【正文】 第二節(jié) 熱量衡算 ………………………………………… 49 第四 章 設(shè)備計(jì)算 ………………………………………… 55 第一 節(jié) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ………………………………………… 55 第二節(jié) 理論板數(shù) ………………………………………… 65 第 三 節(jié) 設(shè)備選型 ………………………………………… 66 第五章 自控部分 ………………………………………… 88 第六章 環(huán)境保護(hù) ………………………………………… 89 第七章 主要改進(jìn)和建議 ………………………………………… 90 參考文獻(xiàn) ………………………………………… 92 2 年產(chǎn) 30000T PVC 裝置壓縮及低沸物脫除工序工藝設(shè)計(jì) 摘 要 中文摘要： 關(guān)鍵詞： PVC ，低沸物 英文 摘要 第一章 概 述 第一節(jié) 產(chǎn)品概述 一 聚氯乙烯樹脂簡介 二 產(chǎn)品性質(zhì) 三 產(chǎn)品用途 第二節(jié) 生產(chǎn)方法的選擇 一 . 氯乙烯生產(chǎn) （一） 電石乙炔法 （二） 聯(lián)合法 （三）乙烯氧氯法 二 .電石乙炔法流程述 （一 ） 乙炔工段 （ 二） 合成工段 （三） 精餾工段 （四）聚合工段 將精氯乙烯單體在聚合釜中按一定的配方和操作條件 ,聚合為聚 氯乙烯樹脂。 4． 氣 柜： t=25℃， P=（表壓） 5． 壓縮工段工藝條件：、 （ 1） 機(jī)前冷卻器：ｔ 入 ＝ 25℃，ｔ 出 =10℃ （ 2） 一段壓縮： P 入 =（表壓）， P 出 =（表壓） ｔ 入 ＝ 10℃， 中間 冷至ｔ 出 =30℃ 二段壓縮： P 入 =（表壓）， P 出 =（表壓） ｔ 入 ＝ 30℃，機(jī)后冷至ｔ 出 =40℃ 6． 全凝器：ｔ 出 =15℃， P 出 =（表壓） 7． 在水分離器內(nèi)除水 80％（ｗ％） 4 8． 尾氣冷凝器：ｔ 出 =－ 30℃， P 出 =（表壓） 9． 低沸 塔工藝條件： （ 1） 塔頂 餾出液中 ： VC〈 50％（ｗ％） （ 2） 塔底出料含乙炔： ％（ｗ％） （ 3） 操作壓力： （表壓） 11．高沸塔工藝條件： （ 1） 塔頂氣體 EDC 濃度： ％（ｗ％） （ 2） 塔釜物料中 VC 濃度： 20％（ｗ％） （ 3） 操作壓力： （表壓） （ 4） 釜加熱水溫度：ｔ 入 ＝ 90℃，ｔ 出 =75℃ 12．聚合工段：聚合率 85％（ｗ％） ,未聚合 VC 回收率 90％（ｗ％ ） 13．所設(shè)計(jì)設(shè)備：全凝器，尾氣冷凝器，低沸塔，高沸塔。 氣柜已知條件：溫度 25℃ 壓力 由 222SH O H OHOPny ???（出氣柜組分） 即 .22222 ????? nnnnn nHCNE D CVCOHOH 得 hkmolnOH ?2 則凝水量 ==1kmol/h 6 二 VC 物料衡算 物料衡算表： （ 注： Vc 的輸 入量： =） 第三節(jié) 機(jī)前冷凝器 機(jī)前冷凝器條件： t 入 =25℃ t 出 =10℃ P 入 =(表壓 ) t 出 =(表壓 ) 由參考書 ［ 1］ 查得 10℃下水的飽和蒸氣壓 Pa 組分 堿洗塔輸入 氣柜輸出 hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol y% VC EDC 90 90 N2 0 7 120 C2H2 20 H2O ∑ 7 查參考書 [7] p334 水的飽和蒸汽表的蒸汽壓表 10℃時(shí)2HOP== 222SH O H OHOPny ??? 得 hkmol 則冷凝的水量 == hkmol 組分 從氣柜 輸入 機(jī)前冷凝器輸出 hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol y% Vc EDC 90 N2 C2H2 20 20 H2O ∑ 第四節(jié) 壓縮機(jī) 壓縮工段工藝條件：、 一段壓縮： P 入 =（表壓）， P 出 =（表壓） ｔ 入 ＝ 10℃，中間冷至ｔ 出 =30℃ 8 二段壓縮： P 入 =（表壓）， P 出 =（表壓） ｔ 入 ＝ 30℃，機(jī)后冷至ｔ 出 =40℃ 由參考書［ 1］ 30℃下水的飽和蒸氣壓 Pa 40℃下水的飽和蒸氣壓 Pa 1. 根據(jù)所給條件判斷段間是否有水凝下（段間不允許有水凝下） 壓縮機(jī)入口水的摩爾含量 yOH2= 一段壓縮出口時(shí) ? ? ?? ppy CSHH總02020 30 因而一段壓縮后無水凝下。 進(jìn)入機(jī)后冷凝器后，有液態(tài)水凝下。 查參考書［ 3 得在該溫度下的相平衡常數(shù)為 90. 組分 A B C 溫度范圍（ K） VC 259～ 327 EDC 242～ 373 N2 63～ 85 22HC 192～ 308 H2O 280～ 441 11 （四） C2H2 kPaPs ? K= （五） H2O kPaPs ? K= 則ｔ 出 =15℃， P 出 =（表壓）下的 iK 值為 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O iK IZ 二 核實(shí)閃蒸溫度 假設(shè) 15℃為進(jìn)料的泡點(diǎn)溫度，則 ii iZK??51=﹥ 1 假設(shè) 15℃為進(jìn)料的露點(diǎn)溫度，則 ???51i iiKZ ﹥ 1 說明進(jìn)料的實(shí)際泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度分別低于和高于閃蒸溫度，閃蒸問題成立。 ? ? ????? 1)1( )1( ?? I iiK ZKf 看 )(?f ﹤ 假設(shè)（氣相分率）值試差。 查參考書［ 3 得在該溫度下的相平衡常數(shù)為 64. （四） C2H2 kPaPs ? K= （五） H2O kPaPs ? K= 16 則ｔ 出 =30℃， P 出 =（表壓）下的 iK 值為 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O iK IZ 二 核實(shí)閃蒸溫度 假設(shè) 30℃ 為進(jìn)料的泡點(diǎn)溫度，則 ii iZK??51=﹥ 1 假設(shè) 30℃為進(jìn)料的露點(diǎn)溫度，則 ??51i iiKZ =﹥ 1 說明進(jìn)料的實(shí)際泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度分別低于和高于閃蒸溫度，閃蒸問題成立。 ? ? ? ???? 1)1( )1( ?? I iiK ZKf 看 )(?f ﹤ 假設(shè)（氣相分率）值試差。 第一次： 尾氣冷凝器 ： 按等溫閃蒸計(jì)算 ，近似認(rèn)為氣液平衡常數(shù)與組成無關(guān)。 試差如下： Ψ = 一 Ki Zi 1)1( )1( ??? ?IIiK ZK VC EDC N2 64 C2H2 H2O ∑ 滿足條件， 圓整如下： xi yi VC 21 EDC 710? N2 C2H2 H2O V= kmol/h L=FV=kmol/h 物料衡算結(jié)果列下表： 低沸塔：由物料衡算關(guān)系列下表 注 ：塔頂 VC 含量 50 % (w %) 塔底 出料乙炔 % (w %) 組分 尾氣冷凝器輸入 尾氣冷凝器輸出 (液相 ) hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol x﹪ Vc EDC N2 C2H2 H2O 2 ∑ 22 編號(hào) 組分 進(jìn)料 Fi (kg/h) 餾出液 Di (kg/h) 釜液 Wi (kg/h) 1 VC 2 EDC — 3 N2 — 4 C2H2 %W 5 H2O — 6 ? D W 得 D= kg/h W=kg/h 物料衡算結(jié)果列下表 ： 編號(hào) 組分 進(jìn)料 Fi (kg/h) 餾出液 Di (kg/h) 釜液 Wi (kg/h) 1 VC 2 EDC — 3 N2 4 C2H2 5 H2O — 6 ? 23 第二次： 尾氣冷凝器 ： 按等溫閃蒸計(jì)算，近似認(rèn)為氣液平衡常數(shù)與組成無關(guān)。 試差如下： Ψ = 一 Ki Zi 1)1( )1( ??? ?IIiK ZK VC EDC N2 64 C2H2 H2O ∑ 滿足條件， 圓整如下： xi yi VC EDC 0 N2 C2H2 91 H2O 0. 24 其中： xi=yi/K V= kmol/h L=FV= kmol/h 物料衡算 結(jié)果列下表： 低沸塔：由物料衡算關(guān)系列下表 注 ：塔頂 VC 含量 50 % (w %) 塔底出料乙炔 % (w %) 編號(hào) 組分 進(jìn)料 Fi (kg/h) 餾出液 Di (kg/h) 釜液 Wi (kg/h) 1 VC 2 EDC — 3 N2 5 — 4 C2H2 %W 5 H2O — 組分 尾氣冷凝器輸入 尾氣冷凝器輸出 (液相 ) hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol x﹪ Vc EDC N2 C2H2 H2O ∑ 25 6 ? D W 得 D= kg/h W= kg/h 物料衡算結(jié)果列下表 ： 編號(hào) 組分 進(jìn)料 Fi (kg/h) 餾出液 Di (kg/h) 釜液 Wi (kg/h) 1 VC 2 EDC — 3 N2 — 4 C2H2 5 H2O — 6 ? 即尾氣冷凝器最終輸入，輸出物料衡算，見下表： 物料衡算表 組分 尾氣冷凝器輸入 尾氣冷凝器輸出 (液相 ) 尾氣冷凝器輸出 (氣相 ) hkg w% hkmol y% hkg w% hkmol x﹪ hkg w% hkmol y% Vc 8 EDC — — — — N2 — — — — 26 C2H2 H2O — — — — ∑ 二 各處溫度的計(jì)算 操作壓力 ： （表壓） P= 106 +101325 = 611325 Pa 塔頂溫度 以 露點(diǎn) 溫度 求之 ，進(jìn)料溫度和塔釜溫度以泡點(diǎn)溫度求之。 由 前面的 物料衡算表 知 進(jìn)料組成 ， 由前 面 列表 得 各組分的 A， B， C 值 。 進(jìn)料組成： EDC 、 N H2O Antoine 方程 的數(shù)據(jù)（見尾氣冷凝器計(jì)算 Antoine 方程 ㏑P=AB/（ T+C） T:K,P:KPa） 查參考書 [2] p163 得： VC， C2H2 Antoine 方程 ㏑ P=AB/（ T+C） T:K,P:mmHg，列表如下： 組分 VC EDC N2 C2H2 H2O Xi 0. 0. 0. 0. 0. 27 試差如下： 設(shè) T= P= 組分 siP （ KPa） Ki xi Kixi Vc 2