12万吨pvc初步设计说明书

第一章工艺技术概论一、绪论1、产品在国民经济中的意义。据资料表明，目前世界PVC生产能力超过3000万吨/年，美国、西欧、日本PVC生产能力占全球总能力的50以上。据美国化工咨询公司预测到2003年全球对PVC树脂的需求将以年均4速率增长，至2001年全世界总需求已达2700万吨PVC需求增长主要受建筑业发展的带动，至2001年建筑对PVC树脂需求将占PVC总需求的60以上。塑料包装业对PVC需求也在增长，另外由于PVC在循环应用及其毒性研究方面的进展，解除了人们对PVC毒性顾虑，也将促使PVC应用领域的扩大。我国现有PVC生产能力269万吨/年，共有80多家PVC生产企业，但有3/4企业1997年实际产量均不到2万吨，电石乙炔法仍占总生产能力的446由于各行各业对PVC不断增长的需求，故国产PVC树脂不能满足需求，自给率呈下降趋势。虽然这几年我国PVC树指业生产发展较快，但人均占有量仅15KG/人年，仅是国际平均水平（1516KG/人年）的1/10，故无论从国民经济发展各行各业对PVC树脂需求，或人均消耗PVC水平来看，我国PVC树脂发展空间都还很大。2、PVC的发展概况。氯乙烯是生产聚氯乙烯的单体，1835年由法国化学家REGNAULT在实验室中发现的，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC的开端。1910年在德、美已开展了VC的紫外线聚合物和利用过氧化物聚合等，但没有得到工业上的应用，原因是由于聚合物的稳定性问题，后来由于VC的制法和聚合方法进行了大规模的生产，并有古老的量化法发展到电石法。随着石油化工的发展生产VC的方法又有新的发展，并继续前进。我国从五十年代开始研究和生产聚氯乙烯，1953年由沈阳化工研究院和北京化工研究院开始小试，1956年小试成功，并在锦西建立了第一个生产厂家。目前中国有聚氯乙烯生产企业70多家，近两年平均产量240万吨左右，居世界第3位。中国生产的聚氯乙烯品种中，通用均聚级聚氯乙烯的品种比较齐全，但专用均聚级聚氯乙烯品种较少，产品的质量与国外相比有一定的差距。业内人士指出，未来几年，聚氯乙烯行业将向以下方向发展集约化的企业模式。中国聚氯乙烯企业将面临越来越大的竞争压力，企业规模大小将直接影响竞争能力。未来几年，中国将发展几个大规模聚氯乙烯重点生产企业，增强企业在市场中的竞争能力。预计到2005年前，中国聚氯乙烯行业计划新增加的生产能力将达200万吨年左右。二、生产方法的评述。在确定工业化生产方法时，需要各方面的综合考虑，例如反映途径的选择，各种物料组分的安排、分离方法的确定、温度、压力、相态的变化等。一般来说一种产品的生产总是希望来源方便、价格便宜、工业化容易实现、经济效益最大、环境污染最小等。VC单体合成路线，某些发展中国家如我国、南非等地区则以电石乙炔法为主，随着石油化学的发展这些地区将还会转为石油乙烯路线，降低成本是发展PVC工业的当务之急。目前，生产氯乙烯所需的原料友乙炔、乙烯、氯气、氯化氢和扬弃的不同组合，在国外已公布一中乙烷一步氯化的方法，并且小试成功。乙烷明显比乙烯便宜，而乙烯比乙炔更为廉价。三、产品说明（一）聚氯乙烯（PVC）分子式CH2CHCLN1、物理性质比重135145宏观密度040065比热083721465焦耳/克（0100）导热系数06128瓦特/米、K折光率NN1544颗粒半径60150UM无毒无臭白色颗粒。3、化学性质PVC化学性质稳定，可在常温下耐最大浓度的盐酸、90以下的硫酸、浓硝酸（5060）以及浓碱（20）溶液。PVC树脂在高温下与浓碱发生脱HCL反应，而在浓硝酸或浓硫酸中发生氧化分解反应。PVC树脂可溶于酮类丙酮、环己酮、酯类氯代物（二氯乙烷、氯、四氯化碳）及芳香烃（苯、二甲苯、四呋喃），对水、汽油、酒精等特别稳定。PVC树脂不溶于乙烯单体。PVC树脂在火焰上燃烧能降解并放出HCL，离开火焰立即自熄。4、PVC分子结构（1）无规立构型（2）结构晶型（3）结晶型PVC产品结晶度随聚合混度的降低而升高。工业生产的PVC主要以无定型为主，结晶度515，同沥青、玻璃一样无明显熔点。PVC树脂在7585开始软化，大于120，时开始分解放出HCL。5、老化性质聚氯乙烯制品在长期受热、紫外光和氧气的作用下，会发生分解而放出HCL，而放出的HCL又对PVC的进一步分解起催化作用。若白色PVC制品，会出现白红浅红棕黑的变化，树脂变色是由于热敏性烯丙基和叔氢原子的形成，分子链断裂，从而引起多烯结构的形成而产生的。这使制品的性能变差，因此在塑料加工中，应加入相应的热稳定剂，紫外光吸收剂，抗氧剂等，以提高PVC制品的抗老性。5、产品的主要用途可用于塑料透明瓶、过氯乙烯、硬制片注塑加工制品、硬管、墙壁纸等。