氯碱生产工艺课件

目录2.电石工艺3.烧碱工艺4.VCM工艺5.PVC工艺1.前言1.前言目录2.电石工艺3.烧碱工艺4.VCM工艺5.P1前言Ⅰ、氯碱工业

氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国生产200多种耗氯产品，主要品种70多个。

氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料的生产供应行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。前言Ⅰ、氯碱工业2前言Ⅱ、中国氯碱产能，世界第一。前言Ⅱ、中国氯碱产能，世界第一。3前言工业盐电解氯气烧碱氢气HClC2H2转化C2H3Cl聚合PVC电石法或乙烯法电石或乙烯Ⅲ、主要生产过程前言工业盐电解氯气烧碱氢气HClC2H2转化C2H3Cl4前言Ⅳ、主要产品1.碳化钙（俗名电石）化学式：CaC2，相对分子量：64.1。纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体，不溶于任何溶媒中。在18℃时相对密度为2.22，化学纯的碳化钙只能在实验室中，用加热的金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得。我们通常所说的电石是指工业碳化钙而言。它是由生石灰和碳素原料制得。电石中除了含大部分碳化钙外，还含有少部分杂质，这些杂质都是从原料中的杂质转移过来的。电石的外观为各种颜色的块状体，其颜色随碳化钙的含量不同而不同，有灰色的、棕黄色的或黑色的，含碳化钙较高时则呈紫色。若电石的新断面暴露在潮湿的空气中，则因吸收了空气中的水分而使断面失去光泽变成灰白色。电石的相对密度决定于CaC2含量。且随着碳化钙的含量减少，则相对密度增加。电石的熔点也随碳化钙的含量改变而改变，纯碳化钙的熔点为2300℃，工业碳化钙的含量一般为80％左右，其熔点常在2000℃左右。工业碳化钙有两个最低熔点，第一个是相当于含碳化钙69％与含氧化钙31％的混合物，第二点是相当于含碳化钙35.6％与氧化钙64.4％的混合物。前言Ⅳ、主要产品5前言1.碳化钙（俗名电石）电石能导电，其导电性与电石纯度有关，碳化钙含量越高，导电性能越好；反之越差。当CaC2含量下降到70－65%之间时，其导电性能达到最低值，通常比电阻约120000Ω/cm3。CaC2含量为94%时，通常比电阻为450Ω/cm3。电石的导电性也与温度有关，温度越高，导电性则越好。在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200℃以上时，有相当量的乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。粉状电石与氮气在加热条件下反应生成氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学物质。前言1.碳化钙（俗名电石）6前言2.氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）化学式：NaOH，相对分子量：40。纯的无水氢氧化钠为白色不透明的固体，质脆易溶于水并放出大量的热，在空气中易潮解，且吸收CO2生成碳酸氢钠和碳酸钠。熔点：318.4℃,沸点：1390℃。相对密度（水=1）为2.12。氢氧化钠的水溶液为水白色或浅色不透明溶液，呈强碱性，有强烈的腐蚀性，它以灼伤的方式作用于人体组织，可溶解蛋白，形成碱性变性蛋白。对眼睛、皮肤有很强的腐蚀性作用。浓度越高、温度越高，腐蚀作用越强。化学性质：氢氧化钠是强碱，与酸发生剧烈反应，在潮湿空气中与锌、铝、锡、和铅金属生成可燃气体H2。与湿气或水接触吸湿放出热量。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在染料、塑料、药剂及有机中间体生产中，旧橡胶的再生中，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，要使用大量的烧碱。前言2.氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）7前言3.氯气分子式：Cl2，分子量：71。黄绿色带有刺激性气味的气体，属有毒气体。相对密度（空气=1）2.48，相对密度（水=1）1.47，沸点-34.5℃，熔点-101℃，饱和蒸气压506.62kPa（10.3℃）；临界温度144℃，临界压力7.71MPa。本品略溶于水，易溶于碱液，遇水时有腐蚀性。氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。氯气在生产区允许浓度1mg/m3。前言3.氯气8前言3.氯气化学性质：化学性质非常活跃,除惰性气体外,几乎可以与各种元素直接化合。氯也能和许多化合物起反应，在自然界以游离状态存在的氯是极少的，大多数以无机化合物形式存在。（1）氯气与水反应在常温下，氯气微溶于水，生成少量的盐酸和次氯酸。Cl2+H2OHClO+HCl（2）氯气与各种金属反应生成氯化物2Fe+3Cl2

点燃2FeCl3(棕色的烟)在有水存在时，金属氯化物会水解生成盐酸，加速管道腐蚀，所以氯气在干燥之前不能使用铁质材料。（3）氯气与氢气反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体（4）氯气与碱溶液反应Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O前言3.氯气9前言3.氯气用途：主要下游产品氯PVC建材氯苯系列农药医药制冷剂化妆品肥皂洗涤剂农药次氯酸钠氯化苄漂粉精氯乙酸光气ECH氯化橡胶氯化高聚物洗涤剂消毒剂医药化妆品草甘磷汽车零件油墨建材家具橡胶弹性体涂料TDIMDI聚氨酯甘氨酸CMC食品环氧树脂合成甘油防冻液电缆护套医药涂料香料电子电气元件氯甲烷有机硅电线电缆薄膜建材三氯氢硅多晶硅光伏能源甲烷氯化物氯代系列PCL3PO聚醚涂料粘结剂前言3.氯气用途：主要下游产品氯PVC建材氯10前言4.氢气分子式：H2，分子量：2。无色无臭气体。工业用本品纯度：工业≥98.0%，高纯≥99.999%。熔点：-259.2℃，沸点：-252.8℃，饱和蒸气压：13.3kPa（-257.9℃）。化学性质：氢气是可燃性气体，与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合物，其与空气混合爆炸极限为4.1%～74.1%（体积%）；与氯气混合的爆炸极限为5～87.5%（体积%）；氢氧混合物中，氢的爆炸极限为4.5～95%（体积%）。用途：石油精炼、电子、食品、化工生产、航天等行业

前言4.氢气11前言5.乙炔分子式：C2H2，分子量：26。纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢、磷化氢、砷化氢,而带有特殊的臭味。乙炔的沸点：-83.6℃，熔点（118.656kPa）：-80.8℃。乙炔在易燃易爆性能上和氢气很相似，在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（体积%）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。乙炔微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢桶或钢罐中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。化学性质：由于乙炔分子中的三键结构，乙炔气体具有很活泼的化学性质，它可以和氢气、氯气、氯化氢、水等进行加成反应，还能在适当条件下发生二聚、三聚和四聚作用。此外，乙炔还能进行一系列有机反应。因此，以乙炔为基础可以制取各种塑料、橡胶和纤维的有机原料，如氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯、丙烯腈、氯丁二烯等。

