年产6万吨PVC配套乙炔工段工艺设计Word文件下载.doc
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3.2工艺计算 17
4主要设备的计算和选型 24
4.1中和塔的设计 24
4.2冷凝器 29
5安全防火设计 30
5.1综合安全防护 30
5.2安全防护 30
6环境保护 31
6.1废渣的治理 31
6.2废水处理 31
6.3废气治理 31
参考文献 32
致谢 33
内容摘要：
本设计为年产6万吨PVC乙炔工段的初步工艺设计，整个设计由设计正文和设计图纸两部分组成。
在设计正文中，简单介绍了乙炔的性质和主要用途，也介绍了目前由电石生产乙炔的两种常见的生产方法——湿法乙炔和干法乙炔，并进行了比较，最后确定以湿法乙炔作为本设计的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，进行了较为详细的物料衡算和能量衡算，并对设备进行了工艺计算和选型，同时对整个聚氯乙烯生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明。
绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括乙炔生产工艺流程图、主要设备图。
关键词：
聚氯乙烯乙炔电石生产工艺
Abstract:
Entiredesignisforannualoutputof60,000tonsofacetyleneworkingprocedure，whicharecomposedoftwoparts：
designingarticleanddesigndrawingoriginally.Producecurrentsituation,propertiesandmainusehavingintroducedacetyleneinthemiddledesigningspecifications,thehandicraftproductionmethodhavingalsointroducedthatatpresent,twokindscommonindustrypolymerizationproductionmethodtoproduceacetylene,thewetprocessandthedriedprocesshavingcarriedoutcomparison,ascertainingthatfinallywiththewetprocess.Inthedesignprocess,inaccordancewiththerequirementsofthemissiondesign,amoredetailedmaterialbalanceandenergybalance,andequipmentforthecalculationandselectionprocess,theentireproductionofPVCintheprocessofattentiontosafetyIssuesandthe"
threewastes"
Managementmadeanote.Drawingthecorrespondingdesigndrawings,designdrawings,includingacetyleneproductionprocessmap,themapofmajorequipmentassembly,andtheequipmentlayoutplans.
Keywords:
polyvinylchlorideacetylenecalciumcarbideProductivetechnology
前言
聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体（VC）均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂，聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂，经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。
当前，PVC生产面临着严重的挑战。
比如：
生态环境的保护，潜在替代品的市场竞争，资源的进一步优化配置，能量的合理充分利用，生产过程的优化和高效率化，生产和使用效率的提高，应用技术和市场开拓等，都在不同程度上影响着PVC的进一步发展，在上述问题上仍有大量工作要做，对生态环境安全的配套助剂，环境保护技术（包括PVC废弃物的回收，再利用和处理）等方面，更需要花大力气加以研究。
1绪论
1.1产品名称及性质
1.1.1产品名称
乙炔
1.1.2分子式
C2H2，分子量为26.04
1.1.3产品说明
工业电石乙炔中因含有杂质磷化氢等而有特殊臭味。
在温度-83.6℃和0.1MPa压力下，乙炔变为无色、易流动的液体。
温度继续下降，即成为白雪状物质。
在0℃和0.1MPa压力下，1L液态乙炔可得382.5L气态乙炔。
