【正文】 蒸汽被冷凝除去，然后用干燥劑進一步出去水分。 從電解槽出來的濕氯氣，一般溫度較高，并伴有大量水蒸汽及鹽霧等雜質。氯氣溶于水同時與水反應生成鹽酸和次氯酸，因此氯水具有極強的腐蝕性。 氯氣 氯氣簡介 氯氣 Cl2，分子量 ， 常溫下，氯是黃綠色，具有使人窒息氣味的氣體，有毒、有色、易液化。 在耗氯結構這一點上，國外一些發(fā)達國家與我國完全不同。雖然我國氯產品開發(fā)與生產最近幾年有了很大發(fā)展，但是，與國外發(fā)達國家相比，我們的差距還相當大。我國的氯堿工業(yè)目前已開始由建國初期的以堿為主的產品結構轉向 以氯為主的產品結構的新的發(fā)展時期。 氯與堿的平衡是氯堿工業(yè)發(fā)展的關鍵，在 20世紀 80 年代，是以堿定氯，通常把氯氣作為生產燒堿的副產品；而到了 20 世紀 90年代，由于氯產品的應用越來越廣泛，氯堿工業(yè)逐步發(fā)展為以氯定堿，燒堿逐漸被一些業(yè)內人士稱為副產品了。只有24家企業(yè)達到了 100 kt/a規(guī)模，布局分散，規(guī)模小，與國外大型燒堿企業(yè)差距大，國外氯堿企業(yè)的集中度相對較高，日本、歐盟的前 5家企業(yè)分別集中了它們燒堿生產能力的 50%，美國的 5家大公司集中了美國燒堿生產能力的 80%，而我國前 5家企業(yè)的生產能力不到全國總生產能力的 16%，裝置規(guī)模小，效益自然差距很大。目前燒堿的生產方法幾乎全部采用電解食鹽水的方法，這樣每生產 1 t 5 燒堿則聯(lián)產 t氯氣。我國各氯堿企業(yè)為了提高自身的競爭力，紛紛擴大燒堿裝置規(guī)模，從 1999年開始，掀起了一輪燒堿擴建高潮，到 2020年其生產能力已從 1998年的 6860 kt/a增至 8000 kt/a，目前我國燒堿的總生產能力已經達到 8620 kt/a，居世界第 2位。 NaOH = Na + OH ?！?） 4 （ 2）化學性質 氫氧化鈉是強堿，具有堿的一切通性，另外還具有其他堿沒有的特性。 燒堿的性質 （ 1）物理性質 純的無水氫氧化鈉為白色半透明，結晶狀固體。是一種常見的重要強堿，在國民經濟中占有重要地位，廣泛用于紡織工業(yè)、輕工業(yè)、冶金和有色冶金工業(yè)、化學工業(yè)和石油化學工業(yè)等部門。還可用于制作制服和專用保護 設備的皮帶。 PVC容器主要生產礦泉水、飲料、化妝品瓶、藥品的 PTP包裝，也有用于精制油的包裝。 (2) PVC硬材和板材 PVC中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經混煉后，用擠出機可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。為了生產出高純度的單體，應徹底將這些雜質除去。經脫汞、組合塔回收酸、堿洗后，送至氯乙烯壓縮崗位生產用。乙炔發(fā)生：破碎合格的原料電石，經準確計量后，投入到乙炔發(fā)生器內進行水解反應，制成粗乙炔氣體，供清凈工序生產使用。 工藝流程 PVC生產工藝 ： PVC生產 主要分為氯化氫的制備、乙炔的制備、氯乙烯合成、氯乙烯聚合四個主要工序。 Caustic。 關鍵詞 ： PVC；燒堿；電解法；脫氯。電解法生產燒堿，根據電解槽結構、電極材料和隔膜材料的不同可分為水銀法、隔膜法和離子交換膜法。 PVC有優(yōu)異的難燃性、耐磨性、抗化學腐蝕性、綜合機械性、制品透明性、電絕緣性及比較容易加工等特點。 氯堿，即氯堿工業(yè)，也指使用飽和 NaCl溶液制氯氣氫氣燒堿的方法。 在生產二十萬噸 PVC產品中要采取相關的方法除去氯。 II Abstract PVC (Polyvinyl Chloride, referred to as PVC), China39。 Soda。 (1) 氯化氫的制備 氫氣經過大阻火器，再經爐前小阻火器進入合成爐燈頭，兩者均由閥門控制，進入合成爐底部的燈頭進行燃燒生成氯化氫氣體，爐體內的合成氣經過夾套水冷卻后，再經爐外冷卻水冷卻至 220度以下 ,再進入石墨冷卻器冷卻至 45度以下 ,當氯氣純度合格后送入氯乙烯工段。 ? ?2 2 2 22Ca C + 2 H O Ca O H + C H?? 乙炔清凈和渣漿處理：這里有一個涉及循環(huán)經濟的重點，氯堿公司的電石渣漿輸送到股份公司，用作化灰使用。 （ 1）混合氣脫水：冷凍方法混合脫水是利用鹽酸冰點低，鹽酸上水蒸氣分壓低的原理，將混合氣體冷凍脫酸，以降低混合氣體中水蒸氣分壓來降低氣相中水含量達到進一步降低混合氣中的水分至所必需的工藝指標。 (4) 氯乙烯聚合 聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物，結構式為：? ?2 nCH CHCl 氯乙烯懸浮聚合過程中，聚合配方體系或為改善樹脂性能而添加各種各樣的助劑，其中用得比較廣泛的有以下幾種：緩沖劑、分散劑、引發(fā)劑、終止劑、消泡劑、阻聚劑、緊急終止劑、熱穩(wěn)定劑、鏈調節(jié)劑等。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質板材。 PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物 (不需涂布 )，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。工業(yè)上常見的燒堿生產方法有苛化法和電解法兩種。氫氧化鈉極易溶于水，溶解度隨溫度的升高而增大，溶解時能放出大量的熱。 ，并吸收空氣中的 CO2而變質。 NaOH + HCl =NaCl + H2O 2NaOH + SO2(不足 )= Na2SO3 + H2O 鹽反應。如此快速的增長，使國內燒堿市場趨于飽和狀態(tài)，而且這種擴建熱潮目前還在繼續(xù)，齊魯石化公司氯堿廠正在擴建的 200 kt/a的離子膜裝置，上海氯堿化工股份有限公司計劃再建400 kt/a的裝置，其他的一些廠家的計劃項目估計還有 700 kt/a, 如果這些計劃項目得以實施，我國的燒堿生產能力將達到近 10000 kt/a。 2020年在生產燒堿的同時，產出氯氣 6280 kt； 2020年則同時產出氯氣 7120 kt。 近幾年，我國的氯堿生產工藝雖然有了較大變化，采用先進生產工藝的生產裝置逐年增加，但是，總的來說，生產工藝與國外 相比相對落后，再加上其他的一些因素，生產成本普遍偏高。近十幾年來，由于我國氯堿工業(yè)的盲目擴建，使燒堿產能增長 過快，而下游相關產業(yè)發(fā)展滯后，氯與堿的需求不平衡問題越來越突顯。目前國內氯產品市場呈現(xiàn)出需求旺盛而國內生產供應不足的現(xiàn)象，為數不少的 6 氯產品全部或大量從國外進口。從耗氯結構來看，我國的無機氯產品的耗氯量始終占據全部氯產品耗氯量的主導地位，從 1983年我國停止生產耗氯量占 12%左右的 “六六六 ”原粉商品后，聚氯乙烯樹脂的耗氯量 有所增加，尤其 20世紀 90年代中期，我國開始大力推廣使用塑料建材，限制使用木材，使建筑行業(yè)以塑代木、以塑代鋼得到迅速發(fā)展，從而推動了聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展。美國 1995年有機化學品耗氯量占其整個氯產品耗氯量的 %，而無機氯產品僅占 %；西歐 1995年有機氯產品的耗氯量占其 整個氯產品耗氯量的 %，無機氯產品耗氯量占氯產品耗氯總量的 %；日本 1995年有機氯產品耗氯量占整個氯產品耗氯量的 55%，無機氯產品耗氯量占整個氯產品耗氯量的 %。氯氣對人的呼吸器官有強烈的刺激性，吸入過多時還會致死 [2]。氯氣在四氯化碳，氯仿等溶劑中溶解度較大，比在水中的溶解度約大 20倍。