前言5.乙炔12前言6.氯乙烯氯乙烯简称VC，液氯乙烯简称VCM。分子式：C2H3Cl，分子量：62.5。无色、易液化、具有醚样气味气体，熔点：-159.8℃，沸点：-13.4℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。相对密度（水=1）：0.91，相对蒸气密度（空气=1）：2.15。与空气混合爆炸下限：3.6%，爆炸上限：31.0%。本品微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。本品用作塑料原料及用于有机合成，也用作冷冻剂等。本品车间空气中最高容许浓度（MAC）我国为30mg/m3。

前言6.氯乙烯13前言7.聚氯乙烯氯乙烯通过链式聚合反应生成聚氯乙烯(PVC)。

聚氯乙烯是应用最广泛的热塑性高分子材料之一，是我国第一大通用型合成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用。前言7.聚氯乙烯14前言

Ⅴ、宜化氯碱内蒙古化工股份有限公司PVC新工程于2010年4月投产，目前拥有年产29万吨烧碱的离子膜烧碱装置和年产36万吨PVC的电石法PVC生产装置。目前宜化集团生产PVC的子公司还有股份公司（2003年投产，年产烧碱10万吨、PVC12万吨）、楚星公司（2007年投产，年产烧碱6万吨、PVC10万吨）、青海宜化(2011年4月投产，年产烧碱30万吨、PVC30万吨)。并且，新疆宜化总规划年产120万吨PVC，2012年将投产一期30万吨PVC。前言Ⅴ、宜化氯碱15前言

Ⅵ、内蒙宜化物料流程简图石灰石粗乙炔气生石灰炭材高压电弧精乙炔气精煤气粗煤气焦炭精盐水氢气氯气直流电工业盐电石32碱气烧窑脱水、合成、净化造气炉化盐、精制Ⅰ、Ⅱ效蒸发Ⅲ效蒸发粗VC气液氯氯化氢洗涤干燥发生器冷凝精馏甲酸钠料液VCM浆料聚合电石炉尾气PVC脱硫脱碳合成反应器炭粉甲酸钠离心干燥甲酸钠尾气兰炭碳球碳成型整流变交流电电解槽

变换CO2H2洗涤冷却48碱片碱提氢高纯酸清净二合一炉工业酸降膜吸收器粗VC气干燥废次钠破碎液氯冰机次钠汽提回收电石炉前言Ⅵ、内蒙宜化物料流程简图石灰石粗乙炔气生石灰炭材16电石工艺——炭材干燥岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥机，与沸腾炉来的热风换热，除去焦材中的水份，再通过筛分入仓供后工段使用。工艺流程：干燥机布袋除尘器沸腾炉日料仓筛分原料仓旋风除尘器炭材放空筛分、破碎皮带皮带皮带电石工艺——炭材干燥岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥17电石工艺——炭材干燥炭材干燥外景电石工艺——炭材干燥炭材干燥外景18电石工艺——炭材干燥回转窑电石工艺——炭材干燥回转窑19电石工艺简介——炭材干燥回转窑电石工艺简介——炭材干燥回转窑20电石工艺——气烧窑装置原理：气体燃料石灰竖窑的装置原理是把具有一定粒度的石灰石从窑的上部加入，由于重力的作用，物料自上而下移动，煅烧好的石灰由窑底卸出，燃料气及其燃烧所需的空气从窑的中部喷入窑内。竖窑中物料与气体相对流动，物料自上落下，气体自下而上，所以它是一个逆流式的热交换装置。石灰石经加热达812℃便会发生分解，放出CO2，生成石灰。

900－1250

℃CaCO3CaO+CO2↑-42.5kcal电石工艺——气烧窑装置原理：21电石工艺——气烧窑石灰石料场上料斜桥电石工艺——气烧窑石灰石料场上料斜桥22电石工艺——气烧窑气烧窑外景电石工艺——气烧窑气烧窑外景23电石工艺——电石炉反应原理：氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800～2200℃的高温下反应而生成碳化钙，其反应方程式如下：CaO+3C=CaC2+CO－111.3千卡副反应CaC2=Ca+2C－14.5千卡CaCO3=CaO+CO2－42.5千卡CO2+C=2CO－39.2千卡H2O+C=CO+H2－39.6千卡Ca(OH)2=CaO+H2O－26千卡Ca2SiO4=2CaO+SiO2－29千卡SiO2+2C=Si+2CO－137千卡Fe2O3+3C=2Fe+3CO－108千卡Al2O3+3C=2Al+3CO－291千卡MgO+C=Mg+CO－116千卡电石工艺——电石炉反应原理：24电石工艺——电石炉工艺流程：炭材日料仓密闭型链式输送机粗气风机增压风机石灰日料仓净气风机一、二级旋风冷却除尘器出锅料仓布袋过滤器配料站环形加料机电石炉电石炉尾气熔融电石电石冷破车间尾气灰渣回收利用尾气尾气尾气尾气气烧窑或甲酸钠脱硫灰渣电石工艺——电石炉工艺流程：炭材日料仓密闭型链式输送机25电石工艺——电石炉出锅电石工艺——电石炉出锅26电石工艺——电石冷破车间电石工艺——电石冷破车间27电石工艺——电石尾气回收装置电石工艺——电石尾气回收装置28电石工艺——电石炉外景电石工艺——电石炉外景29电石工艺——电石炉二楼电石工艺——电石炉二楼30电石工艺——电石炉二楼电石工艺——电石炉二楼31电石工艺——电石炉三楼电石工艺——电石炉三楼32电石工艺——电石炉四楼电石工艺——电石炉四楼33电石工艺——电石炉四楼电石炉电极电石工艺——电石炉四楼电石炉电极34电石工艺——电石炉电极壳电石工艺——电石炉电极壳35电石工艺——电石炉中控室电石工艺——电石炉中控室36烧碱工艺化盐二次盐水精制电解

Ⅰ效蒸发、Ⅱ效蒸发氯处理氢处理液化、充装二合一原盐Cl2H232%烧碱48%烧碱液氯高纯盐酸淡盐水淡盐水脱氯外销外销自用、内转、外销供电解使用Ⅲ效蒸发固碱新系统HCl气体送新转化老系统工业盐酸送老解析汽化器氯气氯气烧碱工艺化盐二次盐水精制电解Ⅰ效蒸发、Ⅱ效蒸发氯37烧碱工艺——化盐工艺1.岗位任务

将原盐通过加入一定量的氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡等精制剂后，采用沉降经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供电解使用。烧碱工艺——化盐工艺1.岗位任务38烧碱工艺——化盐工艺2.工艺原理原盐中除了含有大量的NaCl之外,还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和机械杂质。这些杂质在化盐过程中，也被带进盐水中，用含有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。因而除掉这些杂质，生产合格的精制盐水在氯碱生产中显得尤为重要。用BaCl2除SO42-：

