氯乙烯的性质与生产方法

第1章氯乙烯的性质与生产方法1.1氯乙烯的物理化学性质1.1.1物理性质，在常，分子量为62.5C1，结构式为CH＝CHCl氯乙烯的分子式为CH223℃，凝固点为－温和常压下是一种无色有乙醚香味的气体，其冷凝点为－13.9大气压，因而尽管它的冷℃，临界压力为52.2159.7℃。它的临界温度为14213.9℃，但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。凝点在－1.1.1.1氯乙烯的蒸气压1.1。氯乙烯蒸气压力和温度的关系见表氯乙烯的蒸气压表表1.1mmHg压力温度℃395.628.37－513.023.02－677.616.61－767.513.61－949.08.32－1224.81.57－4.011490.6158.25.53mmHg压温225816.21302725.72378933.53449239.72450039.72543446.80667654.87758660.34氯乙烯的蒸气压亦可按下式计算：(1-1)0.002415T-1150.9/T1.75logT0logP.8420-——蒸气压，Patm;式中——T绝对温度，K.1.1.1.2液体氯乙烯的密度与一般液体一样，温度愈高，氯乙烯密度愈小，液体氯乙烯密度见表1.2。液体氯乙烯的密度亦可按下式计算：(1-2)2t0.000003240.001746td0.9471--——液体密度，中式dg/ml;1/68t——温度，℃。表1.2液体氯乙烯的密度温度℃密度g/ml0.969212.96－1.320.944313.490.92230.895528.11温密g/ml0.873339.570.855548.200.831059.911.1.1.3氯乙烯的潜热潜热即蒸发或冷凝1g氯乙烯所需的热量。表1.3氯乙烯的潜热温度℃潜热cal/g85.7-20-1084.183.0081.710温潜cal/g80.22078.53076.64074.4501.1.1.4氯乙烯的溶解度氯乙烯易溶于丙酮、乙醇和相应烃类中，微溶于水，它在水中的溶解度如下表所示。表1.4常压下氯乙烯在水中的溶解度010152028℃温度0.100.5720.2920.8080.433/溶解度体积体积水1.1.1.5氯乙烯的爆炸性氯乙烯易燃,与空气形成爆炸混合物,其爆炸浓度范围很大，从4～21.7％(体积比)，所以使用氯乙烯要特别注意安全。1.1.1.6氯乙烯的毒性氯乙烯对人有麻醉作用，可使人中毒，其中毒症状表现为头晕、浑身软弱无力，逐渐神志不清、站立不稳，严重者四肢痉挛，呼吸由急变微，最后失去知觉。当氯乙烯蒸气浓度在1%时开始有麻醉感觉，5%以上时，即出现上述症状，所以空气中氯乙烯的最大允许浓度为500ppm。1.1.2化学性质氯乙烯的两个起反应部分，氯原子和双键，能进行的化学反应很多。但一般来讲，连接在双键上的氯原子不太活泼，所以有关双键的反应则比有关氯原子的反应多，现各举一两个例子如下：2/681.1.2.1有关氯原子的反应1、与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯：COO-CH=CHCHCOOKCH222=CHCl+CH(1-3)+KClCOOHCHCOOHCH222、与苛性钠共热时，脱掉氯化氢生成乙炔：2OCH+HCl+HCHCHCl+NaOHCH(1-4)22有关双键的反应1.1.2.21、与氯化氢加成生成二氯乙烷：(1-5)CHCHCl+HClClCHCHCl222—氯乙硫醇：2、在紫外线照射下能与硫化氢加成生成2(1-6)CHSCHCl+HClHSCHCH2222、氯乙烯通过聚合反应可生成聚氯乙烯：3nCHCHClCHCH2(1-7)2nCl1.2氮乙烯的生产方法氯乙烯的生产方法是多种多样的，按其所用原料可大致分为下列几种：乙烯法1.2.1其中两种是先以乙烯氯可通过三种不同途径进行，此法系以乙烯为原科，化制成二氯乙烷：CHCH+ClClCHCHCl(1-8)22222另一种则通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯。然后从二氯乙烷出发，直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下：)：1、二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法CHCHCl+NaCl+HOCHCl+NaOHClCH(1-9)2222此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量3/68所最后成为氯化钠形式耗费了。此外在生产二氯乙烷时所用的氯，的醇和碱，以只在小型的工业生产中采用。二氯乙烷高温裂解：2.CHClCHClCHCl+HClCH(1-10)222600℃以上时进行的。但与此同时，还这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到为了提高产结果使氯乙烯产率降低。发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，～480率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在85520℃下进行，氯乙烯产率可达％。3.乙烯直接高温氯化：这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行：CHCH+ClCHCl+HClCH(1-11)2222300℃以下主由上式可以看出这一反应是取代反应。但实际上乙烯与氯在要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，生成二氯乙烷。要是加成反应，450℃以上，而要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科则必须使温度在容易发生爆反应热难以移出，单独加温的方法来解决。