【正文】 主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 185 m2 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 538 管長(zhǎng) 4500mm 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 33 管程數(shù) Np 6 管子排列方式 正三角形 預(yù)熱器 因 N O H2物料量很少，其熱熔值可極為接近，可把它們合并為惰氣，按 N2熱熔值進(jìn)行計(jì)算，物料在預(yù)熱器中由 15 oC升溫到 110 oC，所需之熱量見表 22 表 22 預(yù)熱器中物料升溫需熱量 組分 Gi Cpi（ oC） △ t Q kmol/h kcal/kmolk oC kcal/h C2H2 125 HCl 125 惰氣 。 Q 溶 —— 10 oC 的 HCl 氣體冷卻到 15 oC 再溶解在水中再形成 40%鹽酸所放出的顯熱和溶解熱之和。主要參數(shù)如下： 外殼直徑 900mm 公稱壓力 公稱面積 203 管子尺寸 ? 25? 管子數(shù) 588 管長(zhǎng) 4500mm 管程數(shù) Np 2 管子排列方式 正三角形 混合器冷凍脫水 混合器由 10 oC被冷卻到 15 oC 部分水汽被冷凝下來，同時(shí)溶解了部分氯化氫，冷凍脫水過程 混合器需移除的熱量： Q= Q 顯 +Q 水 +Q 溶 Q 潛 —— 冷凍脫水出口氣體降溫放出之顯熱， kcal/h。 表 16 分水器物料平衡 組分 進(jìn)料 出料 L 全 L 尾 L 總 水層 有機(jī)層 kmol/h kmol/h kmol/h kg/h kg/h kmol/h VC EDC C2H2 H2O ∑ （ 2）低沸塔物料平衡 由低沸塔進(jìn)料量和塔頂出氣量可算出塔釜出料量，塔釜出料被送到高沸塔，低沸塔物料平衡見表 17。 kk ji, 組分 i， j 的相平衡常數(shù)。 表 10 全凝器液化率計(jì)算 組成 飽和蒸汽壓 平衡常數(shù) 進(jìn)料組成 液化率e= poi[kgf/cm2] oii ? nnz ii總? 液相組成 xi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 ∞ ∞ 0 求和 / / ≈ 1 表 11 全凝器物料平衡 組成 進(jìn)料 出料 kmol/h zi kmol/h xi kmol/h yi VC EDC C2H2 H2O 惰氣 0 0 ? 液流量： *=氣流量： = kmol/h 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 24 尾氣冷凝器 （ 1）尾氣冷凝器排空尾氣量 V 尾 假設(shè)惰氣全部隨尾氣排空，乙炔除被高沸塔頂 VC 產(chǎn)品微量帶 走，皆進(jìn) 入 尾氣 ，EDC 和水在尾凝氣中全部冷凝，尾凝器操作壓力為 5 kgf/cm3（表），尾氣出口溫度為 15 oC，高沸塔頂 VC產(chǎn)量 D 為： D= 50000000 ???? kmol/h VC 產(chǎn)品中含乙炔 %，則尾氣乙炔量： （ +） *% = kmol/h= kg/h 尾氣中惰氣量也為已知值，所以尾氣里三個(gè)組分只有 VC 為未知，故可用露點(diǎn)方程： 01???kyii 來 求出尾氣 VC的組成，從而算出尾氣帶走的 VC損失量 kyxiii? 表 12 尾凝氣計(jì)算 poi （ 15 oC） ki （ 15 oC）（ = ） 尾氣組成 平衡液相 尾氣量 V 尾 kgf/cm2 kgf/cm2 yi 組成 xi kmol/h kg/h VC C2H2 惰氣 ∞ ∞ 0 ? 尾氣中 VC的摩爾分率為 ，尾氣中 VC損失量為 （ 2）低沸塔頂出氣量 V 低 尾凝進(jìn)料有兩股，即全 凝氣 V 全 和低沸塔頂冷凝器未凝氣 V 低 ，尾凝器出料為尾凝器凝液 L 液 和排空 V 全 尾凝器進(jìn)料有兩股，其物料平衡式： V 全 +V 低 =V 尾 +L 尾 可將尾凝（公式）看作理論塔板數(shù)無窮多的冷凝吸收塔，故其吸收率等于吸收因子， 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 25 因各組分的吸收率等于吸收因子，即操作液氣比 L/V 對(duì)不同的組分而言是相同的，所以不同組分間吸收率之比等于相平衡常數(shù)之比的倒數(shù)，冷凝吸收過程的關(guān)鍵組分取 VC，若假定 VC 的吸收率后，則其它組分的吸收率即可求出，尾凝器的物料進(jìn)出口溫度為 25oC和 15 oC，其平均溫度為 5 oC，則在操作條件下，各組分的平衡常 數(shù)計(jì)算如表 13。 oC k= Cp / CV = ? T 3 =（ 273+45） *（ ) ?? == oC=86 oC 與假設(shè)相近，即而段出口溫度為 86 oC。 k 注： Cal/mol k 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 22 把所處理的氣體按純 VC計(jì) 假設(shè)一段氣體出口溫度 45oC，假設(shè)出口溫度為 89oC，則二段壓縮平均溫度： 672 8945 ??oC，此時(shí) VC的定壓熱熔為： Cp = Cal/mol k CV定容熱熔 Cal/mol 洗堿采用 15%降至 7%放掉， 15%堿用量： )%715( 40 ??? kg/h 塔頂干物料量： kmol/h 堿洗后氯乙烯的含水量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = ??? kmol/h 表 8 堿洗塔出料 組分 出料 kmol/h kg/h VC EDC 1170902 C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 21 機(jī)前冷卻器 機(jī)前冷卻器出口溫度為 7oC，出口壓力為 790mmHg（絕）， 7oC的水的飽和蒸汽壓為 ，忽略有機(jī)物在水中的溶解量，則預(yù)冷器出口氣體含水 量： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = 180 037 * ?? kmol/h= 表 9 機(jī)前預(yù)冷器物料量及組成 組分 kmol/h kg/h VC EDC C 2H 2 惰氣 H 2 O 求和 壓縮機(jī) 壓縮機(jī)進(jìn)口壓取 790mmHg= kgf/cm2（絕）壓縮機(jī)的進(jìn)氣量： V =10 1325*)760/790( )(**10 00*05 ? =絕壓壓縮過程方程： kkppTT 21 11212 )(?? 