【文章內(nèi)容簡介】 樹脂 工藝設計 — 氯乙烯合成 工段工藝設計 13 及壓力指示儀表。 水分離器及中間槽設置液位指示儀表，低沸塔、高沸塔進料管道設置流量指示儀表。再沸器的熱水進口及回水管道也設置流量指示儀表，這些儀表均為模擬 信號集中控制儀表，以及時控制相應的參數(shù)。 單體泵上設置壓力指示儀表，為就地儀表。 熱水槽的儀表控制設計 熱水槽上設置溫度指示儀表，液位指示儀表，出水管道上設置溫度指示儀表及壓力指示儀表，以及時控制這些設備管道的數(shù)據(jù)，這些儀表均為模擬信號集中控制儀表。 在電機泵上設置壓力指示儀表，為就地儀表。 安徽建筑工業(yè)學院本科生 課程 設計 14 第 五 章 工藝設計計算 物料衡算 總的物料平衡（物料衡算總流程圖） 稀酸（約 15%） 3600t/a 廢堿液 補加水3060t/a 補加堿液80t/a 水洗、堿洗工序 精餾工序 VCM 11500t/a 乙炔及其它 雜物 HCL 7400t/a 乙炔 5000t/a 混合脫水工序 合成工序 觸媒 加觸媒 稀酸 進入 水洗 堿洗工序 年產(chǎn) 1萬噸 PPVC糊樹脂 工藝設計 — 氯乙烯合成 工段工藝設計 15 總物料平衡計算 設 HCI與乙炔反應的轉(zhuǎn)化率為 98%，結(jié)合 VCM轉(zhuǎn)化成糊樹脂的情況，要年產(chǎn) 10000噸 PVC 糊樹脂每年約要 11500 噸的 VCM，而每年生成 11500 噸的約要乙炔原料氣 5000噸，在反應開始加入 HCL 與乙炔時，一般 HCL 過量，而且根據(jù)參考文獻， HCL 與乙炔的加入量的摩爾比約為 :1,取 HCL與乙炔的摩爾比為 :1，則所要的 HCL量為： 50001 .0 5 3 6 .5 7 3 7 0 .1 926? ? ? 取 HCL 的量為 7400 噸，此時， () ( 7 4 0 0 5 0 0 0: 1 .0 5 43 6 .5 2 6H CLMM ??乙 炔 ） ： 根據(jù)齊化集團有限公司生成 PVC 糊樹脂的配方，年產(chǎn) 10000 噸 PVC糊樹脂中氯乙烯合成每年約需要汞催化劑 萬噸。 此外，每年約需要加水 3060 噸，加入質(zhì)量分數(shù)約為 15%的堿液 80噸，每年約出酸（約 15%） 3600 噸，排出廢堿液量為 噸。觸媒催化劑按 %的損失計算，則每年回收的量為： 8 .5 8 .5 0 .0 0 1 5 8 .4 9t t t? ? ? 整個氯乙烯合成部分最終排出的尾氣和低沸物、高沸物的總和為 。 氯乙烯合成 部分是由混合脫水工序、合成工序、水洗堿洗工序以及精餾工序組成，這四個部分的損失分別設為 %、 %、 %、 %，則氯乙烯合成部分的總損失量為： 1 2 . 4 / 1 8 . 5 5 / 1 5 . 5 2 / 1 9 . 0 1 / 6 5 . 4 8 /t a t a t a t a t a? ? ? ? 所以氯乙烯合成部分的總的物料衡算式為： 7 4 0 0 / 5 0 0 0 / 8 . 5 / 3 0 6 0 / 8 0 / 1 5 5 4 8 . 5 /t a t a t a t a t a t a? ? ? ? ? 1 2 . 4 / 1 8 . 5 5 / 8 . 4 9 / 1 5 . 5 2 / 3 6 0 0 / 1 1 5 . 4 9 / 1 9 . 0 1 / 2 5 9 . 0 4 / 1 1 5 0 0 /t a t a t a t a t a t a t a t a t a? ? ? ? ? ? ? ? ?即整個氯乙烯合成部分的物料平衡。 混合脫水工序的物料平衡 混合脫水工序的物料平衡圖 安徽建筑工業(yè)學院本科生 課程 設計 16 稀酸 混合脫水工序的物料平衡計算 加入的乙炔量為 5000t/a，加入的 HCL 量為 7400t/a,則 () (: 2 0 2 . 7 3 9 7 2 6H C LM M m o l??乙 炔 ） ： 設乙炔工序關過來的乙炔中含水 %,并且在混合脫水工序除去所有的水份，則除去的水份為： 5000t/a %=25t/a 設此工序中得到的冷凝酸槽中的稀酸的質(zhì)量分數(shù)約為 15%，則帶走的 HCL的量為： 25 /1 ta??? 