【正文】 真的整理與組織工作。第一部分是總論 ，包括原料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途 ， PVC的發(fā)展概況、在國民經(jīng)濟中的地位和作用、未來工業(yè)展望，生產(chǎn)方法的評述和選擇，工藝方案的確定和主要設(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)計過程中，得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)的熱心幫助和指導(dǎo)，在此謹表感謝。并重點對 30000/年 PVC 生產(chǎn)的精餾階段進行相關(guān)的工藝計算，其中主要包括物料衡算、熱量衡算和設(shè)備的計算和選型，設(shè)備計算選擇了高沸塔的相關(guān)計算。s prehensive status, but aslo has enriched people39。s putation and the shaping. Ihe equipment putation has chosen the related putation of the high boiling point tower. The article has made a brief introduction of the automatic control and the environmental protection of the polyvinylchloride workshop39。溶于酮類、脂類和氯烴類溶劑。透明度勝于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象 。 危 害 ： 聚氯乙烯是經(jīng)常使用的一種塑料，是由聚氯乙烯樹脂、增塑劑和防老劑組成的樹脂，本身并無毒性。另外，聚氯乙烯塑料制品在較高溫度下，如 50 度左右就會慢慢地分解出氯化氫氣體， 此 氣體對人體有害，因此聚氯乙烯制品不宜作為食品的包裝物。 主要用途：用作塑料原料及用于有機合成，也用作冷凍劑等。 慢性中毒 時 表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征、肝腫大、 肝功能異常、消化功能障礙、雷諾氏現(xiàn)象及肢端溶骨癥。 燃爆危險：本品易燃，為致癌物。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方，遇火源會著火回燃。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場 移至空曠處。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工。但其耐熱性較差，軟化點為 80℃ ，于 130℃開始分解變色，并析出 HCI。硬質(zhì)聚氯乙烯可以用 增強材料 (1)化工 設(shè)備 ：管道、貯槽、反應(yīng)器及反應(yīng)器襯里、煙囪、鼓風(fēng)機、泵及閥門。 (5)汽 車：內(nèi)飾件及各種部件的表皮套等、汽車儀表電線絕緣層及護套、護管。也可用作冷凍劑等 。近年來，盡管在發(fā)達國家受到來自環(huán)保等多方面的壓力，但世界對的總需求量仍出現(xiàn)穩(wěn)定的增長態(tài)勢。此后全國各地的 PVC 裝置相繼建成投產(chǎn)，到目前為止，我國有 PVC 樹脂生產(chǎn)企業(yè) 80 余家，遍布全國 29 個省、市、自治區(qū)，總生產(chǎn)能力達 220 萬噸／年。目前，生產(chǎn) PVC 樹脂主要采用懸浮法，少量采用乳液法及 本體法。二是硬制品，約占總消費量的 ％，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。在進入 21 世紀以后 ,我們要學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進技術(shù)和發(fā)展模式 ,結(jié)合我國的具體情況 ,發(fā)展我國的聚氯乙烯工業(yè)。 技術(shù)要求： 表 1 電石國家標準的技術(shù)條件 項目 指標 優(yōu)等品 一等品 合格品 發(fā)氣量（ 20℃、 ） /(L/kg) ≥ 300 280 260 乙炔中磷化氫的體積分數(shù) /% ≤ 乙炔中硫化氫的體積分數(shù) /% ≥ 粒度（ 5~80mm）質(zhì)量分數(shù) /% ≥ 85 篩下物（ 以下）質(zhì)量分數(shù) /% ≤ 5 注：圓括號中的粒度范圍可由供需雙方協(xié)商確定。