【正文】 。化學(xué)穩(wěn)定性好，在酸、堿、鹽溶液中較為穩(wěn)定。是性價(jià)比最為優(yōu)越的通用型材料。并且可通過(guò)分子鏈交聯(lián)或引入功能基團(tuán)等手段賦予新的功能 [1]。氯化聚氯乙烯優(yōu)良的耐化學(xué)性、阻153?℃ 70℃ 85104?℃燃抑煙性、高度的剛性、合適的密度及耐熱性使之制造的管道、管件、閥門能用于輸送熱水、冷水、工業(yè)腐蝕性液體，高溫液體和消防系統(tǒng)特用管材管件；可以用于制造飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的低煙制品等。 寬 幅 的 透 明 薄 膜 可 以 供 溫 室 、塑 料 大 棚 及 地 膜 之 用 。10℃無(wú) 襯 底 的 人 造 革 則 是 直 接 由 壓 延 機(jī) 壓 延 成 一 定 厚 度 的 軟 制 薄 片 ， 再 壓 上 花 紋 即 可 。PVC 透 明 片 材 ： PVC 中 加 沖 擊 改 性 劑 和 有 機(jī) 錫 穩(wěn) 定 劑 ， 經(jīng) 混 合 、 塑 化 、 壓延 而 成 為 透 明 的 片 材 。 板 材 可 以 切割 成 所 需 的 形 狀 ， 然 后 利 用 PVC 焊 條 用 熱 空 氣 焊 接 成 各 種 耐 化 學(xué) 腐 蝕 的 貯 槽 、風(fēng) 道 及 容 器 等 。 在 三 四 十 年 代 開 始 實(shí) 際 應(yīng) 用 以 來(lái) ， 其 產(chǎn) 量 一 直 穩(wěn) 居 塑 料 工 業(yè) 之 首 ， 后來(lái) 由 于 聚 氯 乙 烯 發(fā) 展 速 度 更 快 ， 1996 年 才 退 居 第 二 位 。 盡 管 如 此 聚 氯 乙 烯 在 其綜 合 性 能 、 品 種 的 多 樣 性 、 用 途 的 廣 泛 性 、 性 能 價(jià) 格 比 及 資 源 利 用 和 對(duì) 生 態(tài) 環(huán) 境的 影 像 方 面 ， 優(yōu) 于 任 何 一 種 塑 料 。 由 于 容 易 改 性 和 提 高 性 能 ， PVC 已 由 通 用 性 材 料 打 入 工 程 材 料 、化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3功 能 材 料 和 強(qiáng) 性 材 料 ， 為 PVC 工 業(yè) 注 入 了 新 的 活 力 。 中 國(guó) 在 80 年 代 末 也 對(duì) 華 東 地 區(qū) 做 過(guò) 調(diào)查 每 萬(wàn) 噸 氯 堿 可 創(chuàng) 造 57 億 元 工 業(yè) 產(chǎn) 值 ， 每 億 元 產(chǎn) 值 直 接 影 響 到 下 游 產(chǎn) 業(yè) 的1520 億 元 產(chǎn) 值 。在世界上產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)（639 萬(wàn)噸） 、日本（263 萬(wàn)噸）居第三位。 聚 氯 乙 烯 生 產(chǎn) 工 藝 原 料 乙 炔 的 制 備HC≡CH 純品為無(wú)色略帶芳香氣味的氣體，工業(yè)品（俗稱電石氣）則具輕微大蒜臭。它是使電石與水在乙炔發(fā)生器中作用而制得乙炔：　 　 2 22Ca HO Ca H???（ ）電石（含碳化鈣 80％）可得乙炔約 3101（常溫、常壓）。　　碳化鈣法乙炔濃度為 ，含有硫化物、磷化氫、砷化氫、氨和乙炔衍生96~%物等雜質(zhì)，此等物質(zhì)能使催化劑中毒或腐蝕金屬，在作為化工原料使用前常用稀硫酸、次氯酸鈉溶液（氯通入稀氫氧化鈉溶液）分別洗滌凈化。這就要求工業(yè)上必須迅速給物料供熱以達(dá)到高溫(930℃)，原料或反應(yīng)產(chǎn)物在高溫反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間要非常短，乙炔分壓要低，裂解氣需急冷。 氯乙烯合成 氯乙烯的概述外觀與性狀:無(wú)色、有醚樣氣味的氣體。 生產(chǎn)原理生產(chǎn)方法：乙炔和氯化氫在氯化汞的催化作用下合成氯乙烯。高溫還會(huì)使乙炔聚合成樹枝狀聚合物沉積在催化劑表面從而遮蓋催化劑的活性中心是催化劑活性下降。（3） 空間速度 在氯乙烯合成中，反應(yīng)氣體的體積習(xí)慣上指乙炔氣體的體積，其單位為 m3 乙炔/( m3 催化劑 .h)。（4） 反應(yīng)物配比從反應(yīng)機(jī)理可以看出，當(dāng)乙炔過(guò)量時(shí)，催化劑中的氯化汞會(huì)被乙炔還原成氯化亞汞和金屬汞，是催化劑失活；同時(shí)副產(chǎn)物二氯乙烯等，造成產(chǎn)品分離困難。