【正文】 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)以上計算及驗算，可知從理論上該塔完全符合操作條件結構如下：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。 主要設備一覽表[3]表27 主要設備一覽表序號設備名稱設備型號及規(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 主要管道管徑計算和選型根據(jù)文獻[10]，采用最經(jīng)濟管徑的選擇：管道投資費用與克服管道阻力所消耗的動力費用有關，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，應將管道投資費用與動力消耗（即生產(chǎn)費用）同時考慮，并使二者費用之和最低，對于長距離管道或大直徑管道應根據(jù)最經(jīng)濟管徑選擇；對于較小直徑的管道，往往根據(jù)經(jīng)驗決定也可用計算式，近似地估算經(jīng)濟管徑其計算式為：——最經(jīng)濟管徑，mmG——流量，kg/s——密度，kg/mP——壓力，atm HCl進料管摩爾分數(shù)的乘積之和，即∴圓整為302查文獻[10]，選型。選用Φ3504mm，材料： 的無縫鋼管。 乙炔氣進料管 圓整到276mm查文獻[10]，選型。選用Φ3004mm，材料的無縫鋼管。 石墨冷卻器的進料管查文獻[10]，選型。選用Φ4506mm，材料16Mn的無縫鋼管 多筒過濾器進料管圓整到395mm查文獻[10]，選型。選用Φ400，材料的無縫鋼管。 轉(zhuǎn)化器進料管圓整到214mm查文獻[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)的量分數(shù)%CH2=CHClCH≡CHHClH2OO2Σ圓整到176mm查文獻[10]，選型。選用Φ200，材料的無縫鋼管。 石墨冷卻器進口管圓整到361mm查文獻[10]，選型。選用Φ400，材料的無縫鋼管。 40%鹽水進料管 圓整到34mm查文獻[10]，選型。選用Φ40，材料的無縫鋼管。 循環(huán)水管 石墨預熱器查文獻[10]，選型。選用Φ15，材料16Mn的無縫鋼管。 轉(zhuǎn)化器查文獻[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[10]，選型。選用Φ20，材料16Mn的無縫鋼管。 總進水管圓整到202mm查文獻[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材料氯化氫進料管Φ3504乙炔進料管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)化器進料管Φ250石墨冷卻器進口管Φ400石墨冷卻器出口管Φ350440%鹽水管Φ40循環(huán)水，在預熱器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)生中毒機理及處理 氯化汞觸媒的產(chǎn)生[3]在合成轉(zhuǎn)化反應中，隨著溫度的升高（特別是160～180℃以上時） 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，水泵的廢水中也會有一定量的無機汞，觸媒過篩時，篩下的粉塵中也會有汞，觸媒的存放也有一定的汞流失。 氯化汞中毒機理汞中毒主要是通過呼吸道，消化道和皮膚毛細孔吸收，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，一般認為HgSS反應是汞中毒的作用基礎，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。當除汞器內(nèi)活性碳吸附汞達到飽和時，可發(fā)現(xiàn)水洗酸中汞含量超標，此時要及時更換活性碳，以免造成汞帶到水洗后的設備。另外，加強轉(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)保部門認可的資質(zhì)的單位處理。 尾排氯乙烯外逸的產(chǎn)生中毒機理及處理： 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重，約為10%左右，大致?lián)p失標準電石10～15kg/tPVC,另外，聚合釜、槽軸封也有不同程度的泄露，其次合成的壓縮機崗位泄露也較為嚴重。VCM漏入空氣中，既增加了產(chǎn)品成本，更重要的是因為VCM是世界上公認的致癌物質(zhì)，嚴重危及了人民的身體健康。 中毒機理：VCM經(jīng)呼吸道進入人體內(nèi)，液體接觸皮膚時也可吸收一部分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。現(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，它與細胞內(nèi)羥基蛋白和核糖核酸形成其價鍵，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，使肝細胞增生，導致肝纖維化網(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VCM在空氣中的允許濃度標準[3]：表30 各國有關VCM在空氣中的允許濃度標準表國 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值達到中性，但是其中的固體雜質(zhì)和微量有機毒物未達到國家規(guī)定的排放際準。為了保護水源的清潔和生態(tài)環(huán)境的平衡，必須進一步處理，符合排放標準才允許排入江河之中。 廢水排放標準[1]表31 廢水排放標準表項目指標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——化學耗氣量，是指用強氧化劑對廢水中有機物質(zhì)進行化學氧化時所消耗氧的含量。 由于廢水中有機物質(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能在短時間內(nèi)測得數(shù)據(jù)，所以用于指導生產(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體物質(zhì)。NH3—N氨氮，氨氮濃度是使水體黑臭最重要的指標之一，也是廢水凈化度的重要指標。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 物理化學處理法 物理化學處理法包括：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物質(zhì)使其轉(zhuǎn)化成C02和無機鹽的有效方法。 ⑶ 生物處理法 生物處理法是利用生物的生命活動過程，對廢水中的有機毒物進行分解轉(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 廠區(qū)安全生產(chǎn)特點：氯乙烯的安全生產(chǎn)特點是由生產(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該掌握本工段安全生產(chǎn)特點和有關安全技術知識，了解原材料的特性、在生產(chǎn)中嚴格貫徹執(zhí)行安全技術規(guī)程，遵守各項安全生產(chǎn)制度是保障工廠安全運行，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[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綜復雜，部分電器設備在高壓下進行。 乙烯合成的安全技術火災爆炸危險是由生產(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)裝置的安全運行，采用科學嚴格的防火防爆是氯乙烯合成安全技術的重要內(nèi)容。 原料及中間提的閃點、自燃點、爆炸范圍[3]表32 原料及中間提的閃點、自燃點、爆炸范圍名稱閃點自燃點爆炸范圍其他特性CH≡CH小于50℃空氣中305℃～100%，氧氣中296℃VC78℃415℃～%～93%閃點——指危險品與空氣混合無在接近火源或因大量外泄時引起的內(nèi)燃（即燃燒不變不蔓延并立即熄滅）時的最低溫度，是確定化合物火災危險性的重要指標。自燃點——指危險品未與火源（火或火星）接觸而著火的溫度。爆炸延滯時間——指氣體混合物剛點燃時，初壓升高到最高爆炸壓力的時間，如果設備、管道能在時間內(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到一定的容積比，遇到火或靜火花產(chǎn)生爆炸，其化學反應方程為： 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，當溫度超過200～300 ℃ 時，乙炔就開始分解，同時放熱。在通常情況下，溫度超過300 ℃，即可引起分解爆炸，其反應方程式為： 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)，當它們加熱到110～120 ℃時，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）同時所有設備管道應設有消除靜電設備，以使靜電較快的導至地下。由于各工序都有可燃性氣體向空中排放，故在房頂均應設置防雷裝置，各易燃氣體放空管上應安裝阻火器，以防止雷擊起火倒抽入設備。加強崗位操作安全責任感，生產(chǎn)實踐證明，操作不當，巡回檢查不及時，或誤操作均回造成重大事故。結論畢業(yè)設計是大學四年教育的最后一個也是最重要的環(huán)節(jié)。通過近一個學期的努力，順利完成了本次設計。在設計過程中，我受益匪淺：一方面我所學的專業(yè)知識得到了鞏固和加強，使我的知識理性上升到理論與實踐結合，并且應用到現(xiàn)實生活中，做到學以致用；另一方面培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新意識，提高了自己分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了自己團隊合作精神，這些對我以后的工作都會將會有很大的幫助。盡管在設計過程中取得了不少的收獲，但我同時認識到理論與實踐之間的差距，感覺到自己的知識結構還不夠完善，有待于今后的