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1、,项目二 电石乙炔法生产氯乙烯,乙炔生产,乙炔净化,氯化氢生产,粗氯乙烯合成,粗氯乙烯净化与压缩,氯乙烯精馏,任务一 乙炔的生产,任务二 乙炔清净,任务三 氯化氢的生产,任务四 粗氯乙烯的合成,任务五 粗氯乙烯净化与压缩系统,任务六 氯乙烯精馏,任务一 乙炔的生产,1.湿式乙炔发生工艺,正水封：单向止逆阀。逆水封：发生器内低压时保持正压。安全水封：发生器内压力过高时，乙炔气排至安全水封泄压。,2 电石水解反应原理,2.1 电石,（1）工业电石的组成,CaC2 7583CaO 714%C 0.43%SiO2、Fe-Si、SiC 0.63%Fe2O3 0.23%CaS 0.22%MgO、Ca3N2
2、、Ca3P2、Ca3As2 少量,（2）原料电石应符合的标准,注：圆括号中的粒度范围可由供需双方协商确定,表2-1：电石国家标准（部分）,（3）电石的发气量与电石成分的关系,电石发气量：101.325kPa，20下1kg电石与水作用，所得干乙炔体积L。,表2-2 电石含量与发气量的关系,(4)电石查定,对聚氯乙烯生产的每个环节（电石制乙炔、氯乙烯单体及产品)的树脂流失进行全面调查测定，找出流失环节，便于拟定相应技术与管理措施，减少流失，把电石定额降低到较低的水平。,有利于提高聚乙烯生产的经济效益。,2.2 乙炔,C2H2，常温常压无色，比空气略轻，能溶于水和有机溶剂，工业生产中的乙炔因含有硫、
3、磷等杂质而带有刺激性的气味。,2.3 电石水解反应原理,杂质气体：磷化氢、硫化氢、氨、水蒸汽、乙烯基乙炔、乙硫醚,2.4 影响乙炔发生的因素,（1）电石粒度的影响 过大：水解反应缓慢 过小：速率快，放热大，急剧升温而爆炸,（2）温度对电石水解反应的影响,乙炔总损失减少，电石渣浆含固量上升；反应温度过高将导致排渣困难。,粗乙炔气中的水蒸汽含量小，冷却负荷小,从安全生产等方面考虑，以8090范围为好。,表2-3 反应温度对发生反应的影响,（3）发生器压力的影响,P0.15Mpa(表压)，T550：爆炸性分解,低压：乙炔在电石渣中的溶解损失；设备泄漏。,工业：P0.15Mpa(表压)，一般保证压缩机
4、进口一定正压。P实际：发生系统、冷却塔结构、气柜压力及乙炔流量,（4）发生器液面的影响,过高：乙炔夹带渣浆和泡沫，水易浸入加料器及贮斗。,过低：乙炔气大量逸入加料器及贮斗。,生产：液面计中部。注意电石渣溢流管安装、排渣时间数量,(5)发生器结构的影响,2.5 电石渣,(1)成分及数量（副产物）成分：氢氧化钙Ca（OH）2，具有强碱性；硫化物【H2S（乙炔气数十至百ppm、渣浆400800mg/L）；PH3（乙炔气含数百ppm、渣浆数十ppm）】还含有氨、砷化物、及氰化物等 1吨PVC，产生含固量515%的电石渣浆915吨（含固50%干渣35吨），成为该工业最大三废。(2)电石渣状态与含水量的关
5、系 液体 含水量80100，含固量020 稠状 含水量5680，含固量2044 糊状 含水量3656，含固量4464 固体块状 含水量036，含固量64100(3)应用 措施：沉降和脱水等方法利用氢氧化钙；实例：制作砖块；敷设地坪道路；工业或农业中和剂；生产水泥等。(4)水：有害成分，经处理后用作发生器反应用水。,3 电石水解反应主要设备,3.1乙炔发生器,图2-2 乙炔发生器示意图,多层搅拌,档板作用：延长电石在发生器水相中的停留时间，确保大颗粒的电石得到充分的水解。耙齿作：输送电石和移去电石表面上水解生成的Ca（OH）2。以促使电石表面裸露，能够直接与水接触反应。,3.2 喷淋预冷器、冷却
