年产5万吨氯乙烯合成工段的工艺设计 精品.docx

1、年产 5 万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段工艺设计摘要：本设计是年产 5 万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段的初步工艺设计，本设计根据株洲化工集团现场实习有关资料及有关文献，完成物料衡算、热量衡算。此设计配有说明书一份、图纸三份。说明书内容：1PVC和VC的发展及发展趋势。2合成工段的生产原理、流程。3物料衡算、热量衡算。4主要设备的设计和选型5三废处理安全与安全技术。三副图纸：1带控制点的物料流程图。2车间平面布置图。3主要设备的装配图。关键词：合成、PVC、VC、工艺、设计。The PreliminaryDesign about theSynthesisConstructionSectionof V

2、inylChloride of PVC 50000 tons per yearSpeciality:Chemicalengineering&technology Author:Su Lin Supervisor:Zeng WennanAbstract:This graducation design is a primary designed about synthesis constructionsection of vinyl chloride of PVC50000 tons every year.According to the Zhuzhou chemical industry gro

3、up scene practice pertinent dates and related dates,thedesign was completed with the calculation of the balance of material and heat quantity.During the sign,the instruction bookletand three diagrams have been worked outThe main contention of the instruction booklet can be briefly illustrated as fol

4、lows:1.The development history ofproducing PVC &VC and its trendency.2.The production way to produce VC.3.The calculation of the balance of material andcalculation of heat quantity.4.Thedesign and choice about the main equipments.5.Thedisposal of three wastes processingsecurity and fire protection t

5、echnology.There are three diagrams as follows:1.The technique flow chart with controlled point.2.The factory floor-plandiagram.3.The main equipment installing picture.Keywords:synthesis、PVC、VC、technological、design.9目录中文摘要英文摘要前言1 绪论51.1 聚氯乙烯(PVC)51.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况51.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用61.1.3 聚氯乙烯系列聚合

6、物的性质61.1.4 聚氯乙烯制品的开发与应用技术71.1.5 聚氯乙烯合成方法81.2 氯乙烯（VC）121.2.1 氯乙烯的合成121.2.2 生产工艺流程简述151.2.3 主要工艺参数161.2.4 主要原料和产物的物化性质162 工艺计算182.1 物料衡算182.1.1 计算依据182.1.2 计算192.2 热量衡算262.2.1 衡算方法262.2.2 标况下有关物化数据表272.2.3 计算273 主要设备的设计与选型343.1 石墨冷却器的选型343.1.1 已知条件343.1.2 计算两流体的平均温度差343.2 石墨预热器的选型353.2.1 已知条件353.2.2 计

7、算两流体的平均温度差353.3 石墨冷却器的选型363.3.1 已知条件363.3.2 计算两流体的平均温度差363.4 转化器的设计373.4.1 已知条件373.4.2 计算373.4.3 手孔393.5 泡沫水洗塔的设计393.5.1 已知条件393.5.2 塔径的计算393.5.3 孔的布置403.5.4 塔板的压降403.5.5 稳定性413.5.6 液泛413.5.7 物沫夹带423.6 主要设备一览表424 主要管道管径计算和选型434.1 HCl 进料管434.2 乙炔气进料管434.3 石墨冷却器的进料管444.4 多筒过滤器进料管444.5 转化器进料管444.6 转化器出

8、料管454.7 石墨冷却器进口管454.8 40%盐水进料管464.9 循环水管464.9.1 石墨预热器464.9.2 转化器464.9.3 石墨冷却器464.10 总进水管474.11 部分管道一览表475 合成工段中三废的产生及处理475.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理475.1.1 氯化汞触媒的产生475.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理485.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生485.2.2 中毒机理485.3 废水的处理495.3.1 废水排放标准495.3.2 废水的处理方法495.4 其他三废的处理506 安全生产防火技术506.1 厂区安全生产特点506.2 乙烯合成的安

9、全技术506.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围506.3 乙炔爆炸516.3.1 氧化爆炸516.3.2 分解爆炸516.3.3 乙炔的化合爆炸516.4 氯乙烯的燃烧性能516.5 安全措施51结论52参考文献53致谢54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