Ba2++SO42-=

BaSO4↓用Na2CO3和NaOH溶液除Ca2+、Mg2+：Ca2++CO32-=CaCO3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓CaCO3、Mg(OH)2为沉淀物，加入TXY（絮凝剂）溶液后可胶溶、携同沉淀，且沉淀速度加快。烧碱工艺——化盐工艺2.工艺原理39烧碱工艺——化盐工艺3.流程方框图淡盐水来电解来除钙A槽预处理器加压溶气罐粗盐水池2#折流槽化盐池配水槽道尔澄清桶1#折流槽除钙B槽缓冲槽PE过滤器BaCl2淡精盐水储槽3#折流槽凯膜去电解二次盐水板框压滤机32%NaOHFeCl3Na2CO3非正常时正常时压缩空气烧碱工艺——化盐工艺3.流程方框图淡盐水来电解来除钙A槽预40烧碱工艺——化盐工艺盐场及皮带道尔澄清桶预处理器烧碱工艺——化盐工艺盐场及皮带道尔澄清桶预处理器41烧碱工艺——化盐工艺4.主要工艺指标溶盐温度（出口）：60～65℃盐水含铵：≦1mg/l（无机铵）≦4mg/l（总铵）精、粗盐水NaCl浓度：300～315g/l精盐水SS：≦10ppm游离氯：0精盐水含Ca2+、Mg2+

：≦10mg/l烧碱工艺——化盐工艺4.主要工艺指标42烧碱工艺——电解工艺1.岗位任务1.1盐水过滤岗位将化盐岗位送来的一次精制盐水通过过滤器的过滤，将一次精制盐水中的固体悬浮物含量降低到1ppm以下，以除去盐水中的大部分固体颗粒，同时调节盐水的pH值和温度，以保证下工序螯合树脂塔的正常运转。1.2螯合树脂塔岗位将pH值为8.5~9.5之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳离子，制取合格的二次精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循环使用，保证二次精制盐水质量合格。1.3电解岗位（200工序）将合格的二次精制盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32%碱液送蒸发岗位。1.4淡盐水脱氯岗位（160工序）将电解产生的含氯淡盐水进行真空和化学脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送往化盐岗位做化盐配水。烧碱工艺——电解工艺1.岗位任务43烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理2.1盐水过滤岗位工艺原理盐水过滤采用碳素烧结管的多孔性进行微孔过滤，经过过滤以后，10μm以上的微小颗粒大部分被除去，Mg2+和Ca2+的含量得到降低；过滤之前须将碳素管上预涂具有支撑、分散作用α-纤维素，形成过滤层，过滤层到一定厚度时进行反洗，过滤结束后通过返洗清洗掉粘附有悬浮物的过滤层保持碳素管的备用。2.2螯合树脂塔岗位工艺原理螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构。以亚胺基乙酸为例，吸附金属离子发生以下反应：R-NCH2-COONaCH2-COONa+M2+R-NCH2-COOCH2-COOM+2Na+烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理R-NCH2-COONaC44烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理2.3电解岗位工艺原理电解槽通直流电，利用电解食盐水原理，从阳极产生氯气和淡盐水，从阴极产生氢气和烧碱。+—离子膜NaOH(32wt%l)NaCl

(190~220g/l)Cl-H2OCl2H2OH-H2ONa+OH-Cl-H2Cl2H2ONaCl(300~315g/l)阴极阳极阳极反应：

2Cl--2eCl2↑阴极反应：

2H2O+2e2OH-+H2↑总反应：

2H2O+NaCl2NaOH+Cl2↑+H2↑烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理+—离子膜NaOH(3245烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理2.3电解岗位工艺原理离子交换膜的主体材料为全氟聚合物，膜体中有活性基团，如SO3-和COO-，同一个带正电荷的对离子Na+形成静电键。由于磺酸基团具有亲水性能，而使膜在溶液中溶胀膜体结构变松，从而造成许多微细弯曲的通道，使其活性基团中对离子Na+可以与水溶液中的同电荷的Na+进行交换。与此同时膜中的活性基团中固定阴离子基团具有排斥Cl-和OH-的能力，从而获得高纯度的氢氧化钠溶液。水化钠离子从阳极室穿过离子膜迁移到阴极室时，水分子也伴随迁移，此外还有部分OH-和Cl-受电荷的吸引和扩散作用迁移，发生负反应。2.4淡盐水脱氯岗位工艺原理从电解槽阳极出来的淡盐水中溶解了饱和氯气。淡盐水在送化盐岗位前须将其中溶解的氯脱除。真空脱氯化学脱氯——加入Na2SO3烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理46烧碱工艺——电解工艺一次盐水槽换热器成品碱槽树脂塔精制盐水槽循环淡盐水槽阴极阳极脱氯塔循环碱槽氢气去氢处理氯气去氯处理脱氯淡盐水去化盐32%烧碱去蒸发一次盐水自化盐纯水高纯盐酸3.流程方框图烧碱工艺——电解工艺一次盐水槽换热器成品碱槽树脂塔精制盐水槽47烧碱工艺——电解工艺碳素管过滤器螯合树脂塔烧碱工艺——电解工艺碳素管过滤器螯合树脂塔48烧碱工艺——电解工艺6万吨电解槽15万吨电解槽两侧烧碱工艺——电解工艺6万吨电解槽15万吨电解槽两侧49烧碱工艺——电解工艺4.主要工艺指标过滤盐水pH 8.5~9.5过滤盐水质量 SS≤1ppm精制盐水质量 Ca2++Mg2+≤20ppb电槽阴极出液NaOH浓度

31.5~32.5%(m/m)电解槽温度 80~90℃电解氯气纯度 Cl2≥97%(V/V) O2/Cl2≤3%(V/V) H2/Cl2≤0.1%(V/V)氢气纯度 H2≥99%(V/V)烧碱工艺——电解工艺4.主要工艺指标50烧碱工艺——氯氢处理工艺1.岗位任务1.1氯处理岗位将电解送来的高温湿氯气经除沫、除水、降温、干燥成合格的干氯气加压输送给后工段使用。1.2氢处理岗位将电解送来的高温湿氢气，经冷却塔冷却，分离除水加压后送至后面的工段。1.3次钠岗位将所有Cl2装置检修、开停车时产生的Cl2处理吸收，突然断电及不正常情况事故Cl2的处理，液化尾气和PVC来的废Cl2的吸收处理。烧碱工艺——氯氢处理工艺1.岗位任务51烧碱工艺——氯氢处理工艺2.工艺原理2.1氯处理岗位工艺原理湿氯气由氯气总管至氯气处理时，温度80℃左右，带有大量饱和水蒸气，含有水份的湿氯气容易生成盐酸和次氯酸，次氯酸可分解成初生态的氧和盐酸，初生态的氧具有强烈的氧化作用，再加上盐酸的作用，使湿氯气具有较强烈的腐蚀性，必须将氯气中的水份除去，一般氯中含水在0.04%以下方能满足要求。氯气经过冷却至12~15℃后，用硫酸来干燥，干燥过程可以理解为传质的单元操作：吸收过程。氯气中的水蒸汽和硫酸在一定条件下接触，而使水蒸汽溶解于硫酸中，而氯气是惰性气体不溶解于硫酸。烧碱工艺——氯氢处理工艺2.工艺原理52烧碱工艺——氯氢处理工艺2.工艺原理2.2氢处理岗位工艺原理从电解出来的氢气为水蒸汽所饱和的湿氢气，带有少量的碱雾，这些对后工段都有较大的影响，必须对其进行冷却、水洗，以达到降低水份和去除碱雾的目的。氢气处理的原理是通过氢气的洗涤，使氢气温度降低，氢气中水蒸汽分压降低，同时达到去除氢气中水份和碱雾的目的。2.3次钠岗位工艺原理利用碱液吸收氯气的特性吸收氯气2OH-+Cl2ClO-+Cl-+H2O烧碱工艺——氯氢处理工艺2.工艺原理53烧碱工艺——氯氢处理工艺3.流程方框图氯处理：T0401氯气洗涤塔E0406Ⅰ钛冷E0402Ⅱ钛冷F0401水雾捕集器T0402A填料塔ⅠT0403泡罩塔C0402透平机F0402酸雾捕集器SP0401氯气分配台C0401钛风机T0402B填料塔Ⅱ

