【正文】 閥，泡罩，浮板等。填料又可分為通用型填料和 精密填料兩大類。 mol 電石乙炔法合成 VC 的反應(yīng)原理及物化數(shù)據(jù) 反應(yīng)機(jī)理 電石 原料生產(chǎn)氯乙烯的原理是在氯化汞催化劑存在下，將電石水解精制后的乙炔氣與氯化氫加成直接合成氯乙烯 : 8 C H C lCHH C lHC ??? 222 +上述反應(yīng)實(shí)際上是非均相的，分五個步驟進(jìn)行，其中表面反應(yīng)為控制階段： ① 外擴(kuò)散 乙炔、氯化氫向炭的外表面擴(kuò)散； ② 內(nèi)擴(kuò)散 乙炔、氯化氫通過炭的微孔向內(nèi)表面擴(kuò)散； ③ 表面反應(yīng) 乙炔與氯化氫在氯化高汞活化中心反應(yīng)生成氯乙烯； ④ 內(nèi)擴(kuò)散 氯乙烯通過炭的微孔向外表面擴(kuò)散； ⑤ 外擴(kuò)散 氯乙烯自炭外表面向氣流擴(kuò)散。 2 氯乙烯的生產(chǎn)方法及工藝流程 各種生產(chǎn)方法評述及生產(chǎn)方法的選擇 （ 1）電石乙炔法 這是最早投入工業(yè)生產(chǎn)的方法，主要反應(yīng)： 7 C2H2＋ HCl → CH2=CHCl + Q（ 110KJ） 優(yōu)點(diǎn)：工藝成熟，投資少，建廠周期短，設(shè)備簡單 ，轉(zhuǎn)化率高。在空氣中能吸收水分。我們要發(fā)揮全行業(yè)的力量 ,克服前進(jìn)過程中的各種困難 ,一定能夠在較短的時間內(nèi)趕上世界聚氯乙烯工業(yè)的先進(jìn)水平 [4]。現(xiàn)在，國內(nèi)引進(jìn) PVC 生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的項目有二十項左右，其中生產(chǎn)能力最大的兩套設(shè)備是上海氯堿股份有限公司和齊魯石化總公司的年產(chǎn) 20 萬噸懸浮法 PVC 樹脂裝置，采用日本信越公司技術(shù)。 1992 年，世界生產(chǎn)能力約為二千二百萬噸，需求量為 1900 萬噸； 20xx 年世界總產(chǎn)能約為三千四百萬噸，消費(fèi)量約為二千八百萬噸； 20xx 年世界生產(chǎn)能力已上升到約三千九百萬噸，需求量約為三千七百萬噸； 20xx 年世界生產(chǎn)能力為 4300 萬噸，需求量 4200 萬噸。 (6)其 它：日用品，如涼鞋、拖鞋、盤、盆、盒、水池、洗衣板等、薄膜用品，如農(nóng)用薄地膜、雨衣薄膜、民用薄膜等、小型 機(jī)械 零件，手輪、螺栓、閥膜、支架等。 工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但也包含一些結(jié)晶區(qū)域（約５％），所以聚氯乙烯 沒有明顯的溶點(diǎn)，約在 80℃ 左右開始軟化，熱扭變溫度（ 負(fù)荷下）為7071 ℃ ，在加壓下 150℃ 開始流動，并開始緩慢放出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳 。 危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。 3 健康 危害： 氯乙烯可以產(chǎn)生急性中毒， 急性毒性表現(xiàn)為麻醉作用；長期接觸可引起氯乙烯病。但所添加的增塑劑、防老劑等主要輔料有毒性，日用聚氯乙烯塑料中的增塑劑，主要使用 對 （鄰） 苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等，這些化學(xué)品都有毒性，聚氯乙烯的防老劑硬脂酸鉛鹽也是有毒的。 毒性： 無毒無臭 化學(xué)性質(zhì)： 穩(wěn)定 。s life from actual. This design elaborated the development of PVC in the domestic and foreign, the status and the function in the national economy and the future industry predict that the production method narration and the choice, raw material and the product main transformation nature, the technical norms and the use, and PVC production basic technical process。雖然筆者在本課題的設(shè)計過程中，進(jìn)行了大量而認(rèn)真的篩選、組織和整理工作，但是由于筆者的知識有限，書中難免有缺點(diǎn)錯誤，敬請老師及時提出、指正，不勝感激。