【正文】 過流量調(diào)節(jié)器進(jìn)入合成爐燃燒，合成爐出來到氣體進(jìn)入石墨冷卻器，使溫度降到 45oC 以下，一部分去合成樹脂一部分去制酸。再通過精制的固體鹽酸層重新飽和，進(jìn)入高位儲(chǔ)槽。 最后進(jìn)入中和塔中和過多的酸性氣體，處理后的乙炔氣經(jīng)塔頂除霧器除去飽和水分，制得純度達(dá) %以上，不含 S、 P的合格精制乙炔氣送氯乙烯合成工序。二是硬制品，約占總消費(fèi)量的 ％，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的 PVC 生產(chǎn)國(guó)， 2021 年我國(guó) PVC 產(chǎn)量達(dá) 萬噸，同比增長(zhǎng) %，自 給率約為 90%，在我國(guó)通用樹脂中，自給率最高。 世界 PVC 自 30 年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來，已有近 70 年的歷史，而我國(guó)聚氯乙烯起步于 50 年代，僅次于酚醛樹脂是最早工業(yè)化生產(chǎn)的熱性樹脂，我國(guó)第一個(gè) pvc 裝置于 1958 年錦西化工長(zhǎng)建成投產(chǎn)，年產(chǎn) 3000t，之后全國(guó)各地的 pvc 裝置相繼建成投產(chǎn)，目前我國(guó)有 pvc 樹脂生產(chǎn)企 業(yè)80 余家，遍布全國(guó)各地， PVC 樹脂在我國(guó)塑料工業(yè)中具有舉足輕重的地位，同時(shí) PVC 作為氯堿工業(yè)中最大的有機(jī)耗氯產(chǎn)品，對(duì)維持氯堿工業(yè)的氯堿平衡具有極其重要的作用。 79 電石渣上清液的處理 77 車間照明及采暖措施 聚合系統(tǒng) 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 懸浮聚合生產(chǎn)工藝 7 本體法聚合生產(chǎn)工藝 最佳的配方、后處理設(shè)備的選擇 9 后處理設(shè)備側(cè)選擇 9 防粘釜技術(shù) 12 成粒機(jī)理與顆粒形態(tài) 55 聚合釜 77 防靜電，防雷措施 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量 萬噸聚氯乙烯車間聚合工段工藝。 2021 年受國(guó)內(nèi)外各種因素影響，產(chǎn)量同比下降 9%，為 882 萬噸，自給率約為 95%，其中電石法的產(chǎn)量接近 75%。預(yù)計(jì)今后幾年我國(guó) PVC 樹脂的需求量將以年均約 ％的速度增長(zhǎng)，到 2021 年總消費(fèi)量將達(dá)到約 1250 萬噸，其中硬制品的年均增長(zhǎng)速度將達(dá)到約 ％，而在硬制品中異型材和管材的發(fā)展速度增長(zhǎng)最快， 年均增長(zhǎng)率將達(dá)到約 ％。 乙炔 氣生產(chǎn)的 設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，但耗電量大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。 經(jīng)自壓到電解工段。 生產(chǎn)工藝流程 ： 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 5 ： 1．乙炔法： CH CH+HCl—— CH 2=CHCl 1 2．乙烯法： CH 2=CH 2+Cl 2—— ClCH 2CH 2Cl 2 ClCH 2CH2Cl—— CH2=CHCl+HCl 3 3．聯(lián)合法： 1+2+3 4．烯炔法 5．氧氯化法 CH2=CH2+Cl2—— ClCH2CH2Cl 2 CH2=CH2+2HCl+ 2—— ClCH2CH2Cl+H2O 4 2ClCH2CH2Cl—— 2CH2=CHCl+2HCl 3 加 NaCO3 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 6 氯乙烯是由乙炔與氯化氫在升汞催化劑存在下的氣相加成的。 催化劑 用作催化劑載體的活性炭，一般由低灰分的煤加工制成，并經(jīng) 750~950oC 高溫水蒸氣活化，以氧化成型后炭粒內(nèi)部的揮發(fā)組分，使形成許多微細(xì)的 “ 孔穴 ” 和 “ 通道 ” 。