但在高温下反应激烈，使反应热很快移炸的问题。目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体，出。反应此法主要的缺点是副反应多，产品组成复杂，同时生成大量的炭黑，热的移出还有很多困难，所以大规模的工业生产还未实现。1.2.2乙炔法这一方法是以下列反应为基础的：CHClCHCH+HClCH(1-12)2技其生产方法又可分为液相法和气相法。1.液相法：液相法系以氯化亚铜和氧化铵的酸性溶液为触媒，其反应过程是向装有含12～15％盐酸的触媒溶液的反应器中，同时通入乙炔和氯化氢，反应在60℃左右进行，反应后的合成气再经过净制手续将杂质除去。液相法最主要的优点是不需要采用高温，但它也有严重的缺点，即乙炔的转化率低，产品的分离比较困难。4/68亦即我们在下气相法是以活性炭为裁体，吸附氯化汞为触媒，2.气相法：反应是在装满一节重点讨论的方法。此法是以乙炔和氯化氢气相加成为基础。～180℃左右。此法最主要的优点触媒的转化器中进行。反应温度一般为120所以已为大规所需设备亦不太复杂，生产技术比较成熟，是乙炔转化率很高，模工业生产所采用。其缺点是氯化汞触媒有毒，价格昂贵。另外，从长远的发展上看乙炔法成本要比乙烯法高。乙烯乙炔法1.2.3此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产，它是以下列反应为基础的：CHCH+ClClClCHCH(1-13)22222ClCHClCHCHCl+HClCH(1-14)222(1-15)CHClCHCH+HClCH2按其生产方法，此法又可分为：1.联合法：联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方法。二氯乙烷裂解的副产物氯化氢，直接用作乙炔加成的原料，这免去了前者处理副产物的麻烦，又可以省去单独建立一套氯化氢合成系统，在经济上比较有利。在联合法中，氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的，所以需要较大的投资。虽然如此，这种方法仍较以上各种方法合理、经济。共轭法(亦称裂解加成一步法)：如上所述，联合法虽较其它单独生产法合理、经济，但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行，仍需占用很多设备，所以还不够理想。共轭法就是在联合法的基础上进行改进的。此法系同时往一个装有触媒的反应器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催２以下进行，二氯乙烷裂解时生成4公斤／厘米230℃、压力在化热裂解是在的氯化氢立即在20～50秒钟内和乙快反应，反应的生成物再经进一步的净制处理，以将杂质除去。共轭法最主要的缺点是很难同时达到两个反应的最适宜条件，因而使乙烯与乙炔的消耗量提高。5/68混合气化法：近几年来，在烯炔法的基础上发展了一种十分经济的氯乙烯生产方法——混合气化法。这一方法以石脑油和氯气为原料，只得到氯乙烯产品。故不存在废气的利用和同时生产多种产品的问题，可以小规模并很经济地生产出氯乙烯。这个方法由下列几个过程所组成：(1)以石脑油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解气；(2)裂解气中的稀乙烯不经分离，直接同氯化氢反应制造氯乙烯；(3)裂解气中的稀乙炔不经分离，直接同氯气反应制造二氯乙烷；(4)将二氯乙烷热裂成氯乙烯和氯化氢，并将氯化氢分离，以便能够在反应(2)中使用。将从上述过程所得的氯乙烯进行合理的分离。这个方法特别适用于不能得到电石乙炔或乙烯的地区，或者是乙炔和乙烯价格较高的地区。由于乙炔和乙烯不需分离、浓缩和净化，没有副产物。因此，不需添置分离没备。原料可综合利用，不需建立大型石油联合企业。此法的缺点是一次投资费用较大。1.2.4氧氯化法从乙烯法的二氯乙烷(EDC)裂解制造氯乙烯(VC)的过程中，生成物除氯乙烯外还有等分子的副产氯化氢生成。因此氯化氢的合理利用是个重要的问题。氯化氢的利用，如前所述可以采用联合法加以回收，也可以采用氧氯化法将其作为氯源而重新使用。氧氯化法是以氧氯化反应为基础的。所谓氧氯化反应，就是在触媒作用下以氯化氢和氧的混合气作为氯源而使用的一种氯化反应。氧氯化法就是在触媒存在下将氯化氢的氧化和烃的氯化一步进行的方法。以乙烯为原料用氧氯化法制取氯乙烯的方法大致有下列三种形式：三步氧氯化法：三步氧氯化法示意图如图1-1所示。6/68三步氧氯化法示意图图1-1其反应原理如下：2C+2ClHClH2C224242+4HCl+OH2CO2CHCl+2HCl4CHCl+4HCl4CH2423224222244CH+2ClO(1-16)OH4CCl+2H22422232.二步氧氯化法：。二步氧氯化法示意如图1-2图二步氧氯化法示意图1-2其原理是以下述反应为基础：7/682CH+4HCl+OOCl+2H2CH2422242ClH2CCl+2HCl2CH224322CH+2HCl+O(1-17)OCl+2H2CH2242233.一步氧氯化法：一步氧氯化法亦称乙烯直接氧氯化。它是直接以下式反应为基础的：4CH+2Cl+O(1-18)OCl+2H4CH2224232其示意图如图1-3。图1-3一步氧氯化法示意图由上述可以看出，三步法实际上系由乙烯氯化制二氯乙烷、乙烯氧氯化制二氯乙烷和二氯乙烷裂解制氯乙烯三种方法所组合而成。二步法则由乙烯氧氯化法和二氯乙烷裂解法组合而成。所以严密地讲，这两种方法的氧氯化反应仅是用来制造二氯乙烷，而不是直接制造出氯乙烯。其过程是将氯化氢氧化和乙烯的氯化同时在一个过程中进行。它们都是以下式反应为基础的：2CH+4HCl+O(1-19)O+2H2CHCl2242422这个反应需要在触媒的存在下进行。一般作为氧氯化反应的触媒，以持有可变原子价的金属氯化物最为有效。