年产50000吨PVC压缩系统（机前冷凝器）工艺设计毕业设计.doc

前言根据实习厂家济宁中银电化生产 PVC 的过程，将 PVC 生产分为四个阶段：乙炔发生阶段、合成阶段、精馏阶段和聚合阶段本设计主要为聚氯乙烯车间水洗、碱洗系统的工艺设计，设计题目为：10000 吨/年 PVC 水洗碱洗系统的工艺设计自 4 月 13 日到 4 月 20 日，经过一周的实习，我充分了解了聚氯乙烯车间的每个工段，尤其是我的设计工段―合成工段合成工段主要作用是使乙炔和氯化氢合成氯乙烯，并除去多余的氯化氢和氯乙烯转化过程中生成的 .本设2CO计的具体步骤大致如下：一概述设计依据、规模、基础数据、产品性质及用途、原料规模及来源二、概述氯乙烯的生产方法及工艺流程三、经物料衡算得出进出每个塔设备的流量及组成四、经热量衡算得出机前冷凝器的换热面积五、进行机前冷凝器的工艺计算及结构设计六、三废处理其中本设计采用的机前冷凝器此次毕业设计有着其特殊的重要性，其一：是对本人大学四年来学习的一次综合检验，是一次大型的将自己所学与现实的应用的一次结合，对以后的工作学习都有重要的指导意义其二：通过毕业设计小组的合作，进一步加强了团队合作精神，对以后的工作学习有重要的意义。

在设计的过程中得到张敏老师，刘名礼老师的大力帮助和，在此表示深深的敬意和衷心感谢，另外对关心帮助我们设计的同学和老师表示感谢由于本人的设计水平有限，错误在所难免，敬请各位同学老师不吝赐教250000 吨/年 PVC 压缩系统的工艺设计摘要：PVC 是日常生活中最常见的通用塑料之一，具有广泛的用途，可用于制造化工设备、建筑材料、电子电器、汽车、玩具等等其生产工序主要包括乙炔发生及净化阶段、氯乙烯合成阶段、氯乙烯精制阶段、聚合阶段本次设计的是氯乙烯合成阶段，首先概述设计依据、规模、基础数据、产品性质和用途以及原料规格和来源；其次评述氯乙烯的生产方法及工艺流程；再次对整个工段进行物料衡算，对机前冷凝器进行热量衡算，依据设计规模选择机前冷凝器的规格；最后论述三废处理 关键词：PVC、合成、机前冷凝器50,000 tons / year of PVC mixed dehydrationand the system design processAbstract: PVC which is most common in daily life is one of the common plastic, a wide range of applications, and can be used in the manufacture of chemical equipment, building materials, electronic appliances, automobiles, toy, etc. It mainly includes the acetylene production process and purification, vinyl chloride synthesis refining stage, stage, stage of polymerization. This design is the first stage of vinyl chloride synthesis, design, size, basic data, product properties and USES and materials specifications and sources, Secondly the production methods of vinyl chloride and review process, Once again to the section on material, the condenser before a compressor, the condenser before a compressor of heat balance before cooler, according to the design of water towers scale choice bubble specifications, Finally discusses waste treatment.Key words: PVC, synthesis、condenser before the compressor3目 录第一章 概述 ……………………………………………………………7一、设计依据 ……………………………………………………………7二、设计规模 ……………………………………………………………7三、设计基础数据 ………………………………………………………7四、产品性质及用途 ……………………………………………………9五、原料规格来源 ………………………………………………………11第二章 氯乙烯的生产方法及工艺流程 ………………………………12一、生产方法评述 ………………………………………………………12二、电石乙炔法合成 VC 反应机理及物化数据 …………………………16三、生产工艺条件的选择及主要设备形式的选择 ……………………18(一)生产工艺条件的选择 ………………………………………18(二) 主要设备形式的选择 …………………………………………19四、工艺流程说明 ………………………………………………………20五、生产控制表 ………………………………………………………20第三章 物料衡算 ………………………………………………………22一、混合器 ………………………………………………………………22二、混合脱水系统…………………………………………………………23三、转化器 ………………………………………………………………24四、水洗塔 ………………………………………………………………27五、碱洗塔 ………………………………………………………………29六、气柜 ………………………………………………………………32七、机前冷却器 …………………………………………………………33八、压缩工段 ……………………………………………………………344第四章 机前冷凝器的热量衡算 …………………………………………36一、热量衡算示意图 ………………………………………………………36二、物料组成 ………………………………………………………………37三、热量衡算 ………………………………………………………………38第五章 机前冷凝器的工艺计算和结构设计一、初选机前冷却器的规格 ……………………………………………40二、核算压强降 ……………………………………………………… 44三、核算总传热系数 ………………………………………………………46四、主要附件的设计 ………………………………………………………47第六章 自控部分设计 ………………………………………………48第七章 环境保护与安全措施 ……………………………………………49第八章 改进与建议 ……………………………………………………49第九章 后记 ………………………………………………50附：参考文献 ……………………………………………………………515年产 50000 吨 PVC 压缩（机前冷凝器）系统的工艺设计第一章 概述一、设计依据 本设计是电石乙炔法生产聚氯乙烯传统工艺，根据在济宁中联电化厂实习时所采集的数据及老师所提供的基础数据，联系大学期间所学习专业课程，如：化工原理、化工热力学、分离工程、化工仪表及自动化、化学反应工程、化工设备机械基础、化工机械制图等，并且参考大量化工工具书的基础上所做的。