表1牌号主要用途K57SG8塑料透明瓶塑料管件如弯头、三通等K61SG7过氯乙烯、硬制片注塑加工制品K67SG5硬管、墙壁纸、唱片、包装软硬材料K70SG34薄膜、电缆包皮、软管、游泳池装饰K74SG2电缆、绝缘层、保护套、鞋料、纤维等软制品四、原料中间物料1、氯化氢分子式HCL分子量365氯化氢的物理性质氯化氢是一种无色有刺激性臭味，易溶于水的气体，溶于水中则为盐酸。在标准状况下，1升水可溶5252升的氯化氢，1MOL氯化氢，溶解于水时产生5375千米（22504千焦）的热量。（常压下100G水中溶HCL克数）温度030405060HCL克数823673633596561重度（克升）1639（标准状况下气体）溶点111沸点83恒沸点110（盐酸0101MPA）组成202临界温度514临界压力816大空压（8268121105PA）热比气体08122KJ/KG（大气压13100）液体17292KJ/KG982汽化热16161KL/M0L溶化热20934KJ/M0L生成热923734KJ/M0L盐酸比重31115815361183导热系数气体00467KJ/MHK粘度气体（1275）01385MPAS31盐酸（25）167MPAS扩散系数105（MOL/E）21105厘米2秒电导率（96）1108（1/NCM）100SCM1化学性质（1）氯化氢在干燥状况下几乎不与金属作用，在含水或溶于水中时其腐蚀性很强，与大多数金属的氯化物FE2HCLFECI2H2OHCICACO3CACO2H2O（2）与乙炔等不饮和烃起反应生成加成物HCLC2H2C2H3CL（3）氯化氢工艺控制指标纯度9095（电解氯气纯度88以上）含水份003含游离氯00022、氯乙烯单体的物理性质化学性质氯乙炔为无色，有麻醉性的芳香气体。常温常压下比空气重一倍并微融于水。纯氯乙烯气体加压到5个大气压以上时，可用工业水冷却得到比水略轻的液体氯乙烯。氯乙烯单位的物理性质分子式C2H3CLHH结构式CCHCI分子量625物理性质沸点（76CM泵柱）139熔点1597折光率N13642表面张力牛顿米10A1001661725294301293254705013010025比热CP20液体25气体CAL/G0380205J/G1591008583饱和蒸气压（K牛顿）帕斯卡温度（）压力温度（）压力温度（）压力2837527415716330733535052002303684040119874739225989331661903475532109334680724533136110233316213010675487890133832126533257240060060341011406饱和蒸汽压亦可按下式计算EOGP0842011509/T175TOGT0002415T其中P绝对大气压T绝对温度氯乙烯密度温度密度（G/CM3）温度（）密度（G/CM3）129609692395708733132094424820087555134009223599108310291108955密度亦可按上式计算D094710001746T000000324T来计算式中D为液体密度（GCM3）,T为温度（）氯乙烯蒸汽密度（一个大气压下）温度密度G/CM3温度密度G/CM330000157520000948820000239230001254710000352140016584000050255002159810000697860027624氯乙烯蒸发潜热潜热潜热温度CCL/GT/G温度CA/GT/G208173588038208023357814108413521100307853286638063347504440769320708910817342616507443114983氯乙烯粘度（液体）温度30201001020粘度（帕斯卡秒103）030302730248022602060190氯乙烯在水中的溶解度（常压）温度010152028VOM/VH2O0808057204330292010氯乙烯某些溶液中的溶解度压力煤油MMHGSYGG千帕（KPA）20020二氯乙烷乙醇轻油0时0时0时7601013247125467009332541103760079993285316050066663062254440053328843193330039996612529135242002666417718916100133322378458注压力增高溶解度增大，温度降录溶解度增大表示可以任何比例溶解氯乙烯在气体混合物中的冷凝率冷凝率气体中VCM含重（体积）2025303540502593295060335533623705947127898016481875683387790628914891925945958249679429649749893298986990氯乙烯的爆炸极限在空气中3633在氧气中3672其爆炸极限可在混合物中通入氮气或氧化氮而缩小混合物充入氮充入二氧化氮冲入（）20402040爆炸极限421711478245118582当在空气氯乙烯中加入惰性气体时，临介点为加入氮气N459VCM6空气481加入二氧化碳CO2342VCM6空气598而当N2468和CO2364时不会发生VCM空气爆炸氯乙烯单位的毒性具有芳香气味，急性中毒症状有头晕，全身无力，软弱，神志逐渐不清，站立不稳，四肢痉孪，呼吸由急促到微弱，最后失去知觉，即对人体有麻醉作用。