【正文】 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段 工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 小組成員 指導(dǎo)教師 完成日期 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校教務(wù)處印制新 疆 工 業(yè) 高 等 專 科 學(xué) 校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 任 務(wù) 書班級(jí) 專業(yè) 應(yīng)用化工技術(shù) 姓名 日期 論文（設(shè)計(jì)）題目： 年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）要求：（1）學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，獨(dú)立完成。（2）選題有一定的理論意義與實(shí)踐價(jià)值，必須與所學(xué)專業(yè)相關(guān)。（3）設(shè)計(jì)任務(wù)明確，思路清晰。（4）設(shè)計(jì)方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)充分可靠。（5）格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的設(shè)計(jì)格式模板調(diào)整格式。（6）所有學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間交論文初稿。設(shè)計(jì)（論文）日期：任務(wù)下達(dá)日期 完成日期 指導(dǎo)教師簽字： 新 疆 工 業(yè) 高 等 專 科 學(xué) 校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）成 績 評(píng) 定 報(bào) 告 序號(hào)評(píng)分指標(biāo)具 體 要 求分?jǐn)?shù)范圍得 分1學(xué)習(xí)態(tài)度努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期完成規(guī)定的任務(wù)。0—10分2能力與質(zhì)量調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解設(shè)計(jì)任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識(shí)的能力。0—15分綜合能力設(shè)計(jì)能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，有一定見解和實(shí)用價(jià)值。0—25分設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量計(jì)算準(zhǔn)確可靠有依據(jù)、分析邏輯清晰、正確合理，0—20分3工作量內(nèi)容充實(shí)，工作飽滿，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。繪圖(表)符合要求。0— 15分4撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整，書寫格式規(guī)范， 0— 15分合計(jì)0—100分評(píng)語： 成 績： 評(píng)閱人（簽名）： 日 期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及綜合成績答 辯 情 況自 述 情 況清 晰、完 整流 利簡 練清 晰完 整完 整熟 悉內(nèi) 容基 本完 整熟 悉內(nèi) 容不 熟悉 內(nèi)容提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒有回答答辯小組評(píng)語及建議成績：答辯委員會(huì)綜合成績： 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)：091632 姓名：曾海潮(新疆工業(yè)高等專科學(xué)校， 烏魯木齊 830091)摘要：氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，為無色、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學(xué)中間體或溶劑。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。本文對(duì)年產(chǎn)10萬噸VC精制工段進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，簡單介紹了VC合成工段的生產(chǎn)方法、原理、工藝流程，對(duì)主要的設(shè)備為參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過對(duì)原料和中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的各種性質(zhì)的分析和氯乙烯單體和合成工段生產(chǎn)原理的了解和掌握，制定出了合理的生產(chǎn)方案及工藝流程。同時(shí)以設(shè)計(jì)任務(wù)以及計(jì)算機(jī)為輔助，對(duì)氯乙烯精制工段中的低沸塔進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，塔及其附屬設(shè)備的計(jì)算。最終完成了設(shè)計(jì)。并繪制了相應(yīng)的工藝流程圖和設(shè)備圖。 