摘 要

氯乙烯作为化工行业的重要单体，是合成聚氯乙烯树脂的重要原材料。我国对于聚氯乙烯的需求每年都在增加。然而氯乙烯生产工艺复杂，反应的原料乙烯产物氯乙烯在火灾危险性等级分类中属于甲类可燃性气体，二氯乙烷属于甲B类可燃性液体，反应过程中易发生火灾爆炸事故。氯气、二氯乙烷等物质泄漏又易发生中毒事件。因此研究氯乙烯的生产工艺，并且进行优化和安全设计对于我国的化工行业发展有着及其重要的意义。

本文主要研究氯乙烯生产过程中的危险性，介绍了国内外氯乙烯生产的工艺方法和生产消费现状。然后介绍了氯乙烯主要的生产用途以及氯乙烯的理化性质以及它的有毒有害性。氯乙烯生产划分为三个主要的生产单元，对主要反应器如气液塔式反应器、流化床反应器、裂解炉进行危险性分析，对工三个反应单元的工艺流程进行介绍。还介绍了生产氯乙烯的主要设备和反应机理和反应参数比如温度、压力、停留时间等以及工艺流程，通过对生产过程中的危险源进行辨识。运用故障假设分析方法和文献查阅法分析加氢反应器、裂解炉装置和流化床反应器故障会出现的问题以及拯救措施。对乙烯直接氯化单元，乙烯氧氯化单元和裂解单元等危险操作单元进行安全设计，通过从工艺技术上进行改进，如如何从最根本的生产技术上抑制裂解炉结焦。然后加强温度压力仪表器与进料阀门之间的联锁装置，加强对乙烯、氯乙烯等可燃气体的监测和报警装置。并且对危化品储存进行安全防范，储存在阴凉通风的储存仓内，危险化学品独立存放。最终尽量减少氯乙烯的生产事故，提高氯乙烯的生产安全性，达到本质安全的生产。

关键词：氯乙烯；生产；危险源辨识；安全设计；

ABSTRACT

As an important monomer in chemical industry, vinyl chloride is an important raw material for the synthesis of polyvinyl chloride resin. China's demand for PVC is increasing every year. However, the production process of vinyl chloride is complex. The reaction raw material, vinyl chloride, belongs to class A flammable gas in fire hazard classification, and dichloroethane belongs to class B flammable liquid. Fire and explosion accidents occur easily in the reaction process. The leakage of chlorine, dichloroethane and other substances is prone to poisoning incidents. Therefore, it is of great significance for the development of chemical industry in China to study the production process of vinyl chloride and to optimize and design its safety.

This paper mainly studies the hazards in the production of vinyl chloride, and introduces the process methods and production and consumption status of vinyl chloride at home and abroad. Then the main production uses of vinyl chloride and its physical and chemical properties as well as its toxicity and harmfulness are introduced. Vinyl chloride production is divided into three main production units. Risk analysis of main reactors such as gas-liquid tower reactor, fluidized bed reactor and cracking furnace is carried out, and the process flow of three reaction units is introduced. The main equipment and reaction mechanism, reaction parameters such as temperature, pressure, residence time, and process flow for the production of vinyl chloride were also introduced. Hazardous sources in the production process were identified. Fault hypothesis analysis method and literature review method were used to analyze the problems and rescue measures of hydrogenation reactor, cracking furnace and fluidized bed reactor. Safety design of dangerous operation units such as ethylene direct chlorination unit, ethylene oxychlorination unit and cracking unit was carried out. Technological improvements were made, such as how to restrain coking in cracking furnace from the most fundamental production technology. Then, the interlocking device between the temperature and pressure instrument and the feed valve should be strengthened, and the monitoring and alarming devices for flammable gases such as ethylene and vinyl chloride should be strengthened. And the storage of dangerous chemicals for safety precautions, stored in a cool and ventilated warehouse, dangerous chemicals stored independently. Finally, the production accidents of vinyl chloride are minimized, the production safety of vinyl chloride is improved, and the production purpose of intrinsic safety is achieved.

KEYWORDS: vinyl chloride; production; hazard identification; safety design;

目录

目录

摘要 2

第一章 绪论 5

1.1引言 5

1.2研究内容和研究方案 5

1.3氯乙烯的理化性质和生产用途 6

1.4氯乙烯的生产发展历史 9

1.5氯乙烯生产的国内外发展现状 9

1.6我国氯乙烯消费现状和发展前景 10

第二章 乙烯氧氯化法制氯乙烯工艺和流程 13

2.1乙烯氧氯化法生产氯乙烯原理 13

2.1.1乙烯氧氯化法生产原理 13

2.1.2乙烯氧氯化法制氯乙烯工艺流程图 13

2.2乙烯直接氯化单元 14

2.3乙烯氧氯化单元 16

2.4二氯乙烷的热裂解单元 18

第三章氯乙烯生产危险性分析 21

3.1介质危险性分析 21

3.2 工艺设备危险性分析 22

3.1.1设备腐蚀危害 22

3.1.2反应装置和工艺的潜在危害 23

第四章 二氯乙烷裂解炉的安全设计 26

4.1温度压力与进料阀联锁装置设计 27

4.2炉管结焦的安全设计 27

4.3可燃气体报警装置 28

4.4危险物料的储存 28

第五章 总结 30

致谢 32

参考文献 33

第一章 绪论

1.1引言

世界上最新的工艺是乙烯氧氯化法制氯乙烯，在生产过程中涉及乙烯、氯气、二氯乙烷、氯乙烯等易燃易爆强腐蚀性危险介质，还有加氢反应器、流化床反应器、裂解炉等危险设备。氯乙烯生产的反应条件极为苛刻，温度、压力、催化剂等条件一旦失控或者管线泄漏，就会导致危险介质泄漏，会发生火灾爆炸以及人员中毒事件，后果十分严重。

本文针对年产24万吨的氯乙烯生产车间进行分析，首先提出问题氯乙烯生产过程中具有哪些危险因素，然后对生产工艺进行文献查阅，运用故障假设分析法来解决问题。首先发现生产过程中设备腐蚀，管道原料泄漏，火灾爆炸等危险可能性，然后提出降低或者消除危险性的安全措施来保障企业的安全生产。在全面分析生产过程中危险性的基础上，确定危险性较高的关键生产装置，并且对关键装置进行安全设计，从本质上提出一系列科学可行的安全对策，减少企业生产事故，达到本质化安全。

1.2研究内容和研究方案

氯乙烯生产工艺涉及三个反应单元，生产过程中采用的反应原料、温度压力等反应参数以及反应设备上的差异都会造成生产工艺危险性的不同。本论文题目为“氯乙烯生产危险性分析及关键装置安全设计”，研究内容主要包括：介绍国内外氯乙烯生产的最新方法，对氯乙烯生产过程中的介质进行危险识别，对生产设备进行危险性分析，最后对危险性较大的生产装置裂解炉进行安全设计，使之达到安全生产。并且提出了预防事故发生的安全措施和建议。基于国内外氯乙烯生产危险事故多发的现状，结合各国学者针对于氯乙烯安全生产的研究成果，结合乙烯氧氯化法制氯乙烯的生产特点，提出了“氯乙烯生产危险性分析及关键装置安全设计”这一课题的具体研究内容和研究方法如下：