十二萬噸聚氯乙烯氯乙烯合成工序工藝設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-12 21:33本頁面
【正文】 O2CO2總計100100 轉(zhuǎn)化器的物料衡算乙炔加成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為99%，主反應(yīng)收率為96%反應(yīng)方程式如下：主反應(yīng)： C2H2+ HCl→CH2CHCl副反應(yīng)： C2H2+ H2O→CH3CHO ⑴C2H2+ 2HCl→CH2ClCH2Cl ⑵參加主反應(yīng)的C2H2：96%=參加主反應(yīng)的HCl： kmol/h生成的CH2CHCl(VCM)： kmol/h由于此處的水含量很少，C2H2含量相對較大，故可以認(rèn)為水完全反應(yīng)，故與水反應(yīng)的C2H2為：參加副反應(yīng)⑵的C2H2為：= kmol/h參加副反應(yīng)的HCl為：2= kmol/h生成EDC的量為：剩余HCl為：= kmol/h；C2H2為： kmol/h摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%HClC2H2VCM15279EDCCH3CHON2H2O2CO2總計100100轉(zhuǎn)化器出口（管線5）組成如表25所示：表25 轉(zhuǎn)化器出口（管線5）組成 泡沫塔的物料衡算乙醛易溶于水，在此塔中全部除去取泡沫塔的吸收率為70%，設(shè)進(jìn)入泡沫塔的洗液鹽酸濃度為5%（WT），出口鹽酸濃度為20%（WT）惰性氣體量為：G= kmol/h進(jìn)口HCl占惰性氣體的摩爾分率為：Y1=出口HCl占惰性氣體的摩爾分率為：Y2== 20%鹽酸中氯化氫與水的摩爾比為：X1=（20/）/（80/18）=5%鹽酸中氯化氫與水的摩爾比為：X2=（5/）/（95/18）=設(shè)鹽酸中含水的量為L，對泡沫塔進(jìn)行物料衡算有：G(Y1 Y2）=L(X1 X2） (21）得： L = G（Y1 Y2）/（X1 X2）=（）/（）= kmol/h被吸收掉的HCl量為：= kmol/h剩余HCl量為： kmol/h泡沫塔出口（管線6）組成如表26所示：表26 泡沫塔出口（管線6）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%HClC2H2VCM15279EDCN2H2O2CO2總計100100 水洗塔的物料衡算%，即（Y1Y3）/ Y1=%則：Y3=塔頂一次水的進(jìn)入流量為：吸收的HCl量為：（）= kmol/h剩余HCl量為：= kmol/h其它物料組成不變水洗塔出口（管線7）組成如表27所示：表27 水洗塔出口（管線7）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%HClC2H2VCM15279EDCN2H2O2CO2總計100100 堿洗塔的物料衡算操作條件：30186。C， KPa查《化學(xué)工藝設(shè)計手冊》[10]下冊，得該溫度下水的飽和蒸汽壓為： KPa，則乙炔干氣中含水的百分?jǐn)?shù)為：() = .00782則含水量為： = kmol/h 乙炔氣進(jìn)料（管線1）組成如表21所示：表21 混合器乙炔氣進(jìn)料（管線1）組成摩爾流量kmol/h摩爾組成mol%質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量組成W%C2H2N2CO2H2O總計1001002. 氯化氫氣進(jìn)料（管線2）實際生產(chǎn)中取C2H2：HCl=1：（摩爾比），則氯化氫進(jìn)料：= kmol/h干基氯化氫氣為：H2： 8%=CO2： %= kmol/hO2： %=進(jìn)料條件：10 186。VCM量的計算年產(chǎn)PVC 120000 噸，年開工時間為8400小時， t/h。(5) 原料氣體純度：乙炔純度為99%，氯化氫純度為94%，%，含乙炔≤%，高廢物≤%。(3) 電石定額：300 L/kg的電石，1660公斤/噸的聚氯乙烯(見附錄2)。 第二章 設(shè)計計算書 設(shè)計依據(jù)(1) 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)十二萬噸疏松型聚氯乙烯樹脂。C水將氯乙烯冷凝，氯乙烯液體再進(jìn)入單體貯槽，待聚合需料時送出。從中間槽出來的氯乙烯液體進(jìn)入低塔，低塔塔釜用轉(zhuǎn)化熱水間接加熱，將冷凝液中低沸物蒸出（經(jīng)塔頂冷卻器用0186。C的水將大部分氯乙烯冷凝成液體，氯乙烯液體進(jìn)入中間槽除去水分，全凝器沒有凝下來的氣體進(jìn)入尾凝器，用35186。