【正文】 料 之一。滅火方法：切斷氣源。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 本品為致癌物，可致肝血管肉瘤。輕度中毒時(shí)病人出現(xiàn)眩暈、胸悶、嗜睡步態(tài)蹣跚等；嚴(yán)重中毒可發(fā)生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。在制造、使用及廢棄處理時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生大量的二惡英、鹵氫酸、鉛等有害物質(zhì)； PVC 材料燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生很大的濃煙，并產(chǎn)生有害的 HCL氣體；而且大部分 PVC材料中含有 Pb（鉛）、 Cd（鎘）等（用作電纜穩(wěn)定劑）多種有害重金屬，會(huì)對(duì)人體健康造成一定的危害；焚燒或掩 埋后，會(huì)造成對(duì)土壤和水源的污染。含鉛鹽防老劑的聚氯乙烯 (PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶劑接觸會(huì)析出鉛。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為 80℃ ，于 130℃ 開始分解變色，并析出 HCI。不易被酸、堿腐蝕 ?！?) 熱導(dǎo)率 ： (m 三、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 生產(chǎn)能力： 30000t PVC/年（以 100%PVC 計(jì)） 年工作日： 300 天（以 7200 小時(shí) /年計(jì)） 自堿洗塔來物料流率： 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 總計(jì) Kg/h 4720 90 120 20 80 5030 VC 損失：合成、分離工段的跑、冒、 滴、漏損失： 9kgVC/TPVC(從壓縮工段扣除 )；聚合工段分離、干燥損失： 20kgVC/TPVC。 It emphatically carries on the related process design to 30000 ton/year PVC production39。 關(guān)鍵詞： 30000 噸 /年 聚氯乙烯（ PVC） 精餾 高沸塔 Abstract ： China39。 編者 2020 年 5月 25日 6 摘要 ：中國的聚氯乙烯工業(yè)興起于 20世紀(jì) 50 年代，不斷的成長壯大，產(chǎn)量穩(wěn)步增長，技術(shù)日益進(jìn)步，氯乙烯工業(yè)的發(fā)展不但增強(qiáng)了我國的綜 合國力，更從實(shí)際中豐富了人們的生活。 本說明書主要依據(jù)濟(jì)寧中銀電化廠 PVC 生產(chǎn)車間的工藝流程，相關(guān)數(shù)據(jù)也從該廠取得，附帶的工藝流程圖也是依據(jù)該廠的工藝流程圖。本說明書由三大部分組成。通過實(shí)習(xí)，我們熟悉并掌握了關(guān)于聚氯乙烯（ PVC）的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝，并初步了解了 pvc 的發(fā)展和用途，將以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。 再次 ： 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)小組的合作，進(jìn)一步加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作精神， 對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)有重要的意義。 1 山 東 師 范 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文（設(shè)計(jì)）題目： 年產(chǎn) 30000 噸 PVC 裝置產(chǎn)品 精制工序工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 202001030071 姓 名： 靳淑云 學(xué)科專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師： 劉名禮 山東師范大學(xué)教務(wù)處制 2020 年 5 月 25 日 2 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容介紹 論文（設(shè)計(jì)） 題 目 年產(chǎn) 30000 噸 PVC 裝置產(chǎn)品精制工序工藝設(shè)計(jì) 選題時(shí)間 20200110 完成時(shí) 間 2020525 論文設(shè) 計(jì) 字?jǐn)?shù) 23505 關(guān) 鍵 詞 30000 噸 /年， PVC，精餾，高沸塔 論文（設(shè)計(jì)）題目的來源、理論和實(shí)踐意義： 設(shè)計(jì)題目來源： 濟(jì)寧中銀電化廠進(jìn)行了為期三周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。 論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)： 根據(jù) （參考） 濟(jì)寧中銀電化廠的 PVC 生產(chǎn) 流 程 設(shè)計(jì)了 PVC 精餾工序的流程， 根據(jù)所給工藝條件，進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的物料衡算和熱量衡算 和設(shè)備設(shè)計(jì) ； 根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行設(shè)備的選型和相關(guān)尺寸的計(jì)算； 進(jìn)行高沸塔其它附屬設(shè)備的選擇和計(jì)算。