【正文】 冷卻器冷卻后進(jìn)入除汞器除去升華的汞蒸汽，除去汞后進(jìn)入降膜吸收塔，再進(jìn)入水洗泡沫塔經(jīng)過酸封進(jìn)入水洗塔和堿洗塔除去氯化氫和鹽酸。 催化劑 用作催化劑載體的活性炭，一般由低灰分的煤加工制成，并經(jīng) 750~950oC 高溫水蒸氣活化，以氧化成型后炭粒內(nèi)部的揮發(fā)組分，使形成許多微細(xì)的 “ 孔穴 ” 和 “ 通道 ” 。在此溫度下固體升汞可以直接升華變成蒸氣態(tài)。由于催化劑并不參加化學(xué)反應(yīng)，而只是升華或中毒造成一些損失，所以 1kg上述催化劑可合成 1000kg以上的氯乙烯單體。其中以懸浮法生產(chǎn)的 PVC 占 PVC 總產(chǎn)量的近 90%,在 PVC 生產(chǎn)中占重要地位 ,近年來 ,該技術(shù)已取得突破性進(jìn)展。聚合釜在接收到預(yù)聚合的 “ 種子 ” 后，再加人一定量的 VCM 單體、添加劑和引發(fā)劑，在這些 “ 種子 ” 的基礎(chǔ)上繼續(xù)聚合，使 “ 種子 ” 逐漸長大到一定的程度，在低速攪拌的作用下，保持恒定壓力進(jìn)行聚合反應(yīng)。這種次級粒子與增塑劑混合后，經(jīng)剪切作用崩解為直徑更小的顆粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊，工業(yè)上稱之為聚氯乙烯糊。近年來 ,為了提高聚合速度和生產(chǎn)效率 ,國外還研究成功兩步懸浮聚合工藝 ,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。各種聚合方法的發(fā)展方向是逐步向懸浮法聚合生產(chǎn)路線傾斜 ,一些過去采用其它方法生產(chǎn)的樹脂品種已開始采用懸浮聚合工藝生產(chǎn)。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 9 最佳的配方、后處理設(shè)備的選擇 配方的選擇 ① 單體： 氯乙烯純度 %以上。 ⑥ 緩沖劑：本設(shè)計采用磷酸三鈣。 ⑤ 離心機(jī)：因此本設(shè)計采用二位式控制組件 。目前 , 先進(jìn)的防粘釜技術(shù)是沖洗、噴涂與高效防粘釜劑的結(jié)合體。為了生產(chǎn)更高質(zhì)量的聚乙烯，產(chǎn)品本設(shè)計采用意大利黃防粘釜劑。燃燒時有淺藍(lán)色火焰。 食鹽： 無色立方結(jié)晶或白色結(jié)晶。溶于水、甘油，微溶于乙醇、液氨。 氯氣： 氯氣是黃綠色的氣體、氯氣有毒、并有刺激性氣味、密度比空氣大、熔沸點(diǎn)較低、能溶于水易溶于有機(jī)溶劑、在壓強(qiáng)為 101kPa、溫度為 ℃ 時易液化。 乙炔： 俗名電石氣，純乙炔是無色、無臭的氣體。 乙炔與氯化氫的加成產(chǎn)物氯乙烯中含有碳碳雙鍵，它也能發(fā)生加聚反應(yīng)。炔烴的官能團(tuán)是碳碳叁鍵（ C≡ C）。 氯乙烯： 分子式： C2H3Cl 結(jié)構(gòu)式： CHCl=CH2 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 11 分子量： 無色、有醚樣氣味的氣體 熔點(diǎn) (℃ )： ℃ 沸點(diǎn) (℃ )： ℃ 相對密度 (水 =1)： 相對蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (25℃ ) 臨界溫度 (℃ )： 142℃ 臨界壓力 (MPa)： 辛醇 /水分配系數(shù)的對數(shù)值： 引燃溫度 (℃ )： 415 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 氯乙烯又名乙烯基氯（ Vinyl chloride）是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，可由乙烯或乙炔制得。 微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑 氯乙烯是易燃易爆物質(zhì)，與空氣混合能形成爆炸性混合物，高溫或遇明火引起燃燒爆炸。不易被酸、堿腐蝕；對熱比較耐受 聚氯乙烯具有阻燃（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)。 聚氯乙烯本色為微黃色半透明狀，有光澤。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 12 聚合機(jī)理 自由基聚合機(jī)理 氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)，屬于自由基鏈鎖加聚反應(yīng)，它的反應(yīng)一般由鏈引發(fā)，鏈增長，鏈終止，鏈轉(zhuǎn)移及基元反應(yīng)組成。終止有偶合終止和歧化終止。 ④ 鏈轉(zhuǎn)移 在氯乙烯聚合反應(yīng)中，大分子自由基可以從單體，溶劑，一個氯原子或氫原子而終止，失去原子的分子將成為自由基，引發(fā)劑或大分子上奪取繼續(xù)進(jìn)行新的鏈增長反應(yīng)。 ② 轉(zhuǎn)化率 5%～ 65%階段。轉(zhuǎn)化率超過 65%以后，游離的氯乙烯 基本上消失，釜內(nèi)壓力開始下降，此時聚合反應(yīng)發(fā)生在聚合物凝膠相中，由于殘存的氯乙烯逐漸消耗，凝膠相得粘度迅速增高，因此聚合反應(yīng)速度仍繼續(xù)上升，大到最大值后逐漸降低。 因素有攪拌、分散劑、聚合溫度等 ,結(jié)合樹脂的成粒過程等 ① 攪拌： 隨著攪拌轉(zhuǎn)速的 增加 ,能使聚 氯乙烯樹脂的初級直徑變 小 ,孔隙率增加 ,吸 油率增大。 ④ 汽提控制的影響：汽提工藝主要影響聚氯乙烯樹脂中單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等指標(biāo) 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 14 廠址選擇是一項包括政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合性工作。 