【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用了先除低沸物，后除高沸物的流程，使產(chǎn)品從塔頂出料(1) 合成氣壓縮。，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?yàn)闇囟冉档停瑢?duì)于相同的耗冷量，其動(dòng)力消耗將顯著增加，使用兩段壓縮可節(jié)省功耗。(2) 先除低沸物，后除高沸物，可節(jié)約能耗，并保證產(chǎn)品從塔頂出料，從而提高產(chǎn)品純度。5．氯乙烯的合成采用兩段轉(zhuǎn)化流程。每段內(nèi)轉(zhuǎn)化器采用并聯(lián)方式，這樣可以提高產(chǎn)品收率。整個(gè)工藝流程大體上可分為三個(gè)階段即：混合脫水、凈化壓縮、單體精制?；旌厦撍? 來(lái)自乙炔站的濕乙炔經(jīng)計(jì)量后，經(jīng)過(guò)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(jìn)入混合器。進(jìn)入混合器的乙炔氣體和氯化氫氣體的體積比是1：~，混合后進(jìn)入兩個(gè)并列的石墨冷卻器中，用35186。C鹽水進(jìn)行冷凍干燥，除掉混合氣中夾帶的水分和酸，并控制氣體出口溫度在10 ~ 14186。C之間，再經(jīng)除霧器（高效除霧）除掉氣體中夾帶的酸霧?；旌厦撍O(shè)備分離下來(lái)的酸，匯集后進(jìn)入壓酸罐，定期用氮?dú)鈮褐汽}酸貯罐。凈化壓縮 粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化高汞生化物，在填裝活性炭的汞吸附器中除去，然后由石墨冷卻器將合成器冷卻到15186。C以下，通入水洗泡沫塔中回收過(guò)量氯化氫。泡沫塔頂是以高位槽低溫水噴淋，一次接觸制得20%的鹽酸，由塔底借位差流入鹽酸大貯槽供灌裝外銷。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(jìn)一步除去微量酸性氣體，至機(jī)前冷卻器和水分離器，分理處部分冷凝水，～，并經(jīng)機(jī)后油分離器，冷卻器及分離器等設(shè)備，進(jìn)一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。單體精制 在全凝器中用0186。C的水將大部分氯乙烯冷凝成液體，氯乙烯液體進(jìn)入中間槽除去水分，全凝器沒(méi)有凝下來(lái)的氣體進(jìn)入尾凝器，用35186。C的鹽水繼續(xù)冷卻，冷凝下來(lái)的液體直接進(jìn)入低塔塔頂，沒(méi)有冷凝下來(lái)的氣體經(jīng)乙烯回收罐進(jìn)入尾氣吸附器，用活性炭纖維將氯乙烯吸附，沒(méi)有吸附的惰性氣體等經(jīng)空壓閥排空。從中間槽出來(lái)的氯乙烯液體進(jìn)入低塔，低塔塔釜用轉(zhuǎn)化熱水間接加熱，將冷凝液中低沸物蒸出（經(jīng)塔頂冷卻器用0186。C水控制）再進(jìn)入高沸塔，高塔釜將氯乙烯蒸出，經(jīng)塔頂冷凝器控制部分回流，大部分精氯乙烯進(jìn)入產(chǎn)品冷凝器，用0186。C水將氯乙烯冷凝，氯乙烯液體再進(jìn)入單體貯槽，待聚合需料時(shí)送出。高沸塔分離出的高沸物壓入貯罐后進(jìn)入閃蒸塔，其中的氯乙烯自塔頂進(jìn)入氣柜，高沸物進(jìn)入殘液貯罐，定期處理。 第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)十二萬(wàn)噸疏松型聚氯乙烯樹(shù)脂。(2) 年開(kāi)工時(shí)間：乙炔，氯化氫，氯乙烯工序?yàn)?400小時(shí)/年，聚合工序?yàn)?200小時(shí)/年。(3) 電石定額：300 L/kg的電石，1660公斤/噸的聚氯乙烯(見(jiàn)附錄2)。(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%。(5) 原料氣體純度：乙炔純度為99%，氯化氫純度為94%，%，含乙炔≤%，高廢物≤%。含乙炔≤%，高廢物≤%。VCM量的計(jì)算年產(chǎn)PVC 120000 噸，年開(kāi)工時(shí)間為8400小時(shí)， t/h。由VCM轉(zhuǎn)化成PVC的轉(zhuǎn)化率為85% Y /（X+Y）= 解得： X= t/h /（X+Y）= Y=因此需要VCM的量為： t/h， kmol/h由以乙炔計(jì)的VCM總收率為95%，得混合器處乙炔氣的進(jìn)料量為： kmol/h 混合器的物料衡算1. 乙炔氣進(jìn)料（管線1） kmol/h，則其中含：C2H2： kmol/h N2： kmol/h CO2： kmol/h進(jìn)料條件：10186。