平衡氧氯化法制氯乙烯生产工艺安全设计文献综述
2020-05-04 21:39:17
一、 氯乙烯生产工艺
氯乙烯又名乙烯基氯(Vinyl chloride/VCM)是一种应用于高分子化工的重要的单体。世界上几乎全部VCM(98%以上)都用来生产PVC(聚氯乙烯)。氯乙烯的生产方法,主要有电石乙炔法,平衡氧氯化法、二氯乙烷法和乙烷直接氧氯化等工艺。电石乙炔法是生产VCM最早工业化的方法,工艺设备简单,但耗电量大。美国联合碳化物公司发明了二氯乙烷法,日本某公司又将二氯乙烷法和乙炔法结合成了新方法,这两种方法都存在着能耗量过大的问题在之后被逐渐淘汰。乙烷氧氯化法成本低廉,在节能减排方面也有长足发展,但此反应高效催化剂的研究和开发成本问题制约了乙烷氧氯化法的工业化发展。平衡氧氯化法由美国Goodrich公司于1964年首先实现工业化。该工艺原料来源广泛、价格较低、生产工艺合理,生产能力强劲、与其他方法相比生产成本低。故本设计选择平衡氧氯化法作为研究对象。
平衡氧氯化法的反应工艺分为乙烯直接氯化、乙烯氧氯化和二氯乙烷(EDC)裂解3个部分,反应式如下:
乙烯直接氯化: CH2=CH2 Cl2 C2H4CL2(EDC) (1-1)
乙烯氧氯化: CH2=CH2 2HCl 0.5 O2 EDC H2O (1-2)
EDC裂解: EDC C2H3Cl(VCM) HCl (1-3)
图1 平衡氧氯化法流程示意图
乙烯和氯气在直接氯化单元反应生成EDC。乙烯、氧气以及循环的HCl在氧氯化单元生成EDC。生成的粗EDC在EDC精制单元精制、提纯。然后精EDC在EDC裂解单元裂解生成的产物进入VCM精制单元,VCM精制后得到纯VCM产品,未裂解的EDC返回EDC精制单元回收,而HCl则返回氧氯化反应单元循环使用。
根据重点监管危险化工工艺目录2013年完整版中的查询结果,在氯乙烯生产工艺中,直接氯化单元,氧氯化单元属于危险工艺中的氯化工艺。EDC裂解单元属于危险工艺中的裂解工艺。精制单元不属于危险工艺。