查資料可得氯化氫與水的飽和蒸汽壓與鹽酸的濃度的關(guān)系表 3 鹽酸的濃度 W% 32 34 36 38 40 42 44 pooh2 ， mmHg poHCl ， mmHg 117 233 433 840 logPHCl 由表 3 得： PHCl=932mmHg PH2O=，鹽酸濃度為 %， Lg932= nn nH 2 O O2HoO2H干總 ??PP , 得： pp pnn ooHooHoH222*?? 總干 = *)( ?? ?? =物料在氯化氫預(yù)熱器脫去水分為： = 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 17 脫水： %的鹽酸為： (%)=水溶解的 HCl： = 表 4 氯化氫預(yù)冷器物料平衡 組成 進(jìn)料 出料 kmol/h kg/h kmol/h kg/h kmol/h kg/h HCl N2 H2 H2O 求和 混合氣冷凍脫水 取冷凍脫水系統(tǒng)出口壓力 180mmHg（表），絕壓： 940mmHg。 洗堿采用 15%降至 7%放掉， 15%堿用量： )%715( 40 ??? kg/h 塔頂干物料量： kmol/h 堿洗后氯乙烯的含水量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = ??? kmol/h 表 8 堿洗塔出料 組分 出料 kmol/h kg/h VC EDC 1170902 C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 21 機(jī)前冷卻器 機(jī)前冷卻器出口溫度為 7oC，出口壓力為 790mmHg（絕）， 7oC的水的飽和蒸汽壓為 ，忽略有機(jī)物在水中的溶解量，則預(yù)冷器出口氣體含水 量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = 180 037 * ?? kmol/h= 表 9 機(jī)前預(yù)冷器物料量及組成 組分 kmol/h kg/h VC EDC C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)進(jìn)口壓取 790mmHg= kgf/cm2（絕）壓縮機(jī)的進(jìn)氣量： V =10 1325*)760/790( )(**10 00*05 ? =絕壓壓縮過程方程： kkppTT 21 11212 )(?? 式中 T1 T2 氣體進(jìn)出口溫度。 k 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 22 把所處理的氣體按純 VC計 假設(shè)一段氣體出口溫度 45oC，假設(shè)出口溫度為 89oC，則二段壓縮平均溫度： 672 8945 ??oC，此時 VC的定壓熱熔為： Cp = Cal/mol oC k= Cp / CV = ? T 3 =（ 273+45） *（ ) ?? == oC=86 oC 與假設(shè)相近，即而段出口溫度為 86 oC。 kk ji, 組分 i， j 的相平衡常數(shù)。主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 203 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 588 管長 4500mm 管程數(shù) Np 2 管子排列方式 正三角形 混合器冷凍脫水 混合器由 10 oC被冷卻到 15 oC 部分水汽被冷凝下來，同時溶解了部分氯化氫，冷凍脫水過程 混合器需移除的熱量： Q= Q 顯 +Q 水 +Q 溶 Q 潛 —— 冷凍脫水出口氣體降溫放出之顯熱， kcal/h。主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 185 m2 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 538 管長 4500mm 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 33 管程數(shù) Np 6 管子排列方式 正三角形 預(yù)熱器 因 N O H2物料量很少，其熱熔值可極為接近，可把它們合并為惰氣，按 N2熱熔值進(jìn)行計算，物料在預(yù)熱器中由 15 oC升溫到 110 oC，所需之熱量見表 22 表 22 預(yù)熱器中物料升溫需熱量 組分 Gi Cpi（ oC） △ t Q kmol/h kcal/kmolk oC kcal/h C2H2 125 HCl 125 惰氣 。 Q 溶 —— 10 oC 的 HCl 氣體冷卻到 15 oC 再溶解在水中再形成 40%鹽酸所放出的顯熱和溶解熱之和。 表 16 分水器物料平衡 組分 進(jìn)料 出料 L 全 L 尾 L 總 水層 有機(jī)層 kmol/h kmol/h kmol/h kg/h kg/h kmol/h VC EDC C2H2 H2O ∑ （ 2）低沸塔物料平衡 由低沸塔進(jìn)料量和塔頂出氣量可算出塔釜出料量，塔釜出料被送到高沸塔，低沸塔物料平衡見表 17。 表 10 全凝器液化率計算 組成 飽和蒸汽壓 平衡常數(shù) 進(jìn)料組成 液化率e= poi[kgf/cm2] oii ? nnz ii總? 液相組成 xi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 ∞ ∞ 0 求和 / / ≈ 1 表 11 全凝器物料平衡 組成 進(jìn)料 出料 kmol/h zi kmol/h xi kmol/h yi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 0 0 ? 液流量： *=氣流量： = kmol/h 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 總論 24 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 VC 產(chǎn)品微量帶 走，皆進(jìn) 入 尾氣 ，EDC 和水在尾凝氣中全部冷凝，尾凝器