【正文】 在設(shè)計(jì)過程中，我受益匪淺：一方面我所學(xué)的專業(yè)知識得到了鞏固和加強(qiáng)，使我的知識理性上升到理論與實(shí)踐結(jié)合，并且應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，做到學(xué)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(tuán)隊(duì)合作精神，這些對我以后的工作都會將會有很大的幫助。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年教育的最后一個(gè)也是最重要的環(huán)節(jié)。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。 安全措施：合成工段屬于甲級防爆單位。 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。 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。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。 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)。 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。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。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。稱生化處理。 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。主通用于去除廢水中的膠體顆粒及有機(jī)物質(zhì)。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。 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。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。 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。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)。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。 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。 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。 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)。 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。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。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。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。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。汞中毒分為急性中毒和慢性中毒兩類。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。 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。 總進(jìn)水管圓整到202mm查文獻(xiàn)[10]，選型。 石墨冷卻器圓整到17mm查文獻(xiàn)[10]，選型。 轉(zhuǎn)化器查文獻(xiàn)[10]，選型。 循環(huán)水管 石墨預(yù)熱器查文獻(xiàn)[10]，選型。 40%鹽水進(jìn)料管 圓整到34mm查文獻(xiàn)[10]，選型。 石墨冷卻器進(jìn)口管圓整到361mm查文獻(xiàn)[10]，選型。 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。 轉(zhuǎn)化器進(jìn)料管圓整到214mm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Φ3004mm，材料的無縫鋼管。選用Φ3504mm，材料： 的無縫鋼管。溢流管：Dg=125mm，材料：耐酸酚醛管。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。G） HG2152995. 泡沫水洗塔的設(shè)計(jì)[9] 已知條件：混合氣流量：鹽酸溶液表面張力=71dyN/cm混合氣溫度：25℃混合氣進(jìn)口壓力：混合氣出口壓力：氯乙烯密度： kg/ m3鹽酸溶液密度：1100 kg/ m3 塔徑的計(jì)算：得泡沫塔空塔氣速：m/s進(jìn)口進(jìn)氣量=m/s塔徑：m選直徑為1500mm塔身，內(nèi)做熱噴涂聚氯乙烯處理，厚度為10mm，實(shí)際內(nèi)塔徑為：1480mm。