6、塔和气柜,喷淋预冷器：设置于发生器顶部 减少乙炔气夹带的电石渣浆；降温预冷、分担冷却塔负荷。预冷器所用水自顶部喷入，由底部流入发生器作为反应用水。冷却塔：一般采用喷淋塔或填料塔。直接喷入冷却水吸收并降低粗乙炔气温度，气体中大部分水蒸汽冷凝；乙炔经冷却降温利于清净塔次氯酸钠溶液对磷、硫杂质的吸收。气柜：发生器与清净两系统的缓冲。特别是在加料系统出现故障时，能在短时间内保证清净系统和后续氯乙烯合成系统的连续操作。,3.3 乙炔水环泵,输送特点：1.叶轮与泵壳间隙大，不易碰撞产生火花。2.工作液为水，抑制乙炔的爆炸性质。3.抽气能力(最高真空度达85)，输送压力(0.1MPa表压)，排气量(1206
7、30Lmin)，4.能量转换效率不高。,图2-3 水环泵工作原理图,水环泵工作原理：叶轮转动时，各叶片小室体积逐渐改变而吸气排气。,注意：1.乙炔在高温时易爆炸，故泵内水温要求不超过4050，在水环泵旁附有冷却装置的水分离器，使水能冷却后闭路循环使用。2.乙炔气中夹带有少量电石渣浆，叶轮结垢，影响送气能力，故有些厂家给水环泵加少量废次钠，可以防止叶轮结垢。,安全、适合。,4 乙炔发生系统的生产操作,4.1乙炔发生系统的工艺控制指标 原料电石品位 280 Lkg 电石粒度 5080mm 氮气纯度 99.0%加料排氮压力 4060mmH2O 发生反应温度 855 发生器液面 液面计中部 发生器压力
8、 6kpa 除尘排水温度 80-92,4.2 乙炔发生系统开车前的准备工作,检查第一贮斗内是否有电石。检查发生器的液面和溢流管是否畅通，按工艺流程顺序检查各阀的开闭情况是否正确，搅拌运转是否正常。检查安全水封，正、逆水封的液面和溢流管是否符合要求，气柜水槽的水位是否在规定高度内。检查回收水泵地脚螺栓是否松动，油面是否在规定范围内，手盘车灵活无杂音后，启动回收水泵待压力上升至0.4MPa时停泵（待发生器开车时再开泵）。凡清洗发生器后开车，一定要经排氮合格（分析发生器内含氧3%）放尽乙炔总管中的存水,用水冲洗溢流管夹套。,4.3 正常开停车操作程序,（1）向第一贮斗加料 严格按第一、第二贮斗顺序排
9、氮置换，然后将吊斗内的电石加入。检查第一贮斗内的电石是否全部放光。关闭下部加料(气泵)阀门，打开第一贮斗放空阀和氮入口阀，使贮斗内压力在60mmHg左右，以排除贮斗内的乙炔气。用电动葫芦将装有电石的吊斗从底层吊至发生器顶部，经（电子)磅秤计量后，放至加料漏斗口上。第一贮斗排气12min后关闭氮进口阀，打开上部加料阀，使吊斗内的电石进入第一贮斗内。吊斗电石放完(无响声)后，再活动一下吊斗活门，关闭上部加料阀，开动电动葫芦将空吊斗送至原处。关闭放空阀及氮气进口阀。（2）向第二贮斗加料 当第一贮斗电石加好，即打开下部加料(气泵)阀门，使第一贮斗内电石加入第二贮斗。如气泵阀门打开，电石不下，可用木榔头
10、或仓壁振动器敲击第一贮斗。,（3）开车操作程序：盘动发生器减速机对轮,使搅拌轴旋转12周。启动发生器搅拌系统。开动电磁电振机给发生器内加料,开始升温。根据发生器的温度,自动调节加入发生器的废水量,在开车时一律用回收水,禁止用工业水。根据合成流量及乙炔气柜的高度调节电磁电振器的电流,均匀地向发生器加料,保持发生器的液面。岗位设备每小时巡回检查一次,岗位记录,每30分钟记录一次。操作中应特别注意溢流情况,液面的保持情况,胶圈是否出现高温或裂缝，发生器的压力等。,4.3 正常开停车操作程序,（4）停车操作程序（停一台清理或修理）当气柜上升到上限高度时，停止向发生器内加料。发生器继续开回收水和工业水阀
11、，使其反应完毕并把温度降下来。用水冲洗溢流管夹套12分钟。发生器搅拌连续运转不停。半小时后从发生器底部排渣一次。封正水封1.6m以上关逆水封平衡阀，封逆水封1.2m。打开发生器上的排空阀和氮气入口阀进行排氮处理,从排空管取样分析含乙炔小于1%后停止通氮气。排干发生器内液体,加水冲洗降温,反复几次,停止搅拌。打开人孔,自然通风,用空气置换,并取下搅拌保险,挂上警示牌。从入口进入,用水从上到下逐层清洗干净,清发生器锥底时要打开锥底人孔或排渣考克。,4.3 正常开停车操作程序,4.4 紧急停车处理,（1）发生器紧急停车遇到加料岗位火警时紧急停车。加料工立即向第一贮斗通氮气灭火。发生工立即停止电磁电振