实际使用的触媒，以二价铜盐(氯化铜、硫酸铜)为主体，见碱金属和碱土金属盐类(氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸氢钠、硫酸钠)等作为助触媒，此外还加入稀土金属盐类作为第三成份构成复合触媒。加入助触媒的目的用以提高氯的吸收能力和二氯乙烷的选择率，抑制乙8/68烯的燃烧反应和触媒的升华或中毒。加入稀土元素则使之具有低温活性，以改善触媒对温度的依赖性，从而延长设备和载体的寿命。在触媒作用下的氧氯化反应机理如下：CH+2CuClCuCl+CHCl22422224+3/2OClCuCuClCuO2CuCl+2222HCl2CuCl+HOCuO222CH+HCl+1/2O(1-20)OHCl+HC2242422触媒裁体一般使用多孔性氧化铝、氧化镁、二氧化硅和硅藻土等。反应器的形式很多，一般有固定床、移动床和流化床。另外也有流化床与固定床的组合形式或者是以液相法来进行氧氯化反应的，各种形式的反应条件和经济效果也大不相同。至于一步氧氯化法则是近年来最新的一种氯乙烯生产方法。其特点是工艺过程特别简单，在资源利用、动力消耗和经济上更为合理。但技术和设备条件要求很高，需要纯度较高的乙烯和特殊的催化剂。1.2.5乙烷法为了获得更充足的原料和更廉价的氯乙烯，当前各国正在积极研究以乙烷为原料制取氯乙烯的方法。其途径如下：乙烷直接氯化：将饱和碳氢化合物在不稳定的温度范围内，例如在1000℃下与氯气反应，可生成相当量的氯乙烯。反应式为：CHCl++3HCl(1-21)C+2ClH322262.乙烷氧氯化：OH2CCl+3H2C+3/2O+ClH反应式为：(1-22)2322622目前这些方法仅处于实验阶段，工业化方法尚未完成。综上所述，氯乙烯的制造方法是多种多样的。事实上还不仅所列举的那些，以各种不同的原科、不同的基本方法，通过不同途径的组合，仍可以得出各式9/68各样的合成路线。当前，氯乙烯的生产路线不下十多种，每种方法各有忧缺点。而生产方法的选择，首先要取决于地区的资源、工艺过程的繁简、设备情况和过程的经济性，同时也取决于各种方法技术条件的成熟程度和现实的可能性。从目前进展看，乙炔法和乙烯法成本差不多，但从长久来讲，乙炔法是敌不过乙烯法的，尤其是在石油工业日益发展的形势下，可见通过石油热裂获得大量乙烯，这时采用乙烯法就更为有利。10/68氯乙烯的合成章第22.1基本原理反应方程式：HgCl(2-1)2CHCl+29.8kCal/kmolCHCH+HClCH2乙炔与氯化氢合成氯乙烯的反应机理如反应机理：在氯化汞触媒存在时，下：乙炔先与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞：HgClClCHCHCH+HgClCH(2-2)2此中间加成物很不稳定，通氯化氢即分解而生成氯乙烯：CHCl+HgClCH(2-3)HgCl+HClClCHCH22加成物再分离出氯化亚汞而所生成的中间加成物也可能再与氯化汞加戊，生成二氯乙烯，但这种可能性比较小。HgCl+HgClClCHCH2ClClHgCHCHHg(2-4)ClClCH+HgCH22ClCl当乙炔和氯化氢的分子比小时，所生成的氯乙烯能再与氯化氢加成而生成1,1－二氯乙烷。CHCHClCHCHCl+HCl(2-5)232则过量的乙炔使氯化汞催化剂还原当乙炔和氯化氢的分子比大时，反之，成氯化亚汞或金属汞，使触媒脱去活性，同时生成副产物二氯乙烯。11/68HgCl2HgClClCHCHCHCl+HgClCH22(2-6)HgClClHgCHCHClClCHCHCl+Hg22ClClCHCH+HgCl或：ClCHCHCl2(2-7)HgCHClHg+ClCH2.2原料及单体的技术条件在工业生产中，所确定的生产方法就决定了所使用原料的技术条件。只有正确地选用符合规格的原料，才能保证生产顺利地进行和产品的质量，才能保证整个生产的条件最好、消耗定额最低、成本最经济。并且，对本工段和本岗位所生产的产品或中间产品亦应订出明确的技术指标，以正确进行生产控制，保证下一工段的需要。所以，各工段必须加强协作，加强联系，为下一工段创造最好的条件，才能保证整个生产任务的顺利完成。2.2.1原料的技术条件2.2.1.1乙炔：纯度>99.5%，不含硫、磷；用硝酸银试纸检查不变色，含水<0.03%，含氧<0.3%。2.2.1.2氯化氢：纯度>95%，含氯<0.002%,含水<0.03%，含氧<0.4%。2.2.1.3触媒：活性炭含量：90%左右；含水<0.3%；氯化汞含量：8%～15%;假比重：约0.65;颗粒度：3×6～9毫米；外观：灰或纯黑。2.2.2单体的技术条件氯乙烯：纯度>99.5%，乙醛<10ppm，乙炔含量<0.001%，高沸点物：微量,铁含量<0.001%，常压下沸点：－13.9±0.1℃。12/68生产条件的选择2.3质量好、它们必须满足产量高、氯乙烯合成生产条件的选择是比较复杂的，消耗定额低、工艺流程和设备构造简单、操作方便、安全可靠等条件。决定生产条件最重要的因素是：触媒活性、原料气的纯度、分子比、反应温度、空间速度等，现分述如下：触媒的活性2.3.1影响在氯乙烯合成中，决定乙炔转化率高低最重要的因素是触媒的活性。副反应触媒的活性越高，则乙炔的转化越好，触媒活性的各种因素前已述及。应尽可能使其具有最高的活性。消耗定额低。因此在触媒制备时，少，产量高，在使用中，应正确操作以延长其使用寿命。2.3.2原料气的纯度还必须不与原料气中惰性气体除了不参加反应外，１、惰性气体的影响：由于它会降低反应物的浓度，不触媒起化学反应，不毒害触媒。但即使如此，利于氯乙烯的转化。所以，惰性气体的含量应愈低愈好。此外，惰性气体多，增加同时在尾气中也以一定的比例带走氯乙烯，还会增加了后部分离的困难，了尾气的排空损失。以下。0.03%2、含水的影响：原料气含水应愈低愈好，一般要求控制在生成了氯化铁，腐蚀管道和设备。而铁设备腐蚀的结果，含水过高则生成盐酸，又会堵塞管道和设备，给生产带来很多麻烦。