二、设计规模本组的设计规模是年产 50000 吨 PVC（以 100%PVC 计） ，年工作日 300 天（以 7200h/年计)3、设计基础数据1、生产能力：50000TPVC/年 （以 100%PVC 计）2、年工作日：300 天 （以 7200h/年计）3、消耗定额：电石： 1.52T/TPVC ，HCI 气（纯）：730㎏/TPVC4、电石发气量：280Nm3C2H2/T 电石5、乙炔工段电石损耗：50㎏电石/TPVC6、VC 损失：合成、分离工段跑、冒、滴、漏损失：9㎏VC/TPVC（从压缩工段扣除） ；聚合工段分离、干燥损失：20㎏VC/TPVC7、混合脱水条件:（1）原料气组成（进混合器）：C2H2 原料气：（w%） 组分 C2H2 H2O O2 惰气（以 N2 计）组成% 98 0.03 0. 1.5764HCI 原料气（W%）组分 HCI H2O O2 惰气（以 N2 计）组成% 93 0.03 0.3 6.67脱水后要求:混合气中含水≤0.03%, 脱除盐酸浓度:40%,C2H2/HCL=1:1.05～1.1（2）混合脱水系统物料温度 t 入=40℃，t 出=-14℃；冷冻盐水温度：t 入=-35℃，t 出=-32℃（3）预热器物料温度 t 入=-14 ℃，t 出=80℃；热水温度：t 入=97℃，t 出=85℃9、转化器工艺条件： （1）气体进出口温度：t 入=80℃，t 出=110℃（2）反应温度（取平均反应温度）：t 反=150℃（3）冷却水温度：t 入=95℃，t 出=103℃（4）水的汽化率：0.5%（5）空速：40Nm3C2H2/m3cat﹒h（6） C2H2 转化率：总转化率 x=99%，出第一转化器的转化率为 60%（7）选择性：主反应为 98%，付反应为 2%（8）O2 全部转化为 CO2（9）第一转化器的进口压力：0.2at(表压)（10）散热损失取移出热量的 10%10、冷却器温度：气体：t 入=120℃，t 出=20℃11、水洗塔工艺条件：（1）气体温度：t 入=20℃，t 出=40℃（2）洗涤水温度：t 入=20℃，t 出=40℃（3）操作压力：0.15 at(表压)（4）出口盐酸浓度：20%（w%）（5）HCI 吸收率：95%（w%）（6）VC 在水中的溶解度：0.077㎏/100㎏水（30℃时）（7）VC 机械夹带：0.01㎏/100㎏水7（8）EDC 在水中的溶解及夹带：0.5㎏/100㎏水12、碱洗塔工艺条件：（1）气体温度：t 入=30℃，t 出=40℃（2）碱液温度：t 入=30℃，t 出=40℃（3）操作压力：0.1 at(表压)（4）碱液浓度：入口 15%，出口 5%（w%）（5）各组分在碱液中的溶解度及夹带损失近似取与水洗塔同13、气柜：t=25℃，P=0.04 at(表压)14、压缩工段工艺条件：（1）机前冷却器：t 入=25℃，t 出=10℃（2）一段压缩：P 入=0.03 at(表压)， P 出=1.5 at(表压)t 入=10℃，中间冷至 t 出=30℃二段压缩：P 入=1.5 at(表压)， P 出=5 at(表压)t 入=30℃，机后冷至 t 出=40℃15、聚合工段：聚合率 85%（w%） ，未聚合 VC 回收率 90%（w%） 。

四、产品性质及用途1、氯乙烯物理化学性质化学品英文名：chloroethylene 氯乙烯在常温常压下是比空气重一倍的微溶于水的无色气体，带有一种麻醉性的芳香气味主要参数如下：外观与性状：无色、有醚样气味的气体分子式：C2H3Cl 分子量：62.49自燃点（℃）：472 熔点（℃）：-159.8相对密度（水＝1）：0.91 沸点（℃）：-13.4相对蒸气密度（空气＝1）：2.15 辛醇/水分配系数：1.38气化潜热（kJ/mol）：24.011 引燃。