h時(shí)，轉(zhuǎn)化率最大[1]反應(yīng)溫度：新觸媒：150℃，舊觸媒：180℃HgCl2含量：%～%水分含量：%松裝粒度：540～640 g/L粒度：～（大于92%）采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法[6]空間速度：，V0——原料混合氣進(jìn)料流量，m3（STP/h）VR——催化劑床層體積，m3SV——空間流速，h1∴，表25 已知量表進(jìn)料質(zhì)量kg物質(zhì)的量kmolCH≡CHHClH2OO2∑ 計(jì)算：∴混合氣的體積流量：V0 = = m3（STP/h）∴VR= m3（STP/h）選管子[6]，∴管子內(nèi)徑為，管長為6m，∴ 分為8個(gè)轉(zhuǎn)化器，則每個(gè)用2401根管子,℃K取100，∵A實(shí)際﹥A需要∴能滿足要求殼體大于400mm用鋼板卷焊而成[7]，殼體內(nèi)徑D取決于傳熱管數(shù)n，排列方式和管心距式中：t——管心距，t=d0——換熱管外徑nc——橫過管束中心線的管數(shù)，該值與管子排列有關(guān)本設(shè)計(jì)采用正三角排列，則t==圓整到4000mm參考文獻(xiàn)[3]，為了滿足及時(shí)轉(zhuǎn)移反應(yīng)放出的熱，從而保證反應(yīng)溫度不超過最高限額，采用把轉(zhuǎn)化器換熱分為三層，三層同時(shí)進(jìn)行散熱。℃）查文獻(xiàn)[4]，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合，參考文獻(xiàn)[3]，選用換熱管有效長度為5000mm，換熱管根數(shù)為313根，型號：CHA900105（F），A型Φ32mm?！妫┎槲墨I(xiàn)[4]，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合，參考文獻(xiàn)[3]，選用換熱管有效長度為5000mm，換熱管根數(shù)為721根，型號：CHA1200305（F），A型?！妫┎槲墨I(xiàn)[4]，浮頭列管式石墨換熱器系列參數(shù)組合，參考查文獻(xiàn)[3]，選用換熱管有效長度為5000mm，換熱管根數(shù)為625根，型號：CHA1100260（F），A型。∴ kg 。247。2=4. 2 kJ(kg℃)115℃時(shí)，C水氣= kJ(kg247。（11095）= kg① 在轉(zhuǎn)化器中，進(jìn)口溫度：95℃，出口溫度：110℃。℃)1Q= kJ∴需水量m=247?！?1C平均=（＋）247。95℃時(shí)，C水蒸氣= kJ(kg℃)1。℃)1C 氧氣= kJ(kg℃)1C 水 (g)= kJ(kgC 氯乙烯= kJ(kg℃)1C 氯乙烯= kJ(kg℃)1C 氯化氫= kJ(kgC 乙炔=(kg℃)1C = kJ(kg℃)1C 水(g)= kJ(kgkmol1。℃)1計(jì)算：Q1：進(jìn)料溫度25℃，則Q1=0Q3：HCl溶于水放出的熱以及水氣液化放出的熱生成40%鹽酸時(shí)，HCl的水溶液的生成熱：3544kcal℃)1C 水（冷凝熱）= kJ(kg℃)1C 氧氣= kJ(kg℃)1C 水蒸氣= kJ(kg同種物質(zhì)的平均比熱容 標(biāo)況下有關(guān)物化數(shù)據(jù)表[3]表15 標(biāo)況下有關(guān)物化數(shù)據(jù)表項(xiàng)目溫度/℃比熱/kcal/（kg設(shè)混合平均熱容近似等于各組分熱容與質(zhì)量分?jǐn)?shù)乘積之和。[1] 設(shè)回收鹽酸的回收率為98%進(jìn)料：CH2=CHCl： kgCH≡CH： kgHCl： kgO2： kgH2O：+ 2568（水洗用水）= kg出料： CH2=CHCl： kgCH≡CH： kgHCl：回收的鹽酸：H2O：水洗泡沫塔物料衡算表表12 水洗泡沫塔物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH2=CHClCH2=CHClCH≡CH CH≡CH HCl HClO2H2OO2H2O 鹽酸ΣΣ⑼ 堿洗泡沫塔：CH2=CHClCH≡CHHClO2H2O堿洗泡沫塔CH2=CHClCH≡CHO2H2O圖7 堿洗泡沫塔物料衡算方框圖根據(jù)：除去多余的氯化氫進(jìn)料：CH2=CHCl： kgCH≡CH： kgHCl： kgO2： kgH2O： kg出料：HCl被堿液吸收，從而出料氣中不含HCl氣體CH2=CHCl： kgCH≡CH： kgO2： kgH2O： kg堿洗泡沫塔物料衡算表表13 堿洗泡沫塔物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH2=CHClCH2=CHClCH≡CH CH≡CH HCl O2O2H2O H2OHCl（除去的） ΣΣ⑽ 總物料衡算表表14 總物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHCH2=CHClHClCH≡CH O2H2OH2OO2HCl（堿洗掉的）20%鹽酸38%鹽酸40%鹽酸ΣΣ 熱量衡算 衡算方法入方： ：物料帶入熱；：加熱劑或冷卻劑帶入熱；：過程熱效應(yīng)；出方：：物料帶出熱；：熱損失。[3]設(shè)：鹽酸為38%，除水量為80%進(jìn)料：CH≡CH： kgHCl： kgH2O： kg O2： kg出料：CH≡CH： kgO2： kgH2O： （180%）= kg∵∴HCl：鹽酸：多筒過濾器物料衡算表表7 多筒過濾器物料衡算表進(jìn)料質(zhì)量/kgW/%出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHCH≡CHHClHClO2O2H2OH2O鹽酸ΣΣ⑷ 石墨預(yù)熱器表8 石墨預(yù)熱器物料衡算表出料/出料質(zhì)量/kgW/%CH≡CHHClO2H2O