【正文】 然旺盛，但據業(yè)內人士分析[4]，我國聚氯乙烯產業(yè)面臨的壓力正日趨增大，政府需盡快出臺措施加強行業(yè)整合力度，淘汰規(guī)模小、工藝落后、質量差、牌號少的企業(yè)，扶持規(guī)模大、前景好的企業(yè)，引進、推廣先進技術，推動產業(yè)升級換代。(2)實現(xiàn)清潔生產和循環(huán)經濟：PVC生產廠必須始終注意環(huán)境保護和資源利用，按照“節(jié)能降耗、減少排放、回收再利用、資源化”的原則，進行產業(yè)循環(huán)組合、資源循環(huán)利用和清潔文明生產。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，乙炔轉化率高，技術成熟，流程簡單，適于中、小規(guī)模得生產；乙炔氧氯化法對技術和設備條件要求較高、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化率很低，而且產物分離困難；烯炔法投資大，工藝復雜，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]。本次設計由于專業(yè)知識和其它學科間知識的銜接問題，只是對流程圖進行了繪制。聚氯乙烯籠統(tǒng)指的是具有重復單元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，應用領域最寬，在全世界得到了廣泛應用。它是僅次于聚乙烯的第二大通用塑料，也是我國產量最大的塑料品種之一，應用十分廣泛，所以其單體氯乙烯的生產也十分重要。但是這次設計的創(chuàng)新和改進之處在于對于尾氣回收處理方面：在對原有工藝進行深入研究的基礎上，大膽對原工藝進行了簡化，產生了新的工藝流程，實現(xiàn)了系統(tǒng)的循環(huán)連續(xù)運行，在環(huán)境保護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品之一，主要用途是用來合成聚氯乙烯。本次設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，保護環(huán)境，大力發(fā)展循環(huán)經濟，走可持續(xù)發(fā)展道路。到2010年[5]，全球PVC樹脂和VCM的生產量要達到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 設計說明書 設計概況及方法 設計的生產規(guī)模年產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、乙炔同時進料聯(lián)合生產，有聯(lián)合法和混合氣化法，其反應基礎為：CH2＝CH2 + Cl2 C2H4Cl2 裂解 C2H3Cl + HClCH≡CH + HClC2H3Cla)聯(lián)合法 石油經裂解得到乙烯，經氯化后生成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），副產物與乙炔反應又可得到氯乙烯。(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行的方法。但該工藝中乙烷的單程轉化率很低，僅為28%左右，而且產物復雜，分離起來也很困難。對于冷卻用的工業(yè)水，要盡量重復使用，并加強循環(huán)回收，反應器移熱用的熱水循環(huán)回熱水罐，用于預熱器加熱和為再沸器提供熱量。生產環(huán)境保護的核心是最大程度的減少或消除這些污染物在生產中的流失，要盡量做到回收利用。 原材料及產品的主要技術規(guī)格原材料及產品的主要技術規(guī)格如下表所示：表11 原材料技術規(guī)格[7]序號名稱規(guī)格分析方法國家標準備注1乙炔氣（干基）C2H299%化學法N2%CO2%2氯化氫（干基）HCl90%化學法H28%CO2%O2%表12 產品技術規(guī)格表[8]序號名稱規(guī)格分析方法國家標準備注1PVCVCM%色譜法EDC＜%C2H2＜%表13 氯化汞觸媒的規(guī)格表[9]指標名稱規(guī)格7gCl2(%)10~13H2O(%)≤機械強度(%)90裝填密度(g/l)500~600粒度（%）65≤5~65≥85~≤15≤1 生產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)產出, 堿液則定時更換, 當其中碳酸鈉濃度超標后, 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, 并且從經濟效益上考慮, 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氣體是最關鍵的內容。系統(tǒng)溫度過高時, 不但會造成系統(tǒng)主要的襯膠設備變形損壞, 而且使成品鹽酸的濃度難以達到百分之三十以上。(2) 先除低沸物，后除高沸物，可節(jié)約能耗，并保證產品從塔頂出料，從而提高產品純度?；旌厦撍? 來自乙炔站的濕乙炔經計量后，經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入混合器。混合脫水設備分離下來的酸，匯集后進入壓酸罐，定期用氮氣壓制鹽酸貯罐。氣體再經堿洗泡沫塔去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經冷堿塔進一步除去微量酸性氣體，至機前冷卻器和水分離器，分理處部分冷凝水，～，并經機后油分離器，冷卻器及分離器等設備，進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入低塔，低塔塔釜用轉化熱水間接加熱，將冷凝液中低沸物蒸出（經塔頂冷卻器用0186。 第二章 設計計算書 設計依據(1) 生產能力：年產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《化學工藝設計手冊》[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數(shù)為：() = .00782則含水量為： = kmol/h 乙炔氣進料（管線1）組成如表21所示：表21 混合器乙炔氣進料（管線1）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質量流量kg/h質量組成W%C2H2N2CO2H2O總計1001002. 氯化氫氣進料（管線2）實際生產中取C2H2：HCl=1：（摩爾比），則氯化氫進料：= kmol/h干基氯化氫氣為：H2： 8%=CO2： %= kmol/hO2： %=進料條件：10 186。C，115 KPa當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認為K= 50 W/(m2?186。C)/kW， Ri= (m2?186。C降至45186。CQ=105 kJ/ h=67167 W 認為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生的溶解熱移出, 降低吸收溫度, 從而可使產品酸的質量分數(shù)穩(wěn)定在30%～31%。由圖1可以看出，新工藝流程的運行程序為：3個吸附器共用1套管路系統(tǒng)，運行時相互切換，3個吸附器依次進入吸附狀態(tài)，即當吸附器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系統(tǒng)。本論文是對我大學四年所學知識的全面總結，綜合運用所學專業(yè)知識來獨立完成的工程設計。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入冷凝器，經過冷凝，水蒸氣冷凝氣流入分離槽。參考文獻[1] 王正烈，高等教育出版社，2001，20：130.[2] ，化學工業(yè)出版社，1986：266291.[