用乙烯和氯化氢生产氯乙烯工艺研究.pdf

艺化
石油化工设计
Petrochemical Design
2011,28(1)32~34
用乙烯和氯化氢生产氯乙烯工艺研究
王キ俭
(山东齐鲁石化エ程有限公司,山东淄博255400)
摘要:文章就无氟碱菽置的情况下以乙烯和氟化氢为原料生产氟乙烯,从反应机理、流程设置论证了
技术方案的可行性,从原料、公用工程消耗、投资、综合生产成本等方画分析了该エ艺的经济性。经论证
分析,认为以乙媂和氯化氯为原料生产氯乙烯的エ艺是可行的、原料成本低、公用エ程消耗少、工程投资
抵、效益更好,不用配套建设烧碱装置。
关键词: EDC VCM氯气法氣化氢法
乙烯生产氯乙烯采用两步法乙烯氧氯化法,当,因此,用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装
即从乙烯到氯乙烯需经过二氯乙烷(EDC)和氯乙置,可省掉直接氯化单元而分别设置新鲜氯化氢
烯(VCM)两个步骤。乙烯氧氯化法又分为平衡氧氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元,而其它单
氯化法和不平衡氧氯化法。平衡氧氯化法的原料元工艺可保持基本不変。为便于循环氯化氢的精
为乙烯、氯气、氧气,产品只有氯乙烯;不平衡氧氯制,循环氯化氢氧氯化可单独设置一条线。其氯
化法的产品除氯乙烯外还可有二氯乙烷、氯化氢气法与氯化氢法工艺流程见图1和图2。
等。本文就无氯碱装置的情况下以乙烯和氯化氢
乙烯
为原料生产氯乙烯进行论述其方案的可行性。
氧て直接氯化 DG.EDC精制精E?DC装解
循环EDC
乙烯
粗vCM
1技术方案的论证
化ヌ?氧氯化し度气
精EDC
高、低沸物
1.1反应机理
氯化制产品回收
VCM产品
平衡氧氯化法生产氯乙烯包括直接氯化、氧
VCM产品
氯化、EDC精馏、EDC裂解、VCM精馏、副产品回
收、罐区七个单元。主要化学反应过程如下
图1氯气法VCM总工艺流程示意
(1)直接氯化:C2H4+CT2→C2H4CL2+218
氯化气
乙烯1号氧「粗
EDC裂解
kJ/mol;反应压力:0.34MPa;反应温度:115℃。
氮化
精制
循环
(2)氧氯化:C2H4A+2HCl+1/202C2
H4CI2+H20+263.8kJ/ml;反应压力:0.4
1号氧EDc2号FDC
氧化
精制
vCM精制
MPa;反应温度;210~230℃。
废气
陵物副产盐酸
3)二氯乙烷裂解:C2H4C2→C2H3CI+
爕烧
VCM
HCl-79.6kJ/mol;反应压力:1.9~2.4MPa;反
氯化氢
成品
应温度:400~490℃。
图2氯化氢法VCM总工艺流程示意
2工艺流程
直接氯化过程与氧氯化过程均生成二氯乙
收稿日期:2010-03-15。
烷,且都为放热反应,只是氧氯化反应有水生成
作者简介:王丰俭,男,1982年毕业于石油大学基本有
机化工专业,高级工程师,从事石油化工エ艺设计工
而直接氯化生成的二氯乙烷为无水EDC。平衡氧
作,研究方向为反应、分离工程。联系电话:0533
氯化法的直接氯化与氧氯化的生产能量大体相
7534411;E-mail:wangfjqpec@126.com
第28卷
王キ俭.用乙烯和氟化氢生产乙烯工艺研究
各单元生产线数的设置取决于装置原料来源应产生的裂解产物进入汽化器与原料EDC换热
的可靠性和装置的生产特性。用乙烯和氯化氢为冷却,再进入急冷塔。裂解气在急冷塔被进一步
原料生产氯乙烯的装置,可分别设置新鲜氯化氢冷却,热量由循环液带出。急冷塔塔顶气相再与
氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元,各一条线原料EDC换热,经空冷、水冷和自HCl塔的HCl
生产;在原料供应稳定可靠,装置长周期连续生产三级冷却后,进入HCl塔。急冷塔塔底液相产品
的情况下,EDC精制单元也可设置一条线;若原料经过滤、两级闪蒸除炭后,送往VCM精制单元。
供应不稳定,可考虑设置两条线生产,届时可降负
(5)VCM精制单元(500号)。本单元主要由
荷生产开一条线或开两条线;考虑到裂解炉的烧3个塔组成:HCI塔、VCM塔、VCM汽提塔由EDC
焦和生产的灵活性,EDC裂解单元建议设置两台裂解来的物料首先在H塔中分离出高纯度的氯
裂解炉和急冷塔;VCM精制单元按一条线设置。
化氢,经冷量回收后氯化氢送往氧氯化工序,HCl
1.3氯气法工艺流程
塔塔底物料送入VCM塔。在VCM塔内,氯乙烯
(1)新鲜氯化氢氧氯化单元(100号)。从外与未裂解的二氯乙烷得到分离,塔底液体为回收
界来的高纯氯化氢按一定配比与氧气、乙烯混合EDC。回收EDC中再加入氯气进一-步氯化脱除苯
后进人1号氧氯化反应器,在反应条件和催化剂和氯丁二烯后,送冋EDC精制单元;塔顶产出较
作用下反应物进行氧氯化反应生成二氯乙烷和纯的VCM,送往VCM汽提塔中脱除残余的HCI即
水。反应热由撤热盘管中的循环热水带出,同时产出产品氯乙烯单体。
副产蒸汽。反应产物随后进行急冷和洗涤,洗涤
(6)废物焚烧单元(600号)。在本单元中,从
水中加入一定量的碱液,以中和可能存在的残余各单元排出的工艺废气、高低沸物在本工序焚烧。
的氯化氢。然后反应物经二级冷凝,从中分离出焚烧后形成的气体首先进行余热回收然后急冷。
反应产物二氯乙烷。未凝气经压缩后,少量排放急冷气在洗涤塔用水吸收得到盐酸,洗涤塔未吸
去副产品回收单元以平衡原料带入的惰性气体,收的尾气用碱、水无害处理后排至大气。从氧氯
其余部分循环到反应器。二氯乙烷经分离、吹脱、化工序和二氯乙烷精馏排出的废水送出界区外进
碱洗后送往EDC精制单元。
行生化处理。
(2)循环氯化氢氧氯化单元(200号)。从氯
7)罐区(700号)。本单元用于储存和缓存
乙烯精馏来的氯化氢首先进行加氢,将所含炔烃中间产品、最终产品、副产品,设有EDC罐、湿
变为烯烃,然后按一定配比和氧气、乙烯混合后进EDC罐、VCM产品罐、不合格VCM罐、盐酸罐、轻
入2号氧氯化反应器。其余步骤同100号氧氯化组分罐、重组分罐等。
单元,见上叙述。
(3)EDC精制单元(300号)。从氧氯化工序2方案经济性研究
来的湿二氯乙烷在低沸塔中脱除低沸物和水后,2.1原料
进入高沸塔;来自VCM精馏的回收二氯乙烷也进
与氯气法相比,氯化氢法消耗乙烯与氯气法
入高沸塔中精制,再经汽提塔汽提后得到裂解用相当,节省氯气116.46ktレa,消耗氯化氢130kt/
二氯乙烷。高沸塔的塔底产物经真空塔回收二氯a,多消耗氧气30.7ktレa。很明显,130ktレa氯化
乙烷后得到的高沸物,高沸物和由低沸塔得到的氢加30.7ktレa氧气要比116.46ktレa氯气成本要
低沸物分别送往储罐。
低得多,因此,氯化氢法的原料消耗要比氯气法有
(4)EDC裂解单元(400号)。精二氯乙烷用优势,且氯化氢多为其它装置副产物。
泵送入裂解炉对流段预热,然后进入EDC汽化器2.2公用工程消耗
与裂解产物换热汽化,二氯乙烷返回裂解炉,在炉
两工艺的大部分公用工程消耗差不多,只有
管内进一步过热。管内EDC加热至一定温度后脱盐水和蒸汽相差较大,这是由于