氯乙烯精馏毕业论文

氯乙烯单体(VCM)是生产聚氯乙烯的主要原料。氯乙烯单体生产过程反应机理复杂，反应过程具有非线性、不确定性和时变性，它具有一系列复杂化工反应过程的典型特性。目前我国氯乙烯生产的自动化水平很低，大多生产装置都处于手动控制和半自动控制状态，而对氯乙烯生产技术的研究大多着重于工艺性的研究，工艺研究和控制研究还没有有效地结合。如何提高控制水平，优化氯乙烯生产过程已经成为提高氯乙烯生产效率和产品质量的瓶颈。 本文在对氯乙烯生产工艺流程、机理特性深入了解分析的基础上，根据生产的工艺要求和控制要求，提出了生产过程优化方案以及氯乙烯生产过程集成控制系统整体方案设计，采用IPC+PLC+现场总线模块的形式，利用工业以太网技术，组成三层分布式控制系统；针对氯乙烯生产过程四个阶段之一的乙炔生产过程存在的“气柜”问题，提出了PFC-PID串级控制策略解决方案；针对氯乙烯转化过程存在的模型难以建立，转化温度难以控制的问题，采用支持向量机对氯乙烯转化过程进行建模，并将得到的支持向量机模型应用于非线性系统的预测控制，提出了基于支持向量机模型的非线性预测控制算法；最后采用Rsview32组态软件对氯乙烯生产过程进行了上位机组态设计。

真空操作可以降低塔内操作物料的泡点和露点，减少一些物料，尤其是热敏性物料在高温下发生化学反应产生杂质的机会。采用真空蒸馏可以减少杂质，提高氯乙烯的产品纯度。通过真空蒸馏塔的使用，相比于常压蒸馏，可以利用不同真空度下物料的沸点、相对挥发度的不同，提高分离效果。

氯乙烯的生产方法有电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到目前世界上最先进的平衡氧氯化工艺。。。现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行：第一 步：乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢；第三步乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。 ①乙烯氯化乙烯和氯加成反应在液相中进行： CH2＝CH2 Cl2→CH2ClCH2Cl 采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应介质。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40～110℃，压力～，乙烯的转化率和选择性均在99％以上。 ②二氯乙烷热裂解生成氯乙烯的反应式为： ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl 反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500～550℃,压力～；控制二氯乙烷单程转化率为50％～70％,以抑制副反应的进行。主要副反应为： CH2＝CHCl─→HC呏CH HCl CH2＝CHCl HCl─→ClCH3CHCl ClCH2CH2Cl─→2C H2 2HCl 裂解产物进入淬冷塔，用循环的二氯乙烷冷却，以避免继续发生副反应。产物温度冷却到50～150℃后,进入脱氯化氢塔。塔底为氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通过氯乙烯精馏塔精馏，由塔顶获得高纯度氯乙烯，塔底重组分主要为未反应的粗二氯乙烷,经精馏除去不纯物后,仍作热裂解原料。 ③氧氯化反应以载在γ－氧化铝上的氯化铜为催化剂，以碱金属或碱土金属盐为助催化剂。主反应式为： H2C＝CH2+2HCL+O2→CLCH2CH2CL+H2O 主要副反应为乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多种氯化物）。反应温度200～230℃，压力～1MPa,原料乙烯、氯化氢、氧的摩尔比为 ～。反应器有固定床和流化床两种形式，固定床常用列管式反应器，管内填充颗粒状催化剂，原料乙烯、氯化氢与空气自上而下通过催化剂床层，管间用加压热水作热载体，以移走反应热，并副产压力1MPa的蒸汽。固定床反应器温度较难控制，为使有较合理的温度分布，常采用大量惰性气体作稀释剂，或在催化剂中掺入固体物质。二氯乙烷的选择性可达98％以上。在流化床反应器中进行乙烯氧氯化反应时，采用细颗粒催化剂，原料乙烯、氯化氢和空气分别由底部进入反应器，充分混合均匀后，通入催化剂层，并使催化剂处于流化状态,床内装有换热器,可有效地引出反应热。这种反应器反应温度均匀而易于控制，适宜于大规模生产，但反应器结构较复杂，催化剂磨损大。 由反应器出来的反应产物经水淬冷，再冷凝成液态粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未转化的乙烯、惰性气体等经溶剂吸收等步骤回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷经精制后进入热解炉裂解。 乙烯氧氯化法的主要优点是利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂，从而使氯得到了完全利用。