原料气含水，还造成触媒粘结，还导致了系统阻力寿命缩短，触媒结块堵塞设备的结果，使触媒的活性下降，会使局部反气体大量通过，增加和气体分配不均匀。在局部阻力小的列管里，应激烈而过热，使触媒迅速失效，以致于造成整个转化操作的恶化。此外，在水的存在下，乙炔易与水起化学反应而生成乙醛，从而消耗原料，降低收率，还增加了氯乙烯分离的困难。:乙炔与水合成乙醛的反应方程式如下CHCH+HOCHCHO(2-8)2313/683、含氯的影响：在原料气氯化氢的合成中，常常由于操作控制不当，会含有一小部分游离的氯气。这部分游离氯遇到乙炔以后，就会和乙炔激烈反应生成氯乙炔。这种物质很容易燃烧爆炸，直接影响到生产的安全。此外，游离氯的存在还造成副产多氯化物含量的增加，导致以后分离的困难，同时也影响氯乙烯的收率。所以，在氯乙烯的转化反应中，要求原料气不含游离氯，在不得已的情况下，游离氯含量亦应控制在0.002%以下。4、含氧的影响：原料气中如果含有氧气，不仅影响生产的安全，而且，当含有少量氧气的原料气通过转化器的触媒层时，与载体活性炭反应生成一氧化碳或二氧化碳，从而增加了合成气中的惰性气体量，也增加了以后分离的困难和氯乙烯的排空损失。此外，在氯乙烯的常压分馏中，二氧化碳与干燥塔内的固碱作用生成一层碳酸钠硬壳，影响了固碱的脱水作用，从而引起水分在以后低温系统中结冰绪塞设备。5、催化毒物的影响：在原料气乙炔中，往往由于清净不好，而含有少量的硫、磷、砷的化合物。这些物质的存在，能使触媒中毒，从而失去活性，其反应方程式为：HgCl+HS(2-9)HgS+2HCl3HgCl+PH(2-10)22(HgCl)P+3HCl2.3.3分子比323在工业生产中，乙炔和氯化氢的配比控制得很严格，从反应机理中可以看出，如果乙炔过量，触媒中的氯化汞还原成氯化亚汞或金属汞，使触媒脱掉活性并生成副产物，直接增加了乙炔的消耗。如果氯化氢过量太多，也会使所生成的氯乙烯进一步与过量的氯化氢加成生成二氯乙烷等多氯化物。所以，在工业生产中乙炔与氯化氢的分子比常控制在1:1.05～1.1左右，亦即氯化氢过量5％～10％。控制氯化氢稍过量的原因有三：1、确保乙炔反应完全，避免乙炔过量造成触媒中毒。2、氯化氢价格比乙炔低廉，且过量部分可以用水洗、碱洗除掉。3、氯乙烯中含乙炔对聚合的影响比含氯化氢坏得多。14/68理论上，氯化氢的过剩量应愈小愈好，这对提高氯乙烯收率、提高单体质量、减少氯化氢消耗、降低成本都有很大好处。随着操作技术的熟练和仪表质量的提高，氯化氢过剩量正在逐步缩减。2.3.4空间流速空间流速是指单位时间内通过单位体积触媒的气体量(气体量习惯以乙炔３３触媒·小时。／米H)，其单位为：米C量来表示22乙快的空间流速对氯乙烯的产率有影响。当空间流速增加时，气体与触媒的接触时间减少，乙炔的转化率随之降低。反之，当空间流速减小时，乙炔转化率提高，但高沸点副产物量也随之增多，这时生产能力随之而减小。在实际３３触媒·小时。此时，／米CH60生产中，比较恰当的乙炔空间流速为30～米2２既能保证乙炔有较高的转化率，又能保证高沸点副产物的含量较少。2.3.5反应温度反应温度对转化反应影响很大，温度太低，乙炔反应不完全，转化率低，温度高，乙炔转化率增高，但副产物的含量也随之增高，反而导致氯乙烯产率下降。关于氯乙烯合成的反应温度，目前还未有一致的看法，国内外各厂的操作控制实际差异也很大。一般说来，在80～180℃之间，但大多数都控制在130～180℃之间为最适宜。高温对触媒的活性有很大影响，主要由于下列原因：1、高温会破坏触媒的结晶表面。2、温度愈高，氯化汞的蒸气压愈大，造成氯化汞升华而导致触媒活性迅速下降。3、高温下乙炔生成呈树脂状的高聚物沉积在触媒的表面，掩盖了触媒的活性表面，使触媒失去活性。15/682.4转化系统的工艺流程及主要设备2.4.1转化系统的工艺流程由乙炔与氯化氢气相加成合成氯乙烯的生产工艺流程如图2-1所示。来自乙炔站的乙炔经阻火器(1)和装有三甲酚磷酸酯的液封(2)与来自氯化氢工段经盐酸分离器(3)的氯化氢以1:1.05～1:1.1的比例，在混合器(4)中混合后，进入在列管内装有氯化汞触媒的转化器(5)中进行转化。在转化过程中所放出的热量，借列管外的循环冷却水带走，冷却水用水泵(7)打至转化器，分三路进入。从转化器上部出来的冷却水进入水循环槽，水在循环过程中汽化带出了反应热。反应后的粗氯乙烯气体进入水洗塔等设备进行净制。图2-1转化系统工艺流程1-阻火器；2-液封；3-盐酸分离器；4-混合器；5-转化器7-6-冷却水循环槽；水泵16/682.4.2采用混合脱水的转化系流工艺流程基于乙炔气相法合成氯乙烯的工艺要求，作为原科的乙炔和氯化氢气体，其含水量应控制在0.03%以下。如前所述，在旧的工艺过程中，乙炔和氯化氢的脱水，须分别采用固碱干燥和浓硫酸干燥来进行。显然这种工艺过程，是很不经济而又极不合理的。这不仅使得整个生产流程太长，增加原料的损耗。而且须采用庞大的吸收装置，占用大量的附属设备和建筑面积。换碱、换酸和“倒酸”操作十分沉重繁杂，而且极不安全。此外，吸水后形成的液碱和稀释后的酸液，在常温常压下其饱和蒸汽压较高。因此脱水程度有一定限制，仍很难满足氯乙烯合成的需要。由于这些原因，当前这种陈旧的工艺过程已逐渐受到摈弃，而代之以混合脱水的新流程。混合脱水的新工艺是由我国首先创造出来的，它使我国聚氯乙烯生产具有自己的待点。混合脱水基于下述原理：1、利用氯化氢的吸湿性质，预先吸收乙炔气中的部份水分变成浓盐酸，以降低乙炔气中的水蒸汽分压。2、利用冷冻的方法使混合气中的残余水份冷凝。使气体中的水蒸汽分压进一步降低，从而达到更高的脱水目的。由于以作为原料之一的氯化氢气体代替固碱进行乙炔干燥，并使二者在同一设备内进行进一步低温脱水处理。显然在流程的安排上，或者在经济和操作上都是合理的。采用混合脱水的转化系统工艺流程如图2-2所示。来自乙炔站的湿乙炔气经阻火器(1)、装有三甲酚硝酸酯的安全液封(2)和分离器与来自氯化氢工序的氯化氢以1:1.05～1:1.1的比例，分别由互成90°角的切线方进入脱水混合器(4)中混合。乙炔气中的部分水分被氯化氢吸收变成浓盐酸雾滴。