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年产10万吨PVC生产 氯乙烯车间工段设计 设计内容 聚氯乙烯工艺概述 氯乙烯合成工段工艺计算 总结 聚氯乙烯工艺概述 1.原料乙炔的制备 2.氯乙烯单体合成 3.氯乙烯聚合 原料乙炔制备 工业上有许多种生产乙炔的方法，按原料来源可分为两大类：碳化钙法和烃类热裂解。碳化钙法又名电石法，是最古老且迄今仍在工业上普遍应用的乙炔生产方法。它是使电石与水在乙炔发生器中作用而制得乙炔：　 电石为固体物料,运输方便，制得乙炔浓度很高,只需简单精制即可使用。故碳化钙法应用比较普遍，既可大规模生产，也可少量发生以用于焊接或切割。 2.氯乙烯合成 生产方法：乙炔和氯化氢在氯化汞的催化作用下合成氯乙烯。 反应原理： 主反应： 副反应： 工艺流程图 图1—1 氯乙烯合成工艺流程 1—混合器； 2—转化器；3—水洗塔；4—碱洗塔；5—碱液槽；6—气柜； 7—预冷器；8—冷凝器；9—尾气冷凝器；10—粗馏塔；11—精馏塔； 12—成品冷凝器；13—氯乙烯贮槽；14—受槽；15—蒸出釜 3.氯乙烯聚合 ?聚氯乙烯按聚合方法分四大类： 悬浮法聚氯乙烯 乳液法聚氯乙烯 本体法聚氯乙烯 溶液法聚氯乙烯 本设计采用悬浮法聚氯乙烯聚合方法 采用悬浮法生产PVC技术的优点： 易于调节品种 生产过程易于控制 设备和运行费用低 易于大规模组织生产 设计参数 生产能力：10万t/a PVC 生产时间：8000h/年 收率：合成氯乙烯工段:94% 聚合工段:96% 单体产品规格：氯乙烯99.9% 乙炔0.001% 原料配比: 物料衡算 原料气混合：干燥乙炔来自乙炔工段，通过砂封与来自氯化氢工段的干燥氯化氢在混合器中混合。 计算出乙炔遇冷器、氯化氢遇冷器中和混合气脱去的水分 转化器 乙炔转化成氯乙烯转化率：97.5%， 乙炔转化成二氯乙烷的转化率：1%。 计算出转化器生成氯乙烯量、二氯乙烷量、乙醛量，未转化乙炔量，未转化氯化氢量等。 净化水洗 采用泡沫吸收过剩的氯化氢气体是26%的盐酸，被吸收下来的氯化氢回收率为98%。 气相带去水量： 碱洗塔 采用10～15%的 溶液洗涤氯乙烯气体，可以认为HCl全部洗去。碱洗后氯乙烯的含水量： 得出碱洗塔的组成，同理计算出机前冷却器出口气体含水量、物料组成 。 压缩机 把所处理的气体按纯氯乙烯计,假设一段气体出口温度45℃，假设二段出口温度为89℃。 与假设相近，即二段出口温度为86℃。 全凝器 用5℃冷冻盐水把经过压缩机的氯乙烯气体在全凝器中冷却到25℃，顺流冷凝下来的氯乙烯未凝气体进入尾气冷凝器。 用试差法计算出液化率e，得出全凝器物料平衡数据。 尾气冷凝器 假设惰气全部随尾气排空，乙炔除被高沸塔顶氯乙烯产品微量带走外，皆进入尾气，氯乙烯和水在尾凝气中全部冷凝。 可用露点方程： 来求出尾气中 氯乙烯的组成，从而算出尾气带走的氯乙烯损失量 尾凝器进料有两股，即全凝气和低沸塔顶冷凝未凝气 ，尾凝器出料为尾凝器凝液和排空尾凝气，其物料平衡式： 由上式计算出尾凝器物料组成。 由低沸塔进料量和塔顶出气量可算出塔釜出料量，得出低沸塔物料平衡组成。塔釜出料被送到高沸塔。 进行物料平衡计算，得出高沸塔物料平衡组成。 能量衡算 衡算内容： 热量横算 冷冻机制冷能力核算 热量计算 计算出乙烯、氯化氢和混合气的显热、潜热和溶解热： 最后计算出气体在预冷器中需移除的热量： 冷冻机制冷能力核算 采用盐水作冷质，温升为5℃,考虑15%损失，冷消耗量: 循环水用量为 ： 计算出物料在预热器、混合器、吸收水冷却器、机前冷 却器、机后冷却器、全凝器 、尾凝器、成品冷凝器的显热、潜热、需移除的热量和 冷消耗量。 结论 电石法生成乙炔气