5-预热器;6a-第Ⅰ组转化器;6b-第Ⅱ组转化器
(3)乙炔-乙烯法合成氯乙烯
从目前合成工艺路线可知,乙炔法制氯乙烯工艺流程较短,技术较成熟,但生产能力相对较小。虽然乙烯法工艺制氯乙烯流程较长,但具有许多乙炔法氯乙烯工业不具备的优点,该路线以混合的稀乙炔-乙烯为原料(两者都是轻油裂解的产物),成本较低。
此法是以乙烯和乙炔同时为原料进行联合生产,它是以以下反应为基础的:
C2H4+Cl2 C2H4Cl2
C2H4Cl2 C2H3Cl+HCl
C2H2+HCl C2H3Cl
原料气先在催化反应器中与氯化氢气体反应,使乙炔转化为成为氯乙烯单体,后者以二氯乙烷洗涤回收。余下来的进料气基本上不含乙炔成分,即可通入氯化反应器,使乙烯与氯气反应成为二氯乙烷。氯化反应在氧化铁催化剂及二氯乙烷溶剂存在下进行。
归结其来说,这一路线具有的特点:不需乙炔-乙烯分离、净化装置;杂质较少;整个流程中只需要一种溶剂等特点。因此,氯乙烯单体生产成本较其它方法为低。[1]
(4)乙烷法合成氯乙烯单体工艺
为了充分利用富含乙烷的天然气资源,降低原料成本较低,Goodrich、詹姆斯、孟山都、ICI及EVC等公司都在研究开发乙烷氧氯化制VCM的新工艺。
将饱和碳氢化合物在不稳定的温度范围内,例如在1000℃下与氯气反应,可生成相当量的氯乙烯。反应式为:
C2H6+2Cl2 C2H3Cl+3HCl
首先,工艺的关键是研制开发出一种新型催化剂,可降低反应温度,减轻设备腐蚀并减少副产物的生产量,副产的氯代烃可转化成VCM,提高乙烷的转化率;另外,该新工艺将乙烷和氯气一步反应转化为VCM,仅使用1个反应器;由于不以乙烯为原料,所以VCM的生产不必依赖乙烯裂解装置。其次,该工艺的关键之处是氧氯化反应器。送入的乙烷与再循环的氯化氢混合,并与氧气(或富含氧气的空气)和来自这个工艺中另一个的饱和氯化烃一起,导入到流化床反应器的底部,反应生产VCM。
原料气乙烯在我国一直很短缺,但我国具有丰富的天然气和油气资源,其中乙烷含量很大,因此用乙烷法生产氯乙烯在我国不但具有很大的潜力和竞争力,而且还为综合利用油气和天然气开辟了更为广阔的途径,降低了VCM的生产成本。
1.2 设计要求
完成由乙烯制备氯乙烯生产过程设计。选择一种技术可行的生产方案,严格按照生产方案进行设计计算,结合生产实际确定工艺参数初值,生产出符合生产要求的氯乙烯产品。通过物料衡算和能量衡算,确定生产中各个工艺参数,设计出生产流程中的关键设备,画出工艺流程图、设备结构图和车间布置图。
1)进行生产工艺流程优化设计,画出工艺流程图
2)确定有关工艺数据
3)进行全过程物料衡算
4)进行部分设备能量衡算
5)部分生产设备设计及选择,列出设备一览表
6)进行车间布置设计,画出车间布置图
2 生产方案和生产流程的确定
2.1 设计方案的确定
本设计以乙烯,氯气,氧气,无水三氯化铁,OC催化剂氢氧化钠,液化石油气为原材料,1,2-二氯乙烷,氯化氢 为中间体采用乙烯氧氯化法生产氯乙烯。
其主要工艺过程分为:直接氯化单元,氧氯化单元,二氯乙烷精制单元,裂解单元,氯乙烯精制单元,废物处理单元,罐区单元,公用工程单元,氯化氢回收单元。 氯乙烯单体制备工艺过程设计+文献综述(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_6676.html