為本說明書的設(shè)計準(zhǔn)備了豐富的資料。第一部分是總論 ，包括原料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途 ， PVC的發(fā)展概況、在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用、未來工業(yè)展望，生產(chǎn)方法的評述和選擇，工藝方案的確定和主要設(shè)備的選型，原料和產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)、技術(shù)規(guī)格和用途， PVC 工藝流程敘述。并重點(diǎn)對 30000/年 PVC 生產(chǎn)的精餾階段進(jìn)行相關(guān)的工藝計算，其中主要包括物料衡算、熱量衡算和設(shè)備的計算和選型，設(shè)備計算選擇了高沸塔的相關(guān)計算。s putation and the shaping. Ihe equipment putation has chosen the related putation of the high boiling point tower. The article has made a brief introduction of the automatic control and the environmental protection of the polyvinylchloride workshop39。透明度勝于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象 。另外，聚氯乙烯塑料制品在較高溫度下，如 50 度左右就會慢慢地分解出氯化氫氣體， 此 氣體對人體有害，因此聚氯乙烯制品不宜作為食品的包裝物。 慢性中毒 時 表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征、肝腫大、 肝功能異常、消化功能障礙、雷諾氏現(xiàn)象及肢端溶骨癥。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工。硬質(zhì)聚氯乙烯可以用 增強(qiáng)材料 (1)化工 設(shè)備 ：管道、貯槽、反應(yīng)器及反應(yīng)器襯里、煙囪、鼓風(fēng)機(jī)、泵及閥門。也可用作冷凍劑等 。此后全國各地的 PVC 裝置相繼建成投產(chǎn)，到目前為止，我國有 PVC 樹脂生產(chǎn)企業(yè) 80 余家，遍布全國 29 個省、市、自治區(qū)，總生產(chǎn)能力達(dá) 220 萬噸／年。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。 技術(shù)要求： 表 1 電石國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件 項目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 發(fā)氣量（ 20℃、 ） /(L/kg) ≥ 300 280 260 乙炔中磷化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≤ 乙炔中硫化氫的體積分?jǐn)?shù) /% ≥ 粒度（ 5~80mm）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≥ 85 篩下物（ 以下）質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 5 注：圓括號中的粒度范圍可由供需雙方協(xié)商確定。 生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法。 （ 2）聯(lián)合法 聯(lián)合法以 1， 2二氯乙烯（ EDC）裂解制取氯乙烯并副產(chǎn)氯化氫，然后以氯化氫與電石乙炔再合成氯乙烯，兩種粗氯乙烯經(jīng)精制得出聚合用的單體。e x p107 8 。 不同溫度下，該反應(yīng)動力學(xué)常數(shù) K（表征反應(yīng)的快慢程度）如下： 溫度 /℃ 100 140 181 218 K 1421 2297 因此，提高反應(yīng)溫度，有利于加快氯乙烯合成反應(yīng)，獲得較高的轉(zhuǎn)化率。通用型填料效率較低，但適應(yīng)性好。 11 工程流程說明 電石乙炔法流程述 電石乙炔法生產(chǎn) PVC 分為四個工段，即乙炔工段、合成工段、精餾工段、聚合工段。 （ 4） 聚合工段 將精氯乙烯單體在聚 合釜中按一定的配方和操作條件 ,聚合為聚氯乙烯樹脂。 