借气体迥转运动而产生的离心力甩向器壁，凝聚后顺器壁落下。混合后的气体沿中央气体排出管上升至顶部扩大室，室内装有活性炭以除去氯化氢所含的游离氯。然后进入两个串联的石墨冷却器(5)用－35℃冷冻盐水将混合气冷至－10～－15℃。冷却后的混合气经旋风分离器(6)及酸雾17/68过滤器(7)除去所夹带的酸滴和酸雾。再经预热器(8)预热后进入转化器(9)进行反应。由各设备分离下来之浓盐酸，汇集后经一液封管自动流入酸罐(12)，然后定期用氮气压至酸贮槽。活化触媒用的干燥氯化氢气体由一单独系统获得。其过程是将未经干燥氯化氢气体，通过另一石墨冷却器(10)进行冷冻脱水。经酸雾过滤器(11)除去酸雾后进入转化器。18/68图2-2采用混合脱水的转化系统工艺流程1-阻火器；2-液封；3-分离器；4-脱水混合器；5，10-石墨冷却器；6-旋风分离器；水泵14-冷却水循环槽；13-酸罐；12-转化器；9-预热器；8-酸雾过滤器；11-，719/682.4.3转化系统的主要设备转化器：由于乙炔和氯化氢的加成反应是一种在触媒存在下的放热反应，的主要作用是用以装载触媒与移走反应热，其构造如图2-3所示。转化器转化器是一圆柱形列管式设备，上下盖为锥形，外壳由钢板焊接而成。圆柱部分有57×3.5列管613根，用胀管法固定于两端花板上。管内装触媒，管间有两块花板将整个圆拄部分隔为三层，每层均有冷却水进出口用以通冷却水带走反应热。上盖有一气体分配盘，使气体均匀分配。下盖内衬瓷砖，以防盐酸腐蚀，其内自下而上充以瓷环、活性炭作为填料，支撑列管内的触媒，防止触媒粉尘进入管道。氯乙烯合成的转化器是一种气固相接触的固定床反应器。在这类反应器中，保证气体和固体间的良好接触并不是一个重要的问题，因为触媒本身具有很大的表面积，而在气相中扩散阻力又不很大。因此，在通常的气流速度下气体与触2-3转化器的结构图媒在反应设备中能良好的接触。但列外壳；5-4-1-锥形底盖；2-瓷砖；3-隔板；是，在这一类反应器中，气体的均热电偶插大盖；7-8、11-管；6-冷却水出口；匀分布是个主要问题，如果气体分气体分配板；12-10-孔；9-手孔；气体进口；16-支撑管；14-冷却水进口；填料；15-13-防腐18-17-手孔；下花板；合成气出口；19-衬里21/68布不均匀导致各部分气流停留时间不一，就会产生以下缺点：反应过程的转化率降低。这是由于停留时间长的气体转化率的增长不足以弥补停留时间短的气体转化率的下降所造成的损失。反应器各处温度不均匀，使操作的温度条件变坏。这是因为停留时间不同的气体的转化率不同，所放出的热量亦不同，而导致各处温度不同。所以，要使气体均匀分布，除了采用多个进口或在气体入口处加上气体分配盘使气体均匀分配外，最主要的应使触媒各部分阻力一致。否则，当部分管子阻力大而另一部分阻力小时，气体总是要从阻力小的部分通过。这部分就由于大量气体的通过而进行激烈的反应，放出大量的热量，当所放出之热量来不及被冷却水带走时，就会使温度升高而使触媒活性迅速下降，造成转化反应恶化。2.4.4串联转化在氯乙烯合成反应中，触媒常因活性中心受原料气体中所带杂质的毒害或被副反应产物所覆盖，或者受高温作用造成氯化汞升华等原因，致使活性下降而失效。按工艺要求合成氯乙烯时乙炔转化率需在97%以上，换句话说在反应后的气体中乙炔含量不得大于3%。如乙炔含量高于3%，触媒便被认为失效而需重新更换。这样，另一部分还有很高活性的触媒便被视为“失效”而白白扔掉。此外，在单台转化器转化过程中，由于工艺要求触媒具有一定的寿命和转化率，这就限制了原料气体空间流速的提高，因而设备的利用率很低。为了充分利用上述“废触媒”，降低触媒消耗，延长触媒寿命和提高设备的生产能力，除加强合成温度操作控制、制取高纯度原料气体和采用更新型的高效低耗触媒外，更有效而且简单易行的办法就是采用串联转化。串联转化就是将两台或三台转化器串联起来进行联合操作。即第一台转化器使用活性已衰退的触媒，第二台使用活性在中期的触媒，最后一台则使用新触媒。这样，不仅可以使用较大空速，反应温度不会过高，操作易于控制，而且总转化率还能保证工艺要求。串联转化型式如图2-4所示。22/68a、b为两种不同接管的两台转化器串联，可按触媒的使用情况任意倒换使用。为三台转化器串联，先后次序可任意倒换使用。为组合串联，运用于个别转化器发生故障停车时其他转化器仍可继续正常生产而不致于占用很多设备。组合串联台数不限，可根据具体情况自行选用。23/68图2-4不同型式的串联转化24/682.4.5沸腾转化氯乙烯合成设备除固定床转化器外也可以采用沸腾床转化器。在沸腾床内所进行的转化反应称为沸腾转化。沸腾转化是在特殊的塔式设备——沸腾床转化器内进行。床内填充以活性炭为裁体的氯化汞—氯化钡复合触媒。经脱水和充分混合后的原料气体，以一定的分子比从转化器底部进入床内。当气流速度达到一定数值时，分布板上的触媒粒子开始流态化而呈“沸腾”状态，于是便发生了和固定床类似的催化反应。合成气经扩大段和旋风分离器除尘后进入净制系统进行分离。反应时放出的热量，由床内列管和外壁夹套中的冷却水移出。沸腾转化的主要特点是设备小，生产能力大。缺点是触媒容易磨损，寿命短、定额高，转化率稍差。为此常采用多层床代替单层床。随着流化质量的不断改善和触媒的改进，可以预见，沸腾转化将有很大的前途。2.5转化操作控制2.5.1转化的正常操作控制条件合成转化反应最适宜的条件已在前面讲过了。这条件最终表现在温度操作上。转化的温度操作主要贯彻两个原则，氯乙烯的产率高和操作稳定，而操作稳定才能有条件提高产率。总的来讲，在操作中，应将温度维持在最适宜反应温度的附近，这样才会使乙炔的转化率高和副反应少，氯乙烯的产率才会高。而最适宜的温度是随触媒的使用时间而逐渐改变的。触媒层反应温度的最高点，随着反应时间的延长沿着触媒层由上至下而下降。触媒使用到后期活性衰退，转化率变劣，故应设法采取措施来维持适宜反应温度。工业生产中最适宜的反应温度，目前还未有一致的意见，但实践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ，一般以130～180之间为最好。