一般氯乙烯浓度在1时有麻醉感，5以上开始出现上述症状。慢性中毒已查明氯乙烯是10种致癌有机物之一，长期呼吸带有氯乙烯的空气，可使人体肝功能损害，转胺酶增高，肝变大，并导致肝病癌的产生，一般氯乙烯致的潜伏期为115年，不易被人们所注意，但危险性也就越大，空气中允许最大浓度为5PPM，在达到该浓度时，人员要立即撤离。氯乙烯的化学性质氯乙烯分子中，有一个双键和一个氯原子，化学反应大都发生在这两上部位。FECL3A加成反应CH2CHCLHCLCH3CHCL2CLB消除反应CH2CHNAOH（浓）CHCHNACLH2OC聚合反应NCH2CHCLCH2CHCLND共聚合氯乙烯和性质各异的乙烯类单体共聚合可得性质介于二者之间的聚合物以改进高聚物的各种性能。氯乙烯质量指标A新鲜氯乙烯用于聚合的氯乙烯单位要求纯度999（重量）杂质HCL1PPM醛以乙醛计5PPM铁1PPM水200PPM乙炔5PPM11一二氯乙烷30PPM氯甲烷80PPMB回收氯乙烯未反应的氯乙烯经回收后，用于以后聚合回收氯乙烯期望值纯度993（质量）杂质乙烯2PPM乙炔4PPMCH3C|5000PPM11一二氯乙烷20PPM苯10PPM甲醇200PPM顺12一二氯乙烷40PPMH2O700PPM（1518632931见帕斯卡表）HCI1PPM铁1PPM五、氯乙烯的制备和生产方法工业上制备VCM方法很多，主要有石油乙烯法，氧氯化法，电石法，本厂采用的是电石法。电石法CAC2H2OHCCHCAOH2HGCLHCCHHCLCH2CHCL发展和现状单体合成方法目前工业生产方法主要有电石,联合法,烯炔法,乙烯法,氧氯化法等六十年代开始到目前,国外在原料路线上已基本完成了以电石乙炔向石油乙烯的转化,氯乙烯单体生产方法以氧氯化法为主,并逐渐趋向大型化,连续化,自动化目前国内仍以电石法为主,但也开始转换,北京化工二厂引进的八万吨/年装置1977开车就是美国古德里奇氧氯化技术在七五期间引进建成投产的山东齐鲁年产20万吨VCM装置系日本三井东亚技术六、生产原理及流程（一）、生产原理1、氯乙烯合成C2H2和HCL在HGCL2触媒存在下进行气相催化，加成反应生成聚乙烯；180C2H2HCLCH2CHCL124767KJ/MOLHGCL2（1）反应历程C2H2首先与HGCL2生成络合物氯乙烯氯汞C2H2HGCL2CLCHCHHGCL此中间产物极不稳定，在氯化氢作用下分解VCCLHGCHCHCLHCLCH2CHCLHGCL2这种反应是非均相的，分五个步骤进行A外扩散C2H2、HCL向活性炭外表面扩散。B内扩散C表面反应C2H2和HCL加成生成YCD内扩散通过炭微孔向外表面扩散。E外扩散向活性炭表面向气流扩散。（2）影响因素反应温度不同温度下的化学反应热力学平衡常数KP如下温度25100130150180200KP118101556210102754109467710842661071289107由（1）表可知在25200范围内KP均较大，均能得到较高平衡值的VC。随着反应温度的上升，C2H2合成VC的速度加快，不同温度下化学反应动力学常数K（表示快慢程度）如下温度100140181218K3296722214212297一般认为氯乙烯合成的转化温度在130180最为适宜。原料气纯度原料气中水分应控制在006以下，氯化氢中游离氯易和C2H2化合生成氯乙炔，在混合器及石墨冷却器内常因此而自然引起爆炸，因此合成氯化氢不能含有游离氯。氯化氢中含氧量一般控制含氧小于05。乙炔气中的杂质气体（PH3,H2S,ASH3）会使触媒中毒而降低活性，必须除去。摩尔比工业生产中C2H2HCL110511,即HCL过量50100。空间速度空间速度增加，气体与触媒接触时间减少，乙炔转化率降低。空间速度降低，乙炔转化率提高，但高沸物亦增加，生产能力降低。实际生产中乙炔的空间速度一般控制在3050NM3/M3H。2、粗单体的精馏粗单体中含有低沸点物高沸物偏二氯乙烯，乙醛，三氯乙烷，要通过加压精馏得以分离，一般进料低，高沸物总量分别为3及1以下，而成品要求有极微杂质，因此属于微量杂质的精馏。影响精馏的主要因素21压力VC常压下沸点微，压力升高则沸点相应上升。压力MPA002030405VC沸点C139162257335397常压下将VC液化时，为保证较高的液化率，必须大量降低冷凝温度混合物常压沸点在之间，在分馏尾气中必须降至50的温度，同时在低温常压下粗VC中水分必须彻底消除，否则易在设备中结晶，堵塞，因此常压法已经被淘汰。