【正文】 。驗(yàn)算：空塔氣速：m/s∵﹤∴本塔形成良好的泡沫層 孔的布置篩板孔按取mm,t/d=3, t=12mm。查圖得取，查圖得Aa=Ao== m2查得n=8500=10625個(gè) 塔板的壓降根據(jù)塔的結(jié)構(gòu)及考慮到檢修的方便，塔板取厚度為30mm的酚醛層壓板，板間距H2=600mm。查圖的Cn=干板壓降：塔板總壓降hp查圖得液層有效阻力ht=則 穩(wěn)定性取 液泛 物沫夾帶：根據(jù)以上計(jì)算及驗(yàn)算，可知從理論上該塔完全符合操作條件結(jié)構(gòu)如下：塔身：， 材料：A3鋼 內(nèi)有10mm的噴涂層塔板：厚度為30mm，材料：酚醛層壓板 共6塊。溢流管：Dg=125mm，材料：耐酸酚醛管。 主要設(shè)備一覽表[3]表27 主要設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號及規(guī)格數(shù)量1乙炔砂封Φ120030012HCl緩沖罐V=20 m213混合器Φ900400014石墨冷卻器CHA1100－260(F)15多筒過濾器Φ1600400016石墨預(yù)熱器CHA1200－305(F)17廢酸貯罐V=10 m228轉(zhuǎn)化器Φ4000970089除汞器Φ24004850110石墨冷卻器IICHA900－105(F)111泡沫水洗塔Φ15005450112堿洗塔Φ1200700014 主要管道管徑計(jì)算和選型根據(jù)文獻(xiàn)[10]，采用最經(jīng)濟(jì)管徑的選擇：管道投資費(fèi)用與克服管道阻力所消耗的動力費(fèi)用有關(guān)，管徑越大，管道的投資越大，但動力消耗可以降低；管徑小，管道的投資降低，但動力消耗增加，因此，選擇管徑時(shí)，應(yīng)將管道投資費(fèi)用與動力消耗（即生產(chǎn)費(fèi)用）同時(shí)考慮，并使二者費(fèi)用之和最低，對于長距離管道或大直徑管道應(yīng)根據(jù)最經(jīng)濟(jì)管徑選擇；對于較小直徑的管道，往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)決定也可用計(jì)算式，近似地估算經(jīng)濟(jì)管徑其計(jì)算式為：——最經(jīng)濟(jì)管徑，mmG——流量，kg/s——密度，kg/mP——壓力，atm HCl進(jìn)料管摩爾分?jǐn)?shù)的乘積之和，即∴圓整為302查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ3504mm，材料： 的無縫鋼管。 乙炔氣進(jìn)料管 圓整到276mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ3004mm，材料的無縫鋼管。 石墨冷卻器的進(jìn)料管查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ4506mm，材料16Mn的無縫鋼管 多筒過濾器進(jìn)料管圓整到395mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ400，材料的無縫鋼管。 轉(zhuǎn)化器進(jìn)料管圓整到214mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ250，材料的無縫鋼管。 轉(zhuǎn)化器出料管表28 已知量表出料質(zhì)量kg物質(zhì)的量kmol物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)%CH2=CHClCH≡CHHClH2OO2Σ圓整到176mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ200，材料的無縫鋼管。 石墨冷卻器進(jìn)口管圓整到361mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ400，材料的無縫鋼管。 40%鹽水進(jìn)料管 圓整到34mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ40，材料的無縫鋼管。 