【正文】 ℃ ） 計算： Q1 : 進料溫度為 110℃，即 Q1 =0 Q3 : Q3 = 0 （無反應(yīng)或冷凝熱產(chǎn)生） Q4 : Q4 = Q 氯乙烯 +Q 乙炔 ＋ Q 氯化氫 ＋ Q 氧氣 ＋ Q 水蒸氣 = （ 25110） + （ 25100） + （ 25100）） + （ 25100）） + （ 25100）） = = kJ ?！?） C 氧 氣 = kJ kJ/（ kg℃ ） C 水蒸氣 = kJ kJ/（ kg℃ ） C 氯乙烯 = kJ/（ kg℃ ） C 氯化氫 = kJ/（ kg 進料溫度： t1 = 75℃ 出料溫度： t2 = 110℃ 以進料溫 度 t1 = 75℃為計算基準： C 乙炔 = kJ/（ kg℃ ） C 氯乙烯 = kJ/（ kg℃ ） C 氯化氫 = kJ/（ kg = kJ （ 232） ：水液化放出的熱， （ ） = kJ （ 233） Q3 = + = + = kJ （ 234） Q4 : Q4 = Q 乙炔 ＋ Q 氯化氫 ＋ Q 氧氣 ＋ Q 水蒸氣 ＋ Q 鹽酸 = （ 1325） + （ 1325） + （ 1325） + （ 1325） + 3214（ 1325） = = kJ （ 235） Q2 : 5% Q2=Q5 ∵ Q1＋ Q2＋ Q3=Q4＋ Q5 （ 232） ∴ 0+ Q2+ = + （ 236） ∴ Q2 = kJ Q5 ： Q5 = Q2 5% = kJ （ 237） 表 石墨冷卻器熱量衡算表 物料 入口 /kJ 物料 出口 /kJ C2H2 0 C2H2 HCl 0 HCl O2 0 O2 H2O 0 H2O 冷凝熱 鹽酸 鹽水吸熱 損失 Σ Σ （ 2） 石墨預(yù)熱器 24 進料溫度： t1 = 13℃ 出料溫度： t2 = 75℃ 以進料溫度 t1 = 13℃為計算基準： C 乙炔 = kJ/（ kg℃ ） C 40%鹽酸 =3214 kJ/（ kg℃ ） C 水（ l） = kJ/（ kg℃ ） C 氯化氫 = kJ/（ kg℃ ） 乙炔 25 75 110 HCl 25 75 110 水蒸氣 25 75 110 O2 25 75 110 氯乙烯 25 75 110 鹽酸（ 40%） 35 相應(yīng)各個設(shè)備的熱量衡算 （ 1）石墨冷卻器 表 石墨冷卻 器的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% C2H2 C2H2 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ 100 Σ 100 進料 溫度： t1 = 25℃ 出料溫度： t2 = 13℃ 以進料溫度 t1 = 25℃為計算基準： C 乙炔 = kJ/（ kg 設(shè)混合物的平均比熱容近似等于各組分熱容與質(zhì)量分數(shù)乘積之和，即 iiWCCP ?? ，含量少的物質(zhì)對混合體系熱容的影響可忽略不計。 20% = kg （ 226） HCl ： （ 198%） = （ 227） O2 ： kg H2O ： 7910+ = kg （ 228） III 泡沫水洗塔的物料衡算 : 20 表 泡沫水洗塔的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% CH2CHCl CH2CHCl C2H2 C2H2 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ 100 Σ 100 （ 9）堿洗泡沫塔 圖 堿洗泡沫塔物料衡算簡圖 I 進料氣組成： CH2CHCl ： kg C2H2 : kg HCl ： O2 ： kg H2O ： kg II 出料氣組成： HCl被堿液吸收，從而出料氣中不含 HCl氣體。假如回收鹽酸的回收率為 98%，加入的水量為7910 kg。 I 進料氣組成： C2H2 : kg （ kmol） HCl ： kg （ kmol） （二者之比為 1:） C2H2 HCl 轉(zhuǎn)化器 CH2CHCl C2H2 HCl 18 O2 ： kg H2O ： kg II 出料氣組成： CH2CHCl ： 95% = kg （ 222） C2H2 : （ 195%） = kg （ 223） HCl ： 95% = kg （ 224） O2 ： kg H2O ： kg III 轉(zhuǎn)化器的物料衡算： 表 轉(zhuǎn)化器的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% C2H2 CH2CHCl HCl C2H2 O2 HCl H2O O2 H2O Σ 100 Σ 100 （ 6）除汞器 由于汞含量 極少，實際操作中課忽略其影響，即物料進、出組分相同。 ） 17 = kg （ 219） HCl： = kg （ 220） 鹽酸： + 80%= kg （ 221） III 多筒過濾器的物料衡算 表 多筒過濾器的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% C2H2 C2H2 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ 100 Σ 100 （ 4）石墨預(yù)熱器 此時無 質(zhì)量交換，即進出口各物料量不變。 I 進料氣組成： C2H2 : kmol （ ） HCl ： kmol （ ） O2 ： kmol （ ） H2O： （ ） II 出料氣組成： C2H2 : kmol （ ） O2 ： kmol （ ） H2O： （ 180%） = kg ∵ 鹽酸為 38%， OHHC 2mmmlHCl? 100% = 38% （ 218） ∴ HClm = （ 247。 ）（ ） = kg （ 215） HCl： = kg = kmol （ 216） 鹽酸： +（ ） = kg （ 217） III 石墨冷卻器的物料衡算 表 石墨冷卻器的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% C2H2 C2H2 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 鹽酸 Σ 100 Σ 100 （ 3）多筒過濾器 由相關(guān)資料查得，在多筒過濾器中，采用 3～ 5%憎水性有機硅樹脂的 5～ 10um 細玻璃纖維，可將大部分酸霧分離下來，以鹽酸的形式排出。 I 進料氣組成： C2H2 : kmol （ ） HCl ： kmol （ ） O2 ： kmol （ ） H2O： （ ） II 出料氣組成： C2H2 : kmol （ ） O2 ： kmol （ ） H2O： （ 130%） = kmol = kg （ 213） ∵ 40% 100%mm m 2l H C l ??? OHHC （ 214） 混合氣 C2H2 HCl O2 H2O 石墨冷卻器 鹽酸 16 ∴ lmHC = （ 247。 C2H2 : kmol HCl ： kmol O2 ： kmol H2O ： kmol III 混合器的物料衡算表 15 表 混合器的物料衡算表 進料 質(zhì)量 /kg W/% 出料 質(zhì)量 /kg W/% C2H2 C2H2 HCl HCl O2 O2 H2O H2O Σ 100 Σ 100 （ 2） 石墨冷卻器 圖 石墨冷卻器的物料衡算簡圖 由于在石墨冷卻器中，用 35℃鹽水間接冷卻，混合氣中水分一部分則以 40%鹽酸的形式排出，部分則混合在氣流中。 % = kmol （ 29） 進料氣所需的氯化氫氣體： 247。 %= kg = kmol（ 27） 轉(zhuǎn)化器（乙炔的轉(zhuǎn)化率： 95%）： 247。 24=25379 kg （ 22） 即，每小時要合成氯乙烯 25379 kg ，以下計算均以 1 h 為基準。 計算依據(jù) I 計算基準 年產(chǎn)能力： 年產(chǎn) 200kt 的氯乙烯 年工作日： 以 330 天計算 日產(chǎn)量： 200 106247。 12 規(guī)格：純度： ≥% 不含硫、磷、砷等雜質(zhì) 。例如含有水成氨的工業(yè)乙乙炔與氯化亞銅作用，生成具有爆炸性副乙炔銅。 乙炔可以發(fā)生加成反應(yīng)，聚合反應(yīng)。加工業(yè)氣體乙炔的壓力在 147kPa()以上溫度超過 773～ 823K 時，使會全部分解，發(fā)生爆炸。壓力對乙炔有特殊的意義。 乙炔是一種易燃易爆的不穩(wěn)定化合物。 屬強酸，可使蛋白質(zhì)凝固造成凝固性壞死，嚴重時可引起受損器官穿孔，斑痕形成，狹窄及畸形。 易溶于水，標準狀況下， 1 升水可溶解 升的 HCl氣體。 主要原料和產(chǎn)物的物化性質(zhì) I 氯化氫 分子式： HCl 分子量： 性質(zhì)：氯化氫是一種無色有刺激性的氣體，遇到濕空氣則呈白色 煙霧，鼓可做煙霧劑。粗氯乙烯在高溫下帶逸的氯化汞升華物，在填活性炭吸附器中除去，接著粗氯乙烯進入水洗泡沫塔回收過量的氯化氫。2 ℃ ，乙炔氯化氫混合氣在此溫度下，部分水分以 40%鹽酸排出，部分則夾帶于氣流中，進入串聯(lián)的酸霧過濾器中，由硅油玻璃棉捕集器分離，然后混合氣經(jīng)石墨冷卻器，由流量計控制進入串聯(lián)的第一組轉(zhuǎn)化器， 在 列管中緩沖器 乙炔 砂封 混 合 器 石墨冷卻器 多筒過濾器 石墨預(yù)熱器 轉(zhuǎn)化器 除汞器 水洗塔 堿洗塔 冷卻器Ⅱ 11 填裝吸附于活性炭上的升汞催化劑， 在催化劑的作用下 使乙炔和氯化氫合成轉(zhuǎn)化為氯乙烯，第一組出口氣中尚有 20～ 30%未轉(zhuǎn)化的乙炔，再進入第二級轉(zhuǎn)化器繼續(xù)轉(zhuǎn)化，使出口處未轉(zhuǎn)化的乙炔控制在 3%以下，第二組轉(zhuǎn)化器填