聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计

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1、7000t/a聚氯乙烯乙快工段初步工艺设计摘要聚氯乙烯(PVC)作为重要的有机化工产品，广泛应用于工业、农业、建筑等行业。乙烘是制备PVC单体氯乙烯(VCM)的原料之一，是极其重要的化工产品之一。本设计对年产7000吨聚氯乙烯乙烘工段进行了初步工艺设计。前言部分主要简要介绍了乙烘的性质以及电石生产乙烘的方法。通过对乙烘生产方法的比较，最终选定了以湿法乙烘作为此次设计的工艺生产方法。整个设计文件由设计说明书、设计计算书和设计图纸三部分组成。设计说明书部分重点介绍了湿法电石生产乙烘的原理以及设计工艺流程等。设计计算书部分主要是进行了较为详细的PVC生产乙块工段物料衡

2、算，并对主要设备中和塔进行了工艺计算和选型，最终完成了设备尺寸的确定，绘制了带控制点的乙烘生产工艺流程图和屮和塔设备图。关键词：聚氯乙烯乙烘电石生产工艺目录摘要I第一章设计项目1第二章前言22.1产品名称及性质22.1.1物理性质22.1.2化学性质22.2工艺方案的选择32.2.1湿法乙烘发生32.2.2干法乙烘发生32.2.3湿法和干法乙烘发生的比较42.3产品的发展前景5第三章工艺设计说明书63」产品用途、原料规格要求63.1.1产品的主要用途63.1.2原料规格要求63.2设计任务书及本设计主要工艺技术指标7321设计任务书73.2.2湿法乙烘牛产原理7

3、3.2.3工艺流程叙述83.2.4主要工艺技术指标93.3主要公式、物性数据来源及计算公式133.4环保及安全要求1416第四章设计计算书4.1物料衡算164.1.1物料平衡示意图164.1.2电石加料量174.1.3NaClO的消耗量174.1.4碱消耗量的计算174.1.5顺流程逐个设备展开计算194.2主要设备中和塔计算224.2.1中和塔塔径计算224.2.2填料层的压降计算244.2.3气相传质单元数计算244.2.4气相总传质单元高度计算254.2.5填料层高度计算264.2.6持液量计算264.2.7支承板选择264.2.8液体分布器274.2.9

4、中和塔数据一览表28第五章小结29参考文献30附录31致谢32•9第一章设计项目本设计是以电石为原料，对年产能力为7000吨的聚氯乙烯(PVC)乙烘工段进行的初步设计。通过对乙烘生产方法的比较，确定了以湿法乙烘作为此次设计的工艺生产方法。选用纯度为99.5%的电石为原料，年产PVC7000吨，年工作日为300天，每天24小时，连续操作。生产过程中，氯乙烯(VCM)的转化率为85%,收率为96%,纯度为99.5%；转换器中乙烘的转换率为98%,VCM的选择率为99.5%；乙块气冷却、清净等工艺的回收率为95%。原料电石经发生器、冷却塔、气液分离器、清净塔、屮和塔、

5、冷凝塔等一系列设备制得较为纯净的乙块气体。发生器岀口温度为80°C,压力为6.865kPa；冷却塔塔I出口温度为45°C,压力为6.865kPa；冷却塔塔II出口温度为40°C,压力为6.865kPa；气液分离器岀口温度为40°C,压力为60kPa；冷凝塔出口温度为20°C,压力为0.06MPa«第二章前言2.1产品名称及性质乙烘分子式为C2H2,英文名称为Acetylene,分子量为26.04,易燃气体。2.1.1物理性质纯乙块为无色、无味、易燃的气体，微溶于水，易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。而电石制的乙块因混有硫化氢、磷化氢、碑化氢，而带有特殊的臭味。熔点(1

6、19kPa)-81・8°C,沸点-84°C,相对密度(水=1)0.62,蒸汽压(16.8°C)4053kPa,燃烧热1298.4kj/molo在15°C和1.5MPa时,乙烘在丙酮中的溶解度为237g/L,溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙烘压入，以便贮存和运输。2.1.2化学性质2.1.2.1加成反应①加氢反应乙烘在催化剂存在下能与氢加成。其反应如下:(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)CH三CH+H2>CH2=CH2②加氯反应cii=cii+ci2——cnci=cnciCHC1=CHC1

7、+-Cl2►CHC1=CC122匸「CHC1=CC12+-Cl―►CC12=CC12~2~③加卤化氢反应CH三CH+HC1>CH2=CHC12CH三CH+HC1►CHCC1=CH2④加氢化氤反应(2-7)(2-8)(2-9)(2-10)CH=CH+HCN>CH2=CHCN①加醋酸反应CH=CH+CH3COOH>CH2=CHCOOCH32.1.2.2水合反应CH=CH+H20>CH3CH02.1.2.3氨化反应3C11=C11+NIL——►甲基毗喘2.1.2.4烘化反应乙烘与丙酮进行烘化反应牛成甲基丁烘醇，再经选择加氢和脱水可得异戊二烯。2.2工艺方案的选择由电石

8、发生乙烘，根据工艺过程的