年产1万吨p-pvc糊树脂工艺设计—氯乙烯合成工段工艺设计(编辑修改稿)

年产1万吨p-pvc糊树脂工艺设计—氯乙烯合成工段工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

树脂 工艺设计 — 氯乙烯合成 工段工艺设计 13 及压力指示仪表。 水分离器及中间槽设置液位指示仪表，低沸塔、高沸塔进料管道设置流量指示仪表。 再沸器的热水进口及回水管道也设置流量指示仪表，这些仪表均为模拟 信号集中控制仪表，以及时控制相应的参数。 单体泵上设置压力指示仪表，为就地仪表。 热水槽的仪表控制设计 热水槽上设置温度指示仪表，液位指示仪表，出水管道上设置温度指示仪表及压力指示仪表，以及时控制这些设备管道的数据，这些仪表均为模拟信号集中控制仪表。 在电机泵上设置压力指示仪表，为就地仪表。 安徽建筑工业学院本科生 课程 设计 14 第 五 章 工艺设计计算 物料衡算 总的物料平衡（物料衡算总流程图） 稀酸（约 15%） 3600t/a 废碱液 补加水3060t/a 补加碱液80t/a 水洗、碱洗工序 精馏工序 VCM 11500t/a 乙炔及其它 杂物 HCL 7400t/a 乙炔 5000t/a 混合脱水工序 合成工序 触媒 加触媒 稀酸 进入 水洗 碱洗工序 年产 1万吨 PPVC糊树脂 工艺设计 — 氯乙烯合成 工段工艺设计 15 总物料平衡计算 设 HCI与乙炔反应的转化率为 98%，结合 VCM转化成糊树脂的情况，要年产 10000吨 PVC 糊树脂每年约要 11500 吨的 VCM，而每年生成 11500 吨的约要乙炔原料气 5000吨，在反应开始加入 HCL 与乙炔时，一般 HCL 过量，而且根据参考文献， HCL 与乙炔的加入量的摩尔比约为 :1,取 HCL与乙炔的摩尔比为 :1，则所要的 HCL量为： 50001 .0 5 3 6 .5 7 3 7 0 .1 926   取 HCL 的量为 7400 吨，此时， () ( 7 4 0 0 5 0 0 0: 1 .0 5 43 6 .5 2 6H CLMM 乙 炔 ） ： 根据齐化集团有限公司生成 PVC 糊树脂的配方，年产 10000 吨 PVC糊树脂中氯乙烯合成每年约需要汞催化剂 万吨。 此外，每年约需要加水 3060 吨，加入质量分数约为 15%的碱液 80吨，每年约出酸（约 15%） 3600 吨，排出废碱液量为 吨。 触媒催化剂按 %的损失计算，则每年回收的量为： 8 .5 8 .5 0 .0 0 1 5 8 .4 9t t t   整个氯乙烯合成部分最终排出的尾气和低沸物、高沸物的总和为。 氯乙烯合成 部分是由混合脱水工序、合成工序、水洗碱洗工序以及精馏工序组成，这四个部分的损失分别设为 %、 %、 %、 %，则氯乙烯合成部分的总损失量为： 1 2 . 4 / 1 8 . 5 5 / 1 5 . 5 2 / 1 9 . 0 1 / 6 5 . 4 8 /t a t a t a t a t a    所以氯乙烯合成部分的总的物料衡算式为： 7 4 0 0 / 5 0 0 0 / 8 . 5 / 3 0 6 0 / 8 0 / 1 5 5 4 8 . 5 /t a t a t a t a t a t a     1 2 . 4 / 1 8 . 5 5 / 8 . 4 9 / 1 5 . 5 2 / 3 6 0 0 / 1 1 5 . 4 9 / 1 9 . 0 1 / 2 5 9 . 0 4 / 1 1 5 0 0 /t a t a t a t a t a t a t a t a t a        即整个氯乙烯合成部分的物料平衡。 混合脱水工序的物料平衡 混合脱水工序的物料平衡图 安徽建筑工业学院本科生 课程 设计 16 稀酸 混合脱水工序的物料平衡计算 加入的乙炔量为 5000t/a，加入的 HCL 量为 7400t/a,则 () (: 2 0 2 . 7 3 9 7 2 6H C LM M m o l乙 炔 ） ： 设乙炔工序关过来的乙炔中含水 %,并且在混合脱水工序除去所有的水份，则除去的水份为： 5000t/a %=25t/a 设此工序中得到的冷凝酸槽中的稀酸的质量分数约为 15%，则带走的 HCL的量为： 25 /1 ta 则冷凝酸槽中的稀酸的量为 吨，此时稀酸的质量分为数为： 100% %  设此工序的损失量为 %,则此工序的损失量为： 7 4 0 0 / 0 . 0 0 1 5 0 0 0 / 0 . 0 0 1 1 2 . 4 /t a t a t a    由上可得进入下一工序的各种物质的数量分别为： HCL： 7 4 0 0 / 7 . 4 / 4 . 4 1 / 7 3 8 8 . 1 9 /t a t a t a t a   乙炔： 5 0 0 0 / 2 5 / 5 / 4 9 7 0 /t a t a t a t a   则混合脱水工序的物料平衡计算式为： 5 0 0 0 / 7 4 0 0 / 1 2 4 0 0 /t a t a t a  1 2 . 4 / 2 9 . 4 1 / 7 3 8 8 . 1 9 / 4 9 7 0 /t a t a t a t a   即整个混合脱水工序的物料平衡。 混合脱水工序 乙炔 4970t/a 乙炔 5000t/a HCL7400t/a 稀酸 年产 1万吨 PPVC糊树脂 工艺设计 — 氯乙烯合成 工段工艺设计 17 合成工序的物料平衡 合成工序的物料平衡图 合成工序的物料平衡计算 从混合脱水工序过来的 HCL 的量为 ,乙炔的量为 4970t/a，加入的汞催化剂的量为。 设此工序的损失为 %,则损失量为： 7 3 8 8 . 1 9 / 0 . 0 0 1 5 4 9 7 0 / 0 . 0 0 1 5 8 . 5 / 0 . 0 0 1 5t a t a t a     1 1 .0 8 / 7 .4 6 / 0 .0 1 2 7 5 /t a t a t a   /ta 又由于反应中 HCL过量，所以生成的氯乙烯由乙炔来计算，反应的转化率为 98%，则所得的氯乙烯的量为： /ta （ 4970t/） 而反应的 HCL的量为： / 6827 .31 / ta  即剩余的 HCL的量为： 7 3 8 8 0 1 9 / 6 8 2 7 . 3 1 / 1 1 . 0 8 / 5 4 9 . 8 0 /t a t a t a t a   剩余乙炔及其它杂物的量为： ( 4 9 7 0 / 7 . 4 6 / ) ( 1 0 . 9 8 ) 9 9 . 2 5 /t a t a t a    剩余触媒的量为： 合成工序 触媒 乙炔 4970t/a a 乙炔及其它 杂物 触媒 安徽建筑工业学院本科生 课程 设计 18 8 .5 / 0 .0 1 2 7 5 / 8 .4 9 /t a t a t a 则合成工序的物料平衡计算式为： 7 3 8 8 .1 9 / 4 9 7 0 / 8 .5 /t a t a t a /ta 1 8 . 5 5 / 8 . 4 9 / 5 4 9 . 8 0 / 9 9 . 2 5 / 1 1 6 9 0 . 6 0 /t a t a t a t a t a     即整个合成工序的物料平衡。 水洗、碱洗工序物料平衡 水洗碱洗工序物料平衡图 水洗碱洗工序物料平衡计算 从合成工序过来的氯乙烯的量为 ,过来的乙炔及其它杂物的量为，过来的 HCL 的量为。 另外，从混合脱水工 序中冷凝酸槽过来的稀酸有。 还有就是在工序中要补加水和碱液，补加的水为 3060t/a，补加的碱液为 80t/a（质量分数约为 15%）。 设此工序的损失量为 %,则损失的量为： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 0 . 0 0 1 9 9 . 2 5 / 0 . 0 0 1 2 9 . 4 1 / 0 . 0 0 1 5 4 9 . 8 0 / 0 . 0 0 1t a t a t a t a       3 0 6 0 / 0 .0 0 1 8 0 / 0 .0 0 1t a t a    1 1 . 7 0 / 0 . 0 9 9 / 0 . 0 2 9 / 0 . 5 5 / 3 . 0 6 / 0 . 