同時(shí)氯化氫不能過(guò)量太多會(huì)造成吸收率降低，二氯乙烷產(chǎn)量增加，增加堿的消耗量，增加了產(chǎn)品的成本。但是氯化汞含量過(guò)高時(shí)在反應(yīng)溫度下極易升華而降低活性，且冷凝后會(huì)堵塞管道影響正常生產(chǎn)，另外氯化汞含量過(guò)高反應(yīng)激烈，溫度不容易控制，易發(fā)生局部過(guò)熱。② 氯乙烯合成，由混合器中出來(lái)的混合氣體進(jìn)入用氯化汞作觸媒的轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行反應(yīng)成氯乙烯，反應(yīng)后的氣體中還含有未反應(yīng)的氯化氫，乙炔和生成乙醛，二氯乙烷、順( 反) 二氯乙烯等化合物。在粗餾塔底的氯乙烯及 ，塔頂?shù)贸善仿纫蚁┙?jīng)成品冷凝器冷凝后進(jìn)入貯槽。 懸浮法聚氯乙烯是目前產(chǎn)量最大的一個(gè)品種。它與緊密型相比，具有流動(dòng)性好，吸油性好、易塑化等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),為了提高6271℃聚合速度和生產(chǎn)效率,國(guó)外還成功研究?jī)刹綉腋【酆瞎に?一般是第一步聚合度控制在600℃左右 ,在第二步聚合前加入部分新單體繼續(xù)聚合。由安托因方程：Hcl （2TBAoi??lg2）——氯化氫或水的飽和蒸汽壓，mmHgoiT——絕對(duì)溫度，KA,B——某組成的安托因子方程常數(shù)。轉(zhuǎn)化器生成 VCM 量：=反應(yīng)生成 EVC 量：化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12=乙炔與氯化氫：CH≡CH+2HCl→CH 3CHCl2反應(yīng)生成 CH3CHO 量：未轉(zhuǎn)化乙炔量：=未轉(zhuǎn)化氯化氫量：=表 26 轉(zhuǎn)化器物料平衡進(jìn)料 出料組成 kmolhkghkmolhkghC2H2 VCM / / EVC / / CH3CHO / / H2O / /合計(jì) 凈化水洗（含降膜、泡沫、填料）采用泡沫吸收過(guò)剩的氯化氫氣體 26%（W）是鹽酸，被吸收下來(lái)的氯化氫回收率為 98%，操作溫度為 降膜塔進(jìn)口壓力為 100mmHg（表） ，填料塔出口溫度為30℃，壓力為 45mmHg，則 26%的鹽酸量：25℃ ??kgh其中： ： =H2O： =化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13查資料 VCM 在 20%鹽酸中溶解度代替在 26%鹽酸中溶解度：，合成氣總壓為 100mmHg（表） ，則損失 VCM 的體積為：查資料 ,26%的鹽酸的密度為 1124kg/m330℃ hdm/???=EDC 在水中溶解度取 %，故 EDC 溶解損失為：%=C2H2 的分壓：???）（ hkg/時(shí)水的飽和蒸汽壓為 ，故氣相帶去水量：2℃= =???總干 .???kmolh表 27 泡沫吸收塔物料平衡進(jìn)料 水 出料 鹽酸組分 kghmolhkgolhkgkhC2H2 VCM EVC CH3HO / / 惰氣 /H2O / / 合計(jì) 若不采用泡沫塔,（ 回收率 95%） ，則堿洗塔用水量：???kgh化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 堿洗塔采用 10～15%的 溶液洗滌氯乙烯氣體，可以認(rèn)為 全部洗去，塔操作NaOHHCl溫度 ，氣體出口壓力為 800mmHg（絕） ，可忽略組分溶解損失 [7]。表 211 全凝器液化率計(jì)算組成 飽和蒸汽壓 平衡常數(shù) 進(jìn)料組成 液化率 e=[kgf/cm2]?總nzIi?液相組成 ixVCM EVC C2H2 H2O 惰氣 ∞ ∞ 0合計(jì) / / ≈1表 212 全凝器物料平衡組成 進(jìn)料 出料kmolhiykmolhixkmolhVCM EVC C2H2 H2O 惰氣 0 0 合計(jì) 液流量：=氣流量：=化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 尾氣冷凝器 （1） 尾氣冷凝器排空尾氣量 V尾假設(shè)惰氣全部隨尾氣排空，乙炔除被高沸塔頂 VCM 產(chǎn)品微量帶走，皆進(jìn)入尾氣，EVC 和水在尾凝氣中全部冷凝。表 214 平衡常數(shù)計(jì)算組分 VC C2H2 EVC H2O（ 5oC）0iPkgf/cm2 310??（ 5oC）ik 3?