当提高精馏操作压力时，由于VCC2H2混合物沸点升高时，使制冷剂温度可以相应提高，减少制冷的动力消耗。压力太高，达到同样分离纯度理论板数增加，而对VCC2H2反而不利，所以一般低沸点塔压力控制在0506MPA粗VC液化可用工业水或盐水，尾气冷凝可用35C冷冻盐水，在此压力下，分离VCC2H2的理论板数在10以下。对于分离高沸点塔，其混合物沸点在之间，为减少分离的理论塔板数压力可适当放低些，不同压力下理论塔板数比较如下压力（表压）MPA1234理论塔板（块）2355注回流比R01时为用工业冷却一般控制高沸点塔压力在0304MPA（表压）22温度低高塔的塔顶，塔釜温度是影响精馏效果的主要因素。低塔温度低易使塔顶馏分中C2H2组分冷凝，或塔底蒸出不完全，塔底馏分C2H2含量增加，影响冷凝蒸出塔的精馏效果。若塔釜温度过高，则塔顶馏分中VC浓度增加了尾气冷凝器压缩机的负荷。高塔塔釜温度过高，会使塔顶馏分成品中二氯乙烷等高沸物含量增加，影响单体质量，同时也会导致再沸器列管中多氯烃分解，炭化，焦化，影响传热效果。再塔板数及进料条件不变情况下，减少回流比R则使产品质量下降。增大回流比，可使成品质量上升或再同样产品质量；要求下可减少理论塔板数，但却使塔顶冷量和塔釜热量增加，因此，最佳回流比，低塔R69，高塔R0305（二）流程说明1、混合脱水由于乙炔车间送来的乙炔气经气液旋风分离器，与来自氯化氢工序送来的氯化氢气体，通过流量计调节分子配比进入混合器混合后气体进入列管石墨冷凝器用35冷冻盐水间接冷却除水。混合气中水分以盐酸状态从底部流出,部分则夹带于气流中,进入冷酸雾过滤器中由氟硅油玻璃棉捕集分离酸雾,再经冷凝捕集后，经予热器予热后送至前台转化器。该系统各部分分离出来的40盐酸借系统压进入废酸槽待装运外销。2、VC工序经脱水予热后的混合气由转化器上部进入通过列管中装添的氯化汞，触媒，转化为粗氯乙烯气体；转化器分前后两组串联，每组内转化器为并联使用，转化放热通过循环热水泵循环热水移走；然后进入石墨冷却器冷却用O盐水，再通过泡沫水洗塔，即回收过量的氯化氢制取22以上盐酸，泡沫顶面是以工业水喷淋，一次生成的酸由塔底借位差流入盐酸贮槽气体再经水洗塔；碱洗塔除去残余的微量氯化氢，二氧化碳后送至压缩机前列管冷凝器和分离器除水，进入压缩机，列管冷凝器气体入口有一管路连接氯乙烯气柜以平衡气体由压缩机来的粗氯乙烯气体先进入全凝器大部分冷凝液化，经水分离器除永后进个粗单体贮槽，其液体氯乙烯借系统压差连续加入低沸点塔靠塔底再拂器将液体中低沸物主要是乙炔从塔顶蒸出，其蒸出气体经减压返回机前，全凝器未凝气体进入尾气冷凝器尾气冷凝器用35盐水间接冷凝，其冷凝液进入粗单体贮槽，不凝气体减压后排空。（三）生产工艺控制一览表工序名称序号控制名称操作时间控制指标控制方法备注1混合器入口温度连续040记录2混合气脱水温度连续142手动记录3混合器预热温度连续7080自控仪表显示4HCL/C2H2分子比连续1041071自控仪表显示5C2H2通量连续5001700M3/H自控仪表显示6热水温度间歇9599手动仪表显示7转化器反应温度连续100180手控仪表显示8热水槽液面连续1/22/3手控9乙炔转化率连续前台连续70手控分析后台连续985手控分析10碱泵出口压力连续01MPA手控11碱液循环槽液面连续1/22/3手控12热水泵出口压力连续02MPA手控压力显示转化13真空泵真空度间歇5366KPA手控真空表显示1VC气柜高度连续3080手控色带显示报警2VC气柜压力连续34KPA手控U型压差计3一段入口压力连续34KPA手控压力显示4一段入口温度连续1025玻璃温度计5一段出口压力连续01502MPA手控压力表显示6一段出口温度连续80，O205可将VC压缩送精馏。爆炸事故的防止1防止火源的产生见上述2密闭设备加强管理，杜绝设备的跑、冒滴、漏，注意各设备和管道不得超过允许压力，氯乙烯压缩机入口不允许产生负压，以防空气漏入而形成爆炸混合物。3分析、置换和通风对易燃、易爆、有毒气体的控制都有赖于分析气体，它是化工生产中保证安全的重要手段。生产系统检修时。必须对设备管道中可能残存的可燃性气体，用氮气或蒸汽排除置换干净后分析合格，方可进行。良好的通风可以保证厂房内易燃易爆气体的吹净，减少或消灭爆炸的因素。4设备应有安全装置1压力计凡超过一个大气压以上的设备均应设置压力计，以便检查。2安全阀，一但设备超过预定压力时，安全伐自行打开，将压力排放，保证设备安全。安全阀应定期校正，并应保持无堵现象保证灵活好用。3防爆膜一般设在没有安全阀又须防爆的地方。4报警信号当带压设备超过一定压力值时，报警信号发出警告，以便操作人员及时采取措施。毒物与防止中毒。几种物料的毒性。氯乙烯有麻醉性。吸入01以上的VC时，表现为困倦，注意力不集中，手脚麻木，失去知觉。吸收05以上造成头晕、头痛、心神错乱，不辨方向。2040浓度下使人产生急性中毒失去知觉，呼吸渐缓以致死亡。