則冷凝酸槽中的稀酸的量為 噸，此時稀酸的質(zhì)量分為數(shù)為： 100% % ? 設此工序的損失量為 %,則此工序的損失量為： 7 4 0 0 / 0 . 0 0 1 5 0 0 0 / 0 . 0 0 1 1 2 . 4 /t a t a t a? ? ? ? 由上可得進入下一工序的各種物質(zhì)的數(shù)量分別為： HCL： 7 4 0 0 / 7 . 4 / 4 . 4 1 / 7 3 8 8 . 1 9 /t a t a t a t a? ? ? 乙炔： 5 0 0 0 / 2 5 / 5 / 4 9 7 0 /t a t a t a t a? ? ? 則混合脫水工序的物料平衡計算式為： 5 0 0 0 / 7 4 0 0 / 1 2 4 0 0 /t a t a t a?? ? 1 2 . 4 / 2 9 . 4 1 / 7 3 8 8 . 1 9 / 4 9 7 0 /t a t a t a t a? ? ? 即整個混合脫水工序的物料平衡。 混合脫水工序 乙炔 4970t/a 乙炔 5000t/a HCL7400t/a 稀酸 年產(chǎn) 1萬噸 PPVC糊樹脂 工藝設計 — 氯乙烯合成 工段工藝設計 17 合成工序的物料平衡 合成工序的物料平衡圖 合成工序的物料平衡計算 從混合脫水工序過來的 HCL 的量為 ,乙炔的量為 4970t/a，加入的汞催化劑的量為 。 設此工序的損失為 %,則損失量為： 7 3 8 8 . 1 9 / 0 . 0 0 1 5 4 9 7 0 / 0 . 0 0 1 5 8 . 5 / 0 . 0 0 1 5t a t a t a? ? ? ? ? 1 1 .0 8 / 7 .4 6 / 0 .0 1 2 7 5 /t a t a t a? ? ? /ta? 又由于反應中 HCL過量，所以生成的氯乙烯由乙炔來計算，反應的轉(zhuǎn)化率為 98%，則所得的氯乙烯的量為： /ta? ?（ 4970t/） 而反應的 HCL的量為： / 6827 .31 / ta? ? 即剩余的 HCL的量為： 7 3 8 8 0 1 9 / 6 8 2 7 . 3 1 / 1 1 . 0 8 / 5 4 9 . 8 0 /t a t a t a t a? ? ? 剩余乙炔及其它雜物的量為： ( 4 9 7 0 / 7 . 4 6 / ) ( 1 0 . 9 8 ) 9 9 . 2 5 /t a t a t a? ? ? ? 剩余觸媒的量為： 合成工序 觸媒 乙炔 4970t/a a 乙炔及其它 雜物 觸媒 安徽建筑工業(yè)學院本科生 課程 設計 18 8 .5 / 0 .0 1 2 7 5 / 8 .4 9 /t a t a t a? 則合成工序的物料平衡計算式為： 7 3 8 8 .1 9 / 4 9 7 0 / 8 .5 /t a t a t a?? /ta? 1 8 . 5 5 / 8 . 4 9 / 5 4 9 . 8 0 / 9 9 . 2 5 / 1 1 6 9 0 . 6 0 /t a t a t a t a t a? ? ? ? ? 即整個合成工序的物料平衡。 水洗、堿洗工序物料平衡 水洗堿洗工序物料平衡圖 水洗堿洗工序物料平衡計算 從合成工序過來的氯乙烯的量為 ,過來的乙炔及其它雜物的量為，過來的 HCL 的量為 。另外，從混合脫水工 序中冷凝酸槽過來的稀酸有 。還有就是在工序中要補加水和堿液，補加的水為 3060t/a，補加的堿液為 80t/a（質(zhì)量分數(shù)約為 15%）。 設此工序的損失量為 %,則損失的量為： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 0 . 0 0 1 9 9 . 2 5 / 0 . 0 0 1 2 9 . 4 1 / 0 . 0 0 1 5 4 9 . 8 0 / 0 . 0 0 1t a t a t a t a? ? ? ? ? ? ? 3 0 6 0 / 0 .0 0 1 8 0 / 0 .0 0 1t a t a? ? ? ? 1 1 . 7 0 / 0 . 0 9 9 / 0 . 0 2 9 / 0 . 5 5 / 3 . 0 6 / 0 . 0 8 /t a t a t a t a t a t a? ? ? ? ? ? /ta? 