【正文】 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師們始終給予我最無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，給我已完成設(shè)計(jì)的信心。運(yùn)行時(shí)，含氯乙烯的廢氣由吸附器下部進(jìn)入，穿過(guò)活性炭纖維，其中的氯乙烯被活性炭吸附下來(lái)，經(jīng)過(guò)第一次吸附的氣體通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行再次吸附，進(jìn)一步凈化，同時(shí)使床層降溫。采用組合塔水洗堿洗裝置的技術(shù)改進(jìn)措施：(1) 組合塔水洗堿洗凈化裝置的主要技術(shù)改進(jìn)是將三塔合一(一、二級(jí)水洗泡沫塔、水洗塔), 該技術(shù)的核心設(shè)備是氯化氫組合吸收塔, 塔內(nèi)可劃分為4 個(gè)區(qū), 氯乙烯冷卻區(qū)、濃酸吸收區(qū)、稀酸吸收區(qū)、清水吸收區(qū)。C,冷卻水從30186。C) (25） 所選換熱器參數(shù)如表221所示：表221 機(jī)前冷卻器換熱器參數(shù)DN/mmPN/MPNnL/md0/mmdi/mmA/ m2S/ m21000I74932520核算傳熱系數(shù)，物料走管程，水走殼程V = m/ρ=(3600)= m3/su = V/A= m/s管程給熱系數(shù)： (26） = W/(m2?186。C,冷卻水從0186。C)則需要水的量為： (2—3） 機(jī)后冷卻器的熱量衡算1. 物料溫度由60186。C，查得此時(shí)的水的飽和蒸汽壓為：Ps= Pa則此時(shí)飽和水的量為：（）= kmol/h機(jī)前冷卻器冷凝下的水的量為：= kmol/h其它組成不變，則機(jī)前冷卻器出口（管線9）組成如表29所示：表29 機(jī)前冷卻器出口（管線9）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%C2H2VCM15279EDCN20. 296H2O2H2O總計(jì)100 機(jī)后冷卻器的物料衡算操作條件：40186。含乙炔≤%，高廢物≤%。C水控制）再進(jìn)入高沸塔，高塔釜將氯乙烯蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器控制部分回流，大部分精氯乙烯進(jìn)入產(chǎn)品冷凝器，用0186。凈化壓縮 粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化高汞生化物，在填裝活性炭的汞吸附器中除去，然后由石墨冷卻器將合成器冷卻到15186。5．氯乙烯的合成采用兩段轉(zhuǎn)化流程。但是, 在用水吸收粗氯乙烯單體氣中的HCl氣體時(shí), 必然伴隨有大量的溶解熱釋放出來(lái)。(2) 水洗堿洗凈化原理簡(jiǎn)述在本工序中有2 個(gè)主要的任務(wù)要完成。但固定床反應(yīng)器也有如下缺點(diǎn)：(1) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合金鋼材的耗量較大。氫氣和氯氣在合成爐中發(fā)生反應(yīng)得到氯化氫氣體，電石在反應(yīng)器中與水反應(yīng)生成乙炔氣體，乙炔和氯化氫經(jīng)混合、冷凍脫水、預(yù)熱，在以活性炭為載體的氯化汞觸媒的列管式轉(zhuǎn)化器內(nèi)進(jìn)行合成，生成氯乙烯及副產(chǎn)物，后經(jīng)加壓精餾制得高純度氯乙烯。混合脫水和泡沫塔排出的濃度較大的鹽酸，經(jīng)回收后出售或運(yùn)送至其他車間。此法以乙烯為原料，經(jīng)氧氯化生成二氯乙烷（EDC），然后裂解生成氯乙烯，反應(yīng)方程式如下：2C2H4 + Cl2 CH2＝CHCl + 2HCl該反應(yīng)需在觸媒存在下進(jìn)行，實(shí)際使用的觸媒以二價(jià)銅鹽（CuClCuSO4）為主劑，以堿金屬鹽類（NaCl、KCl、MgClNaHSONa2SO4）等作助劑，此外還要加入稀士金屬鹽類做第三成份構(gòu)成復(fù)合觸媒，這種方法對(duì)技術(shù)和設(shè)備條件要求較高，投資大。液相法不需要高溫，但乙炔轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)品分離困難，因此多采用氣相法。硬制品主要包括門(mén)窗、各種型材和管材、硬片、瓶罐等。(3)PVC產(chǎn)品要精細(xì)化、要開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品：隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的迅速擴(kuò)大，今后產(chǎn)品成本的降低、產(chǎn)品質(zhì)量和品牌的競(jìng)爭(zhēng)是未來(lái)的必然趨勢(shì)。聚氯乙烯是最古老的塑料品種之一，其能大量生產(chǎn)，價(jià)廉易得，用途十分廣泛。本設(shè)計(jì)是關(guān)于乙炔電石法制取氯乙烯單體的工藝設(shè)計(jì)，它的年產(chǎn)量是十二萬(wàn)噸，%。我國(guó)PVC生產(chǎn)多采用電石作為原料，與發(fā)達(dá)國(guó)家采用的石油乙烯路線相比，存在工藝技術(shù)落后、消耗高、污染嚴(yán)重的問(wèn)題。