年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段工艺初步

设计毕业论文

中文摘要 英文摘要 前言 1 绪论 ............................................................................................................................................................... 4 1.1 聚氯乙烯(PVC) ......................................................................................................................................... 4 1.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况 ..................................................................................................................... 4 1.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用 ..................................................................................................... 4 1.1.3 聚氯乙烯系列聚合物的性质 ................................................................................................................. 5 1.1.4 聚氯乙烯制品的开发与应用技术 ....................................................................................................... 5 1.1.5 聚氯乙烯合成方法 ................................................................................................................................. 7 1.2 氯乙烯（VC） ........................................................................................................................................ 11 1.2.1 氯乙烯的合成 ....................................................................................................................................... 11 1.2.2 生产工艺流程简述 ............................................................................................................................... 14 1.2.3 主要工艺参数 ....................................................................................................................................... 15 1.2.4 主要原料和产物的物化性质 ............................................................................................................... 15 2 工艺计算 ..................................................................................................................................................... 17 2.1 物料衡算 .................................................................................................................................................. 17 2.1.1 计算依据 ............................................................................................................................................... 17 2.1.2 计算 ....................................................................................................................................................... 17 2.2 热量衡算 .................................................................................................................................................. 25 2.2.1 衡算方法 ............................................................................................................................................... 25 2.2.2 标况下有关物化数据表 ....................................................................................................................... 25 2.2.3 计算 ....................................................................................................................................................... 26 3 主要设备的设计与选型 ............................................................................................................................. 32 3.1 石墨冷却器的选型 .................................................................................................................................. 32 3.1.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 32 3.1.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 33 3.2 石墨预热器的选型 .................................................................................................................................. 33 3.2.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 33 3.2.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 34 3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 .............................................................................................................................. 34 3.3.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 34 3.3.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 35 3.4 转化器的设计 .......................................................................................................................................... 35 3.4.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 35 3.4.2 计算 ....................................................................................................................................................... 36 3.4.3 手孔 ....................................................................................................................................................... 37 3.5 泡沫水洗塔的设计 .................................................................................................................................. 38 3.5.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 38

1

3.5.2 塔径的计算 ........................................................................................................................................... 38 3.5.3 孔的布置 ............................................................................................................................................... 38 3.5.4 塔板的压降 ........................................................................................................................................... 39 3.5.5 稳定性 ................................................................................................................................................... 39 3.5.6 液泛 ....................................................................................................................................................... 40 3.5.7 物沫夹带 ............................................................................................................................................... 40 3.6 主要设备一览表 ...................................................................................................................................... 41 4 主要管道管径计算和选型 ......................................................................................................................... 41 4.1 HCl进料管 ............................................................................................................................................... 41 4.2 乙炔气进料管 .......................................................................................................................................... 42 4.3 石墨冷却器的进料管 .............................................................................................................................. 42 4.4 多筒过滤器进料管 .................................................................................................................................. 42 4.5 转化器进料管 .......................................................................................................................................... 43 4.6 转化器出料管 .......................................................................................................................................... 43 4.7 石墨冷却器进口管 .................................................................................................................................. 44 4.8 40%盐水进料管..................................................................................................................................... 44 4.9 循环水管 .................................................................................................................................................. 44 4.9.1 石墨预热器 ........................................................................................................................................... 44 4.9.2 转化器 ................................................................................................................................................... 44 4.9.3 石墨冷却器 ........................................................................................................................................... 45 4.10 总进水管 ................................................................................................................................................ 45 4.11 部分管道一览表 .................................................................................................................................... 45 5 合成工段中三废的产生及处理 ................................................................................................................. 46 5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 ...................................................................................................... 46 5.1.1 氯化汞触媒的产生 ............................................................................................................................... 46 5.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 .............................................................................................. 46 5.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生 ....................................................................................................................... 46 5.2.2 中毒机理 ............................................................................................................................................... 46 5.3 废水的处理 .............................................................................................................................................. 47 5.3.1 废水排放标准 ....................................................................................................................................... 47 5.3.2 废水的处理方法 ................................................................................................................................... 47 5.4其他三废的处理 ....................................................................................................................................... 48 6 安全生产防火技术 ..................................................................................................................................... 48 6.1 厂区安全生产特点 .................................................................................................................................. 48 6.2 乙烯合成的安全技术 .............................................................................................................................. 48 6.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围 ....................................................................................... 48 6.3乙炔爆炸 ................................................................................................................................................... 49 6.3.1 氧化爆炸 ............................................................................................................................................... 49 6.3.2 分解爆炸 ............................................................................................................................................... 49 6.3.3 乙炔的化合爆炸 ................................................................................................................................... 49 6.4 氯乙烯的燃烧性能 .................................................................................................................................. 49 6.5 安全措施 .................................................................................................................................................. 50 结论 ................................................................................................................................................................. 51

2

参考文献 ......................................................................................................................................................... 52 致谢 ................................................................................................................................................................. 53

前言

本设计是根据设计任务书的要求，对年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段进行初步设计，广泛收集了PVC工艺和化工设计的相关资料作为设计的理论依据。

本设计对PVC的工艺发展状况、工艺选择、性质、工艺流程及合成原理，相关的物料性质、物料衡算、设备选型、管道设计作了较为详细的阐述，以理论设计为主，参考了大量资料和书籍，力求接近实际、切合实际。

在此次设计中，自始至终都得到了曾文南老师的悉心指导和同学们的热心帮助，在此表示衷心的感谢。

由于水平有限，设计经验不足，设计汇总难免存在纰漏和不足之处，敬请各位老师和同学批评指正。谢谢！

3