触媒层同一平面上各点温度之差应愈小愈好。正常操作时，应严格贯彻三稳一准操作，亦即随时注意原料气体的纯度、压力和反应温度的平稳，原料气体的流量控制要准确，这样才能达到转化过程的操作稳定，氯乙烯的产率最高。25/68转化的正常操作控制条件如表2-1所示：表2.1转化操作控制条件操作条件称名120~400mmHg乙炔总管压力120~400mmHg氯化氢总管压力CH:HCl=1:1.05~1.1分子比22130~180反应温度℃≯180℃新触媒反应温度95±5℃冷却水出口温度2㎝㎏水泵送出压力0.8~2/pH≮循环水酸碱度733·空间流速h/m30~60m<3%反应后含乙炔<10%反应后含氯化氢2.5.2转化系统的原始开车原始开车是指新建的或是经过大修后的系统开车。开车的步骤按次序可分为：系统检查、设备吹净、触媒装裁、排气置换、气密试验、升温活化等六个作业。现将各作业的重点简述如下：1、系统检查：按照工艺流程顺序核对各设备管道、阀门和计量仪表是否齐全，位置是否正确。按照技术规程检查其安装质量，检查设备制造，检修和安装的技术条件及其记载情况。2、设备吹净，由于安装或检修时可能有尘灰、油泥、破布、木屑和水分等杂物存留在设备或管道内，必须吹净。以免开工后，将设备、管道堵塞，污损触媒或影响传热。吹净作业最好用加压的氮气进行，但也可应用压缩空气。吹净按设备分段进行，即这一段设备及其所连管道吹净后，再按流程将后一设备进行吹净。3、气密试验：气密试验与强度试验不同，强度试验系用比操作压力高1.25～1.5倍的水压来试验设备和管道能经受多大压力；而气密试验则是在最高的操作压力下进行，一般都采用氮气作介质。26/68气密试验的目的，是为了消除设备、管道各连接处在压力下的泄漏现象，是保证合成转化系统正常安全运转极其重要的一项措施。其试验的方法是关闭碱洗塔入口排空阀门，往系统内通以氮气到250毫米汞柱的压力，待各处压力均衡后进行检查，一般用耳听手摸的办法来判断，如果有局部小漏，则可用肥皂水涂在设备焊疤及接管法兰处，以观察有无气泡出现。如有气泡则说明该处有泄漏。如有泄漏则应予以全部消除，直至全系统压力基本不再下降，始为合格。触媒装载：触媒装载得好坏，会直接影响到转化操作，如触媒层的阻力、气体的均匀分布和触媒层的温度分布等。所以，装触媒前应将触媒过筛，筛去其粉末，以减少触媒床层的阻力；为了使触媒各部分阻力一致，应尽量使触媒颗粒大小均匀，装触媒时应注意使各管数量相等，而且不要只从中间一处加入，否则，大粒子流向四周，而小粒子则留在中间，以致使周围空隙大，气流不均匀。尤其对温度计管装填触媒时更应仔细注意，这样才能真实地指示实际的反应温度。5、排气置换：新装或经大修后的设备、管道内部充满了空气，而空气和乙炔或氯乙烯混合会形成爆炸性气体；在触媒的升温活化时，空气中的氧会使触媒氧化。所以开车前必须用氮气将设备管道内的空气排除干净，直到系统内气体中含氧在3%以下才算合格。6、升温活化：系统经气密试验和排气置换后，即可进行触媒的升温活化。触媒的话化是在温度达80℃以上时通入氯化氢气进行的。其操作详述于后。活化完毕的触媒即可进入正常操作。2.5.3转化系统的开车操作开车前的准备工作关闭水洗后排空阀门，往系统内通氮气，使压力达到220毫米汞柱，检查设备管道有无泄漏，如无泄漏才能用氮气将空气排净。检查各仪表、阀门是否齐全好用。打开热水循环槽的水阀门和蒸汽阀门，制备循环热水，使液面达循环槽的1／2以上。27/68启动水泵马达，当水泵运转正常后，打开水泵出口阀门，往转化器内送水，使触媒温度升至80℃以上。打开氯化氢总管阀门。打开转化器氯化氢进口阀门。通知乙炔站和氯化氢工序作好送气准备。2.开车操作当氯化氢纯度达90%以上且不含游离氯时，通知分馏岗位，打开水洗塔加水阀门和开启碱洗塔碱泵，使碱液进行循环并开启水洗后排空阀门。打开混合器的氯化氢入口阀，通入少量氯化氢气。通氯化氢10～15分钟后，通知乙炔站送乙炔气，当总管压力上升120毫米汞柱时，打开乙炔总阀门。在乙炔液封取样分析，当乙炔含氧＜1%且不含硫、磷时方可开车。如含氧＞1%，应打开乙炔排空阀门排空至台氧＜1%为止。从氯化氢总管取样分析，当氯化氢纯度＞95%及不含氯时，打开混合器入口乙炔调节阀，开始通乙炔。在通乙炔时，通知分馏岗位关闭水洗后排空阀，打开碱洗塔入口阀门和通往气柜的阀门，同时通知压缩机岗位开车。在保证氯化氢过量的条件下，逐渐加大乙炔通量到需用量为止。新装触媒的活化与开车操作打开转化器循环水进出口阀门，使触媒升温。当触媒温度升至80℃以上时，通氯化氢使触媒干燥与活化。通氯化氢的时间不得少于10小时，直至转化器底部不再有酸放出时，始可通入乙炔。3／小时，在反应良好、反应温度米20～30(4)使用新触媒时最初通量为稳定且不超过180℃时，可逐渐提高乙炔通量。3。使用新触媒时每班提高通量不得超过(5)10米4.正常操作经常根据反应情况，调节循环水量。28/68每半小时检查一次反应情况，并结合分析结果，适当调节氯化氢通量。经常与乙炔站、氯化氢工序联系调整气体纯度和压力。定期检查水泵运转情况。定期检查水质，勿使漏入氯化氢气。定期进行盐酸分离器、混合器、转化器放酸。2.5.4转化系统的停车正常停车通知调度部门、乙炔站、氯化氢及有关岗位，做好停车准备。先关闭混合器入口乙炔调节阀，再关氯化氢调节阀，然后关闭乙炔总管阀门，最后关闭氯化氢总管阀门。关闭碱洗塔气体入口阀，停止水洗塔加水。通知压缩机岗位停车，并关闭气柜出口阀门。在混合器前之乙炔管路通氮，清洗系统中残存气体。如停车超过8小时，应关闭转化器循环水进出口阀门，停止水泵运转。紧急停车先关闭混合器乙炔入口调节阀，再关闭氯化氢调节阀。同时通知调度部门、乙炔站、氯化氢及有关岗位停车。关朗乙炔、氯化氢总管阀门。关闭碱洗塔入口阀门和通往气柜的阀门，停止水洗塔加水。在混合器前乙炔管道通入氯气，使压力达30～50毫米汞柱，保持系统正压，防止空气漏入。2.5.5转化系统的辅助操作(触媒的拆卸与装载)更换触媒的准备工作向水环真空泵及水封罐中加水，液面至真空泵中轴，并检查有无漏水之处。检查马达是否可以开动，盘车1～2圈。