【正文】 IIIKeywords III第一章 綜述 1 PVC 1 1 工藝流程的確定 1 2 燒堿 3 燒堿簡介 3 燒堿的性質(zhì) 3 4 氯氣 6 氯氣簡介 6 7 8 第二章 主要設(shè)備物料衡算 10 11 11 : 13 換熱器物料衡算 15 第三章 主要設(shè)備熱量衡算 16 16 換熱器熱量衡算 17 第四章 主要生產(chǎn)設(shè)備的選型和工藝計算 19 19 試算和初選換熱器的型號 19 核算總傳熱系數(shù) 20 核算壓強(qiáng)降 23 參考文獻(xiàn) 25 結(jié)束語 26 致謝 27 IV第一章 綜述 PVC聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，簡稱PVC)，是我國第一、世界第二大通用型合成樹脂材料，由于具有優(yōu)異的難燃性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機(jī)械性、制品透明性、電絕緣性及比較容易加工等特點，目前，PVC已經(jīng)成為應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的塑料品種之一，在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、日常生活、包裝、電力、公用事業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，與聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS統(tǒng)稱為五大通用樹脂。本設(shè)計從初步設(shè)計的角度對年產(chǎn)20萬噸PVC化工廠進(jìn)行了全面設(shè)計，設(shè)計結(jié)果達(dá)到了設(shè)計課題的基本要求，完成了PVC的生產(chǎn)工廠的初步設(shè)計，進(jìn)行了可行性論證，完成了物料、熱量、設(shè)備等的相關(guān)計算。摘要聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，簡稱PVC)，是我國第一、世界第二大通用型合成樹脂材料，與聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS統(tǒng)稱為五大通用樹脂，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。PVC脫氯工藝方面，應(yīng)本著因地制宜、節(jié)能降耗的原則設(shè)計相應(yīng)的工藝路線，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。 Electrolysis。乙炔清凈和渣漿處理：這里有一個涉及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點，氯堿公司的電石渣漿輸送到股份公司，用作化灰使用。(4) 氯乙烯聚合聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的高分子化合物，結(jié)構(gòu)式為： 氯乙烯懸浮聚合過程中，聚合配方體系或為改善樹脂性能而添加各種各樣的助劑，其中用得比較廣泛的有以下幾種：緩沖劑、分散劑、引發(fā)劑、終止劑、消泡劑、阻聚劑、緊急終止劑、熱穩(wěn)定劑、鏈調(diào)節(jié)劑等。PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產(chǎn)成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。工業(yè)上常見的燒堿生產(chǎn)方法有苛化法和電解法兩種。，并吸收空氣中的CO2而變質(zhì)。如此快速的增長，使國內(nèi)燒堿市場趨于飽和狀態(tài)，而且這種擴(kuò)建熱潮目前還在繼續(xù)，齊魯石化公司氯堿廠正在擴(kuò)建的200 kt/a的離子膜裝置，上海氯堿化工股份有限公司計劃再建400 kt/a的裝置，其他的一些廠家的計劃項目估計還有700 kt/a, 如果這些計劃項目得以實施，我國的燒堿生產(chǎn)能力將達(dá)到近10000 kt/a。近幾年，我國的氯堿生產(chǎn)工藝雖然有了較大變化，采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)裝置逐年增加，但是，總的來說，生產(chǎn)工藝與國外相比相對落后，再加上其他的一些因素，生產(chǎn)成本普遍偏高。目前國內(nèi)氯產(chǎn)品市場呈現(xiàn)出需求旺盛而國內(nèi)生產(chǎn)供應(yīng)不足的現(xiàn)象，為數(shù)不少的氯產(chǎn)品全部或大量從國外進(jìn)口。%，%；%，%；日本1995年有機(jī)氯產(chǎn)品耗氯量占整個氯產(chǎn)品耗氯量的55%，%。氯氣在四氯化碳，氯仿等溶劑中溶解度較大，比在水中的溶解度約大20倍。干燥后的氯氣經(jīng)過壓縮，再送至用戶[6]。也就是說硫酸的濃度愈高、溫度愈低，硫酸的干燥能力也就愈大，即氯氣干燥后的水分愈少。綜上所述，氯氣處理系統(tǒng)的主要任務(wù)是：（1）氯氣干燥； （2） 將干燥后的氯氣壓縮輸送給用戶；（3） 穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電解槽陽極室內(nèi)的壓力，保證電解工序的勞動條件和干燥后的氯氣純度。(2)氯氣的干燥對于干燥部分，在實踐應(yīng)用中已采用過多種干燥塔型和不同的組合方式，比較典型的有[8]： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。(3)氯氣的凈化氯氣離開冷卻塔，干燥塔或壓縮機(jī)時，往往夾帶有液相及固相雜質(zhì)。 