12、器加料机加料,同时向厂调度和厂领导报告,。迅速加大向发生器内的通水量,维持发生器正常液位（1/22/3视镜）停止发生器排渣。迅速提高逆水封的液面至满罐。发生器内渣浆,由溢流管排出,以降低发生器温度,发生器一定要保持足够的液面高度,防止溢流管跑气。视火警情况，听从厂调度或班长,工长安排处理。（2）遇到发生器后半部,系统或合成发生火警时的停车处理发生器立即停止加料,并保持正压。加大发生器的加水量,降低发生器内温度和渣浆浓度，特别注意气柜高度。听从班长和技术人员的指挥。,（3）突然停电处理（当班班长与调度室联系了解停电原因和停电时间长短）短时间停电：不转换发生器，立即停止加料，维持发生器正压，将逆水
13、封加至满罐，并通知电工将发生器搅拌电源保险取下，适当从发生器排渣箱，溢流夹套补充工业水到发生器，以防渣浆沉降，禁止发生器排渣或负压，听从调度员和分厂有关人员统一调度。长时间停电（超过1小时）则应按如下方法处理：立即停止向发生器加料，间歇从排渣口排出渣浆，直到发生器排渣口排出清液，温度降低即可停止排渣。保持发生器正压，立即将正、逆水封用水封到满罐，同时通知电工将发生器搅拌电源保险取下，并将废水泵进出口阀门关好。从发生器顶部，排渣箱，溢流夹套分别加水，保持溢流畅通和发生器液面经常在视镜范围内。排渣过程严禁发生器负压，必要时，可以用氮气维持发生器正压。上述工作完成后，将各处工业水阀关小，保持发生器溢
14、流。听从调度员和工厂有关人员统一安排。送电后开车，即按正常开车程序进行。,4.4紧急停车处理,（4）突然停水处理立即停止向发生器加料，并通知加料岗位，停止向贮斗加料。通知班长和调度员，并通知合成紧急停车。利用废水罐中的废水将发生器内反应未完的电石用完，当废水泵不上水后，停止废水泵，并将进出口阀关好。必要时，可以将清净塔和次氯酸钠贮槽内合格的次氯酸钠抽至废水罐，并用废水泵抽至发生器，控制发生器温度，严禁将次氯酸钠高位槽抽空。根据停车时间长短，维持发生器正压，间断排渣一至二次。恢复送水后，即按正常开车程序开车。,4.4 紧急停车处理,4.5 正常停车检修的处理,将散装电石、吊斗、发生贮斗内的电石全
15、部用完,发生器压力降至3000Pa以下,气柜降到100m3以下停用发生器(不停搅拌和水)。向发生器和气柜通氮气,当气柜升到500m3时,关闭发生器去气柜的气体总阀。将发生器逆水封封满,氮气往清净系统至冷凝器底部和缓冲罐排污口排空。正、逆水封和安全水封放水,并用水冲洗后排氮。当发生器排氮合格后,进行排渣放水,关闭工业水阀。系统排氮合格后停止排氮,停发生器搅拌,打开人孔让空气对流,取样分析含氧20%,含乙炔小于0.5%为合格。打开气柜排空阀使钟罩落地,压力为零。打开气柜氮气进口阀,关闭排空阀,使气柜上升100m3高度。再打开排空阀使气柜落地,如此反复排氮,直至取样分析合格(含乙炔小于0.5%)。钟
16、罩落地后,打开钟罩上的人孔盖,打开放水槽排水阀放水,待液面降至水槽人孔以下,拆开人孔将水放尽。拆开钟罩侧人孔盖自然通风。钟罩内取样分析合格(含氧20%,含乙炔0.5%方可入内清渣和动火。,4.6 操作要点,一旦发生器产生负压,应立即向发生器通氮气或加电石以保持正压,同时查找产生负压的原因并加以消除。排渣时应检查逆水封液面高度是否在规定范围,防止考克关不严产生负压。经常用水冲洗溢流管,特别是短期和长期停车时应冲洗干净,防止渣浆沉淀。随时注意乙炔总管压力和气柜高度。停车期间应检查发生器水封液面高度和发生器压力。凡工序内需停车动火时,停车前必须将发生器贮斗,给料槽内的电石全部用完,绝不允许存有电石。
