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摘 要

本文是对年产2万吨氯乙烯进行工艺设计，本设计选取电石乙炔法生产氯乙烯，对生产工艺进行了详细的阐述。在确定氯乙烯生产工艺的基础上做出了了物料衡算，热量衡算及设备选型。用系统安全的方法和理论对乙炔法制备氯乙烯生产过程中的主要危险物质、生产工艺和操作单元进行了详细的危险性分析，最后根据结论提出了针对性的安全对策措施。

关键词: 氯乙烯 电石乙炔法 危险性 反应器选型 安全措施

Vinyl chloride production risk and Safety measures

ABSTRACT

This article is an annual output of 20,000 tons of vinyl chloride process design, the design chosen calcium carbide acetylene production of vinyl chloride, the production process was elaborated. In determining vinyl chloride production process on the basis of making a material balance, heat balance and equipment selection. Preparation of vinyl acetylene production process of the main dangerous substances with system safety methods and theories, production processes and operating unit carried out a detailed risk analysis, and finally presents the conclusions of targeted safety countermeasures.

Keywords: Vinyl chloride; Calcium; carbide; acetylene; Dangerous; Reactor selection; Security measures

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 概 述 1

1.1 氯乙烯介绍 1

1.2 氯乙烯的性质 1

1.2.1 氯乙烯的物理性质 1

1.2.2 氯乙烯的化学性质 1

1.3 氯乙烯的生产方法 3

1.3.1 电石乙炔法 3

1.3.2 二氯乙烷法 3

1.3.3 乙烯氧氯化法 4

1.3.4 平衡氧氯化法 5

1.4 氯乙烯的主要用途 6

1.5 氯乙烯工业的发展及前景 8

第二章 电石乙炔法生产工艺 9

2.1 生产工艺 9

2.1.1 乙炔气体生成工段 9

2.1.2 氯化氢合成工段 10

2.1.3 氯乙烯制备工段 10

2.1.4 氯乙烯精馏工段 11

2.2 工艺流程 13

第三章 危险性分析 14

3.1 工艺介质危险性分析 14

3.2 生产工艺过程危险性分析 15

3.2.1 乙炔气体生成单元 15

3.2.2 氯化氢合成单元 16

3.2.3 氯乙烯制备单元 16

3.2.4 氯乙烯精馏单元 16

3.3 设备危险性分析 17

第四章 主要生产设备安全设计 19

4.1 反应设计方案条件的确定 19

4.1.1 催化剂的活性 19

4.1.2 反应温度 19

4.1.3 反应压力 19

4.1.4 空速 19

4.1.5 原料配比 19

4.2 工艺参数计算 20

4.2.1 原料组成 20

4.2.2 反应条件 21

4.2.3 物料衡算 21

4.2.4 热量衡算 23

4.3反应器的设计 25

4.3.1 催化剂用量 26

4.3.2 确定反应器的基本尺寸 26

4.3.3 传热面积核算 26

4.3.4 反应器塔径的计算 27

4.3.5 反应器设计图 29

4.4 安全附件设计 29

4.4.1 压力表 29

4.4.2 安全阀 29

4.4.3 温度计 32

第五章 系统安全分析 33

5.1 操作过程预先危险性分析 33

5.2 生产装置危险性与可操作性研究 34

5.3 生产装置故障类型及影响分析 39

5.4 氯乙烯合成单元道化学分析 40

5.4.1 确定评价单元 40

5.4.2 火灾、爆炸指数(Famp;EI)计算 40

5.4.3 安全补偿措施 41

5.4.4 爆炸范围影响 42

5.4.5 评价结论 43

第六章 安全对策措施 44

6.1 安全技术措施 44

6.1.1 防中毒措施 44

6.1.2 防火防爆措施 44

6.1.3 防静电措施 45

6.1.4 防漏损措施 46

6.2 安全管理措施 46

参考文献 48

第一章 概 述

1.1 氯乙烯介绍

氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，为无色、易液化气体，是塑料工业的重要生产原料，是生产聚氯乙烯塑料的单体；或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维，也用作化学中间体或溶剂。目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的乙烯单体量约占氯乙烯总产量的96%氯乙烯的聚合物广泛用于工业、农业、建筑以及人们的日程生活中。

1.2 氯乙烯的性质

1.2.1 氯乙烯的物理性质

氯乙烯在通常情况下为无色、易燃、有特殊香味的气体，稍加压力条件下，可以很容易地转变为液体。氯乙烯稍溶于水，在25℃时100g水中可溶解0.11g氯乙烯；水在氯乙烯内的溶解度在-15℃时，100g氯乙烯可溶解0.03g水。氯乙烯可溶于烃类、丙酮、乙醇、含氯溶剂如二氯乙烷及多种有机溶剂内。

氯乙烯有较好的机械强度，优异的电介性能，但对于光和热的稳定性差，其化学式为

CH₂＝CHCl，分子量为62.499，熔点为-153.8，沸点-13.4，临界压力为5.60Mpa，临界温度为156.6℃，气化热为330J/g，与空气形成爆炸性混合物，其爆炸浓度范围为4%~22%（体积比），在加压下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂^[1]。

1.2.2 氯乙烯的化学性质

氯乙烯分子有两个重要组成部分。既氯原子和双键，分子中的氯原子不太活泼，但近来的研究表明，在钯和其他过度金属的存在下，可将氯原子迅速交换。氯乙烯具有双键，在自由基引发剂的存在下易进行聚合和共聚合反应，生成聚氯乙烯和氯乙烯共聚物，这也是氯乙烯最重要的反应。

(1)聚合反应

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