能導(dǎo)電，純度愈高，導(dǎo)電性愈好 。 生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法。反應(yīng)中生成的一氧化碳則依電石爐的類型以不同方式排出：在開放爐中，一 氧化碳在料面上燃燒，產(chǎn)生的火焰隨同粉塵 — 起向外四散；在半密閉爐中，一氧化碳的一部分被安置于爐上的吸氣罩抽出，剩余的部分仍在料面燃燒；在密閉爐中，全部一氧化碳被抽出。 （ 2）聯(lián)合法 聯(lián)合法以 1， 2二氯乙烯（ EDC）裂解制取氯乙烯并副產(chǎn)氯化氫，然后以氯化氫與電石乙炔再合成氯乙烯，兩種粗氯乙烯經(jīng)精制得出聚合用的單體。 近來石油價格有所上漲，聯(lián)合法和乙烯氧化法成本相對于電石乙炔法較高， 該 廠生產(chǎn)規(guī)模不大，另外電石乙炔法工藝成熟，可利用 該 廠電解生產(chǎn)的氯化氫，綜合各因素，本設(shè)計選用電石乙炔法。e x p107 8 。 h】； AP —— 乙炔分壓， atm； HP —— 氯化氫分壓， atm； VCMP —— 氯乙烯分壓， atm； T—— 溫度， K； R—— 氣體常數(shù)， （ kg 不同溫度下，該反應(yīng)動力學(xué)常數(shù) K（表征反應(yīng)的快慢程度）如下： 溫度 /℃ 100 140 181 218 K 1421 2297 因此，提高反應(yīng)溫度，有利于加快氯乙烯合成反應(yīng)，獲得較高的轉(zhuǎn)化率。按氣液接觸基本結(jié)構(gòu)特點分類，其中有工業(yè)價值的大致可以分為三類： （ 1） 填料塔 10 填料塔屬于微分接觸逆流操作，塔內(nèi)以填料作為氣液接觸的基本構(gòu)件。通用型填料效率較低，但適應(yīng)性好。無降液管的塔板（穿流型）則屬于逆流型。 11 工程流程說明 電石乙炔法流程述 電石乙炔法生產(chǎn) PVC 分為四個工段，即乙炔工段、合成工段、精餾工段、聚合工段。 （ 2） 合成工段 精乙炔、氯化氫兩種原料按 1: 進行混合， 經(jīng)混合脫水系統(tǒng)脫水、預(yù)熱后，通過裝有吸附的 HgCl2的含活性炭觸媒的列管式固定床催化合成粗氯乙烯單體。 （ 4） 聚合工段 將精氯乙烯單體在聚 合釜中按一定的配方和操作條件 ,聚合為聚氯乙烯樹脂。但塔頂壓力穩(wěn)定是平穩(wěn)操作的重要因素，因為塔頂壓力的變化將引起塔內(nèi)氣相流量和塔板上氣液平衡條件的變化，從而使操作條件改變，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。 當(dāng)塔頂壓力過低時，壓力自動調(diào)節(jié)閥將自動將調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使塔頂排氣量降低，使壓力自動回升至設(shè)定壓力。為控制塔釜液位，塔底再沸器也設(shè)置一液位自控裝置。 當(dāng)塔頂 溫度過低時，溫度自動調(diào)節(jié)閥將自動將調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使塔頂氣體流量降低，使溫度自動回升至設(shè)定溫度。 13 3 工藝計算 物料衡算 根據(jù)設(shè)計要 求，列表如下： 生產(chǎn)能力： 30000T PVC/年 名稱 \組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 總計 分子量kg/kmol 99 28 26 18 流 量 kg/h 4720 90 120 20 80 5030 質(zhì)量含量 w% 摩爾含量 x 0． 0106 工藝流程圖概況（方塊圖）： 氣柜 進料 出料 冷凝水 （ 1）來自堿洗塔的物料流率 hk m o lk m o lkg hkgN VC /?? 同理可以得： 堿洗塔 氣柜 機前冷凝器 壓縮機 機后冷凝器 油水分離器 全凝器 低沸塔 高沸塔 成品冷凝器 尾氣冷凝器 油水分離器 水 堿洗塔 氣柜 14 hk molN E D C /? hk m olNN /2 8 ? hkm olN HC / ? hk m olN OH / ? （ 2）冷凝水的求?。