【正文】 然旺盛，但據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析[4]，我國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)面臨的壓力正日趨增大，政府需盡快出臺措施加強(qiáng)行業(yè)整合力度，淘汰規(guī)模小、工藝落后、質(zhì)量差、牌號少的企業(yè)，扶持規(guī)模大、前景好的企業(yè)，引進(jìn)、推廣先進(jìn)技術(shù)，推動產(chǎn)業(yè)升級換代。(2)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)：PVC生產(chǎn)廠必須始終注意環(huán)境保護(hù)和資源利用，按照“節(jié)能降耗、減少排放、回收再利用、資源化”的原則，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)循環(huán)組合、資源循環(huán)利用和清潔文明生產(chǎn)。電石乙炔法由于電石價格大幅度提高，國外已基本淘汰，但其建廠投資和自動化要求較低，乙炔轉(zhuǎn)化率高，技術(shù)成熟，流程簡單，適于中、小規(guī)模得生產(chǎn)；乙炔氧氯化法對技術(shù)和設(shè)備條件要求較高、投資大；乙烷氧氯化法盡管避免了處理氯化烴的麻煩，但其工藝中乙烷的單程轉(zhuǎn)化率很低，而且產(chǎn)物分離困難；烯炔法投資大，工藝復(fù)雜，成本也較高。氯乙烯在常態(tài)下是純凈無色的氣體，微溶于水，易液化[1]。本次設(shè)計由于專業(yè)知識和其它學(xué)科間知識的銜接問題，只是對流程圖進(jìn)行了繪制。聚氯乙烯籠統(tǒng)指的是具有重復(fù)單元CH2＝CHCl的氯乙烯均聚物和具有少量其它共聚單體（如乙酸乙烯酯、偏氯乙烯等）的共聚物。摘 要聚氯乙烯是五大通用樹脂之一，由于具有良好的性能，應(yīng)用領(lǐng)域最寬，在全世界得到了廣泛應(yīng)用。它是僅次于聚乙烯的第二大通用塑料，也是我國產(chǎn)量最大的塑料品種之一，應(yīng)用十分廣泛，所以其單體氯乙烯的生產(chǎn)也十分重要。但是這次設(shè)計的創(chuàng)新和改進(jìn)之處在于對于尾氣回收處理方面：在對原有工藝進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，大膽對原工藝進(jìn)行了簡化，產(chǎn)生了新的工藝流程，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的循環(huán)連續(xù)運(yùn)行，在環(huán)境保護(hù)方面也有了重大的突破。在世界上氯乙烯是與乙烯和氫氧化鈉并列的最重要的化工產(chǎn)品之一，主要用途是用來合成聚氯乙烯。本次設(shè)計我們采用了電石乙炔法合成氯乙烯單體的工藝。從源頭上減少污染物的排放，保護(hù)環(huán)境，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展道路。到2010年[5]，全球PVC樹脂和VCM的生產(chǎn)量要達(dá)到4000萬噸，以滿足行業(yè)需求增長的需要。軟制品主要包括電線電纜、各種用途的膜(根據(jù)厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門等)、鋪地材料、織物涂層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用涂料和密封劑等。第一章 設(shè)計說明書 設(shè)計概況及方法 設(shè)計的生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)十二萬噸聚氯乙烯車間。有液相法和氣相法兩種。(2) 烯炔法 即以乙烯、乙炔同時進(jìn)料聯(lián)合生產(chǎn)，有聯(lián)合法和混合氣化法，其反應(yīng)基礎(chǔ)為：CH2＝CH2 + Cl2 C2H4Cl2 裂解 C2H3Cl + HClCH≡CH + HClC2H3Cla)聯(lián)合法 石油經(jīng)裂解得到乙烯，經(jīng)氯化后生成1，1—二氯乙烷（EDC），再在加壓條件下裂解脫去HCl，即得氯乙烯（VCM），副產(chǎn)物與乙炔反應(yīng)又可得到氯乙烯。(3) 乙炔氧氯化法 在觸媒存在下，將氯化氫的氯化和烴的氯化一步進(jìn)行的方法。但該工藝中乙烷的單程轉(zhuǎn)化率很低，僅為28%左右，而且產(chǎn)物復(fù)雜，分離起來也很困難。對于冷卻用的工業(yè)水，要盡量重復(fù)使用，并加強(qiáng)循環(huán)回收，反應(yīng)器移熱用的熱水循環(huán)回?zé)崴?，用于預(yù)熱器加熱和為再沸器提供熱量。生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)的核心是最大程度的減少或消除這些污染物在生產(chǎn)中的流失，要盡量做到回收利用。 原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格如下表所示：表11 原材料技術(shù)規(guī)格[7]序號名稱規(guī)格分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)備注1乙炔氣（干基）C2H299%化學(xué)法N2%CO2%2氯化氫（干基）HCl90%化學(xué)法H28%CO2%O2%表12 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表[8]序號名稱規(guī)格分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)備注1PVCVCM%色譜法EDC＜%C2H2＜%表13 氯化汞觸媒的規(guī)格表[9]指標(biāo)名稱規(guī)格7gCl2(%)10~13H2O(%)≤機(jī)械強(qiáng)度(%)90裝填密度(g/l)500~600粒度（%）65≤5~65≥85~≤15≤1 生產(chǎn)原理氯乙烯單體的制備采用電石乙炔法。