關(guān)鍵詞：氯乙烯，低沸塔，工藝流程目 錄1 緒 論 1 氯乙烯在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 1 2 氯乙烯的理化性質(zhì) 3 氯乙烯的危害及防治 4 5 92 低沸精餾塔工藝設(shè)計(jì) 10 氯乙烯精餾工序物料衡算的已知條件 10 全凝器的物料衡算 10 低沸塔的物料衡算 11 低沸塔塔板數(shù)的確定 12 低沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 14 低沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計(jì)算 17 低沸塔塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 18 低沸塔接管的選型 203 高沸精餾塔工藝設(shè)計(jì) 22 高沸塔的物料衡算 22 高沸塔塔板數(shù)的確定 23 高沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 26 高沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計(jì)算 28 高沸塔塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 29 高沸塔接管的選型 31結(jié) 論 33參考文獻(xiàn) 34致 謝 351 緒 論 氯乙烯在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，為無色、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學(xué)中間體或溶劑。氯乙烯易液化，這一性質(zhì)在氯乙烯精制中有著重要的工業(yè)意義。除此之外，氯乙烯易溶解于丙酮、乙醇和烴類，微溶于水，它易燃，與空氣混合爆炸的極限是4%～22%，它對(duì)人體有麻醉的作用，對(duì)肝臟有影響，可使人中毒，長期的接觸會(huì)使人引起消化系統(tǒng)、皮膚組織、神經(jīng)系統(tǒng)等多種癥狀。 氯乙烯分子含有不飽和雙鍵和不對(duì)稱的氯原子，因而很容易發(fā)生均聚反應(yīng)；也能與其他的單體發(fā)生共聚反應(yīng)，還能與多種無機(jī)或有機(jī)化合物進(jìn)行合成、加成、取代及縮合等化學(xué)反應(yīng)。 氯乙烯的主要應(yīng)用是在工業(yè)上進(jìn)行均聚反應(yīng)或共聚的以上生產(chǎn)高聚物。目前世界上用于制造聚氯乙烯樹脂的上網(wǎng)氯乙烯單體量約占氯乙烯總產(chǎn)量的96%，而美國則達(dá)98%。氯乙烯的聚合物廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及人們的日常生活中，例如；硬的聚氯乙烯具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐磨性能好等特點(diǎn)。廣泛用于工業(yè)給水、排水、排污、排氣及排放腐蝕性的流體等用管道、管件以及農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)、電線電纜等管道等，其總量約占氯乙烯的消耗量的30%多，目前世界上塑料銷量的20%以上用于建筑，而建筑上的40%是氯乙烯的聚合物，如塑料地板，不僅可以制成色彩鮮艷的各種圖案，而且可以將圖案制成表面有浮雕感的多種型材。聚氯乙烯制成得到的門和窗具有較好的隔熱、隔冷、隔音性能好的以及耐腐蝕、耐潮濕、耐霉?fàn)€等特點(diǎn)。而且由于它們的表面光滑，不需要涂漆、維修方便，比其他的塑料門的材料要便宜好多，因而在國內(nèi)外的的產(chǎn)業(yè)上得到了廣泛阿的應(yīng)用和發(fā)展，聚氯乙烯的材料具有色澤鮮艷，花紋有立體感、防潮、防霉、防燃及便易清洗的特點(diǎn)，用做房屋建設(shè)具有簡單大方，價(jià)格便宜等好多的優(yōu)點(diǎn)。軟的聚氯乙烯具有堅(jiān)韌柔軟、耐彎曲、有彈性、耐寒等優(yōu)點(diǎn)，所以常用作電線電纜的絕緣包皮，以代替鉛皮、橡膠與紙張等，聚氯乙烯糊是將聚氯乙烯的顆粒分散在液體懸浮介質(zhì)中，形成高粘度狀的混合物，用于制造人造革、零件及日常生活用品。 由于傳統(tǒng)的電石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量電能， 對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染， 我國在幾家較大的氯乙烯生產(chǎn)廠引進(jìn)了日本、歐洲的平衡氧氯化生產(chǎn)工藝， 該工藝由于具有成本低、質(zhì)量高、污染小、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)， 是目前世界上比較通用的氯乙烯生產(chǎn)工藝。但是， 平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯， 隨著石油資源的日益短缺和對(duì)氯乙烯供不應(yīng)求矛盾的日益尖銳， 這一工藝也暴露出它的弊端。作者研究開發(fā)了乙烷在較低溫度下， 高轉(zhuǎn)化率、高選擇性脫氫氧化氯化生成氯乙烯的新催化劑及相應(yīng)的工藝過程。該過程一旦開發(fā)成功， 可為煉氣廠、油田氣中乙烷生產(chǎn)氯乙烯提供了一條新的技術(shù)路線。 最初的氯乙烯生產(chǎn)全部以乙炔為原料。乙烯氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，為無色、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學(xué)中間體或溶劑。 