【正文】 安全措施：合成工段屬于甲級防爆單位。 原料及中間提的閃點、自燃點、爆炸范圍[3]表32 原料及中間提的閃點、自燃點、爆炸范圍名稱閃點自燃點爆炸范圍其他特性CH≡CH小于50℃空氣中305℃～100%，氧氣中296℃VC78℃415℃～%～93%閃點——指危險品與空氣混合無在接近火源或因大量外泄時引起的內(nèi)燃（即燃燒不變不蔓延并立即熄滅）時的最低溫度，是確定化合物火災(zāi)危險性的重要指標(biāo)。稱生化處理。 ⑴ 物理處理法 物理處理法包括：過濾法、重力分離法、吸附法、溶劑萃取法、吹脫法、汽提法等。由于COD能在短時間內(nèi)測得數(shù)據(jù)，所以用于指導(dǎo)生產(chǎn)比用BOD簡便。 對VC泄露的綜合治理：各國制定了有關(guān)VCM在空氣中的允許濃度標(biāo)準(zhǔn)[3]：表30 各國有關(guān)VCM在空氣中的允許濃度標(biāo)準(zhǔn)表國 家美國日本西德意大利法國荷蘭加拿大中國允許濃度（ppm）12177。當(dāng)除汞器內(nèi)活性碳吸附汞達到飽和時，可發(fā)現(xiàn)水洗酸中汞含量超標(biāo)，此時要及時更換活性碳，以免造成汞帶到水洗后的設(shè)備。 總進水管圓整到202mm查文獻[10]，選型。 40%鹽水進料管 圓整到34mm查文獻[10]，選型。選用Φ4506mm，材料16Mn的無縫鋼管 多筒過濾器進料管圓整到395mm查文獻[10]，選型。查圖得取，查圖得Aa=Ao== m2查得n=8500=10625個 塔板的壓降根據(jù)塔的結(jié)構(gòu)及考慮到檢修的方便，塔板取厚度為30mm的酚醛層壓板，板間距H2=600mm?！妫┎槲墨I[4]，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合，參考文獻[3]，選用換熱管有效長度為5000mm，換熱管根數(shù)為721根，型號：CHA1200305（F），A型。2=4. 2 kJ(kg℃)1Q= kJ∴需水量m=247?！?1C 氧氣= kJ(kg℃)1C 氯化氫= kJ(kgkmol1。℃)1C 水蒸氣= kJ(kg[3]設(shè)：鹽酸為38%，除水量為80%進料：CH≡CH： kgHCl： kgH2O： kg O2： kg出料：CH≡CH： kgO2： kgH2O： （180%）= kg∵∴HCl：鹽酸：多筒過濾器物料衡算表表7 多筒過濾器物料衡算表進料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHCH≡CHHClHClO2O2H2OH2O鹽酸ΣΣ⑷ 石墨預(yù)熱器表8 石墨預(yù)熱器物料衡算表出料/出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHHClO2H2OΣ⑸ 轉(zhuǎn)化器CH≡CHHClO2H2O轉(zhuǎn)化器CH2=CHClHClCH≡CHO2H2O圖6轉(zhuǎn)化器物料衡算方框圖根據(jù)轉(zhuǎn)化率為95%。規(guī)格[3]：主要質(zhì)量要求(均為重量百分?jǐn)?shù))氯乙烯 ≥ % 乙炔 ≤ 乙烯 ≤ 2ppm 氯甲烷 ≤ 50ppm丁二烯 ≤ 6ppm 鐵 ≤ ppmHCl ≤ 水 ≤ 80ppm重組分≤ 50ppm2 工藝計算 物料衡算假設(shè)各化工單元操作連續(xù)進行，采用倒推法，根據(jù)轉(zhuǎn)化率或損失率計算出原料投料，然后再按照操作順序?qū)Ω鲉卧僮鬟M行物料衡算。所以，工業(yè)上乙炔發(fā)生系統(tǒng)不能使用銅制的旋塞及管件。易分解放出大量的熱而發(fā)生爆炸。此時，既能保證乙炔有較高的轉(zhuǎn)化率，又能保證高沸點副產(chǎn)物含量減少。