二合一、液化SP0501尾气分配台T0501事故氯吸收塔T0502尾气吸收塔C0501海波风机事故氯气放空电解来氯气正常烧碱工艺——氯氢处理工艺3.流程方框图T0401E040654烧碱工艺——氯氢处理工艺3.流程方框图氢处理：氢气冷却塔氢泵氢水分离器水雾捕集器H2冷却器二合一或放空

电解来氢气，90℃高湿＜102-105kPa烧碱工艺——氯氢处理工艺3.流程方框图氢气冷却塔氢泵氢水分55烧碱工艺——氯氢处理工艺4.主要工艺指标干燥氯气纯度≥97%（VOL）氯中含水≤400ppm出系统氢气纯度99%，含氧小于0.5%（VOL）成品次钠碱含量1～3%烧碱工艺——氯氢处理工艺4.主要工艺指标56烧碱工艺——蒸发工艺1.岗位任务将电解岗位所送来的32%烧碱一部分通过降膜蒸发器加热提浓到48%、经固碱工序制成片碱后外卖；其余部分32%烧碱存放储槽，控制液位，送给相关用户岗位使用。烧碱工艺——蒸发工艺1.岗位任务57烧碱工艺——蒸发工艺2.工艺原理烧碱蒸发是借蒸汽加热的作用来提高碱液的温度，使碱液中所含的溶剂（水）部分汽化，以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。电解产生的32%烧碱通过双效逆流降膜蒸发系统，采用蒸汽加热蒸发，得到48%的烧碱。双效：两次蒸发逆流：蒸汽和物料采用逆流流程降膜：碱液在蒸发器中沿管壁呈膜状蒸发。烧碱工艺——蒸发工艺2.工艺原理58烧碱工艺——蒸发工艺3.流程方框图电解来32%碱Ⅱ效蒸发器Ⅱ效分离器Ⅱ效碱泵Ⅰ效Ⅰ段换热器Ⅰ效Ⅱ段换热器Ⅰ效蒸发器Ⅰ效分离器Ⅰ效碱泵48%成品冷却器48%碱槽表面冷凝器真空泵Ⅱ效阻汽排液槽蒸汽冷凝液槽送化盐生蒸汽Ⅰ效阻汽排液槽冷凝液槽受槽固碱工序烧碱工艺——蒸发工艺3.流程方框图电解来32%碱Ⅱ效蒸发器59烧碱工艺——蒸发工艺II效蒸发器48%烧碱储槽罐区烧碱工艺——蒸发工艺II效蒸发器48%烧碱储槽罐区60烧碱工艺——蒸发工艺4.主要工艺指标Ⅰ效温度：管程138℃～145℃Ⅱ效温度：管程65℃～80℃48%碱出碱温度：40～50℃48%碱浓度：≥48.1%烧碱工艺——蒸发工艺4.主要工艺指标61烧碱工艺——主要控制指标项目指标生产烧碱产量(折百)830t/天电解耗盐量1.480t/t折百碱耗电2450kWh/t48%烧碱耗蒸汽0.4t/t安全氯中含水<400ppm氯中含氢≤0.3%三氯化氮<300ppm质量32%烧碱氯化钠含量≤40ppm32%烧碱铁离子含量≤1ppm48%烧碱氯化钠含量≤50ppm48%烧碱铁离子含量≤4ppm

片碱中氢氧化钠含量≥99.5%烧碱工艺——主要控制指标项目指标生产烧碱产量(折百)830t62烧碱工艺——膜式法固碱工艺岗位任务制备合格99%片状固碱（产量由公司根据市场的需求来确定）。保证蒸发系统、固碱系统及熔盐炉系统正常运转。烧碱工艺——膜式法固碱工艺岗位任务63烧碱工艺——膜式法固碱工艺2.工艺原理膜式法生产片状固碱是使碱液与加热源的传热蒸发过程在薄膜传热状态下进行。膜式法生产固碱可分为两个阶段：碱液从48％浓缩至61％液碱。本工序工艺是在EV-2101降膜蒸发器里进行，EV-2101降膜蒸发器用EV-2301降膜浓缩器产生的二次碱蒸汽为加热源，并在真空下进行蒸发。61％液碱再通过EV-2301降膜效浓缩器以熔融盐为载热体，在常压下加热浓缩至98%熔融碱，再经闪蒸罐闪蒸至密封罐99%熔融碱，最后经片碱机制成片状固碱。烧碱工艺——膜式法固碱工艺2.工艺原理64烧碱工艺——膜式法固碱工艺片碱机成品包装烧碱工艺——膜式法固碱工艺片碱机成品包装65PVC工艺——乙炔工艺1.岗位任务1.1破碎岗位将电石冷破车间送来的原料电石经过鄂式破碎机破碎、除矽铁后经粗料斗提机送至粗料仓，再经粉破碎机二次破碎后送混料斗提机进细料仓，然后经滚筒筛筛分出粒度合格的碎电石，经细料斗提机送至缓冲料仓，供乙炔发生岗位使用。1.2乙炔发生岗位以电石为原料，采用干式发生、喷淋冷却、次钠清净、碱液中和的方法生产出合格的乙炔气，供氯乙烯转化工序使用。电石灰渣送至灰仓外卖水泥厂等，电石渣浆送至压滤岗位。1.3压滤岗位将经过浓密机提浓的渣浆用板框压滤机压滤，进行固液分离，清液部分冷却后送乙炔发生岗位使用，电石渣外运。PVC工艺——乙炔工艺1.岗位任务66PVC工艺——乙炔工艺2.工艺原理电石在发生器内与水发生反应生成乙炔气，同时放出大量热。因工业电石不纯，其中杂质与水能起反应，放出相应的杂质气体：主反应式如下：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑副反应式：CaO+2H2O→Ca(OH)2CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑CaP2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑PVC工艺——乙炔工艺2.工艺原理67PVC工艺——乙炔工艺2.工艺原理清净原理：即利用次氯酸钠的强氧化性质，将乙炔中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成酸性物质而除去，其反应式如下：4NaClO+H2S→H2SO4+4NaCl4NaClO+PH3→H3PO4+4NaCl4NaClO+AsH3→H3AsO4+4NaCL中和操作是用浓度为10～15%的NaOH溶液，将清净后的气体喷淋，使各种酸类物质形成可溶性的钠盐而除去，其反应式如下：2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O3NaOH+H3PO4→Na3PO4+3H2O3NaOH+H3AsO4→Na3AsO4+3H2OPVC工艺——乙炔工艺2.工艺原理68PVC工艺——乙炔工艺3.流程方框图冷破间电石鄂式破碎机1#皮带粗料斗提机2#皮带粗料仓盘式给料机复合式破碎机混料斗提机滚筒筛洗涤冷却塔水洗塔乙炔冷却塔乙炔气柜水环泵渣浆池清净I塔清净II塔中和塔渣浆压滤乙炔送转化细料仓细料下料器细料斗提机缓冲料仓干式发生器灰仓外卖渣浆螺旋给料器冷凝器安全水封灰渣正水封PVC工艺——乙炔工艺3.流程方框图冷破间电石鄂式破碎机169VCM工艺——乙炔工艺电石破碎厂房干法乙炔外景乙炔气柜圆粉破VCM工艺——乙炔工艺电石破碎厂房干法乙炔外景乙炔气柜圆粉破70VCM工艺——乙炔工艺4.主要工艺指标电石粒度：