C， KPa查《化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[10]下冊(cè)，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?jǐn)?shù)為：() = .00782則含水量為： = kmol/h 乙炔氣進(jìn)料（管線1）組成如表21所示：表21 混合器乙炔氣進(jìn)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(jì)1001002. 氯化氫氣進(jìn)料（管線2）實(shí)際生產(chǎn)中取C2H2：HCl=1：（摩爾比），則氯化氫進(jìn)料：= kmol/h干基氯化氫氣為：H2： 8%=CO2： %= kmol/hO2： %=進(jìn)料條件：10 186。C， KPa與氣體相平衡的鹽酸濃度為：40%查《化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，得40%鹽酸上方水的飽和蒸汽壓為：Ps= KPa，氯化氫氣體中水與氯化氫的摩爾比為：（）=氯化氫氣體中含水量為：= kmol/h氯化氫氣的總量為：+= kmol/h氯化氫氣進(jìn)料（管線2）組成如表22所示：表22 混合器氯化氫氣進(jìn)料（管線2）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%HClH2CO2O2H2O總計(jì)1001003. 混合氣（管線3）操作條件：10186。C，查得水的飽和蒸汽壓為：Ps=，則水分壓：（+）164225/（+）= Pa故在混合器中有水凝下來(lái)，40%鹽酸中：nHCl/nH2O=（40/）/（60/18）=設(shè)凝下的水的摩爾流量為x，故（）/（）解得：x= mol/h則混合器出口含水量為：= kmol/h則溶解的HCl量為：= kmol/h混合器出口中HCl量為：= kmol/h混合器出口氣（管線3）組成如表23所示：表23 混合器出口氣（管線3）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%HClC2H2H2ON2H2O2CO2總計(jì)100100 石墨冷卻器的物料衡算操作條件： K， kPa石墨冷卻器冷卻下來(lái)的鹽酸濃度為40%，查得此時(shí)水的飽和蒸汽壓為：Ps= Pa，設(shè)冷凝下的水為y，()/() 解得：y= kmol/h故冷卻下的HCl：= kmol/h表24 石墨冷卻器出口（管線4）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%HClC2H2H2ON2H2O2CO2總計(jì)100100 轉(zhuǎn)化器的物料衡算乙炔加成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為99%，主反應(yīng)收率為96%反應(yīng)方程式如下：主反應(yīng)： C2H2+ HCl→CH2CHCl副反應(yīng)： C2H2+ H2O→CH3CHO ⑴C2H2+ 2HCl→CH2ClCH2Cl ⑵參加主反應(yīng)的C2H2：96%=參加主反應(yīng)的HCl： kmol/h生成的CH2CHCl(VCM)： kmol/h由于此處的水含量很少，C2H2含量相對(duì)較大，故可以認(rèn)為水完全反應(yīng)，故與水反應(yīng)的C2H2為：參加副反應(yīng)⑵的C2H2為：= kmol/h參加副反應(yīng)的HCl為：2= kmol/h生成EDC的量為：剩余HCl為：= kmol/h；C2H2為： kmol/h摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%HClC2H2VCM15279EDCCH3CHON2H2O2CO2總計(jì)100100轉(zhuǎn)化器出口（管線5）組成如表25所示：表25 轉(zhuǎn)化器出口（管線5）組成 泡沫塔的物料衡算乙醛易溶于水，在此塔中全部除去取泡沫塔的吸收率為70%，設(shè)進(jìn)入泡沫塔的洗液鹽酸濃度為5%（WT），出口鹽酸濃度為20%（WT）惰性氣體量為：G= kmol/h進(jìn)口HCl占惰性氣體的摩爾分率為：Y1=出口HCl占惰性氣體的摩爾分率為：Y2== 20%鹽酸中氯化氫與水的摩爾比為：X1=（20/）/（80/18）=5%鹽酸中氯化氫與水的摩爾比為：X2=（5/）/（95/18）=設(shè)鹽酸中含水的量為L(zhǎng)，對(duì)泡沫塔進(jìn)行物料衡算有：G(Y1 Y2）=L(X1 X2） (21）得： L = G（Y1 Y2）/（X1 X2