但是，過高的溫度易使催化劑吸附的氯化高汞升華而隨氣流帶逸，降低催化劑活性及使用壽命；此外，在較高溫度下，催化劑在乙炔氣流中可收集到45～70℃餾分的液體，屬二氯乙烯類物質(zhì)，而催化劑上的升汞被還原成甘汞或水銀。ⅴ 含氧量 原料氣(主要存在于氯化氫中)中含量用較高時，將威脅安全生產(chǎn)、特別當(dāng)合成轉(zhuǎn)化率較差，造成尾氣放空中含乙炔量較高時，氧在放空氣相中也被濃縮．就更有潛在的危險，系統(tǒng)中的氧能與活性碳在高溫下反應(yīng)生成一氧化碳和二氧化碳，使精餾系統(tǒng)出現(xiàn)問題。 　　工業(yè)生產(chǎn)采用浸硝酸銀試紙在乙炔樣氣中不變色，作為檢測磷、硫雜質(zhì)地標(biāo)準(zhǔn)。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?；钚蕴康倪@一特性使它具有優(yōu)異的吸附能力，被廣泛地應(yīng)用于氣體或液體中微量雜質(zhì)的吸附分離過程，各種有毒、有害氣體的防毒面具以及催化劑的載體。江蘇華蘇塑料有限責(zé)任公司采用了滴流床工藝，據(jù)說該工藝技術(shù)蒸汽單耗更低。充分利用回收氣體的固有壓能，回收氣體壓力高時直接冷凝，壓力稍低一點時增壓冷凝， 時進行抽壓和壓縮冷凝，取消了氣柜，節(jié)約了設(shè)備投資和電耗。ⅰ 懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)進展目前，世界發(fā)達國家聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)技術(shù)都較為成熟，普遍采用大釜密閉技術(shù)，先進的防粘釜工藝，改進了攪拌裝置，用后掠式攪拌器代替平槳式攪拌器，并在攪拌器和擋板中通冷卻水，提高了聚合釜的傳熱能力。待達到預(yù)定的轉(zhuǎn)化率時停止反應(yīng)，回收未聚合單體，聚合所得膠乳經(jīng)噴霧干燥即得產(chǎn)品。由于本體聚合過程中物料狀態(tài)是由低粘液相逐漸變成粘稠而最終形成粉料，所以聚合就被分為“預(yù)聚合”和“后聚合”兩個過程，預(yù)聚合是在一個有劇烈攪拌的立式反應(yīng)釜中進行，反應(yīng)熱靠反應(yīng)釜冷卻水套及回流冷凝器傳出。到目前為止，世界上PVC 生產(chǎn)的聚合工藝主要有5 種，即懸浮、本體、乳液、微懸浮及溶液聚合工藝。一種微細孔徑的超細粉末PVC 專用料通過添加增塑劑可形成用于涂料的孔隙率穩(wěn)定的糊狀樹脂，這種糊狀樹脂基體可著色或加熱成形，同時可以熔融成PVC 軟制品。乳液PVC明顯加快了物料的成形過程，提高了熔融均勻度，減少了流水作業(yè)的故障，也提高了抗靜電能力。通過擠壓成型生產(chǎn)雙壁式內(nèi)管是一種新技術(shù)，在滿足高強度的情況下可以減輕管材質(zhì)量。屆時中國的聚氯乙烯無論是產(chǎn)量還是市場消費都會躍居世界第一位，中國的聚氯乙烯有著璀璨的前景。（4） 用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，如地膜、大棚等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供保障。 聚氯乙烯工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用 合成樹脂是塑料工業(yè)的基本原料，在一定條件下塑制成一定形狀的材料，在常溫下它的形狀不變，是材料工業(yè)的重要組成部分。這首先是由于新技術(shù)不斷采用，產(chǎn)品性能亦不斷地得到改進，品種及牌號的增加，促進用途及市場的拓寬。另一方面也為聚氯乙烯從共聚改性作出了開拓性的工作。 ，于1838年他又觀察到聚合體，這就是最早的聚氯乙烯。3．主要設(shè)備的裝配圖。此設(shè)計配有說明書一份、圖紙三份。6．三廢處理安全與防火技術(shù)。由于水平有限，設(shè)計經(jīng)驗不足，設(shè)計匯總難免存在紕漏和不足之處，敬請各位老師和同學(xué)批評指正。