17、如停车8小时以上,应将发生器内渣浆排尽方可停发生器的搅拌。电石贮斗在加料、放料过程中,发生器严禁排渣,以防抽入空气发生爆炸。发生器停车前应将第二贮斗内的电石加完后方可停车,凡备用发生器的第二贮斗内一律不许存料。发生器加料口或胶圈炸开着火时,如需停车必须由当班班长,工序主任或厂技术人员许可并通知合成方可停车(一般由当班班长决定并通知转化停车)。,4.7发生器操作异常情况及处理方法,表2-4 发生器加料操作不正常情况及处理方法,4.8 乙炔气柜的开、停车排气操作,乙炔气柜的停车 乙炔气柜（氮气置换空气，氮气置换乙炔气）停车时为减少损失，气柜高度尽量控制在10以下调节水封加水封住气柜。打开气柜顶部放
18、空阀门，将气柜钟罩放平，然后关闭放空阀。打开气柜氮气进口阀门，使气柜升高到1015时停止充氮气，然后再打开放空阀，将气柜钟罩放平，关放空阀。如此重复几次，直到分析氮气中乙炔含量0.5%，（需动火则0.2%），或含氧量3%.如需进行气柜放水清理，必须先用氮气置换乙炔气，分析取样合格后，才能打开顶部人孔（以防钟罩抽瘪）及下部人孔（以使空气对流扩散）。取样分析氧含量合格后，方可进行清理工作。,（2）乙炔气柜的开车气柜试压试漏合格后，系统氮气含量3%，先将气柜放平，保持正压。然后，发生器加料开车，使粗乙炔气进入气柜。当气柜上升10时，停电磁振动加料器，打开顶部放空阀放空，使气柜降至5高度，然后再关放空
19、阀，让气柜顶起。对气柜进行乙炔气置换后，方可投入使用。,4.8 乙炔气柜的开、停车排气操作,4.9 水环泵的开车、停车和换泵操作,水环泵主要起提升乙炔压力的作用。开车:打开水环泵底部放水阀放水，打开气相循环阀，盘动转轴。打开气相进口阀，在水环泵内加入规定量的水，然后启动水环泵。水环泵一旦启动，就应立即开气相出口阀，开循环水小阀，关气相循环阀，关底部放水阀。按需要调节乙炔出口压力。停车：开大气相循环阀。停止水环泵运转，关闲气相出口阀及循环阀。关气相进口阀，关循环水小阀。换泵：当运转的水环泵器检修而系统不停车时，应进行换泵操作，换泵操作时应避兔或减小乙炔压力的波动。按开车步骤将水环泵启动（除循环阀
20、外一切按正常操作）。逐渐关小刚开启的水环泵气相循环阀，同时逐渐开大应停泵之循环阀。当应停之泵循环阀开大时，按停泵法停止该水环泵运转。,5 乙炔发生工序的生产安全与防护,5.1乙炔发生器操作应注意的问题操作人员要穿戴好劳动护具，不准穿钉子鞋进入岗位，在进行排渣时，要穿好雨鞋、雨衣和雨裤。本岗位是易燃易爆甲级防爆岗位，室内外严禁烟火，电火花及碰撞发生火花等，不准用铁器敲打设备，空气含乙炔量不许大于0.5%。与乙炔直接接触的仪表要有隔离装置，本岗位与乙炔气直接接触的阀门不得使用铜芯阀门。电石加料贮斗电石粒度的控制发生器温度：乙炔的发生速度及爆炸。发生器压力：爆炸发生器液面：液面计中部为好。正水封、逆
21、水封和安全水封 保证安全，防止堵塞和造成假液面。,5.2 乙炔发生工序危险物品与防护,（1）电石危害：遇水剧烈反应放出乙炔，与空气混合，遇静电或磷化氢自燃，发生猛烈燃烧爆炸。电石作业人员的生产防护：佩带防尘口罩 拖离现场至通风处，必要时进行人工呼吸。佩带安全面罩，进入眼睛不能睁眼，怕见光，干涩流泪，发红疼痛 提起眼睑，用清水或生理盐水清洗至少15min。穿工作服，带防护手套。损害皮肤，引起皮肤痛痒、炎症、溃疡等 脱去污染衣着，用肥皂水及清水彻底冲洗。电石储运应请注意的安全问题：库房单层通风干燥防雨；电石库房邻近建筑物应相隔一定的距离；电石桶放置高位，开桶使用不产生火花的工具；库房照明应采用防爆
22、灯具。电机采用防爆电机。装卸搬运时注意轻装轻卸，防止碰撞引，雨天搬运须可靠遮雨。,(2)乙炔物性：常温常压下无色，工业生产的乙炔气因含有磷、硫等杂质，有特殊的刺激性臭味。沸点83.6，凝固点85。化性：高温、加压下易爆；极易与反应生成ClC CCl，与铜、银、汞生成CuCCCu、AgCCAg、HgCCHg等引起爆炸。爆炸影响因素：乙炔纯度（H2O、N2、CO2）、P、T;预防：禁止各类明火、火花和吸烟，杜绝可以打出火花的金属敲击。消防：切断供料；可通入氮气、干粉灭火器或CO2灭火。毒性：微毒，轻微麻醉。Cmax=500mg/m3，大量吸入后，应及时呼吸新鲜空气、人工呼吸或输氧治疗。,5.2 乙炔发生工序危险物品与防护,