检查粉尘过滤器是否畅通。29/68在中和罐中配好l0～15%的碱液。将抽触媒用的铁管和胶管接连好。将抽触媒用的铁管封闭，开动真空泵试抽.阀门及设备有无泄漏现象。拆开转化器同混合器连接的管路。当转化器温度降至60℃以下时，始能拆卸大盖。废触媒的拆卸(抽触媒)开动水坏真空泵，使抽触媒系统呈负压。将抽触媒软管插入转化器列管中，挨管抽取废触媒。待转化器列管及花板上废触媒全部抽净后，关闭真空泵入口阀，停止马达运转。放除泵内积水及中和罐碱液。打开旋风分离器下口，将废触媒小心放出。新触媒之装载堵塞热电偶管头。将新触媒均匀填入列管内，并在花板上布一层20～30毫米厚的废触媒或新活性炭，然后去掉热电偶管堵塞物。将转化器大盖上好。插入热电偶套管，并由手孔仔细填充新触媒。上好手孔盖、混合器与转化器的连接管路。30/68第3章氯乙烯的压缩转化后合成气体如采用加压分溜，则合成气的压缩是一道不可缺少的工序。通过气体的压缩，提高了气体的压力，亦即相应的提高了物料的沸点，才有可能使我们能在常温下进行分馏操作。例如：常压下氯乙烯的沸点为-13.9℃，压缩到5个大气压时，沸点提高到40℃左右，这样分馏过程的冷量消耗就大为减少，操作也大为方便，生产能力也大大提高。压缩机工作的好坏，影响到精馏操作和消耗定额，因此操作人员务必了解它们的性能及运转规律，掌握它们的安全运转规程，密切配合分馏操作，以降低消耗定额，提高单体质量。在压缩过程中，气体状态(温度、压力、体积)的变化是与气体的三个基本定律相符合的。因此，在讲压缩原理之前，先来了解一下这几个基本定律：波义耳—马略特定律：当温度不变时，一定质量的气体的压力与其体积成反比。换句话说，气体在恒温下被压缩时，则其体积特随压力的增加而成反比例减少。例如：将气体由常压压缩到5个压力，则其体积就变为原来体积的1/5。盖吕萨克定律：在压力不变的情况下，气体的温度与体积成正比。换句话说，当一定质量的气体受热而温度升高时，如果压力保持不变。则它的体积就会增大，也就是要发生热膨胀的现象。反之，受到冷却而温度降低时，则其体积便缩小，发生冷缩现象。例如：在压力不变时，若将气体温度升高或降低1℃，则其增加或降低的体积将等于它在0℃时所占体积的1/273。查理定律：在保持气体体积不变的情况下，如使气体受热或冷却，则其压力亦会相应的增高或降低。换句话说，当一定质量的气体受热而温度升高时，如保持其体积不变，则其压力就会升高。例如，在气体体积不变肘，如使气体温度升高1℃，则其压力的增加将等于它在0℃时压力的1／273，反之亦然。综合上面所述，我们可以简略地用几句话表示上述三个定律，即：在恒温下，气体的体积与压力成反比。31/68在恒压下，气体的体积与温度成正比。在恒容下，气体的压力与温度成正比。虽然在实际的压缩过程中，气体的体积、温度和压力都在变化，但我们从上述三个气体基本定律中不难理解：气体经过压缩以后，温度和压力是升高的，而体积则是缩小的。将上面三个定律综合起来，可用下列门捷列夫—克拉柏龙气态方程式来表示：PVPV2121(3-1)TT21——分别表示条件变化前后的气体压力，PP其数值常用绝对大气式中21,压表示，即由压力表上读数加上一个大气压；——V,V分别表示条件变化前后的气体体积；21——TT21,分别表示条件变化前后气体的绝对温度，其数值系由摄氏温度计读数加上273而得，例如：摄氏温度计读数为25℃，则气体的绝对温度为273十25＝298K。压缩机各段气缸容积及冷却器即是按照这些基本定律进行设汁的。因此，在操作中，经常注意各段气体的压力及温度，即可知道压缩机的运转是否正常。压缩机的类型很多，但按作用原理大体上可分为涡轮式和活塞式两类。在活塞式压缩机中，按气缸的位置和排列方法，又可分为：立式的、卧式的和单列的、双列的。本节所介绍的氯乙烯压缩机采选用I—10／8型二段双缸复动水冷式空气压缩机。3.1活塞式压缩机的工作原理3.1.1压缩过程图3-1所示是一单作用式压缩机，这种压缩机当活塞在气缸中往返一次只有一次吸气和一次排气过程。其压缩气体的过程共分为三步；即：1.吸入，2.压缩，3.压出。32/68现将这三个步骤分述于后：图3-1单作用式压缩机氯缸简图压出活门吸入活门；4-1-气缸；2-活塞；3-1.吸入，当活塞(2)向左边移动时(见图3-1)，缸内体积增大，压力下降，当压力降到稍小于进气管中的气体压力肘，则进气管中的气体便顶开吸人活门(3)的弹簧，进入气缸，并随着活塞的向左移动，继续进入缸体，遭到活塞移到左边的末端(又称左死点)为止。压缩：当活塞调转方向向右移动时，缸内气体体积开始缩小，压力随之上升。由于吸入活门有止逆作用，故缸内气体不能倒回进口管管中，同时，因出口管中的气体压力又高于气缸内部的气体压力，则缸内的气体也无法从压出活门(4)流出缸外，而出口管中的气体又因压出活门的止逆作用也不能流回缸内。此时，缸内的气体虽保持一定，只因活塞继续向右移动，缩小了缸内的容积空间(体积)，便使气体的压力升高了。压出：由于活塞右移压缩了缸中的气体，便升高了气体的压力。当缸内气体压力升高到稍大于出口管中的气体压力时，缸内气体便顶开压出活门的弹簧而压入出口管中，并继续压出到活塞移至右边末端(又称右死点)为止。然后，活塞又开始向左移动，又重复上述动作。由于活塞在气缸内不断地来回运动，便使气缸循环地吸入和压出气体。因此，便将活塞的每一来回称为一个工作循环。活塞每来或回一次所经过的距离，叫作冲程。双作用式压缩机的气缸如图3-2所示，这种气缸的两端，都具有吸入活门和压出活门。其压缩过程与单作用式气缸相同，所不同的，只是在同一时间里，33/68不论活塞向哪一方向移动，都能在其前方发生压缩作用，在其后方进行吸气过程。也就是说，无论活塞向左成向右移动，都能同时吸入和压出气体。图3-2单作用式压缩机氯缸简图压出活门吸入活门；4-1-气缸；2-活塞；3-3.1.2多段(级)压缩要用一段压缩机将气体压到很高的压力，压缩比(出口压力和进口压力之比)必然很大，压缩以后的气体温度也会升得很高。压缩比和气体温度升高以后，会使压缩过程产生以下一些缺陷：压缩比升高产生大量热量，因受冷却效率的限制，不能及时移走，就会增加动力消耗。