【正文】 (215）u0=qm /(ρA2) =(3600)= m/s (216） 500 f0=5 (217） f0=5=5(962)=擋板數(shù)為： NB =L/B1 (218）NB =L/B1=39管子為正三角形排列，取校正系數(shù)F=ΔP2 = (FNTC(NB +1)+ NB())fSu02ρ/2 (219)ΔP2=(FNTC(NB +1)+ NB())fSu02ρ/2=((39+1)+39()) =631 Pa KPa 可行 機后冷卻器熱物料由60186。C) μ=103 Pa?s (24） 計算得：186。C)則需要水的量為： 設(shè)備選型與設(shè)計計算 機前冷卻器1. 選定換熱器熱物料由30186。C到5186。C，120 KPa因為為化學(xué)吸收，所以將CO2和HCl全部吸收，出口帶走部分水蒸汽，查得此時的水的飽和蒸汽壓為：Ps= Pa設(shè)堿洗塔出口中含水量為：（）= kmol/h堿洗塔出口（管線8）組成如表28所示：表28 堿洗塔出口（管線8）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%C2H2VCM15279EDCN2H2O2H2O總計100100 機前冷卻器的物料衡算操作條件：10186。(4) 總收率為85%，其中乙炔站收率為96%，氯乙烯合成工段收率為96%，聚合工段收率為92%。C的鹽水繼續(xù)冷卻，冷凝下來的液體直接進入低塔塔頂，沒有冷凝下來的氣體經(jīng)乙烯回收罐進入尾氣吸附器，用活性炭纖維將氯乙烯吸附，沒有吸附的惰性氣體等經(jīng)空壓閥排空。C之間，再經(jīng)除霧器（高效除霧）除掉氣體中夾帶的酸霧。采用加壓操作，可以提高氯乙烯的產(chǎn)量，加壓操作可降低每噸氯乙烯產(chǎn)品的電耗和生產(chǎn)成本，因為溫度降低，對于相同的耗冷量，其動力消耗將顯著增加，使用兩段壓縮可節(jié)省功耗。CO2等雜質(zhì)氣則可用NaOH水溶液循環(huán)吸收。再用堿洗塔凈化吸收二氧化碳等雜氣, 獲得精制的氯乙烯供聚合用。(2) 流體的停留時間可以嚴格控制，溫度分布可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，因而有利于提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。廢酸、廢堿大量的回收后重新利用，剩余極少量的廢酸、廢堿經(jīng)處理后，排放于排污口。在氯乙烯的生產(chǎn)過程中的能源管理，首先在配備好各種水、電、氣、計量儀表的條件下，搞好能源調(diào)查和能量衡算，測算每噸氯乙烯產(chǎn)品的水、電、氣等單項能耗以及綜合能耗。生產(chǎn)流程為：石腦油裂解 熱裂解 等摩爾的C2H3Cl和C2H4 合成 C2H4和VCM HCl C2H4 + Cl2 合成 EDC 該方法中乙烯和乙炔不需分離，沒有副產(chǎn)物，但工藝流程很復(fù)雜，一次性投資費用很大。(1) 乙炔法 即采用乙炔和氯化氫在催化劑作用下生產(chǎn)氯乙烯的方法。目前我國聚氯乙烯消費分兩大部分：軟制品和硬制品。(2)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟：PVC生產(chǎn)廠必須始終注意環(huán)境保護和資源利用，按照“節(jié)能降耗、減少排放、回收再利用、資源化”的原則，進行產(chǎn)業(yè)循環(huán)組合、資源循環(huán)利用和清潔文明生產(chǎn)。氯乙烯在常態(tài)下是純凈無色的氣體，微溶于水，易液化[1]。本次設(shè)計我們采用了電石乙炔法合成氯乙烯單體的工藝。到2010年[5]，全球PVC樹脂和VCM的生產(chǎn)量要達到4000萬噸，以滿足行業(yè)需求增長的需要。第一章 設(shè)計說明書 設(shè)計概況及方法 設(shè)計的生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)十二萬噸聚氯乙烯車間。