氯乙烯净化单元

氯乙烯净化单元

1适用范围

本规程适用于本公司VCM装置净化压缩工序操作规程。

2生产任务

本工序的任务是通过水洗吸收合成气中的氯化氢气体，通过碱洗净化除去二氧化碳等杂质，为精馏提供合格的粗VCM。水洗塔出来的浓盐酸送盐酸脱吸系统回收氯化氢，送氯化氢干燥工序。粗VCM通过除水后送压缩工序，VCM气体压缩至620KPa送精馏单元。

3生产原理

（1）净化的目的

转化反应后的气体中，除氯乙烯外，尚有过量的氯化氢未反应的乙炔和氮气、氢气、二氧化碳等气体，以及副反应生成的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、乙烯基乙炔等杂质。为了生产适于聚合的高纯度单体，应彻底将这些杂质除掉。水洗是粗氯乙烯精制的第一步，泡沫水洗机填料水洗去除氯化氢，乙醛等。此外，水洗还具有冷却合成气体的作用，经水洗后的合成气中的氯化氢大部分被除去，但仍有部分残留在合成气中，所以需要用碱将残余HCL及CO2彻底除去，从而使粗VCM得到净化。 （2）净化（水洗，碱洗原理）

水洗是属于一种气体的吸收操作，亦即利用适当的液体吸收剂处理气体混合物，使后者分离，水是最常用 易得的吸收剂。 水洗也是利用规整填料来增大气体和水的接触表面除去氯化

氢，还能提高副产盐酸的浓度。水洗是一种简单、单纯的溶解过程，通称为简单吸收或物理吸收。碱洗是一种化学吸收过程主要去除一些酸性气体，碱液为12-15％的NaOH溶液。其反应式为 NaOH+HCl→NaCl+H2O+Q 2NaOH+CO2→Na2CO3+H2O+Q

实际上NaOH吸收CO2是存在以下两个反应的： NaOH+CO2→NaHCO3 2NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2O

以上两个反应进行是很快的，在过量NaOH存在时，反应一直向左进行，生成的碳酸氢钠可以全部生成碳酸钠。但是如果溶液中的氢氧化钠已经全部生成碳酸钠，这时，碳酸钠虽然还有吸收CO2的能力，但反应进行的相当缓慢，反应Na2CO3+H2O

+CO2→2NaHCO3由于溶液中没有氢氧化钠，生成的碳酸氢钠就不再消失，因碳酸氢钠在水中的溶解度很小，易沉淀下来堵塞管道、设备，使生产不能正常进行。所以溶液中必须保持一定量的氢氧化钠。 （3）盐酸脱吸 ?盐酸脱吸的目的

为了提高氯化氢气体的利用率，将副产盐酸中氯化氢处理出来，盐酸脱吸是必不可少的。

将副产盐酸中的氯化氢脱吸出来，通过冷冻干燥，产出合格的氯化氢气体，送回合成转化用以合成氯乙烯。 ?盐酸脱吸的原理

利用盐酸非常容易挥发这一特性，将浓盐酸利用水蒸气的热量在一定的温度和压力下，将酸中的氯化氢解析出来，将浓盐酸变成稀酸，得到高纯度的氯化氢供VCM合成用，稀酸进入水洗塔吸收氯化氢制成浓酸后，循环使用。

4流程叙述

（1)除汞

含有未反应的乙炔，氯化氢，升华的汞蒸气和副反应生成的高沸物的合成气，由二段合成气总管自上而下进入除汞器（20T3002A/B）。用活性炭吸附脱除合成气中的汞蒸气。 （2）水洗

来自除汞器的合成气进入反应气冷却器（20E3001）与循环水进行间接换热降温，降温后的合成气自下而上进入水洗塔(20C3001)与反方向来的稀盐酸进行传质传热，氯化氢气体被稀盐酸吸收使稀酸得到增浓，而产生的热量被浓酸冷却器（20E3002A/B）壳程内5℃水带走，在水洗塔底部产出28-31％的浓盐酸，合成气得到初步净化。生产出的浓盐酸通过封进入副产盐酸槽（20T3003）,由副产盐酸泵连续输送到盐酸脱吸系统（20X3001）。 （3）碱洗