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。聚合釜在接收到預(yù)聚合的 “ 種子 ” 后，再加人一定量的 VCM 單體、添加劑和引發(fā)劑，在這些 “ 種子 ” 的基礎(chǔ)上繼續(xù)聚合，使 “ 種子 ” 逐漸長(zhǎng)大到一定的程度，在低速攪拌的作用下，保持恒定壓力進(jìn)行聚合反應(yīng)。近年來 ,為了提高聚合速度和生產(chǎn)效率 ,國(guó)外還研究成功兩步懸浮聚合工藝 ,一般是第一步聚合度控制在 600左右 ,在第二步聚合前加入部分新單體繼續(xù)聚合。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 9 最佳的配方、后處理設(shè)備的選擇 配方的選擇 ① 單體： 氯乙烯純度 %以上。 ⑤ 離心機(jī)：因此本設(shè)計(jì)采用二位式控制組件 。為了生產(chǎn)更高質(zhì)量的聚乙烯，產(chǎn)品本設(shè)計(jì)采用意大利黃防粘釜?jiǎng)? 食鹽： 無色立方結(jié)晶或白色結(jié)晶。 氯氣： 氯氣是黃綠色的氣體、氯氣有毒、并有刺激性氣味、密度比空氣大、熔沸點(diǎn)較低、能溶于水易溶于有機(jī)溶劑、在壓強(qiáng)為 101kPa、溫度為 ℃ 時(shí)易液化。 乙炔與氯化氫的加成產(chǎn)物氯乙烯中含有碳碳雙鍵，它也能發(fā)生加聚反應(yīng)。 氯乙烯： 分子式： C2H3Cl 結(jié)構(gòu)式： CHCl=CH2 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 11 分子量： 無色、有醚樣氣味的氣體 熔點(diǎn) (℃ )： ℃ 沸點(diǎn) (℃ )： ℃ 相對(duì)密度 (水 =1)： 相對(duì)蒸氣密度 (空氣 =1)： 飽和蒸氣壓 (kPa)： (25℃ ) 臨界溫度 (℃ )： 142℃ 臨界壓力 (MPa)： 辛醇 /水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值： 引燃溫度 (℃ )： 415 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 氯乙烯又名乙烯基氯（ Vinyl chloride）是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，可由乙烯或乙炔制得。不易被酸、堿腐蝕；對(duì)熱比較耐受 聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值為 40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為 90％的硫酸、濃度為 60％的硝酸和濃度 20％的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 12 聚合機(jī)理 自由基聚合機(jī)理 氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)，屬于自由基鏈鎖加聚反應(yīng)，它的反應(yīng)一般由鏈引發(fā)，鏈增長(zhǎng)，鏈終止，鏈轉(zhuǎn)移及基元反應(yīng)組成。 ④ 鏈轉(zhuǎn)移 在氯乙烯聚合反應(yīng)中，大分子自由基可以從單體，溶劑，一個(gè)氯原子或氫原子而終止，失去原子的分子將成為自由基，引發(fā)劑或大分子上奪取繼續(xù)進(jìn)行新的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。轉(zhuǎn)化率超過 65%以后，游離的氯乙烯 基本上消失，釜內(nèi)壓力開始下降，此時(shí)聚合反應(yīng)發(fā)生在聚合物凝膠相中，由于殘存的氯乙烯逐漸消耗，凝膠相得粘度迅速增高，因此聚合反應(yīng)速度仍繼續(xù)上升，大到最大值后逐漸降低。 ④ 汽提控制的影響：汽提工藝主要影響聚氯乙烯樹脂中單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等指標(biāo) 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 14 廠址選擇是一項(xiàng)包括政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合性工作。 