子含量）過(guò)高，會(huì)影響產(chǎn)品的電絕緣性能和熱穩(wěn)定性，氯根（表征水中陰離子含量）過(guò)高，特別對(duì)聚乙烯醇分散體系，易使顆粒變粗，影響產(chǎn)品的顆粒形態(tài)，PH值影響分散劑的穩(wěn)定性，較低的PH值，對(duì)明膠有明顯的破壞作用，較高或較低的PH值都會(huì)引起聚乙烯醇的部分醇解，影響分散效果及顆粒形態(tài)，還會(huì)影響引發(fā)劑的分解速率。此外，水質(zhì)還會(huì)影響粘釜及“魚(yú)眼”的生成。分散劑用量對(duì)聚合的影響分散劑用量對(duì)聚合的影響 分散劑用量的選擇，要根據(jù)聚合釜的形狀、大小、攪拌狀態(tài)、水比、產(chǎn)品要求而定。一般都由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，用量過(guò)多，不僅不經(jīng)濟(jì)，還會(huì)增加體系粘度，造成懸浮液泡沫多，氣相粘釜嚴(yán)重，漿料汽提操作困難，VCM回收泡沫夾帶增加，樹(shù)脂顆粒變細(xì)，堵塞回收管路，用量少則起不到應(yīng)有的穩(wěn)定作用，體系穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生大顆粒料，產(chǎn)品顆粒不規(guī)整，甚至造成聚合顆粒的粘結(jié)，釀成事故。引發(fā)劑用量對(duì)聚合的影響引發(fā)劑用量對(duì)聚合的影響 引發(fā)劑的用量是根據(jù)聚合釜設(shè)備的傳熱能力和實(shí)際需要確定它，用