循環(huán)水管 石墨預(yù)熱器查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ15，材料16Mn的無縫鋼管。 轉(zhuǎn)化器查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ15，材料16Mn的無縫鋼管。 石墨冷卻器圓整到17mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ20，材料16Mn的無縫鋼管。 總進(jìn)水管圓整到202mm查文獻(xiàn)[10]，選型。選用Φ2505mm，材料16Mn的無縫鋼管。 部分管道一覽表表29 部分管道一覽表管道名稱管徑mm材料氯化氫進(jìn)料管Φ3504乙炔進(jìn)料管Φ3004混合器與石墨冷卻器之間的管道Φ450616Mn冷卻器與多筒過濾器之間的管道Φ400轉(zhuǎn)化器進(jìn)料管Φ250石墨冷卻器進(jìn)口管Φ400石墨冷卻器出口管Φ350440%鹽水管Φ40循環(huán)水，在預(yù)熱器Φ50316Mn循環(huán)水，在轉(zhuǎn)化器Φ1516Mn循環(huán)水，在石墨冷卻器Φ2016Mn循環(huán)水總管Φ250516Mn5 合成工段中三廢的產(chǎn)生及處理 氯化汞觸媒的產(chǎn)生中毒機(jī)理及處理 氯化汞觸媒的產(chǎn)生[3]在合成轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，隨著溫度的升高（特別是160～180℃以上時(shí)） HgCl2的升華很顯著，或者熱分解后變成汞蒸汽升華，另外，乙炔過量也可以將HgCl2還原為Hg和Hg2Cl2，而Hg隨氣流夾帶到后面的設(shè)備。隨水洗廢水，堿洗廢堿及精餾尾氣中排出，造成汞排放污染環(huán)境。另外，抽裝觸媒時(shí)，水泵的廢水中也會有一定量的無機(jī)汞，觸媒過篩時(shí)，篩下的粉塵中也會有汞，觸媒的存放也有一定的汞流失。 氯化汞中毒機(jī)理汞中毒主要是通過呼吸道，消化道和皮膚毛細(xì)孔吸收，吸收后最初幾天主要經(jīng)糞便排出，以后經(jīng)尿液排出吸收量的三分之二，存在積入體內(nèi)的硫基（SH）、二硫基（SSH）具有很高的親合性，一般認(rèn)為HgSS反應(yīng)是汞中毒的作用基礎(chǔ)，從而干擾人體內(nèi)的酶系統(tǒng)。汞中毒分為急性中毒和慢性中毒兩類。 廢HgCl2觸媒的處理目前，國內(nèi)聚氯乙烯廠普遍采用活性炭脫汞器除汞。當(dāng)除汞器內(nèi)活性碳吸附汞達(dá)到飽和時(shí)，可發(fā)現(xiàn)水洗酸中汞含量超標(biāo)，此時(shí)要及時(shí)更換活性碳，以免造成汞帶到水洗后的設(shè)備。另外，加強(qiáng)轉(zhuǎn)化控制，盡量減少汞的流失，合理使用觸媒，延長觸媒的使用壽命，減小汞的流失，接觸汞的人員要定期檢查身體。廢汞觸媒要送具備環(huán)保部門認(rèn)可的資質(zhì)的單位處理。 尾排氯乙烯外逸的產(chǎn)生中毒機(jī)理及處理： 尾排氯乙烯外逸的產(chǎn)生[3]VCM外逸到空氣中，一部分餾尾排處最為嚴(yán)重，約為10%左右，大致?lián)p失標(biāo)準(zhǔn)電石10～15kg/tPVC,另外，聚合釜、槽軸封也有不同程度的泄露，其次合成的壓縮機(jī)崗位泄露也較為嚴(yán)重。VCM漏入空氣中，既增加了產(chǎn)品成本，更重要的是因?yàn)閂CM是世界上公認(rèn)的致癌物質(zhì)，嚴(yán)重危及了人民的身體健康。 中毒機(jī)理：VCM經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)，液體接觸皮膚時(shí)也可吸收一部分VCM，約有82%又經(jīng)肺呼出，其余參與體內(nèi)代謝，氧化成氯乙醇、氯乙醛由尿中排出，一部分VCM在肝微粒的作用下形成氧化氯乙烯?，F(xiàn)已證明：VCM的致病變作用主要是其代謝產(chǎn)物——氧化氯乙烯和氯乙醛引起的。氧化氯乙烯屬于高活性的烷化劑，它與細(xì)胞內(nèi)羥基蛋白和核糖核酸形成其價(jià)鍵，干擾了脫氧核糖核酸的堿基對，使染色體斷裂，氯乙醛與肝內(nèi)谷胱、肽和半胱、肽氨酸結(jié)果使人體對毒物和致癌氣的抵抗降低；VCM及其代謝物，使肝細(xì)胞增生，導(dǎo)致肝纖維化網(wǎng)狀內(nèi)皮系增生、肝血管肉瘤、肢端溶解癥等。 