(3) 采用濕氯化氫氣體與濕乙炔氣一次冷凍脫水，可省去氯化氫干燥系統(tǒng)，排酸輸送管道采用耐腐蝕的PVC管材或鋼襯里管。(3) 固定床的觸媒不易磨損，因此減少了觸媒耗用量，可在高溫操作下使用。(4) 觸媒的裝卸不便，如裝填不均勻，容易造成氣體短路或溝通。新鮮的工業(yè)水從組合塔頂部連續(xù)加入, 成品酸亦連續(xù)產(chǎn)出, 堿液則定時更換, 當(dāng)其中碳酸鈉濃度超標(biāo)后, 必須更換一定濃度的氫氧化鈉溶液作為吸收液。由于HCl氣體在溶解于水的過程中, 會有大量的溶解熱釋放出來, 需要不斷地將這些熱量移去, 并且從經(jīng)濟(jì)效益上考慮, 制成30%～31%鹽酸最為合算。在水洗堿洗凈化工序中, 除去粗氯乙烯單體氣中HCl氣體是最關(guān)鍵的內(nèi)容。系統(tǒng)溫度過高時, 不但會造成系統(tǒng)主要的襯膠設(shè)備變形損壞, 而且使成品鹽酸的濃度難以達(dá)到百分之三十以上。(2) 先除低沸物，后除高沸物，可節(jié)約能耗，并保證產(chǎn)品從塔頂出料，從而提高產(chǎn)品純度?；旌厦撍? 來自乙炔站的濕乙炔經(jīng)計量后，經(jīng)過乙炔冷卻器后由乙炔砂封與氯化氫氣體沿混合器切線平行進(jìn)入混合器?；旌厦撍O(shè)備分離下來的酸，匯集后進(jìn)入壓酸罐，定期用氮?dú)鈮褐汽}酸貯罐。氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔進(jìn)一步除去微量酸性氣體，至機(jī)前冷卻器和水分離器，分理處部分冷凝水，～，并經(jīng)機(jī)后油分離器，冷卻器及分離器等設(shè)備，進(jìn)一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。從中間槽出來的氯乙烯液體進(jìn)入低塔，低塔塔釜用轉(zhuǎn)化熱水間接加熱，將冷凝液中低沸物蒸出（經(jīng)塔頂冷卻器用0186。 第二章 設(shè)計計算書 設(shè)計依據(jù)(1) 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)十二萬噸疏松型聚氯乙烯樹脂。(5) 原料氣體純度：乙炔純度為99%，氯化氫純度為94%，%，含乙炔≤%，高廢物≤%。C， KPa查《化學(xué)工藝設(shè)計手冊》[10]下冊，得該溫度下水的飽和蒸汽壓為： KPa，則乙炔干氣中含水的百分?jǐn)?shù)為：() = .00782則含水量為： = kmol/h 乙炔氣進(jìn)料（管線1）組成如表21所示：表21 混合器乙炔氣進(jìn)料（管線1）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%C2H2N2CO2H2O總計1001002. 氯化氫氣進(jìn)料（管線2）實(shí)際生產(chǎn)中取C2H2：HCl=1：（摩爾比），則氯化氫進(jìn)料：= kmol/h干基氯化氫氣為：H2： 8%=CO2： %= kmol/hO2： %=進(jìn)料條件：10 186。C，115 KPa當(dāng)t=10186。CΔH(VCM)=()=104 kcal/ hΔH(H2O)=()= kcal/ hΔH(H2)=()= kcal/ hΔH(C2H2)=()= kcal/hΔH(EDC)=()= kcal/ hΔH(N2)=()= kcal/ hΔH(O2)=()= kcal/ hΔH1=104 kcal/ h=104 kJ/ h2. 氣化潛熱查表得[9]：10186。C，物性常數(shù)為[15]：Cp= kJ/(kg?186。C的水冷卻，溫度變化為30186。C降至10186。C) ρ= kg/m3 λ= W/(m?186。CQ= 105 kJ/ h = 110333 W認(rèn)為K= 50 W/(m2?186。C)/kW， Ri= (m2?186。C降至45186。CQ=105 kJ/ h=67167 W 認(rèn)為K= 50 W/(m2?186。同時，也初步解決了節(jié)能、環(huán)保、高效等方面的問題。(4)通過稀酸循環(huán)系統(tǒng)和濃酸循環(huán)系統(tǒng), 不斷地將吸收氯化氫時所產(chǎn)生的溶解熱移出, 降低吸收溫度, 從而可使產(chǎn)品酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在30%～31%。由圖1可以看出，新工藝流程的運(yùn)行程序?yàn)椋?個吸附器共用1套管路系統(tǒng)，運(yùn)行時相互切換，3個吸附器依次進(jìn)入吸附狀態(tài)，即當(dāng)吸附器1吸附飽和后，切換到吸附器2吸附，然后到吸附器3吸附；脫吸工序也是依次進(jìn)行的。脫吸下來的氯乙烯氣體通過微壓回送裝置直接送至生產(chǎn)系統(tǒng)。本論文是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的全面總結(jié)，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識來獨(dú)立完成的工程設(shè)計。這些都將是我終生受益無窮。在論文撰寫期間，老師不僅教給我知識，更重要的是教給我解決問題的方式方法，使我開闊了視野，拓展了思維。此循環(huán)連續(xù)運(yùn)行。凈化后的氣體由吸附器頂部排出，脫吸水蒸氣由吸附器頂部進(jìn)入，穿過活性炭纖維，將被吸附濃縮的氯乙烯脫吸出來并帶出吸附器進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝，水蒸氣冷凝氣流入分離槽。參考文獻(xiàn)[1] 王正烈，高等教育出版社，2001，20：130.[2] ，化學(xué)工業(yè)出版社，1986：266291.[