兩個(gè)組份的吸收率與相平衡常數(shù)之間的關(guān)系： （2ijjikCu?7）——組分 ，j 的吸收率。表 218 低沸塔物料平衡進(jìn)料+ 外回流 塔頂出料 塔釜出料組分 kmolhFxkmolhDykmolhWxVCM EVC 0 0 C2H2 H2O 0 0 合計(jì) 1 高沸塔取 VCM 為輕關(guān)鍵組分，EDC 為重關(guān)鍵組分，分離要求為塔頂產(chǎn)品中 EDC 含量不高于 %，塔釜中 VC 含量不高于 60%，按清晰分割法，進(jìn)行物料平衡計(jì)算 [9]。平均溫度：T= 1926??℃表 221 氯化氫預(yù)冷器物料需脫除顯熱iGpiC△T Q 顯組成 kmolhkcal/mo℃kcal/hHCl 26 N2 26 H2 26 H2O 26 合計(jì) （1） Q潛 ?????潛（2） 求 溶 解當(dāng)析出鹽溶解度為 %時(shí)，溶解熱：220kcal/kg k故 溶解放出熱：?????溶 水 溶化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25原料 氣在預(yù)冷器中移除的熱量為： ???..?冷表 222 氯化氫預(yù)冷器物料需脫除顯熱iGpiC△T Q 顯組成 kmolhkcal/mo℃kcal/hHCl 20 N2 20 H2 20 H2O 20 合計(jì) （3） 求 Q潛 ?????潛原料 氣在預(yù)冷器中移除的熱量為：HCl ???溶潛顯采用 5 鹽水作冷卻介質(zhì)，溫升為 5 ，考慮 15%的冷量損失，15%鹽水熱熔為℃ ℃ kcal/kg （5 比重 的鹽水含 CaCl2 %,比熱：）℃ ℃冷量消耗為: ???冷鹽水用量：= =?鹽 水 冷 混合器冷凍脫水混合器由 10 被冷卻到15 部分水汽被冷凝下來(lái)，同時(shí)溶解了部分氯化氫，℃ ℃化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26冷凍脫水過(guò)程混合器需移除的熱量： （2Q??顯 溶水14）——冷凍脫水出口氣體降溫放出之顯熱，kcal/h。Q??顯 潛（1） 求 顯進(jìn)口物料含水： hkmolPnOHOH ?????總干表 226 機(jī)前冷卻器物料顯熱組成 iGpiC18.（ ℃ ） △t Qkmolhkcal/o℃kcal/hVCM 23 EVC 23 C2H2 23 惰氣 23 H2O 23 求和 （2） 求 ?????潛 水 （ ）采用 鹽水作冷卻介質(zhì)，考慮 15%的冷量損失，則5℃ Q1..鹽水循環(huán)量： =?冷 hkg/.?化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 機(jī)后冷卻器物料經(jīng)過(guò)后冷卻器用循環(huán)水，其由 冷卻到 ，冷卻水進(jìn)口溫為 ，出℃81℃45℃27口 ，物料經(jīng)機(jī)后冷卻器需移除的熱量見表 227℃32表 227 機(jī)后冷卻器物料衡算組成 iG（63 oC）pikmlca/△t QVCM 36 EVC 36 C2H2 36 惰氣 36 H2O 36 求和 冷卻水用量：W 水 = hkgtQcp /???? 全凝器表 228 物料組分及物性數(shù)據(jù)組分 VCM EVC C2H2 H2O 惰氣進(jìn)料 冷凝液 0未凝氣 Cp（35 oC）/ △Hr（25 oC）m4504 8539 選取 作為基準(zhǔn)溫度，物料在全凝器需移除的熱量℃25Q=Q1+Q2 (216)Q1—物料降溫顯熱（45→25）化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32Q2—部分物料冷凝放熱（25 ）℃(+++???+）（4525）=? ???????..kcal/h?采用 5℃鹽水冷卻溫升為 25℃，考慮 15%冷量損失，Q..??冷鹽水用量： =?冷 尾凝氣以 氣態(tài)為基準(zhǔn)，平均溫度為 ，尾凝冷凝器移除的熱量：℃15?℃5,+LV??尾 尾全 低 =0尾由 氣態(tài)為基準(zhǔn)，平均溫度取 ，尾氣冷凝器移除的熱量組成各物流各組℃15?℃5分?jǐn)?shù)據(jù)見表 229表 229 各物流組成的數(shù)據(jù)項(xiàng)目組成 VCM C2H2 EVC H2O 惰氣進(jìn)料 V V 低 0 0 0出料 V 尾 0 0 化工系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33kmolhL 尾 熱熔（5℃） 潛熔（23℃） 4529 1778 8539 ?????????全 （ ） （ ） .30..?低 （ ）??????????（ ）