海ǔ隽?） 氣柜內(nèi) t=25176。設(shè)為理想溶液 ,則PPK ii *? 查參考書 [6] p3722? 得： ? ? K PacP VC 9 413* ?? ? ? K P acP E D C * ?? 查參考書 [6] p3732? 得： ? ? K P acP HC 35301322* ?? 查參考書 [5] p332 得： ? ? K P acP OH 4 9 7132* ?? 由 PPK ii*? 可得各物料的 iK 值，列于下表 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 壓縮機輸入（ kmol/h） iZ iK _ 進料含有不凝組分氮氣： )1(111 ???? ?? ?? ciici KivK iZ iy ① 設(shè) v= 由上式求得各物質(zhì)的氣相含量如下： ? ? 4 7 7 9 8 1 9 1 6 0 8 1 ??? ??VCy 同理可得 ?EDCy 22 ?HCy .0000302 ?OHy F= FVv? 所以 V= L= 3 4 6 8 6 8 2 ??Ny 0 0 0 4 3 4 ???? iy 不符合要求，重設(shè) v 19 ②故重設(shè) v= ?VCy ?EDCy ?HCy ?Ny .0000302 ?OHy 0 0 0 0 0 0 ???? iy ,v 合適 由 vvKiZixi ??? 1求出各物質(zhì)的氣、液相流率和液相組成，圓整后列于下表： 低沸系統(tǒng) 放空： VC 含量 12%（ W%） 物料衡算表 組分 從壓縮機輸輸入 全凝器輸出 (液相 ) 全凝器輸出 (氣相 ) hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol x﹪ hkg w% hkmol y% VC EDC N2 0 0 0 0 C2H2 H2O ∑ 高沸塔 全凝器 低沸塔 尾氣冷凝器 油水分離器 20 出料 除去冷凝水含量 80%（ W%） 上面的系統(tǒng)按照清晰分割計算： 尾氣中含有： VC :12%（ W%） C2H2 N2 冷凝水的量：總水量的 80%（ W%） 低沸塔釜液出料： VC H2O EDC C2H2 （ 1）損失水的量 由 hk m o lNOH /7 6 2 7 %809 5 3 ,2 ???失 所以 hkm olN OH /1 9 0 6 2 ? 設(shè)尾氣出料中含有 VC 為 VCN ， C2H2 為22HCN 列方程式 % 22?????? ? HCVCVC NNN %0 0 0 0 1 )( 6 2 7 5 3 )7 6 3 (26 )7 6 3 (262222 ?????????? ??VCHCHC NN N）（ 解方程得： hk m o lN HC /22 ? hkmolN VC /? （ 2） 所以從低沸 塔系統(tǒng)的液相出料組成為： hk m o lN VC / ??? hk molN E D C /? 02?NN hk m o lN HC /0 0 0 6 2 6 3 ??? hk m o lN OH /1 9 0 9 2 ? 物料衡算表： 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 壓縮機輸入（ kmol/h） 低沸系統(tǒng)氣相輸出 0 0 21 （ kmol/h） 低沸系統(tǒng)液相輸出（ kmol/h） 0 高沸塔 EDC %(W%) VC 20%(W%) 高沸塔的工藝指標以及分離要求： 高沸塔頂 EDC 含量： %（ W%） 塔底 VC 含量： 20%（ W%） 操作壓力： 釜加熱水溫度： t 入 =90OC（ ） t 出 =75OC（ ） 按照清晰分割來計算高沸塔： 設(shè)塔頂出料中含有 VC 為 VCN ， EDC 為 EDCN 列如下方程 %260 0 0 99 ?????? ? VCE D C E D CNN N %)(99)( )( ???????? ?? E D CVC VC NN N 解方程得： hk m o lN E D C /0 3 7 ? hk m o lNVC /? 即高沸塔塔頂出料組成為： hkmolN VC /? hk m o lN E D C /0 3 7 ? 低沸塔 高沸塔 22 hkm olN HC / ? 高沸塔底部出料組成為：