對VC泄露的綜合治理：各國制定了有關(guān)VCM在空氣中的允許濃度標(biāo)準(zhǔn)[3]：表30 各國有關(guān)VCM在空氣中的允許濃度標(biāo)準(zhǔn)表國 家美國日本西德意大利法國荷蘭加拿大中國允許濃度（ppm）12177。525251010近年來，各生產(chǎn)廠家與科研單位為治理VCM污染改善環(huán)境做了大量的工作，取得了一定的成績，采取了許多行之有效的方法，主要有：減輕粘釜，延長清釜周期；高壓水清釜：聚合釜密閉入料，聚合釜開蓋前加水排氣回收氯乙烯；沉析槽密閉回收VCM；尾氣回收，殘液回收VCM。 廢水的處理： 氯乙烯及其聚合過程中徘放的廢水經(jīng)過汽提、中和等方法處理后，pH值達(dá)到中性，但是其中的固體雜質(zhì)和微量有機(jī)毒物未達(dá)到國家規(guī)定的排放際準(zhǔn)。為了保護(hù)水源的清潔和生態(tài)環(huán)境的平衡，必須進(jìn)一步處理，符合排放標(biāo)準(zhǔn)才允許排入江河之中。 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)[1]表31 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)表項(xiàng)目指標(biāo)pH6～9CODCr≦100 mg/LSS≦25 mg/LNH3N≦15 mg/L PH值，指水的酸堿度，一般要求為中性。 COD——化學(xué)耗氣量，是指用強(qiáng)氧化劑對廢水中有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)氧化時(shí)所消耗氧的含量。 由于廢水中有機(jī)物質(zhì)的含量與氧化的所消耗的氧量成正比，所以用COD表示廢水中有機(jī)物質(zhì)的含量。 CODCr中的Cr表示用重鉻酸作氧化劑。由于COD能在短時(shí)間內(nèi)測得數(shù)據(jù)，所以用于指導(dǎo)生產(chǎn)比用BOD簡便。SS——懸浮固體，是指屬于不溶解的，可以被過濾器截留的團(tuán)體物質(zhì)。NH3—N氨氮，氨氮濃度是使水體黑臭最重要的指標(biāo)之一，也是廢水凈化度的重要指標(biāo)。氨氮濃度愈低愈好。 廢水的處理方法： 廢水處理方法是根據(jù)廢水的流量、水質(zhì)、受納水體的自凈能力而選定的。按其作用原理一部分為三大類：物理處理法、物理化學(xué)處理法、生物處理法。校其處理程度又可分為： 一級處理、二級處理、三級處理、深度處理四類。一船物理、化學(xué)處理法稱為一級處理，生物處理法稱為二級處理。 ⑴ 物理處理法 物理處理法包括：過濾法、重力分離法、吸附法、溶劑萃取法、吹脫法、汽提法等。 主要用于去除廢水中的無機(jī)溶解物質(zhì)和懸浮固體。其中汽提法則是將廢水中含有的揮發(fā)性物質(zhì)通過水蒸氣加熱的辦法，使其自液相解吸提取出來。 ⑵ 物理化學(xué)處理法 物理化學(xué)處理法包括：中和法、混凝沉淀法、氧化還原法、氧化法、焚燒法等。主通用于去除廢水中的膠體顆粒及有機(jī)物質(zhì)。其中焚燒法是在高溫下用空氣中的氧氣氧化廢水中的有機(jī)物質(zhì)使其轉(zhuǎn)化成C02和無機(jī)鹽的有效方法。 ⑶ 生物處理法 生物處理法是利用生物的生命活動過程，對廢水中的有機(jī)毒物進(jìn)行分解轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，使廢水獲得凈化的方法。主要用于處理含有微量有機(jī)毒物的廢水，作為二級廢水處理手段。稱生化處理。在PVC生產(chǎn)紅。還有混合冷凍的廢鹽酸，采用成熟的回收工藝，設(shè)備齊全，回收的廢鹽酸可以裝罐出售。6 安全生產(chǎn)防火技術(shù) 廠區(qū)安全生產(chǎn)特點(diǎn)：氯乙烯的安全生產(chǎn)特點(diǎn)是由生產(chǎn)中所采用的原料路線或生產(chǎn)方法及所使用的原料、中間物的物化所決定的。從事合成工段的人員應(yīng)該掌握本工段安全生產(chǎn)特點(diǎn)和有關(guān)安全技術(shù)知識，了解原材料的特性、在生產(chǎn)中嚴(yán)格貫徹執(zhí)行安全技術(shù)規(guī)程，遵守各項(xiàng)安全生產(chǎn)制度是保障工廠安全運(yùn)行，保障工人身體健康的十分重要的條件。