经初步净化的合成气由水洗塔(20C3001）上部出来。由水洗塔（20C3001)出来含有少量的氯化氢酸雾的合成气由底部进入碱洗塔（20C3002），与塔顶经间循环泵（20P3003A/B）加压计量的12-15%碱液进行中和，从碱洗塔上部出来的中性粗氯乙烯合成气一部分送

VCM气柜，一部分去机前冷却器(20E3005)。循环碱液由底部经碱封流回碱循环槽，由碱循环泵循环使用。 (4)压缩

由碱洗塔而来的粗氯乙烯气体进入机前冷却器与5摄氏度冷冻水进行间接换热冷却脱水,以正压低温状态进入氯乙烯压缩机经压缩后的高压高温氯乙烯气体经机后冷却器与循环水进行换热降温,进一步脱水送至精馏工序. (5)盐酸脱吸

由副产物盐酸槽(20T3003)来的副产物进入脱吸塔(20C3003X)顶部与经再沸器加热而沸腾上升的气液混合物充分接触,进行传质,传热,利用水蒸气冷凝时释放出的冷凝将浓盐酸中的氯化氢气体脱吸出来,直至达到恒沸状态为止.塔顶脱吸出来的氯化氢气体经过一级和二级冷凝器使温度降至-5℃,除去水分后进入脱吸盐酸除雾器除去酸雾后,送往氯乙烯合成前部,作为原料,脱吸后的稀盐酸经过冷却送往水洗塔作为水洗水循环利用. 盐酸脱析法生产工艺优点： (1)HCL纯度高，可达99.9% (2)HCL纯度稳定 (3)减少污水排放

5流程框图

氯化氢乙炔

碱洗塔 水洗塔 反应气冷却器 混合器 预热器 前台转化器 后台转化器

除汞器

机前冷却器 机前分离器 压缩机 机后除油器和冷却器 VC送精馏

6控制指标

序号 一 1 2 3 4 6 二 1 2 三 四 1 2 3 4 控制名称及控制点 控制指标 温度 反应气冷却器出口温度 15±5℃ 水洗塔进酸冷却器出口温5-10℃ 度 机前冷却器出口温度 7-10℃ 压缩机出口温度 85℃ 机后冷却器出口温度 50±1℃ 压力 压缩机入口压力 微正压 压缩机出口压力 0.65MPa 250m^3气柜使用范围 20%-70% 浓度 碱洗后气体含酸 偏碱性 碱洗塔碱液浓度 12-15% 碱洗塔出口气相PH值 7-8. VCM气柜中VCM纯度 C2H2<2%,O2< 控制方法 温度计 温度计 控制次序 备注 温度计 温度计 温度计 压力表 压力表 取样分析 PID没有取样 取样分析 取样分析 取样分析 PID没有取样

7.关键控制点

水洗塔塔顶温度：≤20℃ 配碱浓度NaOH 10-15%

换碱浓度NaOH≤4% Na2CO3≥4% 8原材料、辅助材料、公用工程规格 8.1粗氯乙烯规格

气体组份 氯乙烯 HCl 乙炔 水分 含氧 8.2液碱 组份 NaOH Na2CO3 NaCl NaClO3 SO4^(2-) Fe2O3

含量（mol%） 32-35 0.02 0.003 <0.001 <0.003 0.0003 含量（mol%） >85 <7.0 <2.0 <1.17 <0.3 8.3除汞活性炭

除汞活性炭指的是采用特殊方法按10%载硫量制备负载型活性炭。 名称 含硫量（%） CTC吸附值（%） 磺吸附值（mg/g） 装填密度（g/cm） 强度（%） 粒度（目）

