【正文】 新疆工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文） 題 目 年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段 工藝設計 專 業(yè) 應用化工技術(shù) 學生姓名 學 號 小組成員 指導教師 完成日期 新疆工業(yè)高等?？茖W校教務處印制新 疆 工 業(yè) 高 等 專 科 學 校畢 業(yè) 設 計（論 文） 任 務 書班級 專業(yè) 應用化工技術(shù) 姓名 日期 論文（設計）題目： 年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設計 設計（論文）要求：（1）學生應在教師指導下按時完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，獨立完成。（2）選題有一定的理論意義與實踐價值，必須與所學專業(yè)相關(guān)。（3）設計任務明確，思路清晰。（4）設計方案的分析論證，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，嚴格按系部制定的設計格式模板調(diào)整格式。（6）所有學生必須在規(guī)定時間交論文初稿。設計（論文）日期：任務下達日期 完成日期 指導教師簽字： 新 疆 工 業(yè) 高 等 專 科 學 校畢 業(yè) 設 計（論 文）成 績 評 定 報 告 序號評分指標具 體 要 求分數(shù)范圍得 分1學習態(tài)度努力學習，遵守紀律，作風嚴謹務實，按期完成規(guī)定的任務。0—10分2能力與質(zhì)量調(diào)研論證能獨立查閱文獻資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解設計任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。0—15分綜合能力設計能運用所學知識和技能，有一定見解和實用價值。0—25分設計（論文）質(zhì)量計算準確可靠有依據(jù)、分析邏輯清晰、正確合理，0—20分3工作量內(nèi)容充實，工作飽滿，符合規(guī)定字數(shù)要求。繪圖(表)符合要求。0— 15分4撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴謹，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0—100分評語： 成 績： 評閱人（簽名）： 日 期： 畢業(yè)設計（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誤有原則性錯誤沒有回答答辯小組評語及建議成績：答辯委員會綜合成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日年產(chǎn)10萬噸氯乙烯車間精餾段工藝設計學號：091632 姓名：曾海潮(新疆工業(yè)高等?？茖W校， 烏魯木齊 830091)摘要：氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應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，也用作化學中間體或溶劑。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。本文對年產(chǎn)10萬噸VC精制工段進行了工藝設計，簡單介紹了VC合成工段的生產(chǎn)方法、原理、工藝流程，對主要的設備為參數(shù)進行了計算和設計。通過對原料和中間產(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。同時以設計任務以及計算機為輔助，對氯乙烯精制工段中的低沸塔進行了物料衡算，熱量衡算，塔及其附屬設備的計算。最終完成了設計。并繪制了相應的工藝流程圖和設備圖。 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 低沸精餾塔工藝設計 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)的計算 14 低沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計算 17 低沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 18 低沸塔接管的選型 203 高沸精餾塔工藝設計 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)的計算 26 高沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計算 28 高沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 29 高沸塔接管的選型 31結(jié) 論 33參考文獻 34致 謝 351 緒 論 氯乙烯在國民經(jīng)濟中的地位和作用氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應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%，它對人體有麻醉的作用，對肝臟有影響，可使人中毒，長期的接觸會使人引起消化系統(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稱的氯原子，因而很容易發(fā)生均聚反應；也能與其他的單體發(fā)生共聚反應，還能與多種無機或有機化合物進行合成、加成、取代及縮合等化學反應。 氯乙烯的主要應用是在工業(yè)上進行均聚反應或共聚的以上生產(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度高、質(zhì)量輕、耐磨性能好等特點。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、耐霉爛等特點。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，用做房屋建設具有簡單大方，價格便宜等好多的優(yōu)點。軟的聚氯乙烯具有堅韌柔軟、耐彎曲、有彈性、耐寒等優(yōu)點，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， 對環(huán)境造成了嚴重的污染， 我國在幾家較大的氯乙烯生產(chǎn)廠引進了日本、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， 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氯乙烯供不應求矛盾的日益尖銳， 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， 對環(huán)境造成了嚴重的污染， 我國在幾家較大的氯乙烯生產(chǎn)廠引進了日本、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， 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氯乙烯供不應求矛盾的日益尖銳， 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)濟和環(huán)保等方面占有明顯的優(yōu)勢，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)被認為是PVC的開端。1902年，Biltz將1，2二氯乙烷進行熱分解也制得氯乙烯，但當時由于聚合物的科學和生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟，他的發(fā)現(xiàn)沒有導致工業(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，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)濟效益。 1955～1958年，美國的化學公司研究的大規(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℃時水中可溶解氯乙烯；水在氯乙烯內(nèi)的溶解度，在15℃時，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溶劑內(nèi)。氯乙烯有較好的機械強度，優(yōu)異的電介性能，但對光和熱的穩(wěn)定性差，其化 學式為，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