年产30万吨pvc聚氢乙烯_课程设计(编辑修改稿)

年产30万吨pvc聚氢乙烯_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

0  水mm mH C l H C l ∴ HCl  HCl： ()=盐酸： 80%+ ()=(3)多筒过滤器物料衡算表 表 4 多筒过滤器物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 盐酸 Σ Σ 石墨预热器 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 15 表 5石墨预热器物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O Σ Σ 转化器 图 3 转化器物料衡算方框图 根据 氯乙烯产率为 %，二氯乙烷产率 %，乙炔 转化率为 95%。 [3] (1)进料 组成为 CH≡CH ： 20852kg HCl： O2： H2O： (2)出料 组成为 CH2=CHCl： （ 20852247。 26） 95% % = CH≡CH ： 20852（ 195%） = CH3CHCl2:：（ 20852247。 26） 95% % 99= HCl： （ 247。 +2 247。 99） = O2： H2O： (3)转化 器物料衡算表 表 6 转化器物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH2=CHCl HCl CH≡CH O2 HCl CH≡ CH HCl O2 H2O 转化器 CH2=CHCl HCl CH≡ CH O2 H2O CH3CHCl2 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 16 H2O O2 H2O CH3CHCl2 Σ Σ 误差分析：（ ） / 100%=% 故可行。 除汞器 催化剂在物料中含量很少，而且不会影响整个物料平衡。 除汞 器物料衡算表 表 7 除汞器物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH2=CHCl CH2=CHCl CH≡CH CH≡CH HCl HCl O2 O2 H2O H2O CH3CHCl2 CH3CHCl2 Σ Σ 碱洗泡沫塔 图 4 碱洗泡沫塔物料衡算方框图 CH2=CHCl CH≡ CH HCl O2 H2O CH3CHCl2 碱洗泡沫塔 CH2=CHCl CH≡ CH O2 H2O CH3CHCl2 NaOH 溶液 NaCl 溶液 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 17 根据： 用 5%～ 10%的 NaOH 溶液 除去余 下 的氯化氢 气体。 取 10%的 NaOH 溶液除氯化氢气体。 （ 1） 进料 NaOH 溶液 :（ ） 40/10%= CH2=CHCl： kg CH≡CH ： HCl： kg O2 ： kg H2O： CH3CHCl2 ： （ 2） 出料 HCl 被碱液吸收，从而出料气中不含 HCl 气体 NaCl 溶液： += CH2=CHCl： kg CH≡CH ： kg O2 ： kg H2O： kg CH3CHCl2 ： （ 3） 碱洗泡沫塔物料衡算表 表 9 碱洗泡沫塔物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH2=CHCl CH2=CHCl CH≡CH CH≡CH HCl O2 O2 H2O H2O CH3CHCl2 CH3CHCl2 NaOH 溶液 NaCl 溶液 Σ Σ 总物料衡算表 表 10 合成段 总物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH HCl CH2=CHCl 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 18 O2 O2 H2O H2O NaOH 溶液 NaCl 溶液 CH3CHCl2 30%盐酸 40%盐酸 （多筒） 40%盐酸 （石墨） Σ 100 Σ 误差分析：（ ） / 100%=%，在允许范围，故可行。 聚合工段的物料计算 聚合釜 设生产装置年产量： 30 万吨；设一年开工 300 天，每天分三批生产， 聚合物一般进行到转化率为 85%～ 90%（本设计中取 88%） 图 5 聚合釜 物料衡算方框图 （ 1）进料计算 聚合总共所需单体量： M0=300000t/88%=每批生产所需的单体量： M1= 103kg/(330 3)= 103kg 其中无离子水：氯乙烯单体＝ ： 1 （参照海化的生产资料的数据） 所以：无离子水的质量 ： M2= 103 = 103kg 此外：助剂质量：氯乙烯单体质量＝ ： 100 （参照海化数据） 所以：助剂质量： M3= 103kg 5 104= 进 料 的 总 质 量 ： M= M1+ M2+ M3= 103kg+ 氯 乙烯 水 助剂 聚合釜 pvc 氯乙烯 水 助剂 氯乙烯单体损失 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 19 103kg+ = 103kg （ 2）出料的计算 产生的聚合物的质量： M139。 = M1 88%= 103kg 88%=103kg 未反应的氯乙稀单体损失约为 1%（由悬浮液液相吸附，悬浮液故固相吸附，清釜用料） 所以：损失的单体质量： M239。 = M1 1%= 103kg 1%= 103kg 剩 余的氯乙烯单体质量： M339。 = M1－ M139。 － M239。 = 103kg 103kg= 103kg 其中无离子水和助剂的质量没有变化 出料的树脂悬浮液质量： M39。 = M139。 + M339。 + M2+ M3＝ 103kg＋ 103kg＋ 103kg＋ ＝ 103kg 可得 M39。 + M239。 = 103kg+ 103kg= 103kg=M （ 3） 聚合 釜的 物料衡算表 表 11 聚合釜的 物料衡算表 进料 质量 / kg 出料 质量 /kg 氯乙烯 103 pvc 103 水 103 氯乙烯 103 助剂 103 水 103 助剂 103 氯乙烯单体损失 103 Σ 103 Σ 103 出料槽 图 6 出料槽 物料衡算方 框图 pvc 氯乙烯 水 助剂 出料槽 pvc 氯乙烯 水 助剂 氯乙烯回收 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 20 在此过程中进料为树脂悬浮液，在此过程是除去未反应的 9%氯乙烯单体（以总量来计算）将起回收至单体气柜中。 回收的氯乙烯单体的质量： M 除 = 103kg 9%= 103kg 剩余聚氯乙稀单体质量： M 留 ＝ 103kg－ 103kg＝ 103kg 出料为聚氯乙稀溶液，其质量： M39。 39。 = M 留 +M2+ M3+ M139。 = 103kg＋ 103kg＋ ＋ 103kg= 103kg 因为 M39。 39。 ＋ M 除 ＝ 103kg＋ 103kg= 103kg=M’ 物料平衡 表 12 出料槽的 物料衡算表 进料 质量 / kg 出料 质量 /kg 氯乙烯 103 pvc 103 水 103 氯乙烯 103 助剂 103 水 103 pvc 103 助剂 103 氯乙烯回收 103 Σ 103 Σ 103 汽提塔 图 7 气提塔 物料衡算方框图 此 过程中回收剩余的占总量的 2％的氯乙烯单体，出料为料浆。 除去的氯乙烯单体的质量： M 除 39。 = 103kg 2%= 103kg 料浆的质量： M 料 ＝ M139。 + M2+ M3＝ 103＋ 103＋ ＝ 103kg 因为 M 除 39。 ＋ M 料 ＝ 103kg＋ 103kg＝ 103kg＝ M39。 39。 pvc 氯乙烯 水 助剂 气提塔 pvc 水 助剂 氯乙烯回收 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 21 所以物料平衡。 表 13 出料槽的 物料衡算 表 进料 质量 / kg 出料 质量 /kg 氯乙烯 103 pvc 103 水 103 氯乙烯回收 103 助剂 103 水 103 pvc 103 助剂 103 Σ 103 Σ 103 离心机 图 8 离心机 物料衡算方框图 此过程主要是 除去中间的 90％的无离子水和助剂 除去的水的质量： M 水 39。 = 103kg 90％＝ 103kg 剩余的为聚氯乙稀溶液的质量为 M 溶 ＝ M 料 － M 水 39。 － M3＝ 103kg － 103kg－ ＝ 103kg 表 14 聚合工段主要物料衡算结果总表 （ 单位 : kg/p） 氯乙烯单体 聚氯乙稀 无离子水 助 剂 注 释 聚合釜进料 103 103 树脂悬浮液 103 103 103 损失单体 103 出料槽出料 103 103 103 除去单体 103 汽提塔出料 103 103 除去单体 103 pvc 水 助剂 离心机 pvc 水 水 助剂 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 22 五、热量衡算 衡算方法 在热量衡算中，如果无轴功条件下，进入系统加热量与离开系统的热量应平衡，即在实际中对传热设备的热量衡算可表示为： 54321 Q  入方： 1Q ：物料带入热； 2Q ：加热剂或冷却剂带入热； 3Q ：过程热效应； 出方： 4Q ：物料带出热； 5Q ：热损失。 设 5Q 是 2Q 的 5% “ ” 表示吸热， “ ＋ ” 表示放热。 设混合 物 平均热容近似等于各组分热容与质量分数乘积之和。 即  iiwcC ，含量少的物质对混合体系热容地方影响可不计。 同种物质的平均比热容2121lnppppCCCCCp  标况下有关物化数据表 项目 温度 /℃ 比热 /kcal/（ kg ℃ ） 乙炔 25 75 110 HCl 25 75 110 水蒸气 25 75 110 O2 25 75 110 氯乙烯 25 75 110 盐酸（ 40%） [5] 35 年产 30 万吨 PVC 聚氢乙烯 _课程设计 23 主要设备热量衡算 石墨冷却器 已知表： 表 15 石墨冷却器物料衡算表 进料 质量 /kg W/% 出料 质量 /kg W/% CH≡CH 20852 CH≡CH 20852 HCl HCl O2 O2 H2O H2O 盐酸 Σ Σ 进料温度： 25℃ ，出料温度： 13℃ 25℃ 为计算基准 C 乙炔 = kJ(kg ℃ )1 C 水蒸气 = kJ(kg ℃ )1 C 氯化氢 = kJ(kg ℃ )1 C 氧气 = kJ(kg ℃ )1 C 水（ l） = kJ(kg ℃ )1 C 水（冷凝热） = kJ(kg ℃ )1 C40%盐酸 =3214 kJ(kg ℃ )1 计算： Q1：进料温度 25℃ ，则 Q1=0 Q3： HCl 溶于水放出的热以及水气液化放出的热 生成 40%盐酸时， HCl 的水溶液的生成热： 3544kcalkmol。