氯气刺激粘膜，肺水肿灼伤。人体100MGM3半小时致死2S00MGM3立即致死。氨刺激粘膜，流延，肺水肿，喉头水肿；可窒息，人体05半小时死亡。中毒的防止密封设备检修后必须对设备管道进行气密性检查。正确选择密封形式和填料质量。排风通风采用混合通风即自门窗通风和鼓风结合使用，降低厂房内有毒气体的含量。齐全的劳保用具有毒物品称量时应带口罩或防毒面具。进入有毒气体贮槽容器作业时，应事前排空置换合格，令专人监视，并设有安全梯，安全带等。氯乙烯的燃烧爆炸性能。氯乙烯双链决定它具有较强化学反应能力，它与空气加氧气可形成爆炸混合物，氯乙烯与空气混合的爆炸极限是422，与氧气混合的爆炸极限是3672，在氢乙烯一空气混合物中充入N2或C02可缩小爆炸浓度范围。安全设施为了保证安全生产，本装置采用如下措施1采用FISHER计算机，分散控制系统DCS对聚合变量进行工艺监测，联锁、予测分折、判断和报警实现安全保护。2采用不间断电源UPS，确保缓电时控制系统不停电，以免软件文件丢失。3设有事故终止剂，在紧急情况下，可以使反应迅速停止，以避免因聚合反应直行无法撤除聚合反应热而发生的爆裂或爆炸事故。4聚合釜及其它压力容器均装有安全阀及防爆膜，当压力超过设定值时，防爆膜破裂，可以保证聚合釜的安全。5装置设有15点带有报警指示的可燃气体气测器，对操作环境中可燃气体的浓度自动进行检测和报警，聚合釜打开入孔盖时，要求釜，内VCM浓度不高于25PPM。6在溶液配制；聚合底层操作层，设有安全淋浴和洗眼器设施。7装置配有足数量有防护面具，橡皮手套，橡皮围裙和皮鞋，以避化学品与人体直接接触。8为了确保安全，在本装置界区的设置了大流量水喷装置和足够量的干粉灭火器。9所有安全防护用品都是专用的，按规定要求，应确保清洁无毒，不合要求应立即更换。10本装置设有专用通迅系统，在操作过程中按规定每班都要试验查，发现不符合规定应立即更换。11本装置设计中日本窒素工程公司按美国专利厂B、GOODRICH公司要求，对聚合装置内部可燃气体检测，厂房通风，设管道静电接地都有相应的规定。12工艺设计中对操作人员的劳动保护也相应的采取了保障措施。13厂房内设有呼吸空气系统，以备进行有毒操作时使用。14单体界区设有堤坎，防止VCM外溢时造成扩散。15单体界区截止阀的仪表空气管由一段聚乙烯管组成，若出现措，该管可被熔断以停止仪表空气供应，使截止阀自行关闭。16单体界区截止阀的仪表由堤坎外的一组手动阀来控制，若出现急措施，操作工可手动切断仪表空气，使截止阀自动关闭。说明闪点指危险品蒸汽一空气与火接触，初次发生兰色火燃的闪光时，温度闪燃时的最低温度，是表示可燃性液体火灾危险性的重要指标。自燃点指危险品未与火源火或火星接触而着火时的温度。（五）工业污染现状及处理1、污染现状氯碱行业整体污染比较严重，如隔膜法生产烧碱；电石法生产聚氯乙烯。目前，世界上发达地国家或地区，全部采用乙烯法生产聚氯乙烯。我国乙烯法PVC生产能力占总能力的1/3，电石法仍占2/3。电石法PVC生产装置规模小，厂点多、分布散、能耗高，电石渣和含汞、含硫废水等污染物未能根本治理。目前，我国PVC的产量尚不能满足国内需求，因此电石法PVC生产将维持一段较长时期。1996年，乙烯法生产PVC，每生产1吨PVC需要乙烯502公斤。乙炔法生产PVC，整个行业每生产一吨PVC需要消耗1768公斤电石，标准为1515公斤电石；10000吨/年或以上的企业，每生产一吨PVC需要消耗1744公斤电石，标准为1493公斤电石；6000到10000吨/年的企业，每生产一吨PVC需要消耗1827公斤电石，标准为1578公斤电石；小于6000吨/年的企业，每生产一吨PVC需要消耗1997公斤电石，标准为1724公斤电石。由此可以看出，氯碱行业的清洁生产潜力较大。1996年，采用乙烯氧氯化法生产PVC共4615万吨，占3323；电石法生产PVC共9275万吨，占6677。2、清洁生产的方法氯碱工业清洁生产的机会很多，这里仅列举以下几点离子膜法是当今世界最先进的烧碱生产技术，1998年离子膜法烧碱生产能力仅占全国总能力的20。污染较为严重的隔膜法仍占主导地位。隔膜法烧碱改造为离子膜法。电石法PVC法改为氧氯化法生产PVC。电石法PVC技术改造。电石渣综合利用。氯乙烯合成精馏尾气及聚合单体的回收利用技术。七、厂址选择厂址选择的原则原料来选容易水电资源丰富交通方便选厂址还要考虑以下因素。机修、储运、公用工程和生活设施等方面有良好的协作条件，建厂要注意合理用地、厂区面积、形状应满足工艺流程不值得合理需要，厂区要适当留有发展余地，适当的自然环境条件以及工厂投资后对于环境可能造成的影响作出预算价，工厂的生产区和生活区的建设应同时考虑，厂址应避免低于供水位或在采用措施后仍不能确保不受水淹的地区，厂址的自然地形应有利于厂房和管线的布置、交通联系和场地排水。八、流程的选择及流程的叙述。