實(shí)習(xí)結(jié)束后，在老師的指導(dǎo)下，通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等途徑，我搜集了大量相關(guān)資料，并進(jìn)行了認(rèn)真的整理與組織工作。第一部分是概述，包括 PVC 的發(fā)展概況、在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用、未來工業(yè)展望，廠址的選擇，生產(chǎn)方法的評(píng)述和選擇，工藝配方的確定和主要設(shè)備的選型，原 料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途， PVC 工藝流程敘述。 在設(shè)計(jì)過程中，得到了劉名禮 等 老師的熱心幫助和指導(dǎo)，在此謹(jǐn)表感謝。本設(shè)計(jì)闡述了 PVC 在國內(nèi)外的發(fā)展概況、在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用及未來工業(yè)展望，生產(chǎn)方法的評(píng)述和選擇及 PVC 生產(chǎn)的基本工藝流程。s polyvinylchloride industry emerged in the 1950s, which maitans unceasing growth , not only strengthened our country39。s selective evaporation stage, which has consummated the design mainly includes the material balance, the thermal graduated arm to calculate that with equipment39。 氣柜 T=25 OC（ K） P=(表壓 ) 壓縮工段工藝條件： （ 1）機(jī)前冷凝器： t 入 =25 OC（ ） t 出 =10 OC（ ） （ 2）一段壓縮： P 入 =(表壓 ) P 出 =(表壓 ) t 入 = 10OC（ ） 中間冷卻 t 出 = 30OC（ ） 二段壓縮： P 入 =(表壓 ) P 出 =(表壓 ) t 入 = 30OC（ ） 機(jī)后冷卻至 t 出 = 40OC（ ） 全凝器： t 出 =13OC（ ） P 出 =(表壓 ) 水分離器內(nèi)除水 80%（ w%） 尾氣冷凝器： t 出 =30OC（ ） P 出 =(表壓 ) 8 低沸塔工藝條件： （ 1）塔頂餾出液中： VC50%（ W%） （ 2）塔低出料含乙炔量： %（ W%） （ 3）操作壓力： (表壓 ) （ 4）放空尾氣中 VC 含量 12%（ w%） 1 高沸塔工藝條件： （ 1）塔頂氣體 EDC濃度： %（ W%） （ 2）塔釜物料中 VC 濃度： 20%（ W%） （ 3）操作壓力： （表壓） （ 4）釜加熱水溫度： t 入 =90OC（ ） t 出 =75OC（ ） 1聚合工段：聚合率 85%（ W%），未聚合 VC 回收率 90%（ W%） 1所有設(shè)備計(jì)算：全凝器、尾氣冷凝器、低沸塔、高沸塔。 K) 折射率： 20Dn = 顆粒直徑：緊密（ XJ）型 30～ 100μ m 疏松（ SG）型 60～ 150μ m 糊樹脂 ～ 2 μ m 軟化點(diǎn)： 75～ 85℃ 熱分解點(diǎn) : ﹥ 100℃開始降解出氯化氫 溶解性： 不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯。 本色為微黃色半透明狀，有光澤。工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，所以聚氯乙烯沒有明顯的溶點(diǎn)，約在 80℃ 左右開始軟化，熱扭變溫度（ 負(fù)荷下）為 7071 ℃ ，加壓下 150℃ 開始流動(dòng)，并開始緩慢放 出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。含鉛鹽的聚氯乙烯用作食品包裝與油條、炸糕、炸魚、熟肉類制品、蛋糕點(diǎn)心類食品相遇，就會(huì)使鉛分子擴(kuò)散到油 脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛裝食品，尤其不能盛裝含油類的食品。 氯乙烯 英文名稱 ： chloroethylene 分子式： C2H3Cl 分子量 : 色味態(tài)： 無 色、有醚樣氣味的氣體 熔點(diǎn) (℃ )： 沸點(diǎn) (℃ )： 相對(duì)密度 (水 =1)： 相對(duì)蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (25℃ ) 臨界溫度 (℃ )： 142 10 臨界壓力 (MPa)： 引燃溫度 (℃ )： 415 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑。皮膚接觸氯乙烯液體可致紅斑、水腫或壞死。 環(huán)境危害：氯乙烯在環(huán)境 中能參與光化學(xué)煙霧反應(yīng)。燃燒或無抑制劑時(shí)可發(fā)生劇烈聚合。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。 聚氯乙稀具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價(jià)格低廉、用途廣泛等突出特點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費(fèi)量的 29%。 聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為 40 以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為 90％的硫酸、濃度為 60％的硝酸和濃度 20％的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。而絕大多數(shù)工業(yè)樹脂的重均相對(duì)分子質(zhì)量在 1020萬，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量在 萬 .硬質(zhì)聚氯乙烯（未加增塑劑）具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性和耐燃性，可以單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于化工上制造管道、板材及注塑制品。 11 裝：中空吹塑包裝瓶，可用于食品、調(diào)味品、飲料等包裝、包裝各種物品的軟包裝、啤酒瓶蓋及飲料瓶蓋內(nèi)襯。與醋酸乙烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯類及其他單體生成共聚物。 ③水 分 含水要求≤ % ⑵生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂的主要原料電石，其技術(shù)條件、檢驗(yàn)規(guī)則、檢驗(yàn)方法和包裝等，都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB106652020 的要求。其新創(chuàng)斷面有光澤，在空氣中吸收水分呈灰色或灰白色。與氮?dú)庾饔蒙汕璋被}。 熔化了的碳化鈣從 12 爐底取出后，經(jīng)冷卻、破碎后作為成品包裝。 該法應(yīng)用有所縮減、但隨著石油價(jià)格的迅速上漲，電石的成本相對(duì)有些降低，電石乙炔法重新受到重視。 主要反應(yīng) : C2H2 + HCl /HgCl C???? CH2=CHCl C2H4 + Cl2 ?? ?? 3FeCl CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl ? ?? ? CH2=CHCl + HCl （ 3）乙烯氧氯法（平衡氧氯化法） 乙烯氧氯法以純氧為原料，成本比較低，生產(chǎn)裝置的伸縮性也較大，在發(fā)達(dá)國家以此法為主，主要反應(yīng)： C2H4 +Cl2 ?? ?? 3FeCl ClClCHCH 22 CH2ClCH2Cl ? ?? ? CH2=CHCl + HCl 13 C2H4 +2HCl + 12O2 2CuCl???? EDC +H2O 另外，乙烷的氧氯化制取氯乙烯已有工業(yè)性試驗(yàn)，乙烷價(jià)格比較低，被認(rèn)為有廣闊的前景。在 130～ 175℃范圍內(nèi)該反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式為： V C MV C MHHHAH PKPK PPKKV ???? ???? 1 14 式中 。 mol(乙炔 )/【 kg(催化劑 ) 三、生產(chǎn)工藝條件的選擇及主要設(shè)備形式的選擇 （一）生產(chǎn)工藝條件的選擇 不同溫度下，氯乙烯合成反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù) PK （表征反應(yīng)的可能程度）如下： 溫度 /℃ 25 100 130 PK 1510 1010 910 溫度 /℃ 150 180 200 PK 810 710 710 由上表可見，在 25～ 200℃范圍內(nèi)， PK 均較大。 在生產(chǎn)條件下，反應(yīng)溫度的提高使合成氣中高沸物含量明顯上升： 反應(yīng)溫度 /℃ 135 150 175 187 193 高沸物含量 /% 因此，在生產(chǎn)條件許可下，應(yīng)盡可能將反應(yīng)溫度控制在 100～ 180℃為好。拉西環(huán)，鮑爾環(huán)，矩鞍填料等屬于通用型填料。 （ 2）板式塔 板式塔屬于逐級(jí)接觸逆流操作，塔內(nèi)以塔板作為氣液接觸的基本構(gòu)件。 （ 3）特種接觸塔型 此外，還有一些不屬于填料式和塔板型的特種氣液接觸設(shè)備，例如并流噴射塔、文氏管、臥式管、噴霧塔等，在工業(yè)生產(chǎn)上較有用的是并流噴射塔。來自發(fā)生器的粗乙炔氣，經(jīng)冷卻后去水環(huán)泵加壓，然后去清凈，中和除去硫、磷、二氧化碳等雜質(zhì)。 （ 3）精餾工段 來自合成工段壓縮機(jī)的粗氯乙烯，經(jīng) 全凝器 冷凝、水分離后 進(jìn)入低沸塔進(jìn)行 精餾 ，分離大部分雜質(zhì)，低沸塔塔釜液體進(jìn)入高沸塔進(jìn)一步精餾塔頂?shù)玫捷^純的 氯乙烯單體， 經(jīng)成品冷凝器冷凝后進(jìn)入單體儲(chǔ)罐，然后進(jìn)入聚合工段。在精餾工段典型的單元設(shè)備主要有低沸塔、高沸塔，下面介紹其自控流程部分。 塔頂 低沸塔塔頂設(shè)有一壓力儀表，在出口管道上設(shè)置一壓力調(diào)節(jié)閥，將溫度表的測溫點(diǎn)與調(diào)節(jié)閥用線路連接，在線路中加入一壓力記錄控制儀表。 當(dāng)?shù)头兴脑俜衅髦幸何贿^低時(shí)，調(diào)節(jié)閥將自動(dòng)調(diào)小開度，使進(jìn)入再沸器的熱水量減少，從 而使液位復(fù)原；當(dāng)再沸器中液位過高時(shí)，閥門開度將增大，使進(jìn)入再沸器的熱水量增加， 使液位降低。同時(shí)在出口管道上設(shè)一裝