這標(biāo)志著氯乙烯及其聚合物的制造已進入實用技術(shù)階段。 聚氯乙烯自工業(yè)化問世至今，六十多年來仍處不衰之勢。從目前世界主要聚氯乙烯生產(chǎn)國來說：一般耗用量占其總量的20～30%。（2） 基礎(chǔ)原料資源廣，為聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前高速發(fā)展的建筑行業(yè)的旺盛需求，也推動著中國聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。新改良的加工技術(shù)在使用少量的主要原料后，提高了材料的強度和承受力，同時也降低了制造成本。⑵ PVC 改性技術(shù)在改性方面，有PVC 接枝共聚物、PMMA 改性及丙烯酸酯改性，這些PVC 改性材料在市場上平均分布。該PVC 軟制品減少了增塑劑的遷移，同樣也減少了軟膜脆化，減少了污染，提高了冷脆性。新的超高分子質(zhì)量專用料提高了研磨性，成為人們理想的無光澤表層涂層。聚合完畢抽出未反應(yīng)單體，料漿進行汽提，回收氯乙烯單體。把氯乙烯單體、水溶性引發(fā)劑、水、乳化劑及非離子型表面活性劑加入聚合釜中，在40～55℃下聚合達到預(yù)定轉(zhuǎn)化率(85%～90%) 時停止聚合反應(yīng)，聚合物膠乳經(jīng)噴霧干燥，即得產(chǎn)品。乳液法是生產(chǎn)糊樹脂的方法，工藝復(fù)雜、成本較高且樹脂質(zhì)量較差。目前，在聚合配方上采用高油水配比，以增加聚合釜的產(chǎn)量；采用氨水和碳酸氫銨混合溶液取代氫氧化鈉溶液作pH 值調(diào)節(jié)劑，提高了產(chǎn)品白度，縮短了PVC 加工塑化時間；采用無毒溶劑和過碳酸類引發(fā)劑取代偶氮腈根類引發(fā)劑，使產(chǎn)品的環(huán)境安全性能更高；采用多元高效引發(fā)劑復(fù)合取代二元引發(fā)劑，提高了聚合引發(fā)速度和反應(yīng)放熱的均勻性，縮短了聚合時間；采用多元分散體系取代二元分散體系，改善產(chǎn)品的加工性能；采用反應(yīng)中補加水技術(shù)有效地提高反應(yīng)換熱能力，縮短聚合反應(yīng)時間，目前國內(nèi)聚合反應(yīng)時間已有廠家縮短到3～4h/釜左右；采用高溫?zé)崦擕}水技術(shù)和水乳性引發(fā)劑取代溶劑型引發(fā)劑，使聚合釜能在加料結(jié)束后直接達到反應(yīng)溫度，節(jié)約了聚合升溫時間，且對產(chǎn)品質(zhì)量沒有影響；采用同時加料及釜外VCM（氯乙烯） 回收的方式減少聚合輔助時間。上海氯堿化工股份有限公司等采用了旋風(fēng)干燥器技術(shù)。ⅰ 外擴散 乙快、氯化氫向碳的外表面擴散；ⅱ 內(nèi)擴散 乙炔、氯化氫經(jīng)碳的微孔通道向外表面擴散；ⅲ 表面反應(yīng) 乙炔、氯化氫在升汞催化劑活化中心反應(yīng)發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯；ⅳ 內(nèi)擴散 氯乙烯經(jīng)碳的微孔通道向外表面擴散；ⅴ 外擴散 氯乙烯自碳外表面向氣流中擴散。 ⅲ 催化劑及其催化作用 眾所周知，催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身并不發(fā)生化學(xué)變化也不能改變化學(xué)反應(yīng)平衡的物質(zhì)，即當(dāng)進行可進反應(yīng)時，催化劑對兩個相反方向的反應(yīng)速度具有相同的效力。一般要求乙炔純度≥%，氯化氫純度≥93%。