洗堿采用 15%降至 7%放掉， 15%堿用量： )%715( 40 ??? kg/h 塔頂干物料量： kmol/h 堿洗后氯乙烯的含水量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = ??? kmol/h 表 8 堿洗塔出料 組分 出料 kmol/h kg/h VC EDC 1170902 C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 21 機(jī)前冷卻器 機(jī)前冷卻器出口溫度為 7oC，出口壓力為 790mmHg（絕）， 7oC的水的飽和蒸汽壓為 ，忽略有機(jī)物在水中的溶解量，則預(yù)冷器出口氣體含水 量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = 180 037 * ?? kmol/h= 表 9 機(jī)前預(yù)冷器物料量及組成 組分 kmol/h kg/h VC EDC C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)進(jìn)口壓取 790mmHg= kgf/cm2（絕）壓縮機(jī)的進(jìn)氣量： V =10 1325*)760/790( )(**10 00*05 ? =絕壓壓縮過程方程： kkppTT 21 11212 )(?? 式中 T1 T2 氣體進(jìn)出口溫度。 oC k= Cp / CV = ? T 3 =（ 273+45） *（ ) ?? == oC=86 oC 與假設(shè)相近，即而段出口溫度為 86 oC。主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 203 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 588 管長(zhǎng) 4500mm 管程數(shù) Np 2 管子排列方式 正三角形 混合器冷凍脫水 混合器由 10 oC被冷卻到 15 oC 部分水汽被冷凝下來，同時(shí)溶解了部分氯化氫，冷凍脫水過程 混合器需移除的熱量： Q= Q 顯 +Q 水 +Q 溶 Q 潛 —— 冷凍脫水出口氣體降溫放出之顯熱， kcal/h。 Q 溶 —— 10 oC 的 HCl 氣體冷卻到 15 oC 再溶解在水中再形成 40%鹽酸所放出的顯熱和溶解熱之和。 表 10 全凝器液化率計(jì)算 組成 飽和蒸汽壓 平衡常數(shù) 進(jìn)料組成 液化率e= poi[kgf/cm2] oii ? nnz ii總? 液相組成 xi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 ∞ ∞ 0 求和 / / ≈ 1 表 11 全凝器物料平衡 組成 進(jìn)料 出料 kmol/h zi kmol/h xi kmol/h yi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 0 0 ? 液流量： *=氣流量： = kmol/h 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 24 尾氣冷凝器 （ 1）尾氣冷凝器排空尾氣量 V 尾 假設(shè)惰氣全部隨尾氣排空，乙炔除被高沸塔頂 VC 產(chǎn)品微量帶 走，皆進(jìn) 入 尾氣 ，EDC 和水在尾凝氣中全部冷凝，尾凝器操作壓力為 5 kgf/cm3（表），尾氣出口溫度為 15 oC，高沸塔頂 VC產(chǎn)量 D 為： D= 50000000 ???? kmol/h VC 產(chǎn)品中含乙炔 %，則尾氣乙炔量： （ +） *% = kmol/h= kg/h 尾氣中惰氣量也為已知值，所以尾氣里三個(gè)組分只有 VC 為未知，故可用露點(diǎn)方程： 01???kyii 來 求出尾氣 VC的組成，從而算出尾氣帶走的 VC損失量 kyxiii? 表 12 尾凝氣計(jì)算 poi （ 15 oC） ki （ 15 oC）（ = ） 尾氣組成 平衡液相 尾氣量 V 尾 kgf/cm2 kgf/cm2 yi 組成 xi kmol/h kg/h VC C2H2 惰氣 ∞ ∞ 0 ? 尾氣中 VC的摩爾分率為 ，尾氣中 VC損失量為 （ 2）低沸塔頂出氣量 V 低 尾凝進(jìn)料有兩股，即全 凝氣 V 全 和低沸塔頂冷凝器未凝氣 V 低 ，尾凝器出料為尾凝器凝液 L 液 和排空 V 全 尾凝器進(jìn)料有兩股，其物料平衡式： V 全 +