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和原料路線的變化，大型氯乙烯廠安全生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)[10]：1 生產(chǎn)過程的高度連續(xù)性；2 生產(chǎn)中接觸大量易燃、易爆、有害物質(zhì)；3 設(shè)備和管道要求采用耐腐蝕，耐高溫或耐低溫的特殊材料；4 化工管道和電路儀表線路錯(cuò)綜復(fù)雜，部分電器設(shè)備在高壓下進(jìn)行。 乙烯合成的安全技術(shù)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)是由生產(chǎn)過程中原料、中間物料易燃易爆的特性決定的。為確保生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行，采用科學(xué)嚴(yán)格的防火防爆是氯乙烯合成安全技術(shù)的重要內(nèi)容。 原料及中間提的閃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、爆炸范圍[3]表32 原料及中間提的閃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、爆炸范圍名稱閃點(diǎn)自燃點(diǎn)爆炸范圍其他特性CH≡CH小于50℃空氣中305℃～100%，氧氣中296℃VC78℃415℃～%～93%閃點(diǎn)——指危險(xiǎn)品與空氣混合無在接近火源或因大量外泄時(shí)引起的內(nèi)燃（即燃燒不變不蔓延并立即熄滅）時(shí)的最低溫度，是確定化合物火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。自燃點(diǎn)——指危險(xiǎn)品未與火源（火或火星）接觸而著火的溫度。爆炸延滯時(shí)間——指氣體混合物剛點(diǎn)燃時(shí)，初壓升高到最高爆炸壓力的時(shí)間，如果設(shè)備、管道能在時(shí)間內(nèi)放空泄壓，則可防止爆炸。： 氧化爆炸乙炔與空氣或氧氣混合達(dá)到一定的容積比，遇到火或靜火花產(chǎn)生爆炸，其化學(xué)反應(yīng)方程為： Q： 1kg乙炔約為50172kJ氧化爆炸產(chǎn)生的最大爆炸壓力約為起始壓力的11～13倍。 分解爆炸：乙炔的解爆炸主要取決于它的瞬間壓力和溫度，當(dāng)溫度超過200～300 ℃ 時(shí)，乙炔就開始分解，同時(shí)放熱。在通常情況下，溫度超過300 ℃，即可引起分解爆炸，其反應(yīng)方程式為： Q： 分解爆炸壓力為初始絕對壓力的9～13倍。 乙炔的化合爆炸乙炔與銅、銀等金屬長期接觸，能生成Cu2C2和Ag2C2等易爆炸物質(zhì)，當(dāng)它們加熱到110～120 ℃時(shí)，或受到撞擊回產(chǎn)生爆炸，另外，乙烯與氯接觸易產(chǎn)生不穩(wěn)定的氯乙炔（CH=CCl）引起爆炸，爆炸產(chǎn)物是HCl和C。 氯乙烯的燃燒性能：～%即為爆炸范圍，充入N2或CO2可縮小爆炸為[3]表33 氯乙烯的燃燒性能表VCM充入N2充入N2充入CO2充入CO2空氣混合物20%40%20%40%爆炸范圍～171～～5～VCM與乙炔兩種易燃易爆氣體混合物的爆炸范圍，隨混合比（VCM：C2H2）的縮小而擴(kuò)大。 安全措施：合成工段屬于甲級防爆單位。為了防止VCM和C2H2等氣體、液體在設(shè)備管道中高速流動摩擦產(chǎn)生靜電積蓄而起火爆炸的可能，一般液體的流速不超過4～5m/s，氣體流速不超過10～15m/s（干燥乙炔目前以10m/s為限度）同時(shí)所有設(shè)備管道應(yīng)設(shè)有消除靜電設(shè)備，以使靜電較快的導(dǎo)至地下。由于各工序都有可燃性氣體向空中排放，故在房頂均應(yīng)設(shè)置防雷裝置，各易燃?xì)怏w放空管上應(yīng)安裝阻火器，以防止雷擊起火倒抽入設(shè)備。加強(qiáng)崗位操作安全責(zé)任感，生產(chǎn)實(shí)踐證明，操作不當(dāng)，巡回檢查不及時(shí)，或誤操作均回造成重大事故。50