(2) 烯炔法 即以乙烯、乙炔同時進料聯(lián)合生產(chǎn)，有聯(lián)合法和混合氣化法，其反應(yīng)基礎(chǔ)為：CH2＝CH2 + Cl2 C2H4Cl2 裂解 C2H3Cl + HClCH≡CH + HClC2H3Cla)聯(lián)合法 石油經(jīng)裂解得到乙烯，經(jīng)氯化后生成1，1—二氯乙烷（EDC），再在加壓條件下裂解脫去HCl，即得氯乙烯（VCM），副產(chǎn)物與乙炔反應(yīng)又可得到氯乙烯。但該工藝中乙烷的單程轉(zhuǎn)化率很低，僅為28%左右，而且產(chǎn)物復(fù)雜，分離起來也很困難。生產(chǎn)環(huán)境保護的核心是最大程度的減少或消除這些污染物在生產(chǎn)中的流失，要盡量做到回收利用。(3) 采用濕氯化氫氣體與濕乙炔氣一次冷凍脫水，可省去氯化氫干燥系統(tǒng)，排酸輸送管道采用耐腐蝕的PVC管材或鋼襯里管。(4) 觸媒的裝卸不便，如裝填不均勻，容易造成氣體短路或溝通。由于HCl氣體在溶解于水的過程中, 會有大量的溶解熱釋放出來, 需要不斷地將這些熱量移去, 并且從經(jīng)濟效益上考慮, 制成30%～31%鹽酸最為合算。系統(tǒng)溫度過高時, 不但會造成系統(tǒng)主要的襯膠設(shè)備變形損壞, 而且使成品鹽酸的濃度難以達到百分之三十以上?；旌厦撍? 來自乙炔站的濕乙炔經(jīng)計量后，經(jīng)過乙炔冷卻器后由乙炔砂封與氯化氫氣體沿混合器切線平行進入混合器。氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔進一步除去微量酸性氣體，至機前冷卻器和水分離器，分理處部分冷凝水，～，并經(jīng)機后油分離器，冷卻器及分離器等設(shè)備，進一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。 第二章 設(shè)計計算書 設(shè)計依據(jù)(1) 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)十二萬噸疏松型聚氯乙烯樹脂。C， KPa查《化學(xué)工藝設(shè)計手冊》[10]下冊，得該溫度下水的飽和蒸汽壓為： KPa，則乙炔干氣中含水的百分數(shù)為：() = .00782則含水量為： = kmol/h 乙炔氣進料（管線1）組成如表21所示：表21 混合器乙炔氣進料（管線1）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%C2H2N2CO2H2O總計1001002. 氯化氫氣進料（管線2）實際生產(chǎn)中取C2H2：HCl=1：（摩爾比），則氯化氫進料：= kmol/h干基氯化氫氣為：H2： 8%=CO2： %= kmol/hO2： %=進料條件：10 186。CΔH(VCM)=()=104 kcal/ hΔH(H2O)=()= kcal/ hΔH(H2)=()= kcal/ hΔH(C2H2)=()= kcal/hΔH(EDC)=()= kcal/ hΔH(N2)=()= kcal/ hΔH(O2)=()= kcal/ hΔH1=104 kcal/ h=104 kJ/ h2. 氣化潛熱查表得[9]：10186。C的水冷卻，溫度變化為30186。C) ρ= kg/m3 λ= W/(m?186。C)/kW， Ri= (m2?186。CQ=105 kJ/ h=67167 W 認為K= 50 W/(m2?186。(4)通過稀酸循環(huán)系統(tǒng)和濃酸循環(huán)系統(tǒng), 不斷地將吸收氯化氫時所產(chǎn)生的溶解熱移出, 降低吸收溫度, 從而可使產(chǎn)品酸的質(zhì)量分數(shù)穩(wěn)定在30%～31%。脫吸下來的氯乙烯氣體通過微壓回送裝置直接送至生產(chǎn)系統(tǒng)。這些都將是我終生受益無窮。此循環(huán)連續(xù)運行。參考文獻[1] 王正烈，高等教育出版社，2001，20：130.[2] ，化