氣體再經(jīng)堿洗泡沫塔去殘余的微量氯化氫后，送至氯乙烯氣柜，氣柜中氯乙烯經(jīng)冷堿塔進(jìn)一步除去微量酸性氣體，至機(jī)前冷卻器和水分離器，分理處部分冷凝水，～，并經(jīng)機(jī)后油分離器，冷卻器及分離器等設(shè)備，進(jìn)一步除去油及水后送精餾系統(tǒng)。C以下，通入水洗泡沫塔中回收過量氯化氫?；旌厦撍O(shè)備分離下來的酸，匯集后進(jìn)入壓酸罐，定期用氮?dú)鈮褐汽}酸貯罐。C鹽水進(jìn)行冷凍干燥，除掉混合氣中夾帶的水分和酸，并控制氣體出口溫度在10 ~ 14186?；旌厦撍? 來自乙炔站的濕乙炔經(jīng)計量后，經(jīng)過乙炔冷卻器后由乙炔砂封與氯化氫氣體沿混合器切線平行進(jìn)入混合器。每段內(nèi)轉(zhuǎn)化器采用并聯(lián)方式，這樣可以提高產(chǎn)品收率。(2) 先除低沸物，后除高沸物，可節(jié)約能耗，并保證產(chǎn)品從塔頂出料，從而提高產(chǎn)品純度。4．氯乙烯的精制采用加壓精餾，并采用了先除低沸物，后除高沸物的流程，使產(chǎn)品從塔頂出料(1) 合成氣壓縮。系統(tǒng)溫度過高時, 不但會造成系統(tǒng)主要的襯膠設(shè)備變形損壞, 而且使成品鹽酸的濃度難以達(dá)到百分之三十以上。要制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的副產(chǎn)鹽酸, J/g。在水洗堿洗凈化工序中, 除去粗氯乙烯單體氣中HCl氣體是最關(guān)鍵的內(nèi)容。C水來冷卻。由于HCl氣體在溶解于水的過程中, 會有大量的溶解熱釋放出來, 需要不斷地將這些熱量移去, 并且從經(jīng)濟(jì)效益上考慮, 制成30%～31%鹽酸最為合算。一個是去除HCl氣體, 一個是去除CO2等雜質(zhì)氣。新鮮的工業(yè)水從組合塔頂部連續(xù)加入, 成品酸亦連續(xù)產(chǎn)出, 堿液則定時更換, 當(dāng)其中碳酸鈉濃度超標(biāo)后, 必須更換一定濃度的氫氧化鈉溶液作為吸收液。3. 水洗堿洗凈化工藝流程簡介(1) 原水洗堿洗工藝由轉(zhuǎn)化工序除汞器送來的粗氯乙烯進(jìn)入合成氣石墨冷卻器將氣體冷卻至四十?dāng)z氏度左右, 進(jìn)組合吸收系統(tǒng), 用塔內(nèi)的二級組合吸收技術(shù)(泡罩和填料) 吸收噴淋的工業(yè)水, 吸收合成氣中的過量氯化氫, 制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～31%的副產(chǎn)鹽酸。(4) 觸媒的裝卸不便，如裝填不均勻，容易造成氣體短路或溝通。(2) 傳熱效果差，需要很大的傳熱面，掃應(yīng)溫度不易控制，熱穩(wěn)定性差。(3) 固定床的觸媒不易磨損，因此減少了觸媒耗用量，可在高溫操作下使用。2．使用列管式固定床反應(yīng)器氯乙烯合成的轉(zhuǎn)化器是一種氣固相接觸的等溫固定床反應(yīng)器，有如下優(yōu)點：(1) 床層內(nèi)流體呈軸向流動，可以近似認(rèn)為理想的活塞流，推動力大，催化的生產(chǎn)能力較高。(3) 采用濕氯化氫氣體與濕乙炔氣一次冷凍脫水，可省去氯化氫干燥系統(tǒng)，排酸輸送管道采用耐腐蝕的PVC管材或鋼襯里管。主反應(yīng)： 副反應(yīng)：C2H2 + H2O CH3CHO C2H2 + 2HCl C2H4Cl2 1，1—二氯乙烷（EDC） 工藝特點1. 混合冷凍脫水(1) 利用氯化氫的吸濕性質(zhì)，在混合時吸收乙炔氣中的部分水分變成濃鹽酸，以降低乙炔氣中的水蒸氣分壓。 原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格原材料及產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格如下表所示：表11 原材料技術(shù)規(guī)格[7]序號名稱規(guī)格分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)備注1乙炔氣（干基）C2H299%化學(xué)法N2%CO2%2氯化氫（干基）HCl90%化學(xué)法H28%CO2%O2%表12 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表[8]序號名稱規(guī)格分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)備注1PVCVCM%色譜法EDC＜%C2H2＜%表13 氯化汞觸媒的規(guī)格表[9]指標(biāo)名稱規(guī)格7gCl2(%)10~13H2O(%)≤機(jī)械強(qiáng)度(%
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