這種濕氯氣，對鋼鐵及大多數金屬有強烈的腐蝕作用，只有某些金屬材料或非金屬材料在一定條件下，才能耐濕氯氣的腐蝕。干燥后的氯氣經過壓縮，再送至用戶 [6]。 為了使氯氣能用鋼鐵材料制成的設備及管道進行輸送或處理，要求氯氣的含水量小于 %（ 若 用透平壓縮機輸送氯氣，則要求含水量小于 100ppm）。也就是說硫酸的濃度愈高、溫度愈低，硫酸的干燥能力也就愈大，即氯氣干燥后的水分愈少。此外，硫酸與濕氯氣的接觸面積和接觸時間也是影響干燥效果的重要因素。 綜上所述，氯氣處理系統(tǒng)的主要任務是： （ 1） 氯氣干燥； （ 2） 將干燥后的氯氣壓縮輸送給用戶； （ 3） 穩(wěn)定和調節(jié)電解槽陽極室內的壓力，保證電解工 序的勞動條件和干燥后的氯氣純度。 間接冷卻流程：操作簡單，易于控制，操作費用低，氯水量小，氯損失少，并能節(jié)約脫氯用蒸汽。 (2)氯氣的干燥 對于干燥部分，在實踐應用中已采用過多種干燥塔型和不同的組合方式，比較典型的有 [8]： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。但設備大，管道復雜，投資及操作費用較高。 (3)氯氣的凈化 氯氣離開冷卻塔，干燥塔或壓縮機時，往往夾帶有液相及固相雜質。所以本設計按 17萬噸燒堿進行設計。 加入 HCl為： （ ） = kg/h 隨 31%鹽酸加入的 H2O 為： = kg/h 13 則加入酸的總量為： +694062= kg/h 加酸流量為： = m3/h 則加酸后淡鹽水組成為： NaCl： kg/h H2O： kg/h Cl2： kg/h HCl： kg/h 表 24 加酸后淡鹽水的參數 Nacl含量 %（質量分數） Cl2含量 788mg/L [H+] 密度 1095 kg/m3 流量 溫度 ℃ SO42 : 1． 氯氣冷卻器出口氣相的計算 : 氯氣冷卻器出口氯氣溫度較低 , 水蒸氣分壓較低。s 導熱系數 w/(m2℃ ) （ 2）殼程傳熱系數 αo 計算公式： αo=ed? ( ? ??? oe ud ) ( ???Cp )1/3(w?? ) （適用范圍： Re=2103～ 1106） 23 取換熱器列管的中心距 :t=32mm,折流擋板間距 :h=, 則流體通過管間最大截面積為 : A=hD(1－tdo) =(1－) =㎡ uo=AVs = ?? =de=ooddt?? )4(4 22 ? = )(4 22??? ? = Reo=? ??? oe ud = ?? ?? = Pro=???Cp = 00 53 ???? = 殼程中混合氣被冷卻，取 (w?? )=. αo=( )()()1/3=(㎡ ℃ )，在規(guī)定的流動條件下計算出的總傳熱系為Ko=(㎡ 原鹽電解后氯化氫用于生產 PVC，剩余的鈉部分用于生產燒堿，所以氯、堿實際上存在共生關系，氯堿平衡也是整個行業(yè)發(fā)展過程中不得不考慮的重要因素。 畢業(yè)設計忙了幾個月深深地體會到這是一個連接學習和工作的橋梁。從設計的選題到資料的搜集直至最后設計的修改的整個過 程中，花費了晁婧老師很多的寶貴時間和精力，在此向老師表示衷心地感謝！老師嚴謹的治學態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生！ 還要感謝和我同一設計小組的幾位同學，是你們在我平時設計中和我一起探討問題，并指出我設計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結稿，在此表示深深的謝意。在大學里我們得到了最好的鍛煉，我們要將學到的轉化成力量，為了自己的夢想而努力！ 29 致謝 本設計的完成是在我們的指導老師 XX的細心指導下進行的。其對人體的危害主要通過呼吸道和皮膚粘膜對人的上呼吸道及呼吸系統(tǒng)和皮下層發(fā)生毒害作用。Ns 式中 Δp1ˊ——流體橫過管束的壓強降， Pa； Δp2ˊ——流體通過折流擋板的壓強降，