1、流程的选择合格的原料气经混合冷冻，预热后在催化剂作用下合成粗氯乙烯，经脱水、水洗后，送到压缩机并冷却，除去油水后，送到分馏精制的岗位，经二次精馏除去低、高沸物，而的精制VC。从低沸塔排出的气体经吸附器，回收VC并将净化后的气体定压排空，回收的VC经解析送至气柜。2、工艺流程的叙述来自乙炔站的湿乙炔气经乙炔水分与来自HCL工序的HCL气体以1105111的比例进入混合器中进行混合，然后进入石墨冷却器中用冷冻盐水冷却混合气体，除掉混合区中的水分，以盐酸的形式凝结下来，之后，经酸雾过滤器除掉混合器中夹带的酸雾，而后进入预热器。用循环热水间接将气体升温至80左右，再进入装有活性接触媒的转化器中进行反应，反应中所放出的热量借列管循环冷却水带走。冷却水用热水泵子热水槽打至转化器，并将反应热带走、转化后的粗VC气体经脱汞气用活性炭除汞后进入泡沫脱酸塔，用井水逆流吸收，除掉气体中过量的HCL气体，回收盐贮槽，合成气体经碱洗塔洗涤。粗VC经气柜、水分离器进入气柜，送到机前冷却器进行冷却脱水，之后进入压缩机，将气体压缩到555KG/CM2,压缩后的气体经机后冷却器将气体冷却到45左右，进入油分离器后，气体进入全凝器，用0盐水将大部分粗VC气体凝成液体，经水分离器除去水分，全凝器没凝的气体可去尾凝器，经35盐水冷却，粗VC液体进入水分离器除去水，没凝气体去尾气吸附器经活性炭将VC、C2H2吸附，没被吸附的惰性气体京定压阀排空，尾气吸附器饱和后，用解吸真空泵经过滤器将氯乙烯抽搐，经解吸油分离器送入气柜。九、主要设备概述转化器由于反应是在催化剂作用下的放热反应，为提高催化剂的寿命和提高传热效果，首先要使催化剂有足够的装填提及，同时要有较大的传热面积，因此选择刚烈馆的固定床转化器。转化器下部为防止脱水不纯，而产生盐酸的腐蚀，安装有防腐层，一层胶层、二层瓷管、一层陶瓷壁制版、转化器上部有插热电偶的管，还有手孔用来装催化剂，保证装热电偶的管内反映正常，排气孔用于排放蒸汽，转化器伤口没有气体分布盘，以使物料流速稳定，使产品收率和转化率稳定。第二章物料衡算一、物料衡算依据11设计任务12万吨PVC/年12开工率取8000小时13收率合成工段980；精馏工段99；聚合工段98聚合率8014质量要求VC999VC单体指标（WT）C2H25PPMCH3CHO20PPMEDC30PPM15原料配比C2H2HCL1107摩尔比16原料组成161乙炔（干基摩尔）组分C2H2N2O2YI990703100162HCL气（干基摩尔）组分HCLH2CO2YI954505100163全凝器进料（摩尔）组分H2N2C2H2VCCH3CHOEDCH2OYI432008911010512100164气柜来料未聚合的VC返回气柜，经气柜机前冷压缩机机后冷全凝器17转化率及分配C2H2转化率为99，这其中包括乙烯转化为高沸物（以EDC、二氯乙烷计算）的06和原料气所夹带水全部转化为乙醛的量。其余转化为VC。原料所夹带O2全部转化为CO2。18符号说明W总质量流率/HRW组分质量流率/HRG总摩尔流率KMOL/HRG组分摩尔流率KMOL/HRM下标干基19混合冷冻脱水凝酸浓度40HCL（WT）二、混合器计算21、混合器计算依据C2H2气常温25，532MMHG（表压，含饱和水）70KPAHCL气常温25，380MMHG（表压，含饱和水）50KPA出口温度常温25，出口压力380MMHG50KPA22、进料量计算221、原料乙炔通入量、纯氯乙烯VC量12100001000/8000/09898991577625/HR15450/HR、乙炔干基总量1577625/62509925497KMOL/HR24969KMOL/HR、各组分量N22549707178KMOL/HR174KMOL/HRO22549703076KMOL/HR075KMOL/HRC2H2169989925242KMOL/HR2472KMOL/HR、原料乙炔含水量（GH2O,乙炔）（21）OHSM,22PGG总乙炔，乙炔OGH2O，乙炔PSH2OG乙炔，MP总PSH2O1193KMOL/HR222、原料HCL通入量、纯HCL量纯C2H2量10727009KMOL/HR、HCL气干基总量纯HCL量/9528430KMOL/HR、HCL各组分量HCL28430KMOL/HRH22843451279KMOL/HRCO2284305142KMOL/HR、HCL含水量（PSH2O为40盐酸中水的饱和蒸汽压）（2SML22GG总，2）GH2O，HCLPSH2OGHCL，MP总PSH2O2882843/380288217KMOL/HR23、出料量计算、出口气体含水量XKMOL/HR04/36460329506/1802XPSH2O，40（23）G乙炔，MGHCL，MX（GH2O总X）03295P总X411KMOL/HR、凝酸量凝水量1193217411999KMOL/HR18000KG/HRA、凝HCL量（180/60）40120KG/HR、出口气体中HCL量纯HCL通入量凝HCL量27009120/364626680KMOL/HR24、列表表1混合器物料衡算表进料出料序号组分I分子量KG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H2260465730239032524256165730239752524246742N22801498603017803249860301780333O232002432014076013724320150760144HCL364698474858492700948819727535882266849405H220225830151279231258301612792386CO244016249037142025762490381420247H2O18022540815014125574080454110768小计1683708100005533610000165371310000540089999H2O180218060009997529凝酸HCL3646120400033024810小计300100001329100011总计168371355337三、石墨冷却器计算21、石墨冷却器A311、计算依据用35冷冻盐水冷却，出口温度5，压力360MMHG（表压）312、计算、出料量（出口含水量）XPSH2O029（24）G进，MX（GH2O总X）03295PZ360X029KMOL/HR、凝酸量（H2O、HCL）A、凝水量混合器出口气体含水量石墨冷却器A出口含水量274029245KMOL/HR4415KG/HRB、凝HCL量（4415/60）402943KG/HR081KMOL/HR、出口气体HCL含量混合器出口气体中HCL量凝HCL量1785908117778KMOL/HR313列表表2石墨冷却器（A）物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H2260416998169982N228011191193O232000510514HCL364617859177785H22028628626CO244010960967H2计10003625910000100003593310000HCL364629530608124859凝酸H2O1802441504245751510小计7368100003261000011总计3625932、石墨冷却器B321、计算依据用35冷冻盐水冷却，出口气体温度14，压力280MMHG（表压）322、计算、出料量（出口含水量）X006（25）G进，MX（GH2O总X）03295X022KMOL/HR、凝酸量（H2O、HCL）凝水量石墨冷却器A出口含水量石墨冷却器B出口含水量029022007KMOL/HR255KG/HR凝HCL量（255/60）4017KG/HR0047KMOL/HR、出口气体HCL含量混合器出口气体中HCL量凝HCL量17778004717773KMOL/HR323、列表表3石墨冷却器（B）物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H2260416998169982N228011191193O2320005110514HCL364617778177785H22028628626CO244010960967H2计21216781000010003592610000HCL36461716666000479凝酸H2O18021261333400710小计29711000001171000011总计2121677四、反应器计算41、第一组反应器411、计算依据A、进口压力260MMHG，出口压力230MMHGB、主副反应主反应C2H2HCLCH2CHCL副反应C2H22HCLC2H4CL2（EDC）C2H2H2OCH3CHOCO2CO2C、转化率取为70，副反应只发生412、计算、求转化的C2H2量、剩余的C2H2量转化的C2H2量GC2H270169987011899KMOL/HR剩余的C2H2量GC2H23051KMOL/HR、生成CH2CHO量、消耗C2H2量（生成CH2CHO）生成CH2CHO量消耗C2H2量（生成CH2CHO）GH2O022KMOL/HR、生成VC量、消耗HCL和剩余HCL的量生成VC量转化的C2H2量消耗C2H2量11902211878KMOL/HR消耗HCL生成VC量11878KMOL/HR剩余HCL的量GHCL消耗HCL17778118785900KMOL/HR413、列表表4反应器（第一组）物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H2260416998512N228011191193O232