≤3mm发生器气相温度

：88--95℃发生器固相温度

：90--110℃发生器压力

：3--10KPa乙炔纯度：

≥98.5%，不含S、P（硝酸银试纸不变色）水比值(水量/电石量)：0.85～1.25洗涤冷却塔乙炔出口温度

：

≤65℃电石渣含水量

：2--8%发生器星型下灰器频率

：5--50HzVCM工艺——乙炔工艺4.主要工艺指标71PVC工艺——二合一工艺岗位任务调节氢气与氯气配比，将氯气和氢气在二合一炉灯头燃烧，生产出合格的氯化氢，经冷却降温后送至转化，供合成转化岗位使用。转化岗位不使用氯化氢时，合成的氯化氢经冷却后用稀酸吸收生成盐酸。PVC工艺——二合一工艺岗位任务72PVC工艺——二合一工艺2.工艺原理反应原理：氢气和氯气只有在加热、明亮的光线照射下或触媒的存在的条件下，才会迅速反应生产氯化氢，其主反应式为：H2+Cl22HCl+44.126J/molPVC工艺——二合一工艺2.工艺原理73VCM工艺——二合一工艺3.流程方框图阻火器副产蒸汽石墨合成炉转化高纯酸降膜吸收氯处理来氯气、尾氯氯气缓冲罐氢气缓冲罐氢处理、提氢、PSA来氢气≤300kPa蒸汽一级或三级脱盐水工业酸降膜吸收VCM工艺——二合一工艺3.流程方框图阻火器副产蒸汽石74VCM工艺——二合一工艺副产蒸汽二合一石墨合成炉VCM工艺——二合一工艺副产蒸汽二合一石墨合成炉75VCM工艺——二合一工艺4.主要工艺指标H2:Cl2（体积比）：（1.05～1.1）:1氯化氢纯度：93～95%，不含游离氯氯化氢总管温度：≤40℃合成炉炉内压力：≤60kPa炉产蒸汽压力：160-230kPaVCM工艺——二合一工艺4.主要工艺指标76VCM工艺——转化精馏工艺1.岗位任务1.1转化岗位二合一送来的氯化氢和乙炔送来的乙炔按1:1.05~1.10的配比在混合器混合，经脱水、预热后从上层进入转化器，在氯化汞触媒的催化作用转化为氯乙烯。粗氯乙烯经酸洗（或水洗）、碱洗后用压缩机送往精馏岗位。1.2精馏岗位由压缩机来的0.5～0.7MPa的粗氯乙烯气体经冷凝液化形成液态粗vc至粗单体贮槽。粗vcm经精馏低塔和精馏高塔分别分离除去低沸物和高沸物后，经冷凝成纯度99.99%的vcm，至精单体贮槽供聚合使用。VCM工艺——转化精馏工艺1.岗位任务77VCM工艺——转化精馏工艺2.工艺原理2.1转化工艺原理干燥的混合气进入转化器，在氯化汞触媒的存在下，氯化氢和乙炔反应生成氯乙烯，反应方程式为：反应机理为：·乙炔先与氯化汞加成形成氯乙烯氯汞·此中间物不稳定遇氯化氢即分解生成氯乙烯VCM工艺——转化精馏工艺2.工艺原理78PVC工艺——转化精馏工艺2.工艺原理2.2精馏工艺原理液体混合物的精馏过程，是基于组成混合物的不同物质具有不同的挥发度，即不同物质在相同压力下具有不同的蒸汽压和不同的沸点，利用恒压不同温度下各物质在气相里的组成和液相里的组成之差异来使各物质相互分离的过程。精馏过程必须依靠以下两个条件：·由塔底加热釜（或称再沸器）使物料产生上升的蒸汽；·由塔顶冷凝器使部分蒸汽冷凝为向下流的液体（又称回流）PVC工艺——转化精馏工艺2.工艺原理79PVC工艺——转化精馏工艺3.流程方框图转化：氯化氢乙炔混合器1＃石墨冷2＃石墨冷1＃酸雾捕集器2＃酸雾捕集器预热器前台转化器浓酸槽罐区酸槽后台转化器除汞器1#～4#净化石墨冷（并联）组合塔碱洗塔净化气水分离器压缩机机前冷却器机后除油器VC送精馏VC机前水分机后冷却器PVC工艺——转化精馏工艺3.流程方框图氯化氢混合器1＃280PVC工艺——转化精馏工艺压缩尾气冷凝器A缓冲罐变压吸附系统尾气冷凝器B水分离器全凝器A-F（并联）3.流程方框图精馏粗单体贮槽精馏低沸塔精馏高沸塔A-D成品冷却器（并联）精单体球罐精VCM送聚合液相气相PVC工艺——转化精馏工艺压缩尾气冷凝器A缓冲罐变压吸附系统81VCM工艺——转化精馏工艺氯乙烯转化器组合塔和碱洗塔氯乙烯气柜VCM工艺——转化精馏工艺氯乙烯转化器组合塔和碱洗塔氯乙烯气82VCM工艺——转化精馏工艺单体球罐精馏低塔高塔尾冷变压吸附VCM工艺——转化精馏工艺单体球罐精馏低塔高塔尾冷变压吸附83PVC工艺——转化精馏工艺4.主要工艺指标分子比：C2H2:HCl=1:1.05～1.1合成反应温度：110～180℃粗氯乙烯纯度：≥82%合成气总管(后台)：HCl3～8%、C2H2≤2%机前乙炔含量：≤2%精氯乙烯纯度：≥99.5%