由于傳統(tǒng)的電石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量電能， 對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染， 我國在幾家較大的氯乙烯生產(chǎn)廠引進(jìn)了日本、歐洲的平衡氧氯化生產(chǎn)工藝， 該工藝由于具有成本低、質(zhì)量高、污染小、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)， 是目前世界上比較通用的氯乙烯生產(chǎn)工藝。但是， 平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯， 隨著石油資源的日益短缺和對(duì)氯乙烯供不應(yīng)求矛盾的日益尖銳， 這一工藝也暴露出它的弊端。作者研究開發(fā)了乙烷在較低溫度下， 高轉(zhuǎn)化率、高選擇性脫氫氧化氯化生成氯乙烯的新催化劑及相應(yīng)的工藝過程。該過程一旦開發(fā)成功， 可為煉氣廠、油田氣中乙烷生產(chǎn)氯乙烯提供了一條新的技術(shù)路線。 60年代后期，隨著乙烯裝置大型化及乙烯氧氯化技術(shù)的成熟，乙烯法在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面占有明顯的優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)乙炔法迅速被乙烯法取代。迄今為止，全世界氯乙烯裝置93%以上采用乙烯法，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家如日本，以全部淘汰了乙炔法，僅在我國及其它發(fā)展中國家仍占有相當(dāng)比重。 氯乙烯是制備聚氯乙烯及其共聚物的單體。也常稱為氯乙烯單體（VCM），在世界上是與乙烯和氫氧化鈉等并列的最重要的化工產(chǎn)品之一。 氯乙烯的合成始于1835年，由法化學(xué)家Regnault用氫氧化鉀的乙醇溶液將二氯乙烷脫氯化氫制得，并于1838年觀察到了它的聚合體，這次的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是PVC的開端。1902年，Biltz將1，2二氯乙烷進(jìn)行熱分解也制得氯乙烯，但當(dāng)時(shí)由于聚合物的科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟，他的發(fā)現(xiàn)沒有導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)束。Klatte于1912年通過乙炔與氯化氫的催化加成反應(yīng)制得了氯乙烯，成為工業(yè)上氯乙烯合成的最初工藝，但在沿用將近30多年后，由于乙炔生產(chǎn)的高能耗而逐漸趨于淘汰。 從1940年起，氯乙烯的生產(chǎn)原料，乙炔開始被乙烯部分取代，首先將乙烯直接氯化成1，2二氯乙烷（EDC），再加以熱裂解制得氯乙烯，裂解產(chǎn)生的氯化氫仍被用在乙炔氯化氫法中。 混合氣體法制備氯乙烯采用石腦油作原料，將石腦油用燃燒氣體裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合氣體，該混合氣體先后與氯化氫和氯氣反應(yīng)，制成易分離的氯乙烯和1，2二氯乙烷經(jīng)熱裂解制成氯乙烯，日本吳羽化學(xué)公司將其工業(yè)化生產(chǎn)。將該法中的原料從石腦油換成石油，則成為原油裂解法，可得到高濃度的乙炔、乙烯的混合氣體，而且可從副產(chǎn)物的芳香族的焦油、瀝青的物質(zhì)中制造熱煤油或碳纖維等物質(zhì)，具有綜合的經(jīng)濟(jì)效益。 1955～1958年，美國的化學(xué)公司研究的大規(guī)模乙烯氧氯化法制備1，2二氯乙烷取得成功。至此以后，乙烷全部取代乙炔成為制備氯乙烯的原料。至目前為止，大多數(shù)工廠都采用乙烯直接氯化和乙烯氧氯化制備1，2二氯乙烷（EDC），再將EDC加以熱裂解得到氯乙烯單體（VCM）的聯(lián)合切平衡的DCEDCOXYEDCVCM法來制備氯乙烯。聯(lián)合平衡法充分利用廉價(jià)的原料，基本上不生成副產(chǎn)物，目前西方世界90%以上的氯乙烯產(chǎn)量是用該法生產(chǎn)的。 我國從50年代開始研究和生產(chǎn)聚氯乙烯，1953年由沈陽化工研究院和北京化工研究院開始小試，1956年小試成功，并在錦西建立了第一個(gè)生產(chǎn)廠家。此后各地相繼投產(chǎn)，到1970年已經(jīng)發(fā)展到20家，原料聚乙烯單體全部采用電石乙炔法制得，隨著我國的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐步開始建設(shè)乙烯氧化制氯乙烯的生產(chǎn)裝置。1976年，我國已經(jīng)開始形成了一條新的乙烯路線。 氯乙烯的理化性質(zhì) 理化性質(zhì) 氯乙烯在通常情況下為無色、易燃、有特殊香味的氣體，稍加壓力條件下， 可以很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。氯乙烯稍溶于水，在25℃時(shí)水中可溶解氯乙烯；水在氯乙烯內(nèi)的溶解度，在15℃時(shí)，氯乙烯可溶解水。氯乙烯可溶于烴類、丙酮、乙醇、含氯溶劑如二氯乙烷及多種有機(jī)溶劑內(nèi)。氯乙烯有較好的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)異的電介性能，但對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，其化 學(xué)式為，分子量為 ，℃，℃，臨界壓力為 ，臨界溫度為 ℃，氣化熱為 ，與空氣形成爆炸性混合物，其爆炸濃度范圍為 4%～22%（體積