指标 10 100 1050 0.45 93 8-12/48-80 8.4循环水

进水温度 ≤32℃ 回水温度 约40℃ 进水压力 ≥0.45MPa 回水压力 0.2-0.25MPa

8.5氮气

供应压力 ≧0.6MPa 温度 常温

露点 低于最低度环境温度 8.6仪表空气

压力 ≧0.6MPa

露点 ≦-35℃（在大气环境中） 质量 无油无尘

交界点 管道 8.7工艺空气

压力 ≧0.6MPa 质量 无油无尘 交界点 管道 8.8热水（VCM合成热水工序） 温度 70-80℃

9设备一览表

序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 设备位号 设备名称及规格 材质 数量（台） 备注 20K3001 氯乙烯压缩机 CS/SS 5 20P3001A/B 副产盐酸泵 CS/F46 2 20P3002A/B 水洗塔进酸泵 CS/F46 2 20P3003A/B 碱循环泵 316SS 2 20P3004 废碱泵 304SS 1 20P3005A/B 稀酸循环泵 CS/F46 2 20P3006A/B 浓酸循环泵 CS/F46 2 20P3007A/B 稀酸输送泵 CS/F46 2 20C3001 水洗塔 PVC/FRP 1 20C3002 碱洗塔 Q345R,16Mn Ⅱ 1 20E3001 反应器冷却器 Q345R/Q345R 10 1 20E3002A/B 浓酸冷却器 Q235B/石墨 2 20E3003 水洗塔进酸冷却器 Q235B/石墨 1 20E3004 水洗塔进水冷却器 Q345R/Q345R 10 1 20E3005 机前冷却器 Q345R/Q345R 10 1 20E3006 机后冷却器 Q345R/Q345R 10 1 20E3012X 二级冷却器 Q235B/石墨 1 20E3011X 一级冷却器 Q235B/石墨 1 20C3003X 盐酸脱吸塔 CS/浸渍石墨 1 20E2010X 稀酸冷却器 Q235B/石墨 1 20E3009X 再沸器 Q235B/浸渍石墨 1 20E3008X 全石墨换热器 CS/浸渍石墨 1 20E2007 稀酸冷却器 Q235B/石墨 1 20F3001 机前分离器 Q345R 1 25 26 27 28 29 30 31 32 20F3002 20F3003 20F3004 20T3002A/B 20T3003 30T3004 20T3005 20T3008A/B 脱吸HCL除雾器 浓酸过滤器 稀酸过滤器 除汞器 副产盐酸槽 稀盐酸槽 稀盐酸循环槽 碱循环槽 Q345R/HRL Q345R/ETFE Q345R/ETFE Q345R PVC/FRP PVC/FRP PVC/FRP Q235-B/N6 1 1 1 2 1 1 1 2

10不正常现象及操作

序号 1 不正常现象 原因 处理方法 适当调整加水量； 及时洗塔、洗槽、更换 碱液与合成系统联系； 2 除汞器有阻力。 除汞器温度上 除汞器吸附汞饱和，合成气 更换新活性炭或切换除汞器，升 中乙炔多，与碳层发降低合成气中乙块含量； 生反 应； 3 4 开出额前排氮充分与盐酸装置 水洗塔水量过大； 净化系统阻力 碱洗塔碳酸钠结晶堵塞； 上升 氯化氢过量太大； 开车前排氮不充分，系统内 联系降低氧含量。 水洗后合成气 HCl过量太大,水洗水量大加强配比,调整HCl配比量. 中含HCl 小. 增加水压,加大水洗水量. 碱洗后合成气 水洗后合成气中含量HCl太 调整配比或水洗水量。 及时更换碱液，保证碱浓度。 中含HCl. 大. 碱浓度低或碱失效。 压缩机人口压合成降流量，相对抽量大。气与合成联系并减少抽量。 力下降或负压 柜、分离器、管道积水或 液检查管路并放水。 5 6 封 压缩机出口压油冷却系统冷却效果下降 力降低。 更换油或者停车检修 7 压缩机声音不 安装不当，管路撞击，销钉松调整安装； 停车修理；停车检正常 动或脱落。 修 8 压缩机的温度 冷却水量少或断水， 机内 调整水量或停车处理，补 升髙 润滑油量不足 循环阀未关紧或泄漏。 加润滑油，关进阀门或停车 检修

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kx5p.html