乙炔含量：≤5ppm

二氯乙烷含量：

≤30ppm尾气排放

VC/C2H2

≤15ppm

/≤10ppmPVC工艺——转化精馏工艺4.主要工艺指标84PVC工艺——聚合精馏工艺1.岗位任务1.1聚合岗位将精氯乙烯在一定的温度、压力下，加入适量的助剂，经过聚合反应生成聚氯乙烯。未反应完的氯乙烯经回收处理后循环使用。聚氯乙烯浆料在一定的温度和压力下，经过汽提塔汽提除去聚氯乙烯颗料中残留的氯乙烯后送往离心干燥岗位，同时将氯乙烯回收。1.2离心干燥岗位将聚合岗位送来的PVC浆料经离心干燥后送入包装岗位。1.3包装岗位将离心干燥岗位送来的PVC颗料按包装要求包装，并分批次将PVC堆放到PVC成品库。PVC工艺——聚合精馏工艺1.岗位任务85PVC工艺——聚合工艺2.工艺原理氯乙烯在一定的温度、压力下，加入适量的助剂，经过聚合反应生成聚氯乙烯。PVC工艺——聚合工艺2.工艺原理86PVC工艺——聚合工艺2.工艺原理聚合方法——悬浮聚合（80%的PVC采用悬浮聚合法，其他方法有本体聚合、乳液聚合等）单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成。溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小液滴状态悬浮分散于水中进行聚合。在机理上，PVC的聚合度仅仅取决于温度，因此温度的控制十分重要(±0.2℃)，一般采用夹套冷却的方式，同时引发体系有平缓的聚合速度，聚合釜有良好的传热性能。PVC工艺——聚合工艺2.工艺原理87PVC工艺——聚合工艺配方设定→涂壁→涂后冲洗→加缓冲剂→加水和单体→混合调整→加88%分散剂→混合调整→加72.5%分散剂→混合调整→加引发剂→反应监测→终止反应→出料→回收→汽提→回收→离心干燥3.聚合流程PVC工艺——聚合工艺配方设定→涂壁→涂后冲洗→加缓冲剂→加88PVC工艺聚合釜干燥外景105釜外景PVC工艺聚合釜干燥外景105釜外景89PVC工艺——转化精馏工艺4.主要工艺指标聚合反应温度、压力：型号不同，温度不同，压力不同。SG-5型：温度57.5±4℃，压力0.7-0.95MPa汽提塔进料槽（TK-1G）液位:5～70%汽提塔中部温度:100～110℃PVC工艺——转化精馏工艺4.主要工艺指标90PVC工艺——主要控制指标项目指标生产PVC产量830t/天PVC耗电石1.400t/tPVC耗电650kWh/t安全聚合釜压力≤0.95MPa乙炔发生器压力≤10kPaVC气柜

含O2<1%质量PVC产品粘数118~107PVC产品杂质粒子数≤10个PVC挥发物(含水)质量分数≤0.40%PVC产品表观密度≥0.48g/mLPVC工艺——主要控制指标项目指标生产PVC产量830t/天91ThankYouWELCOMETONeimengYihua!ThankYouWELCOME92目录2.电石工艺3.烧碱工艺4.VCM工艺5.PVC工艺1.前言1.前言目录2.电石工艺3.烧碱工艺4.VCM工艺5.P93前言Ⅰ、氯碱工业

氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国生产200多种耗氯产品，主要品种70多个。

氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料的生产供应行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。前言Ⅰ、氯碱工业94前言Ⅱ、中国氯碱产能，世界第一。前言Ⅱ、中国氯碱产能，世界第一。95前言工业盐电解氯气烧碱氢气HClC2H2转化C2H3Cl聚合PVC电石法或乙烯法电石或乙烯Ⅲ、主要生产过程前言工业盐电解氯气烧碱氢气HClC2H2转化C2H3Cl96前言Ⅳ、主要产品1.碳化钙（俗名电石）化学式：CaC2，相对分子量：64.1。纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体，不溶于任何溶媒中。在18℃时相对密度为2.22，化学纯的碳化钙只能在实验室中，用加热的金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得。我们通常所说的电石是指工业碳化钙而言。它是由生石灰和碳素原料制得。电石中除了含大部分碳化钙外，还含有少部分杂质，这些杂质都是从原料中的杂质转移过来的。电石的外观为各种颜色的块状体，其颜色随碳化钙的含量不同而不同，有灰色的、棕黄色的或黑色的，含碳化钙较高时则呈紫色。若电石的新断面暴露在潮湿的空气中，则因吸收了空气中的水分而使断面失去光泽变成灰白色。电石的相对密度决定于CaC2含量。且随着碳化钙的含量减少，则相对密度增加。电石的熔点也随碳化钙的含量改变而改变，纯碳化钙的熔点为2300℃，工业碳化钙的含量一般为80％左右，其熔点常在2000℃左右。工业碳化钙有两个最低熔点，第一个是相当于含碳化钙69％与含氧化钙31％的混合物，第二点是相当于含碳化钙35.6％与氧化钙64.4％的混合物。前言Ⅳ、主要产品97前言1.碳化钙（俗名电石）电石能导电，其导电性与电石纯度有关，碳化钙含量越高，导电性能越好；反之越差。当CaC2含量下降到70－65%之间时，其导电性能达到最低值，通常比电阻约120000Ω/cm3。CaC2含量为94%时，通常比电阻为450Ω/cm3。电石的导电性也与温度有关，温度越高，导电性则越好。在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200℃以上时，有相当量的乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。粉状电石与氮气在加热条件下反应生成氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学物质。前言1.碳化钙（俗名电石）98前言2.氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）化学式：NaOH，相对分子量：40。纯的无水氢氧化钠为白色不透明的固体，质脆易溶于水并放出大量的热，在空气中易潮解，且吸收CO2生成碳酸氢钠和碳酸钠。熔点：318.4℃,沸点：1390℃。相对密度（水=1）为2.12。氢氧化钠的水溶液为水白色或浅色不透明溶液，呈强碱性，有强烈的腐蚀性，它以灼伤的方式作用于人体组织，可溶解蛋白，形成碱性变性蛋白。对眼睛、皮肤有很强的腐蚀性作用。浓度越高、温度越高，腐蚀作用越强。化学性质：氢氧化钠是强碱，与酸发生剧烈反应，在潮湿空气中与锌、铝、锡、和铅金属生成可燃气体H2。与湿气或水接触吸湿放出热量。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在染料、塑料、药剂及有机中间体生产中，旧橡胶的再生中，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，要使用大量的烧碱。前言2.氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）99前言3.氯气分子式：Cl2，分子量：71。黄绿色带有刺激性气味的气体，属有毒气体。相对密度（空气=1）2.48，相对密度（水=1）1.47，沸点-34.5℃，熔点-101℃，饱和蒸气压506.62kPa（10.3℃）；临界温度144℃，临界压力7.71MPa。本品略溶于水，易溶于碱液，遇水时有腐蚀性。氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。氯气在生产区允许浓度1mg/m3。前言3.氯气100前言3.氯气化学性质：化学性质非常活跃,除惰性气体外,几乎可以与各种元素直接化合。氯也能和许多化合物起反应，在自然界以游离状态存在的氯是极少的，大多数以无机化合物形式存在。（1）氯气与水反应在常温下，氯气微溶于水，生成少量的盐酸和次氯酸。Cl2+H2OHClO+HCl（2）氯气与各种金属反应生成氯化物2Fe+3Cl2