則經(jīng)過此工序，除去損失，剩下的 VCM 的量為： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 1 1 . 7 / 1 1 6 7 8 . 9 /t a t a t a?? 剩下的乙炔及其它雜物的量為： 水洗、堿洗工序 稀酸 補加水 3060t/a 乙炔及其它 雜物 稀酸（約 15%） 3600t/a 廢堿液 乙炔及其它 雜物 補加堿液 80t/a 年產(chǎn) 1萬噸 PPVC糊樹脂 工藝設計 — 氯乙烯合成 工段工藝設計 19 9 9 .2 5 / 0 .0 9 9 / 9 9 .1 5 /t a t a t a?? 設水洗堿洗過程中兩級水洗塔吸收混合氣體中的 98%的 HCL， 而過來的 HCL的量為： 5 4 9 . 8 0 / 2 9 . 4 1 / 0 . 0 0 1 5 5 5 4 . 2 1 /t a t a t a? ? ? 則水洗過程洗去的 HCL 的量為： 5 5 4 .2 1 / 9 8 % 5 4 3 .1 3 /t a t a?? 水洗過程生成的稀酸去售酸工序，設生成的稀酸的質(zhì)量分數(shù)約為 15%，則每年的出酸量為： 54 3. 13 / 36 20 .8 7 / ta ta 取每年出酸 3600t/a，則最終所送去售酸工序的稀酸 的濃度為： 5 4 3 .1 5 / 1 0 0 % 1 5 .0 9 %3 6 0 0 /tata ?? 除水洗以外，剩下的 HCL 由堿液（質(zhì)量分數(shù)約為 15%）除去，由堿液除去的 HCL的量為： 5 5 4 .2 1 / 5 4 3 .1 3 / 1 1 .0 8 /t a t a t a?? 由 2N a O H H C L N a C l H O? ?? ? 可以得到除去 ，所以需堿液的量為： 12. 4 / 80. 93 / ta? 取每年加入堿液 80t,此時堿液中含有 NaOH 的質(zhì)量分數(shù)為： 12 .4 / 10 0% 15 .1 8%80ta ?? 又因為排出稀酸 3600 噸，稀酸的質(zhì)量分數(shù)為 %,則需水量為： 3 6 0 0 / (1 0 . 1 5 0 9 ) 3 0 5 6 . 7 6 /t a t a?? 取每年補加水 3060t 而由平衡，每年排出的廢堿液的量為 則水洗堿洗工序物料平衡計算式為： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 9 9 . 2 5 / 5 4 9 . 8 0 / 3 0 6 0 / 8 0 / 2 9 . 4 1 / 1 5 5 0 9 . 6 0 /t a t a t a t a t a t a t a? ? ? ? ? ? 1 5 . 5 2 / 9 9 . 1 5 / 1 1 5 . 4 9 / 3 6 0 0 / 1 1 6 7 8 . 9 0 /t a t a t a t a t a? ? ? ? ? 即整個水洗堿洗工序的物料平衡。 精餾工序的物料平衡 安徽建筑工業(yè)學院本科生 課程 設計 20 精餾工序的物料平衡圖 精餾工序的物料平衡計算 從水洗堿洗工序經(jīng)氣柜，壓縮機過來的氯乙烯的量為 ，過來的乙炔及其它雜物的量為 設此精餾工序的損失為 %，則精餾工序的損失量為： 1 1 6 7 8 . 9 0 / 0 . 0 0 1 5 9 9 . 1 5 / 0 . 0 0 1 5 1 7 . 5 2 / 1 . 4 9 / 1 9 . 0 1 /t a t a t a t a t a? ? ? ? ? ? 則損失后剩余的 VCM 的量為： 1 1 6 7 8 . 9 0 / 1 7 . 5 2 / 1 1 6 6 1 . 3 8 /t a t a t a?? 損失后剩余的乙炔及其它雜物的量為： 9 9 .1 5 / 1 .4 9 / 9 7 .6 6 /t a t a t a?? 設在剩余的 VCM 的 中，其中有 的 VCM 氣體無法冷凝， 進入尾氣冷凝器，再進入尾氣回收工序，而乙炔及其它雜物中的乙炔氣體無法冷凝，也進入尾氣冷凝器，再進入尾氣回收工序，乙炔及其它雜物中的低沸物、高沸物將在低沸塔、高沸塔中依次除去，最終排放。尾氣及排出的低沸物、高沸物的總和為 。 最終排出的成