10、至终都得到了黄彩娟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！1 绪论1.1 聚氯乙烯(PVC)1.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况120 世纪的 30 年代 50 年代是塑料工业迅速发展的时期。在此期间有许多合成塑料如聚氯乙烯、聚苯乙烯等形成工业化。自 1835 年法国化学家V.Regnault 首先发现了氯乙烯，于1838 年他又观察到聚合体，这就是最早的聚氯乙烯。1872 年包曼(Baumann) 报导了氯乙烯的制备，并观察到在强烈阳光照射后，氯乙烯逐渐变成一种无定形的白色固体物。经历数

11、十年直到1910 年德国与美国研究了氯乙烯在紫外线和过氧化物存在下的聚合反应。1910 年，Ostromislensky 在进行氯乙烯研究时，也获得氯乙烯聚合物，称之为Cauprene chloride 。1920 年，德国研究聚氯乙烯已相当活跃，这时美国联碳化学公司与杜邦公司对氯乙烯聚合物的制备发表了专利。这标志着氯乙烯及其聚合物的制造已进入实用技术阶段。1920 年，在美国的柏寨森 (BURGHAUSAN) 的瓦克(WACKER)公司制取聚醋酸乙烯，用它与氯乙烯共聚制得一种新材料。该材料易加工，且不再发生分解因它具有内增塑性，可用作涂料和硬模塑制品，开辟了以内增塑的办法解决了聚氯乙烯的加工

12、。另一方面也为聚氯乙烯从共聚改性作出了开拓性的工作。对聚氯乙烯发展起到积极的推动作用。又于1932 年发现聚氯乙烯的低分子增塑剂。英国帝国化学公司于 1937 年采用高沸点液体如磷酸酯类增塑聚氯乙烯，得到了类似橡胶的物质，从而第一次打破了传统的橡胶市场，成为橡胶材料的代用品。德国法本公司于 1932 年采取乳液聚合法生产聚氯乙烯，定名为“伊奇利特”(Igelit) ，以后于 1933年美国碳化物和碳化学公司系统的“贝克菜特”(BAKBLITE) 公司等用溶液聚合法建立了小型工厂，商品定名为“维尼”利特(ViNYILITE) 。聚氯乙烯自工业化问世至今，六十多年来仍处不衰之势。占目前塑料消费总量

13、的29%以上。到上世纪末，聚氯乙烯树脂大约以 3%的速度增长。这首先是由于新技术不断采用，产品性能亦不断地得到改进，品种及牌号的增加，促进用途及市场的拓宽。其次是制造原料来源广、制造工艺简单。产品质量好。在耐燃性、透明性及耐化学药品性能方面均较其它塑料优异。又它是氯碱行业耗“氯”的大户，对氯碱平衡起着举足轻重的作用。从目前世界主要聚氯乙烯生产国来说：一般耗用量占其总量的2030%。特别是 60 年代以来，由于石油化工的发展，为聚氯乙烯工业提供廉价的乙烯资源，引起了人们极大的注意，因而促使氯乙烯合成原料路线的转换和新制法以及聚合技术不断地更新，使聚氯乙烯工业获得迅猛的发展。从上述期间可看出聚氯乙

14、烯树脂在主要生产国的产量与消费量均有近2%的增长率，而在其余国家和地区均略高于3%。平均聚合高级电绝缘材料电绝缘材料，一般软制品电绝缘材料，农膜，塑料鞋一般薄膜，软管，人造革，高强度硬管透明硬制品，硬管，型材唱片，透明片，硬板，焊条，纤维吹塑瓶，透明片，管件过氯乙烯树脂1.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用合成树脂是塑料工业的基本原料，在一定条件下塑制成一定形状的材料，在常温下它的形状不变，是材料工业的重要组成部分。作为热塑性塑料的原料之一的聚氯乙烯树脂，在世界各国合成树脂的生产、品种及消费上均处领先地位。我国也是如此，聚氯乙烯塑料制品居于各树脂及加工制品之主。这主要由于以下原因：（1） 聚氯乙烯材料制品性能优良。有独