1.2产品特性
1.2.1物理性质
1.2.1.1密度
乙炔气体在不同的温度下的密度分别见表1.1。
表1.1不同温度下乙炔的密度
温度℃
-15
-10
-5
5
10
15
20
25
30
35
密度kg/m3
1.23
1.21
1.19
1.17
1.15
1.13
1.11
1.09
1.07
1.05
1.03
1.2.1.2热容、粘度、导热系数
表1.2乙炔气体热容、粘度、导热系数与温度的关系
温度
/K
定压
热容
J/mol·
K
粘度
μPa·
s
导热系数
×
10-3W/（m·
K）
J/mol·
10-3（m·
200
40.23
6.884
13.06
650
58.78
20.166
63.22
250
42.87
8.641
17.5
700
60.16
21.352
69.5
300
45.43
10.34
22.36
750
61.46
22.501
75.78
350
47.81
11.958
27.55
800
62.63
23.616
82.06
400
50.03
13.492
33.08
850
63.72
24.699
87.92
1.2.1.3溶解度
①在水中的溶解度
乙炔在水中的溶解度随温度的升高而减小；
随压力的升高而增大。
乙炔气体在0.1MPa下在水中的溶解度与温度的关系见表达1.3。
表1.3乙炔气体在0.1MPa下在水中的溶解度与温度的关系
温度/℃
溶解度（升C2H2/升H2O）
1.73
1.49
1.31
0.93
0.84
40
50
60
70
80
90
溶解度（升C2H2/升H2O）
0.65
0.5
0.37
0.25
0.15
0.05
②在其它溶剂中的溶解度
乙炔能溶解在许多无机和有机的溶剂中，乙炔在某些溶剂中的溶解度见表：
表1.4乙炔在某些液体中的溶解度
溶剂
乙炔溶解度
（L/L）
NaCl饱合溶液
0.60
苯
4.00
CS2
1.00
乙醇
6.00
水
1.10
工业乙酸乙酯
14.80
四氯化碳
2.00
丙酮
25.00
1.2.1.4着火点的着火温度
乙炔的着火点为305℃。
表1.5乙炔与空气或氧气混合时的着火温度
气体
乙炔，
空气
乙炔，
氧气
体积组成
50%，
50%
30%，70%
10%，90%
80%，20%
50%，50%
着火温度℃
353
374
387
352±
2
354±
386±
1.2.1.5自燃点
乙炔的自燃点为406～440℃。
1.2.1.6在空气中允许之有害浓度
一般情况下：
C2H2小于0.5毫升/升，如有0.1%PH3存在时：
C2H2小于0.0005mL/L。
1.2.1.7爆炸性
乙炔物理性质中最危险的就是其爆炸性，因此，在使用、包装、储运中均应引起高度重视。
①自爆性
乙炔属不饱合烃，很不稳定，较易发生分解爆炸。
在高温高压下，更具有分解爆炸的危险性。
压力0.15MPa的工业乙炔，在温度超过550℃时，将全部分解爆炸，其反应式为：
C2H22C+H2
②乙炔与其它气体混合物的爆炸性
乙炔与空气混合时，其混合气的爆炸极限为乙炔含量2.3%～81%（2.5%～80%体积）,最危险的范围为7%～13%。
乙炔与氧混合时，当乙炔的含量为2.3%～93%在1个大气压下加热至300℃以上即行爆炸最危险的范围为O2含量在30%～50%。
乙炔与氯气混合时，在日光作用下就会激烈反应引起爆炸。
③当乙炔溶解时，其分子为溶剂所分散，此时，乙炔的爆炸能力就降低，而极限压力（超过此压力时，乙炔就爆炸分解）则大大增高，例如溶于丙酮中的乙炔，在压力9.8MPa（表压）时，虽引火也不致发生爆炸。
④当温度在500℃以下时，并无接触剂存在，而空气的浓度又未达到爆炸浓度时，在压力低于0.196MPa（表）时则发生器内的乙炔就不可能发生爆炸分解。
⑤当乙炔与铜盐、银盐及汞盐的水溶液相互作用时，能生成具有爆炸性的各种乙炔化物。
1.2.2化学性质
1.2.2.1加成反应
①加氢反应乙炔在催化剂存在下能与氢加成。
其反应如下：
CH≡CH+H2CH2＝CH2
②加氯反应
CH≡CH+Cl2CHCl＝CHCl
③加卤化氢反应
CH≡CH +HClCH2＝CHCl
2CH≡CH+HClCHCCl＝CH2
④加氢化氰反应
CH≡CH+HCNCH2＝CHCN
⑤加醋酸反应
CH≡CH+CH3COOHCH2＝CHCOOCH3
1.2.2.2水合反应
CH≡CH+H2OCH3CHO
1.2.2.3氨化反应
3CH≡CH+NH3甲基吡啶
1.2.2.4炔化反应
乙炔与丙酮进行炔化反应生成甲基丁炔醇，再经选择加氢和脱水可得异戊二烯。
1.3原料特性
1.3.1电石
1.3.1.1一般性状
电石的学名叫碳化钙，分子式CaC2，分子量64.10。
化学纯碳化钙几乎是无色透明的晶体。
极纯的碳化钙结晶是天蓝色的大晶体，其颜色与淬火的钢相似，不溶于任何溶剂中。
化学纯的碳化钙只能在实验室中用直接加热金属钙和纯炭的方法制得。
通常所说的电石是指工业
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