加入HCl為：（）= kg/h 隨31%鹽酸加入的H2O為：= kg/h則加入酸的總量為： +694062= kg/h加酸流量為：= m3/h則加酸后淡鹽水組成為：NaCl： kg/hH2O： kg/hCl2： kg/hHCl： kg/h表24加酸后淡鹽水的參數(shù)Nacl含量%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）Cl2含量788mg/L[H+]pH密度1095 kg/m3流量溫度 ℃SO42:1． 氯氣冷卻器出口氣相的計算: 氯氣冷卻器出口氯氣溫度較低, 水蒸氣分壓較低?！?（2）殼程傳熱系數(shù)αo計算公式：αo= () ()1/3()（適用范圍：Re=2103～1106）取換熱器列管的中心距:t=32mm,折流擋板間距:h=,則流體通過管間最大截面積為: A=hD(1－)=(1－)=㎡uo===de===Reo===Pro===殼程中混合氣被冷卻，取()=. αo=()()()1/3=(㎡原鹽電解后氯化氫用于生產(chǎn)PVC，剩余的鈉部分用于生產(chǎn)燒堿，所以氯、堿實際上存在共生關(guān)系，氯堿平衡也是整個行業(yè)發(fā)展過程中不得不考慮的重要因素。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費(fèi)了晁婧老師很多的寶貴時間和精力，在此向老師表示衷心地感謝！老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 還要感謝和我同一設(shè)計小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進(jìn)行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。畢業(yè)設(shè)計忙了幾個月深深地體會到這是一個連接學(xué)習(xí)和工作的橋梁?！?，在規(guī)定的流動條件下計算出的總傳熱系為Ko=(㎡s導(dǎo)熱系數(shù)w/(m2所以本設(shè)計按17萬噸燒堿進(jìn)行設(shè)計。但設(shè)備大，管道復(fù)雜，投資及操作費(fèi)用較高。間接冷卻流程：操作簡單，易于控制，操作費(fèi)用低，氯水量小，氯損失少，并能節(jié)約脫氯用蒸汽。此外，硫酸與濕氯氣的接觸面積和接觸時間也是影響干燥效果的重要因素。為了使氯氣能用鋼鐵材料制成的設(shè)備及管道進(jìn)行輸送或處理，%（若用透平壓縮機(jī)輸送氯氣，則要求含水量小于100ppm）。這種濕氯氣，對鋼鐵及大多數(shù)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，只有某些金屬材料或非金屬材料在一定條件下，才能耐濕氯氣的腐蝕。氯氣對人的呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激性，吸入過多時還會致死[2]。從耗氯結(jié)構(gòu)來看，我國的無機(jī)氯產(chǎn)品的耗氯量始終占據(jù)全部氯產(chǎn)品耗氯量的主導(dǎo)地位，從1983年我國停止生產(chǎn)耗氯量占12%左右的“六六六”原粉商品后，聚氯乙烯樹脂的耗氯量有所增加，尤其20世紀(jì)90年代中期，我國開始大力推廣使用塑料建材，限制使用木材，使建筑行業(yè)以塑代木、以塑代鋼得到迅速發(fā)展，從而推動了聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展。近十幾年來，由于我國氯堿工業(yè)的盲目擴(kuò)建，使燒堿產(chǎn)能增長過快，而下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，氯與堿的需求不平衡問題越來越突顯。2001年在生產(chǎn)燒堿的同時，產(chǎn)出氯氣6280 kt；2002年則同時產(chǎn)出氯氣7120 kt。NaOH + HCl =NaCl + H2O2NaOH + SO2(不足)= Na2SO3 + H2O。氫氧化鈉極易溶于水，溶解度隨溫度的升高而增大，溶解時能放出大量的熱。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物(不需涂布)，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。（1）混合氣脫水：冷凍方法混合脫水是利用鹽酸冰點低，鹽酸上水蒸氣分壓低的原理，將混合氣體冷凍脫酸，以降低混合氣體中水蒸氣分壓來降低氣相中水含量達(dá)到進(jìn)一步降低混合氣中的水分至所必需的工藝指標(biāo)。(1) 氯化氫的制備氫氣經(jīng)過大阻火器，再經(jīng)爐前小阻火器進(jìn)入合成爐燈頭，兩者均由閥門控制，進(jìn)入合成爐底部的燈頭進(jìn)行燃燒生成氯化氫氣體，爐體內(nèi)的合成氣經(jīng)過夾套水冷卻后，再經(jīng)爐外冷卻水冷卻至220度以下,再進(jìn)入石墨冷卻器冷卻至45度以下,當(dāng)氯氣純度合格后送入氯乙烯工段。s first and the world39。工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)，即工業(yè)上電解法生產(chǎn)燒堿也稱氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，它的產(chǎn)品除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外，還廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)以及公用事業(yè)。s second largest generalpurpose synthetic resin material, with polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS)