年产7万吨氯乙烯单体工艺设计本科毕业设计(编辑修改稿)

年产7万吨氯乙烯单体工艺设计本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

HCl 0 )( 2CHClCHVC )( 242 ClHCEDC OH2 全凝器计算 衡算依据 粗油中乙炔溶解度为 %以下， 2N ， 22HC 不冷凝， VC 损失 %。 因此混合气体经全凝器 后大部分 VC 气体成为液体， OH2 和 EDC 全部被冷凝， 而 2N和部分 22HC 不冷凝 ，仍以气体存在。 计算 ① 损失的 VC 的量 损失的 VC 量 hk m o l /4 2 2 % 4 3  因此冷凝得到的 VC(l)的量为 hk m o l /4 2 1 4 04 2 2 4 3 4 0  ② 溶解的 22HC 的量 由已知 %22222)(OHE D ClVCHCHC nnnn n 得溶解的 22HC 的量 武汉工程大学本科 毕业设计 16 hk m o ln HC /0 2 9  物料衡算表 表 全凝器 物料衡算 组分 进口 出口 hkmol/ hkmol/ )(22 gHC )(2 gN )(gVC )(gEDC 0 )(2 gOH 0 )(lVC 0 )(lEDC 0 )(2 lOH 0 )(22 溶解HC 0 总计 低沸塔 计算 衡算依据 粗单体中含 22HC 在 % 以下， VC 损失 % wt。 因此可知经过精馏塔顶馏出物中不含 EDC ， EDC 全部进入塔釜液中。 计算 ① VC 的 含 量 武汉工程大学本科 毕业设计 17 由已知得损失的 VC 量为 hk m o l /4 2 1 % 2 1 4 0  所以 塔顶 VC 的量为 hkmol/ 塔釜 VC 的量为 o l/ h1 3 9 . 9 9 9 9 k m0 . 4 2 1 31 4 0 . 4 2 1 2  ② 22HC 的含量 由已知可得 %0 0 2222 E D CVCHCHC nnn n 所以塔釜中乙炔的含量 hk m oln HC /0 0 1 22  因此塔顶馏出物中 22HC 的含量为 hk m o l /0 2 8 0 1 2 9  ③ EDC 的含量 因为 EDC 全部进入塔釜，所以塔釜 馏出物中 EDC 的含量为 hkmol/ ④ 全塔衡算 进料hk m o lFFFF /7 5 2 4 23 0 1 2 1 4 00 2 9  塔顶 hk m o lDDD /4 4 9 2 1 2 8  塔釜hk m o lWWWW /3 0 2 4 23 0 1 9 9 3 90 0 1  物料衡算表 表 低沸 塔物料衡算 组分 进料 馏出物 釜液 mol 组成 Mol 组成 mol 组成 22HC VC 武汉工程大学本科 毕业设计 18 EDC __ __ 合计 高沸塔计算 塔顶产品中 VC 的纯度为 %，二氯乙烷的含量为 %。 因此可知经过精馏塔釜液中不含 22HC ， 22HC 全部进入塔釜液中。 ① VC 的含量 由已知得塔顶馏出物的总量 hk m o lD /0 0 0 4 0%0 9 % 0 0 1  因此塔顶馏出物中 VC 量为 hk m o l /%  所以塔釜 VC 的量为 hk m o l /1 3 9 6 0 3 99 9 9 3 9  ② EDC 的含量 塔顶馏出物中 EDC 的量为 hk m o l /1 3 8 %0 9 0 0 4 0  塔釜液中 EDC 的量为 hk m o l /1 6 2 3 8 0 1  ③ 22HC 的含量 经过高沸塔的精馏， 22HC 全部从塔顶馏出，釜液中不含有 22HC。 ④ 全塔衡算 进料hk m o lFF /3 0 2 43 0 1 9 9 30 0 1  塔顶 hk m o lDDDD /0 0 0 4 01 3 8 9 9 3 90 0 1  塔釜 hk m o lWWW /3 0 2 6 2 3 9  武汉工程大学本科 毕业设计 19 表 高沸 塔物料衡算 组分 进料 馏出物 釜液 mol 组成 Mol 组成 mol 组成 22HC % __ __ VC % % EDC % % 合计 各组分的 pC 在规定温度范围内 pC 采用下式计算 44332210 TaTaTaTaaRC p ， 11m o lJ   kR的单位为 各气体组分的温度关联式系数列表如下 武汉工程大学本科 毕业设计 20 表 各组分热容系数 组分 0a 1a 2a 3a 4a 22HC     2N     HCl     OH2     VC     EDC     CHOCH3     武汉工程大学本科 毕业设计 21 各组分的 FH 查得各 气体 组分在 298K 时 的标准摩尔生成焓 FH 列表如下 表 各组分的 FH 组分 )(1 kmolkJH F 22HC 228200 2N 0 HCl 92300 OH2 242020 VC 28500 EDC 132840 CHOCH3 166190 热量衡算方法 本次设计热量衡算采用下式计算 ，以每小时为基准      in pFout pF TnCKHnTnCKHnQ )298()298()298()298( 其中 FH 为 298K 时各组分的标准摩尔生成焓， pC 为进出口温度范围内的平均摩尔定压。 石墨冷凝器热量衡算 衡算依据 原料气进口温度 10℃，出口温度 15 ℃ ，压力 300mmHg(表压 )，盐水温度35 ℃。 由物料衡算知冷凝后形成少量盐酸，因少量盐酸携带的热量与大部分气体相比可以忽略，因此可不参与热量衡算。 武汉工程大学本科 毕业设计 22 进出口温度下的 pC 表 进出口各组分的 pC pC（ 1 kmolJ ） 22HC 2N OH2 HCl 283K 258K 输入端和输出端的总焓 表 输入端的总焓 输入组分 kmoln/ kJKHn F /)298( KT /)29 828 3(  kJTKnC p /)283(  22HC 15  HCl  15  2N 0 15  OH2 39930 15  合计    JH 8 5 5 3 8 7 77 8 0 6 7 7 5 8 7 2 1 6 2 9入 表 输 出 端的总焓 输入组分 kmoln/ kJKHn F /)298( KT /)29 825 8(  kJTKnC p /)258(  22HC 40  HCl  40  武汉工程大学本科 毕业设计 23 2N 0 40  OH2  40  合计    JH 8 3 1 9 6 9 74 6 1 9 3 7 1 7 8 7 5 6 8 7 6出 所以       JHQ 3 4 1 7 8 5 5 3 8 7 8 3 1 9 6 9 7H 入出 Q 为负值，说明需要从冷凝器移走热量，即每小时需从冷凝器移走  的热量。 合成塔热量衡算 衡算依据 串联转化，一次转化率为 %70 ，温度 150℃，进料温度 80℃，转化后温度110℃；二次转化率 % ，温度 140℃，进料和出料温度设为 110℃；进口水温 97℃，出口水温 102℃，不计热损失。 第一次转化热量衡算 ① 进出口温度下 各气体组分 的 pC 表 各组分进出口的 pC pC（ 1 kmolJ ） 22HC 2N HCl OH2 VC EDC CHOCH3 353K __ __ __ 383K __ ② 第一次转化输入端和输出端的总焓 武汉工程大学本科 毕业设计 24 表 第一次转化输入端的总焓 输入组分 kmoln/ kJKHn F /)298( KT /)29 835 3(  kJTKnC p /)353(  22HC 55 2N 0 55 HCl  55 OH2  55 合计   JH 9 4 0 8 1 3 5 1 2 6 8 7 5 6 8 7 6入 表 第一次转化输 出 端的总焓 输 出 组分 kmoln/ kJKHnF /)298( KT /)29 835 3(  kJTKnC p /)353(  22HC 85 2N 0 85 HCl  85 VC 85 EDC  85 CHOCH3  85 合计   JH 4 0 3 6 0 9 5 5 9 5 0 8 0 1 3出 所 以       JHQ 1 0 0 4 5 2 9 4 0 8 1 3 87 8 4 0 3 6 0 8H1 入出 1Q 为负值，说明第一次转化需要移走热量，即每小时需从 合成塔 移走武汉工程大学本科 毕业设计 25  的热量。 由1,1 2q QtC OHpm （冷却水的 pC 为 1 kkgkJ ）得 每小时冷却水的用量 kgtC Qq OHpm 5, 11 )97102( 00 45 292  第二次转化热量衡算 ① 进出口温度下 各气体组分 的 pC 表 各组分进出口的 pC pC（ 1 kmolJ ） 22HC 2N HCl VC EDC CHOCH3 383K ② 第二次转化输入端和输出端的总焓 表 第二次转化输入端总焓 输入组分 kmoln/ kJKHnF /)298( KT /)29 835 3(  kJTKnC p /)353(  22HC 85 2N 0 85 HCl  85 VC 85 EDC  85 CHOCH3  85 合计 武汉工程大学本科 毕业设计 26   JH 表 第二次转化输出端总焓 输 出 组分 kmoln/ kJKHnF /)298( KT /)29 835 3(  kJTKnC p /)353(  22HC 85 2N 0 85 HCl  85 VC 85 EDC  85 CHOCH3  85 合计   JH 所以       JHQ 6 5 0 7 5 4 0 3 6 0 7 5 2 8 4 8H2 入出 2Q 为负值，说明第 二 次转化需要移走热量，即每小时需从 合成塔 移走  的热量。 由2,2 2q QtC OHpm （冷却水的 pC 为 1 kkgkJ ）得 每小时冷 却水的用量 kgtC Qq OHpm 5, 22 )97102(  合成塔总换热量 Q和冷却水总用量 mq 由以上衡算过程知 每小时 武汉工程大学本科 毕业设计 27 总换热量 kJQ 8 2 5 6 5 5 2 8 99 1 6 5 0 7 5 1 0 0 4 5 2 921  冷却水总用量 kgqqq mmm 55521 104 5 1 4  全凝器热量衡算。