气体温度升得过高，会使润滑油失去原有性质(如粘度降低，烧成炭渣等)，而使机件遭到损坏。压缩比过高，也就是压缩后的气体压力很高，则残留在余隙(活塞与气缸盖之间的空隙)中的高压气体多，使压缩机的生产能力显著降低。压缩比过高时，压缩机的活塞、曲柄和连杆等机件的尺寸都需相应增大，否则就不能适应其所承受的负荷。这样，不但使压缩机的造价增高，而且还增加了机件制造上的困难。由此可见，要将气体压缩到较高的压力，不能采用一段压缩而需采用多段压缩的办法。所谓多段压缩，即根据所需的压力，将压缩机的气缸分成若干压力等级(如低压段、中压段和高压段等)，并在每段压缩后，放置中间冷却器以冷却每段压缩后的高温气体。使整个压缩过程接近于等温压缩过程。在等温压缩时，所34/68需要的压缩功最小，这样便可节省动力的消耗，而气体的压力，却是分步提高到所需压力的。综上所述，用多段压缩将气体压到较高压力，可以克服用单段压缩时的缺点，且段数愈多，愈趋近于等温过程，能量的消耗也愈少。但是，段数太多，气体经过进出口活门和中间冷却器的次数也随之增多，阻力损失就会相应增大。同时，压缩机的段数愈多，造价愈贵，超过一定段数后，其所省之功，还不能补偿制造费用的增加。因此，压缩机的段数也不能增加大多。从经济观点来看，通常大功率的大型压缩机采用压缩比较小而段数多的结构；小型压缩机则采用压缩比高而段数少的结构。段数之选择，一般应使得各段的压缩比不超过4，采用这个极限，就能使压缩机气缸的温度不致过高，且能保证气缸可靠的润滑，氯乙烯压缩有的选用I—10／8型立式二段双缸复动水冷式空气压35/68缩机进行压缩，使用情况尚满意。3.2压缩机的生产能力及其影响因素在单位时间内，压缩机所压缩的气体量称为压缩机的生产能力，其单位为33／分。在实际生产中，影响压缩机生产能力主要有下列因素：／时或米米3.2.1余隙容积气缸留有余隙，对压缩机的装配、操作和安全是必要的，但余隙过大，则其容积效率(实际吸入气体容积与活塞行程容积之比)愈小。因为当余隙较大时，余隙内的高压气体在吸气时产生膨胀而占去部分容积致使再一次吸入的气量减少，使压缩机的生产能力降低。所以，对压缩机的生产能力来说，气缸的余隙容积称为有害容积。3.2.2泄漏损失压缩机的生产能力与活塞环、吸入活门及压出活门以及活塞杆格兰填料(盘根)的气密程度有很大关系。活塞环套在活塞上，其作用是密封活塞与气缸之间的空隙，以防活塞两边气体的相互泄漏。因此，安装活塞环时，应使它能自由胀缩，形成良好的密封。但又不可能使它与气缸摩擦太大而导致气缸发热，磨损气缸内壁。当安装得不好而不能完全密封时，则正在进行压缩过程的高压气体，便有部分不经压出活门压入出口管，而从活塞不严之处漏到活塞的另一边。这样，由于压出的气体量少了，压缩机的生产能力也随着降低。如压出活门不够严密，则当在缸内进入吸入过程时，出口管中的部分高压气体就会从活门不严处漏回缸中。如吸入活门不严，则在压缩期间，也会有部分压缩气体自缸中漏回进口管。这两种情况都会因气流的压出与返回而多次循环，致使温度升高，同时使压缩机的生产能力降低。在实际操作中，由于活门口的簧片(即活门片或活门板)经常受到气体的冲蚀，或其质量不好而损坏，以致常常造成漏气减产现象。在压缩机运行过程中，由于活塞扦的格兰填料充填不当，填科与活塞杆吻合不够紧密，也会形成漏气现象。此处漏气，不但使压缩机的生产能力降低，而且漏出来的氯乙烯毒化空气，影响安全。3.2.3吸入活门的阻力压缩机的吸入活门具有一定的阻力。按理想情况，当气缸的压力稍低于进口管中心的压力时，活门就应开启，但若吸入活门阻力较大时，则其开启就会滞后，进入缸的气量也就减少，压缩机的生产能力也会因此而降低。3.2.4吸入气体的温度压缩机气缸的容积虽是恒定不变，但是，如吸入气体的温度过高，则气体密度减小，造成吸入量小。另外，供压缩的氯乙烯在前面水洗与碱洗过程中，饱和着大量的水蒸汽，气体温度愈高，所带的水蒸汽愈多，这也会使压缩机吸入的有效气体量减少。所以，使气体在低温下进入气妊，可以提高压缩机的生产能力。3.3氯乙烯压缩设备氯乙烯压缩一般选用I—10／8型空气压缩机(如图3-3所示)来进行。此压缩机为立式，两段双缸复动水冷式，整个设备由压缩机及其中间冷却器、滤油罐及电动机所组成，安装于平坦的地基上。36/68压缩机分机架、曲铀、连秆、十字头及气缸等结合部分。图3-3I-10/8型空气压缩机外形图气缸分为两段，第一段各有四个吸气阀与排气阎。第二段则各有二个吸气闽和排气阀，都以气缸盖紧闭之。活塞上带有活塞环，借其弹力使活塞紧密气缸壁。同时，以活塞杆接于十字头，联于连杆，当曲轴转动时，带动活塞于气缸内作往复运动，压缩合成气体。37/683.4压缩机的操作控制3.4.1压缩机的正常操作条件压缩机是氯乙烯加压分馏中关键的设备，结构较为复杂，转动部分也比较多。因此，它在日常运转过程中发生故障的机会和可能性也比较大。所以，要想维持压缩机的操作平稳，使它能均匀不断地吸气与供气，除了经常注意它的运转情况外，还需将它的操作条件严格地控制在规定的范围内。在压缩机的正常操作中，需要经常管理和调节的操作条件列入下表：表3.1压缩机的操作条件操作条件称名25一段气体入口温度℃≯>20mmHg一段气体入口压力<90℃一段气体出口温度21.5~2.0kg/cm一段气体出口压力≯二段气体入口温度≯二段气体出口温度110℃35℃20.5kg/cm5±二段气体出口压力20.5~1.5kg/cm循环油压力>1/2注油器液面气柜总体积的气柜使用范围25~80%<60℃马达温升<140A马达电流42~50℃二段出口冷却器气体温度为了确保压缩机的润滑，对用于压缩机主轴承等处的润滑油及用于压缩机气缸的气缸油，应严格符合于表3-2所列的规格。3.4.2压缩机的开车压缩机的开车可分为原始开车和正常开车。前者是在压缩机经大修或中修后的开车；后者是经短期停车后(如停车更换活门或配合其他工段的临时修理)的开车。原始开车比正常开车复杂，并且包括了全部正常开车的操作步骤。原始开车的程序包括；空载试车、加压试车和转入正常开车。38/68表3