s circulation continuous running, also had the significant breakthrough in the environmental protection aspect. KKEY WORDS: chloroethylene, chloroethylene production method, acetylene law, energy control31目 錄前 言 1第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 設(shè)計(jì)概況及方法 3 設(shè)計(jì)的生產(chǎn)規(guī)模 3 生產(chǎn)方法 3 4 5 原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格 5 6 生產(chǎn)原理 6 工藝特點(diǎn) 7第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 10 設(shè)計(jì)依據(jù) 10VCM量的計(jì)算 10 10 混合器的物料衡算 10 石墨冷卻器的物料衡算 13 轉(zhuǎn)化器的物料衡算 13 泡沫塔的物料衡算 14 水洗塔的物料衡算 15 堿洗塔的物料衡算 16 機(jī)前冷卻器的物料衡算 17 機(jī)后冷卻器的物料衡算 17 能量衡算 17 機(jī)前冷卻器的熱量衡算 18 機(jī)后冷卻器的熱量衡算 19 設(shè)備選型與設(shè)計(jì)計(jì)算 19 機(jī)前冷卻器 19 機(jī)后冷卻器 22第三章 結(jié) 論 23參考文獻(xiàn) 24附錄1 主要設(shè)備一覽表 25附錄2 原材料消耗定額一覽表 26附錄3 尾氣處理及三廢排放 27致 謝 29前 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)十二萬(wàn)噸聚氯乙烯氯乙烯合成工序工藝設(shè)計(jì)。例如[3]：(1) 國(guó)產(chǎn)化大型PVC成套工藝技術(shù)在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上已經(jīng)形成獨(dú)特的技術(shù)體系，成套技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是工藝成熟先進(jìn)、采用DCS控制，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)能大、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。一些新的生產(chǎn)能力也可能建在中東，因?yàn)樵摰貐^(qū)具有充足的低成本燃料和原料。 生產(chǎn)方法工業(yè)上合成氯乙烯的方法有(1) 乙炔法；(2) 烯炔法；(3) 乙烯氧氯化法；(4) 乙烷氧氯化法。b)混合氣化法 此法是對(duì)聯(lián)合法的重要改進(jìn)，以石腦油和氯氣為原料，得到氯乙烯產(chǎn)品。按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，本次設(shè)計(jì)我們采用了電石乙炔合成工藝。氯化高汞的脫除采用活性炭除汞器。2．使用列管式固定床反應(yīng)器氯乙烯合成的轉(zhuǎn)化器是一種氣固相接觸的等溫固定床反應(yīng)器，有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 床層內(nèi)流體呈軸向流動(dòng)，可以近似認(rèn)為理想的活塞流，推動(dòng)力大，催化的生產(chǎn)能力較高。3. 水洗堿洗凈化工藝流程簡(jiǎn)介(1) 原水洗堿洗工藝由轉(zhuǎn)化工序除汞器送來(lái)的粗氯乙烯進(jìn)入合成氣石墨冷卻器將氣體冷卻至四十?dāng)z氏度左右, 進(jìn)組合吸收系統(tǒng), 用塔內(nèi)的二級(jí)組合吸收技術(shù)(泡罩和填料) 吸收噴淋的工業(yè)水, 吸收合成氣中的過(guò)量氯化氫, 制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～31%的副產(chǎn)鹽酸。C水來(lái)冷卻。4．氯乙烯的精制采用加壓精餾，并采用了先除低沸物，后除高沸物的流程，使產(chǎn)品從塔頂出料(1) 合成氣壓縮。C鹽水進(jìn)行冷凍干燥，除掉混合氣中夾帶的水分和酸，并控制氣體出口溫度在10 ~ 14186。C的水將大部分氯乙烯冷凝成液體，氯乙烯液體進(jìn)入中間槽除去水分，全凝器沒(méi)有凝下來(lái)的氣體進(jìn)入尾凝器，用35186。(3) 電石定額：300 L/kg的電石，1660公斤/噸的聚氯乙烯(見(jiàn)附錄2)。C，查得水的飽和蒸汽壓為：Ps=，則水分壓：（+）164225/（+）= Pa故在混合器中有水凝下來(lái)，40%鹽酸中：nHCl/nH2O=（40/）/（60/18）=設(shè)凝下的水的摩爾流量為x，故（）/（）解得：x= mol/h則混合器出口含水量為：= kmol/h則溶解的HCl量為：= kmol/h混合器出口中HCl量為：= kmol/h混合器出口氣（管線3）組成如表23所示：表23 混合器出口氣（管線3）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成w%HClC2H2H2ON2H2O2CO2總計(jì)100100 石墨冷卻器的物料衡算操作條件： K， kPa石墨冷卻器冷卻下來(lái)的鹽酸濃度為40%，查得此時(shí)水的飽和蒸汽壓為：Ps= Pa，設(shè)冷凝下的水為y，()/() 解得：y= kmol/h故冷卻下的HCl：= kmol/h表24 石墨冷卻器出口（管線4）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%HClC2H2H2ON2H2O2CO2總計(jì)100100 轉(zhuǎn)化器的物料衡算乙炔加成反