点燃2FeCl3(棕色的烟)在有水存在时，金属氯化物会水解生成盐酸，加速管道腐蚀，所以氯气在干燥之前不能使用铁质材料。（3）氯气与氢气反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体（4）氯气与碱溶液反应Cl2＋2NaOHNaCl＋NaClO＋H2O前言3.氯气101前言3.氯气用途：主要下游产品氯PVC建材氯苯系列农药医药制冷剂化妆品肥皂洗涤剂农药次氯酸钠氯化苄漂粉精氯乙酸光气ECH氯化橡胶氯化高聚物洗涤剂消毒剂医药化妆品草甘磷汽车零件油墨建材家具橡胶弹性体涂料TDIMDI聚氨酯甘氨酸CMC食品环氧树脂合成甘油防冻液电缆护套医药涂料香料电子电气元件氯甲烷有机硅电线电缆薄膜建材三氯氢硅多晶硅光伏能源甲烷氯化物氯代系列PCL3PO聚醚涂料粘结剂前言3.氯气用途：主要下游产品氯PVC建材氯102前言4.氢气分子式：H2，分子量：2。无色无臭气体。工业用本品纯度：工业≥98.0%，高纯≥99.999%。熔点：-259.2℃，沸点：-252.8℃，饱和蒸气压：13.3kPa（-257.9℃）。化学性质：氢气是可燃性气体，与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合物，其与空气混合爆炸极限为4.1%～74.1%（体积%）；与氯气混合的爆炸极限为5～87.5%（体积%）；氢氧混合物中，氢的爆炸极限为4.5～95%（体积%）。用途：石油精炼、电子、食品、化工生产、航天等行业

前言4.氢气103前言5.乙炔分子式：C2H2，分子量：26。纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢、磷化氢、砷化氢,而带有特殊的臭味。乙炔的沸点：-83.6℃，熔点（118.656kPa）：-80.8℃。乙炔在易燃易爆性能上和氢气很相似，在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（体积%）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。乙炔微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢桶或钢罐中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。化学性质：由于乙炔分子中的三键结构，乙炔气体具有很活泼的化学性质，它可以和氢气、氯气、氯化氢、水等进行加成反应，还能在适当条件下发生二聚、三聚和四聚作用。此外，乙炔还能进行一系列有机反应。因此，以乙炔为基础可以制取各种塑料、橡胶和纤维的有机原料，如氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯、丙烯腈、氯丁二烯等。

前言5.乙炔104前言6.氯乙烯氯乙烯简称VC，液氯乙烯简称VCM。分子式：C2H3Cl，分子量：62.5。无色、易液化、具有醚样气味气体，熔点：-159.8℃，沸点：-13.4℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。相对密度（水=1）：0.91，相对蒸气密度（空气=1）：2.15。与空气混合爆炸下限：3.6%，爆炸上限：31.0%。本品微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。本品用作塑料原料及用于有机合成，也用作冷冻剂等。本品车间空气中最高容许浓度（MAC）我国为30mg/m3。

前言6.氯乙烯105前言7.聚氯乙烯氯乙烯通过链式聚合反应生成聚氯乙烯(PVC)。

聚氯乙烯是应用最广泛的热塑性高分子材料之一，是我国第一大通用型合成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用。前言7.聚氯乙烯106前言

Ⅴ、宜化氯碱内蒙古化工股份有限公司PVC新工程于2010年4月投产，目前拥有年产29万吨烧碱的离子膜烧碱装置和年产36万吨PVC的电石法PVC生产装置。目前宜化集团生产PVC的子公司还有股份公司（2003年投产，年产烧碱10万吨、PVC12万吨）、楚星公司（2007年投产，年产烧碱6万吨、PVC10万吨）、青海宜化(2011年4月投产，年产烧碱30万吨、PVC30万吨)。并且，新疆宜化总规划年产120万吨PVC，2012年将投产一期30万吨PVC。前言Ⅴ、宜化氯碱107前言

Ⅵ、内蒙宜化物料流程简图石灰石粗乙炔气生石灰炭材高压电弧精乙炔气精煤气粗煤气焦炭精盐水氢气氯气直流电工业盐电石32碱气烧窑脱水、合成、净化造气炉化盐、精制Ⅰ、Ⅱ效蒸发Ⅲ效蒸发粗VC气液氯氯化氢洗涤干燥发生器冷凝精馏甲酸钠料液VCM浆料聚合电石炉尾气PVC脱硫脱碳合成反应器炭粉甲酸钠离心干燥甲酸钠尾气兰炭碳球碳成型整流变交流电电解槽

变换CO2H2洗涤冷却48碱片碱提氢高纯酸清净二合一炉工业酸降膜吸收器粗VC气干燥废次钠破碎液氯冰机次钠汽提回收电石炉前言Ⅵ、内蒙宜化物料流程简图石灰石粗乙炔气生石灰炭材108电石工艺——炭材干燥岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥机，与沸腾炉来的热风换热，除去焦材中的水份，再通过筛分入仓供后工段使用。工艺流程：干燥机布袋除尘器沸腾炉日料仓筛分原料仓旋风除尘器炭材放空筛分、破碎皮带皮带皮带电石工艺——炭材干燥岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥109电石工艺——炭材干燥炭材干燥外景电石工艺——炭材干燥炭材干燥外景110电石工艺——炭材干燥回转窑电石工艺——炭材干燥回转窑111电石工艺简介——炭材干燥回转窑电石工艺简介——炭材干燥回转窑112电石工艺——气烧窑装置原理：气体燃料石灰竖窑的装置原理是把具有一定粒度的石灰石从窑的上部加入，由于重力的作用，物料自上而下移动，煅烧好的石灰由窑底卸出，燃料气及其燃烧所需的空气从窑的中部喷入窑内。竖窑中物料与气体相对流动，物料自上落下，气体自下而上，所以它是一个逆流式的热交换装置。石灰石经加热达812℃便会发生分解，放出CO2，生成石灰。