0 8 /t a t a t a t a t a t a      /ta 则经过此工序，除去损失，剩下的 VCM 的量为： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 1 1 . 7 / 1 1 6 7 8 . 9 /t a t a t a 剩下的乙炔及其它杂物的量为： 水洗、碱洗工序 稀酸 补加水 3060t/a 乙炔及其它 杂物 稀酸（约 15%） 3600t/a 废碱液 乙炔及其它 杂物 补加碱液 80t/a 年产 1万吨 PPVC糊树脂 工艺设计 — 氯乙烯合成 工段工艺设计 19 9 9 .2 5 / 0 .0 9 9 / 9 9 .1 5 /t a t a t a 设水洗碱洗过程中两级水洗塔吸收混合气体中的 98%的 HCL， 而过来的 HCL的量为： 5 4 9 . 8 0 / 2 9 . 4 1 / 0 . 0 0 1 5 5 5 4 . 2 1 /t a t a t a   则水洗过程洗去的 HCL 的量为： 5 5 4 .2 1 / 9 8 % 5 4 3 .1 3 /t a t a 水洗过程生成的稀酸去售酸工序，设生成的稀酸的质量分数约为 15%，则每年的出酸量为： 54 3. 13 / 36 20 .8 7 / ta ta 取每年出酸 3600t/a，则最终所送去售酸工序的稀酸 的浓度为： 5 4 3 .1 5 / 1 0 0 % 1 5 .0 9 %3 6 0 0 /tata  除水洗以外，剩下的 HCL 由碱液（质量分数约为 15%）除去，由碱液除去的 HCL的量为： 5 5 4 .2 1 / 5 4 3 .1 3 / 1 1 .0 8 /t a t a t a 由 2N a O H H C L N a C l H O   可以得到除去 ，所以需碱液的量为： 12. 4 / 80. 93 / ta 取每年加入碱液 80t,此时碱液中含有 NaOH 的质量分数为： 12 .4 / 10 0% 15 .1 8%80ta  又因为排出稀酸 3600 吨，稀酸的质量分数为 %,则需水量为： 3 6 0 0 / (1 0 . 1 5 0 9 ) 3 0 5 6 . 7 6 /t a t a 取每年补加水 3060t 而由平衡，每年排出的废碱液的量为 则水洗碱洗工序物料平衡计算式为： 1 1 6 9 0 . 6 0 / 9 9 . 2 5 / 5 4 9 . 8 0 / 3 0 6 0 / 8 0 / 2 9 . 4 1 / 1 5 5 0 9 . 6 0 /t a t a t a t a t a t a t a      1 5 . 5 2 / 9 9 . 1 5 / 1 1 5 . 4 9 / 3 6 0 0 / 1 1 6 7 8 . 9 0 /t a t a t a t a t a     即整个水洗碱洗工序的物料平衡。 精馏工序的物料平衡 安徽建筑工业学院本科生 课程 设计 20 精馏工序的物料平衡图 精馏工序的物料平衡计算 从水洗碱洗工序经气柜，压缩机过来的氯乙烯的量为 ，过来的乙炔及其它杂物的量为 设此精馏工序的损失为 %，则精馏工序的损失量为： 1 1 6 7 8 . 9 0 / 0 . 0 0 1 5 9 9 . 1 5 / 0 . 0 0 1 5 1 7 . 5 2 / 1 . 4 9 / 1 9 . 0 1 /t a t a t a t a t a      则损失后剩余的 VCM 的量为： 1 1 6 7 8 . 9 0 / 1 7 . 5 2 / 1 1 6 6 1 . 3 8 /t a t a t a 损失后剩余的乙炔及其它杂物的量为： 9 9 .1 5 / 1 .4 9 / 9 7 .6 6 /t a t a t a 设在剩余的 VCM 的 中，其中有 的 VCM 气体无法冷凝， 进入尾气冷凝器，再进入尾气回收工序，而乙炔及其它杂物中的乙炔气体无法冷凝，也进入尾气冷凝器，再进入尾气回收工序，乙炔及其它杂物中的低沸物、高沸物将在低沸塔、高沸塔中依次除去，最终排放。 尾气及排出的低沸物、高沸物的总和为。 最终排出的成。