ⅳ 氯化氫中游離氯 氯化氫中游離氯的存在是由于合成中的氫和氯配比不當(dāng)，或氯化氫氣壓力波動造成的，游離氯一旦進入混合器與乙炔混合接觸，即發(fā)生激烈反應(yīng)生成氯乙炔等化合物，并放出大量熱量引起混合氣體的瞬間膨脹，釀成混合脫水系統(tǒng)的混合器、列管式石墨冷凝器等薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生爆炸而影響正常生產(chǎn)，因此必須嚴(yán)格控制。但當(dāng)乙炔過量時，易使催化劑中升汞還原為甘汞或水銀．造成催化劑很快失去活性，而當(dāng)氯化氫過量太高，則不但增加原料消耗定額，還會增加已合成的氯乙烯與氯化氫加成生成1,1二氯乙烷副產(chǎn)物的機會。反之，當(dāng)空間流速減少時，乙炔轉(zhuǎn)化率提高，但高沸點副產(chǎn)物量也隨之增多，這時生產(chǎn)能力隨之減小。泡沫塔頂是以高位槽低溫水噴淋，一次（不循環(huán)）接觸得20%鹽酸，裝大貯槽供罐裝外銷，氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔，除去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，最后去精餾工段。乙炔可以發(fā)生加成反應(yīng)，聚合反應(yīng)。在潮濕狀態(tài)下，容易與多種金屬作用生成該金屬的氯化物。CH≡CH： kmol（）HCl：= kmol（）O2：%= kmol（）H2O：%+%= kmol（）ⅲ 混合器物料衡算表表5 混合器物料衡算表進料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHCH≡CHHClHClO2O2H2OH2OΣΣ⑵ 石墨冷卻器CH≡CHHClO2H2O石墨冷卻器混合氣鹽酸圖5 石墨冷卻器物料衡算方框圖根據(jù)：在石墨冷卻器中，用35℃鹽水（尾氣冷凝器下水）間接冷卻，混合氣中水分一部分則以40%鹽酸的形式排出，部分則夾帶與氣流中。即，含量少的物質(zhì)對混合體系熱容地方影響可不計?！?1C40%鹽酸=3214 kJ(kg℃)1計算：Q1：進料溫度15℃，則Q1=0Q3=0Q4 =Q 乙炔＋Q氯化氫 ＋Q氧氣＋Q水(g) = （75＋13）＋（75＋13）＋（75＋13）＋（75＋13）=＋＋＋= kJQ2:5%Q2=Q5∵Q1＋Q2＋Q3=Q4＋Q5∴0＋Q2＋0=＋5%Q2∴Q2= kJ Q5= kJ 表19 石墨預(yù)熱器熱量衡算表項目入方/kJ項目出方/kJCH≡CH0CH≡CHHCl0HClO20O2H2O0H2O蒸汽加熱損失ΣΣ⑶ 轉(zhuǎn)化器：已知表表20 已知量表進料質(zhì)量/kg出料質(zhì)量/kgCH≡CHCH2=CHClHClCH≡CHO2HClH2OO2H2OΣΣ根據(jù)：此處熱損失率為：%進口溫度：75℃，出口：110℃，以75℃為計算標(biāo)準(zhǔn)?！?1C 乙炔= kJ(kg℃)1110℃時，C水蒸氣= kJ(kg（11095）= kg② 在石墨冷卻器Ⅱ中，進口溫度：15℃出口溫度：95℃95℃時，C水氣= kJ(kg3 主要設(shè)備的設(shè)計與選型 石墨冷卻器的選型 已知條件總熱負荷：Q= kJ/h鹽水流量： kg/h進口溫度：35℃出口溫度：20℃混合氣進口溫度：25℃出口溫度：13℃ 計算兩流體的平均溫度差℃而：查文獻[5]得查文獻[5]，列管式換熱器中的總傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗值設(shè)K=100w/（m2附簡圖：圖8 轉(zhuǎn)化器 手孔[4]∵∴選用平焊法蘭手孔, 公稱直徑DN250mm,H1=190mm采用Ⅱ類材料，墊片采用石棉橡膠板其標(biāo)記為：手孔Ⅱ（A 乙炔氣進料管 圓整到276mm查文獻[10]，選型。選用Φ200，材料的無縫鋼管。選用Φ15，材料16Mn的無縫鋼管。 氯化汞中毒機理汞中毒主要是通過呼吸道，消化道和皮膚毛細孔吸收，吸收后最初幾天主要經(jīng)糞便排出，以