900－1250

℃CaCO3CaO+CO2↑-42.5kcal电石工艺——气烧窑装置原理：113电石工艺——气烧窑石灰石料场上料斜桥电石工艺——气烧窑石灰石料场上料斜桥114电石工艺——气烧窑气烧窑外景电石工艺——气烧窑气烧窑外景115电石工艺——电石炉反应原理：氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在1800～2200℃的高温下反应而生成碳化钙，其反应方程式如下：CaO+3C=CaC2+CO－111.3千卡副反应CaC2=Ca+2C－14.5千卡CaCO3=CaO+CO2－42.5千卡CO2+C=2CO－39.2千卡H2O+C=CO+H2－39.6千卡Ca(OH)2=CaO+H2O－26千卡Ca2SiO4=2CaO+SiO2－29千卡SiO2+2C=Si+2CO－137千卡Fe2O3+3C=2Fe+3CO－108千卡Al2O3+3C=2Al+3CO－291千卡MgO+C=Mg+CO－116千卡电石工艺——电石炉反应原理：116电石工艺——电石炉工艺流程：炭材日料仓密闭型链式输送机粗气风机增压风机石灰日料仓净气风机一、二级旋风冷却除尘器出锅料仓布袋过滤器配料站环形加料机电石炉电石炉尾气熔融电石电石冷破车间尾气灰渣回收利用尾气尾气尾气尾气气烧窑或甲酸钠脱硫灰渣电石工艺——电石炉工艺流程：炭材日料仓密闭型链式输送机117电石工艺——电石炉出锅电石工艺——电石炉出锅118电石工艺——电石冷破车间电石工艺——电石冷破车间119电石工艺——电石尾气回收装置电石工艺——电石尾气回收装置120电石工艺——电石炉外景电石工艺——电石炉外景121电石工艺——电石炉二楼电石工艺——电石炉二楼122电石工艺——电石炉二楼电石工艺——电石炉二楼123电石工艺——电石炉三楼电石工艺——电石炉三楼124电石工艺——电石炉四楼电石工艺——电石炉四楼125电石工艺——电石炉四楼电石炉电极电石工艺——电石炉四楼电石炉电极126电石工艺——电石炉电极壳电石工艺——电石炉电极壳127电石工艺——电石炉中控室电石工艺——电石炉中控室128烧碱工艺化盐二次盐水精制电解

Ⅰ效蒸发、Ⅱ效蒸发氯处理氢处理液化、充装二合一原盐Cl2H232%烧碱48%烧碱液氯高纯盐酸淡盐水淡盐水脱氯外销外销自用、内转、外销供电解使用Ⅲ效蒸发固碱新系统HCl气体送新转化老系统工业盐酸送老解析汽化器氯气氯气烧碱工艺化盐二次盐水精制电解Ⅰ效蒸发、Ⅱ效蒸发氯129烧碱工艺——化盐工艺1.岗位任务

将原盐通过加入一定量的氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡等精制剂后，采用沉降经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供电解使用。烧碱工艺——化盐工艺1.岗位任务130烧碱工艺——化盐工艺2.工艺原理原盐中除了含有大量的NaCl之外,还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和机械杂质。这些杂质在化盐过程中，也被带进盐水中，用含有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。因而除掉这些杂质，生产合格的精制盐水在氯碱生产中显得尤为重要。用BaCl2除SO42-：

Ba2++SO42-=

BaSO4↓用Na2CO3和NaOH溶液除Ca2+、Mg2+：Ca2++CO32-=CaCO3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓CaCO3、Mg(OH)2为沉淀物，加入TXY（絮凝剂）溶液后可胶溶、携同沉淀，且沉淀速度加快。烧碱工艺——化盐工艺2.工艺原理131烧碱工艺——化盐工艺3.流程方框图淡盐水来电解来除钙A槽预处理器加压溶气罐粗盐水池2#折流槽化盐池配水槽道尔澄清桶1#折流槽除钙B槽缓冲槽PE过滤器BaCl2淡精盐水储槽3#折流槽凯膜去电解二次盐水板框压滤机32%NaOHFeCl3Na2CO3非正常时正常时压缩空气烧碱工艺——化盐工艺3.流程方框图淡盐水来电解来除钙A槽预132烧碱工艺——化盐工艺盐场及皮带道尔澄清桶预处理器烧碱工艺——化盐工艺盐场及皮带道尔澄清桶预处理器133烧碱工艺——化盐工艺4.主要工艺指标溶盐温度（出口）：60～65℃盐水含铵：≦1mg/l（无机铵）≦4mg/l（总铵）精、粗盐水NaCl浓度：300～315g/l精盐水SS：≦10ppm游离氯：0精盐水含Ca2+、Mg2+

：≦10mg/l烧碱工艺——化盐工艺4.主要工艺指标134烧碱工艺——电解工艺1.岗位任务1.1盐水过滤岗位将化盐岗位送来的一次精制盐水通过过滤器的过滤，将一次精制盐水中的固体悬浮物含量降低到1ppm以下，以除去盐水中的大部分固体颗粒，同时调节盐水的pH值和温度，以保证下工序螯合树脂塔的正常运转。1.2螯合树脂塔岗位将pH值为8.5~9.5之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳离子，制取合格的二次精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循环使用，保证二次精制盐水质量合格。1.3电解岗位（200工序）将合格的二次精制盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的32%碱液送蒸发岗位。1.4淡盐水脱氯岗位（160工序）将电解产生的含氯淡盐水进行真空和化学脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送往化盐岗位做化盐配水。烧碱工艺——电解工艺1.岗位任务135烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理2.1盐水过滤岗位工艺原理盐水过滤采用碳素烧结管的多孔性进行微孔过滤，经过过滤以后，10μm以上的微小颗粒大部分被除去，Mg2+和Ca2+的含量得到降低；过滤之前须将碳素管上预涂具有支撑、分散作用α-纤维素，形成过滤层，过滤层到一定厚度时进行反洗，过滤结束后通过返洗清洗掉粘附有悬浮物的过滤层保持碳素管的备用。2.2螯合树脂塔岗位工艺原理螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构。以亚胺基乙酸为例，吸附金属离子发生以下反应：R-NCH2-COONaCH2-COONa+M2+R-NCH2-COOCH2-COOM+2Na+烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理R-NCH2-COONaC136烧碱工艺——电解工艺2.工艺原理2.3电解岗位工艺原理电解槽通直流电，利用电解食盐水原理，从阳极产生氯气和淡盐水，从阴极产生氢气和烧碱。+—离子膜NaOH(32wt%l)NaCl

(190~220g/l)Cl-H2OCl2H2OH-H2ONa+OH-Cl-H2Cl2H2ONaCl(300~315g/l)阴极阳