當(dāng)塔頂壓力過低時，壓力自動調(diào)節(jié)閥將自動將調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使塔頂排氣量降低，使壓力自動回升至設(shè)定壓力。 當(dāng)塔頂 溫度過低時，溫度自動調(diào)節(jié)閥將自動將調(diào)節(jié)閥關(guān)小，使塔頂氣體流量降低，使溫度自動回升至設(shè)定溫度。設(shè)為理想溶液 ,則PPK ii *? 查參考書 [6] p3722? 得： ? ? K PacP VC 9 413* ?? ? ? K P acP E D C * ?? 查參考書 [6] p3732? 得： ? ? K P acP HC 35301322* ?? 查參考書 [5] p332 得： ? ? K P acP OH 4 9 7132* ?? 由 PPK ii*? 可得各物料的 iK 值，列于下表 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 壓縮機(jī)輸入（ kmol/h） iZ iK _ 進(jìn)料含有不凝組分氮?dú)猓? )1(111 ???? ?? ?? ciici KivK iZ iy ① 設(shè) v= 由上式求得各物質(zhì)的氣相含量如下： ? ? 4 7 7 9 8 1 9 1 6 0 8 1 ??? ??VCy 同理可得 ?EDCy 22 ?HCy .0000302 ?OHy F= FVv? 所以 V= L= 3 4 6 8 6 8 2 ??Ny 0 0 0 4 3 4 ???? iy 不符合要求，重設(shè) v 19 ②故重設(shè) v= ?VCy ?EDCy ?HCy ?Ny .0000302 ?OHy 0 0 0 0 0 0 ???? iy ,v 合適 由 vvKiZixi ??? 1求出各物質(zhì)的氣、液相流率和液相組成，圓整后列于下表： 低沸系統(tǒng) 放空： VC 含量 12%（ W%） 物料衡算表 組分 從壓縮機(jī)輸輸入 全凝器輸出 (液相 ) 全凝器輸出 (氣相 ) hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol x﹪ hkg w% hkmol y% VC EDC N2 0 0 0 0 C2H2 H2O ∑ 高沸塔 全凝器 低沸塔 尾氣冷凝器 油水分離器 20 出料 除去冷凝水含量 80%（ W%） 上面的系統(tǒng)按照清晰分割計算： 尾氣中含有： VC :12%（ W%） C2H2 N2 冷凝水的量：總水量的 80%（ W%） 低沸塔釜液出料： VC H2O EDC C2H2 （ 1）損失水的量 由 hk m o lNOH /7 6 2 7 %809 5 3 ,2 ???失 所以 hkm olN OH /1 9 0 6 2 ? 設(shè)尾氣出料中含有 VC 為 VCN ， C2H2 為22HCN 列方程式 % 22?????? ? HCVCVC NNN %0 0 0 0 1 )( 6 2 7 5 3 )7 6 3 (26 )7 6 3 (262222 ?????????? ??VCHCHC NN N）（ 解方程得： hk m o lN HC /22 ? hkmolN VC /? （ 2） 所以從低沸 塔系統(tǒng)的液相出料組成為： hk m o lN VC / ??? hk molN E D C /? 02?NN hk m o lN HC /0 0 0 6 2 6 3 ??? hk m o lN OH /1 9 0 9 2 ? 物料衡算表： 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O 壓縮機(jī)輸入（ kmol/h） 低沸系統(tǒng)氣相輸出 0 0 21 （ kmol/h） 低沸系統(tǒng)液相輸出（ kmol/h） 0 高沸塔 EDC %(W%) VC 20%(W%) 高沸塔的工藝指標(biāo)以及分離要求： 高沸塔頂 EDC 含量： %（ W%） 塔底 VC 含量： 20%（ W%） 操作壓力： 釜加熱水溫度： t 入 =90OC（ ） t 出 =75OC（ ） 按照清晰分割來計算高沸塔： 設(shè)塔頂出料中含有 VC 為 VCN ， EDC 為 EDCN 列如下方程 %260 0 0 99 ?????? ? VCE D C E D CNN N %)(99)( )( ???????? ?? E D CVC VC NN N 解方程得： hk m o lN E D C /0 3 7 ? hk m o lNVC /? 即高沸塔塔頂出料組成為： hkmolN VC /? hk m o lN E D C /0 3 7 ? 低沸塔 高沸塔 22 hkm olN HC / ? 高沸塔底部出料組成為：