式中 T1 T2 氣體進(jìn)出口溫度。 脫水后混合氣中水分壓為 pooh2=，則： pppnnooHooHoH222*?? 總干 = )(* ? ????? =混合器脫水分為：（ +） = =脫去 40%的鹽酸量： (140%)=水溶解的氯化氫： =忽略鹽酸中溶解的乙炔氣量，冷凍脫水物料橫算見表 5 表 5 冷凍脫水物料橫算 組分 進(jìn)料 出料 酸 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 18 kmol/h kg/h kmol/h kg/h kmol/h kg/h C2H2 HCl N2 O2 H2 H2O 求和 脫水后混合氣含水： %，較實(shí)際低，是因?yàn)樾纬傻乃犰F實(shí)際不能完全除去所致。 查資料可得氯化氫與水的飽和蒸汽壓與鹽酸的濃度的關(guān)系表 3 鹽酸的濃度 W% 32 34 36 38 40 42 44 pooh2 ， mmHg poHCl ， mmHg 117 233 433 840 logPHCl 由表 3 得： PHCl=932mmHg PH2O=，鹽酸濃度為 %， Lg932= nn nH 2 O O2HoO2H干總 ??PP , 得： pp pnn ooHooHoH222*?? 總干 = *)( ?? ?? =物料在氯化氫預(yù)熱器脫去水分為： = 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 17 脫水： %的鹽酸為： (%)=水溶解的 HCl： = 表 4 氯化氫預(yù)冷器物料平衡 組成 進(jìn)料 出料 kmol/h kg/h kmol/h kg/h kmol/h kg/h HCl N2 H2 H2O 求和 混合氣冷凍脫水 取冷凍脫水系統(tǒng)出口壓力 180mmHg（表），絕壓： 940mmHg。 原則： 符合所在地區(qū)、城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃布局； 節(jié)約用地，不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高 的土地，并符合國(guó)家現(xiàn)行土地管理、環(huán) 境保護(hù)、水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定； 有利于保護(hù)環(huán)境與景觀，盡量遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū)，不污染水源， 有利于三廢處理，并符合現(xiàn)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)規(guī)定。 ④ 汽提控制的影響：汽提工藝主要影響聚氯乙烯樹脂中單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等指標(biāo) 沈陽化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 總論 14 廠址選擇是一項(xiàng)包括政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合性工作。其中 一分散劑以降低界面張力、提高散能力 為主 ,另 一則保證有足夠的保能力。 因素有攪拌、分散劑、聚合溫度等 ,結(jié)合樹脂的成粒過程等 ① 攪拌： 隨著攪拌轉(zhuǎn)速的 增加 ,能使聚 氯乙烯樹脂的初級(jí)直徑變 小 ,孔隙率增加 ,吸 油率增大。 成粒機(jī)理與顆粒形態(tài) 關(guān)于氯乙烯懸浮聚合過程生成多孔性不規(guī)整的理論解釋，認(rèn)為成粒過程分為兩部分； ① 單體在水中的分散和發(fā)生在水相和氯乙烯 —— 水相界面發(fā)生的反應(yīng)，此過程主要控制聚氯乙烯顆粒的大小及其分布。轉(zhuǎn)化率超過 65%以后，游離的氯乙烯 基本上消失，釜內(nèi)壓力開始下降，此時(shí)聚合反應(yīng)發(fā)生在聚合物凝膠相中，由于殘存的氯乙烯逐漸消耗，凝膠相得粘度迅速增高，因此聚合反應(yīng)速度仍繼續(xù)上升，大到最大值后逐漸降低。其原因在于鏈終止反應(yīng)主要在兩個(gè)增長(zhǎng)的大分子自由基之間進(jìn)行，而他們?cè)谡吵淼木酆衔?—— 單體凝膠相的擴(kuò)散速度顯著降低，因而鏈終止速度減慢，所以聚合速度加快，呈現(xiàn)自動(dòng)加速現(xiàn)象。 ② 轉(zhuǎn)化率 5%～ 65%階段。 鏈反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理 鏈 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來看，根據(jù)轉(zhuǎn)化率可分為三階段： ① 轉(zhuǎn)化率＜ 5%階段。 ④ 鏈轉(zhuǎn)移 在氯乙烯聚合反應(yīng)中，大分子自由基可以從單體，溶劑，一個(gè)氯原子或氫原子而終止，失去原子的分子將成為自由基，引