000510514HCL36461777859005H22028628626CO244010960967H2O18020228乙醛44060229VC62501187810总计10000359261000010000240281000042、第二组反应器421、计算依据D、进口压力230MMHG、出口压力200MMHGE、副反应为、F、乙炔转化率为99422、计算、求转化的C2H2量和剩余C2H2量转化的C2H2量168289916660KMOL/HR剩余C2H2量16828166601680KMOL/HR、生成EDC量、消耗乙炔和HCL量生成EDC量1682806100KMOL/HR消耗HCL量生成EDC量2200KMOL/HR消耗乙炔量100KMOL/HR、生成CO2量以及消耗C（活性炭）量生成CO2量GO2消耗C（活性炭）量051KMOL/HR、生成VC量、消耗HCL和剩余HCL量生成VC量转化的C2H2量生成EDC量生成CH2CHO量1666010002216538KMOL/HR消耗HCL量（总）消耗HCL量生成VC量201653816738KMOL/HR剩余HCL量17778167381040KMOL/HR423、列表表5反应器（第二组）物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H22604511682N228011191193O232000514HCL364659010405H22028628626CO244010961477H2O18028C12010519EDC989610010乙醛4406022007402211VC6250118781683812总计100024079100010001929610000五、水洗塔计算51、计算依据A、用15井水吸收，排酸浓度为24，HCL吸收率99，假定排酸温度为35。B、入口压力100MMHG，温度为80；出口压力60MMHG，温度80C、忽略乙炔、乙醛、氮、氢、EDC、CO2溶解损失，VC溶解不能忽略。D、VC溶解度0084M3/M2H2OHR，H2O9941KG/M352、计算、排酸中，吸收的氯化氢和出口气体中氯化氢吸收的氯化氢进口HCL量9910499103KMOL/HR37540KG/HR出口气体中氯化氢10410104KMOL/HR、排出酸中（24，WT）中H2O量（WH2O,酸）（26）4WO,HCL,2酸酸酸WH2O,酸WHCL，酸24WHCL，酸3754243754118877KG/HR、溶解VC量和出口气体VC量（27）3KG/H52731680RTPMVCOH2WVC，溶/VC0084（28）WH2O，酸/H2OWVC溶0084VC溶WH2O/H2O00842732118877/994102744KG/HR00044KMOL/HR、出口气体含水量（29）总溶酸进料PXGOHS,2VCHLMXPSH2O（G进，MGHCL，酸GVC，溶）/（PZPSH2O）770（19200103000044）/（6076077）1883KMOL/HR、喷淋水量喷淋水量XWH2O，酸/18021883118877/18028480KMOL/HR53、列表表6水洗塔物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H226041681682N228011191193HCL3646104001044H22028628625CO244010511476EDC98961001007乙醛44060220228VC6250168381683769H2O18020000000000000188310小计100001920010000100002005310000H2O6597HCL103011排酸VC0004412喷淋水量总计六、碱洗塔计算61、计算依据进口浓度NAOH15（WT）；排放浓度5。HCL，CO2全部中和。入口压力60MMHG，温度60出口压力40MMHG，温度40忽略C2H2，CH2CHO，EDC，N2，H2溶解度。但VC溶解不能忽略。VC溶2634KG/M362、计算、中和HCL所消耗NAOH量、生成H2O量和NACL量。GNAOH消耗，HCLGHCL0104KMOL/HRGH2O生成，HCLGHCL0104KMOL/HRGNACL生成，HCLGHCL0104KMOL/HR、中和CO2所消耗NAOH量、生成H2O量和NA2CO3量。GNAOH消耗，CO2GCO2201472294KMOL/HRGH2O生成，CO2GCO20147KMOL/HRGNA2CO3生成，CO2GCO20147KMOL/HR、15NAOH碱液用量，循环（24小时，15）碱液用量，42碱液用量W消耗，HAOH，HCLW消耗，HAOH，CO2W碱液，15（210）155W碱液，1512176KG/HRW碱液，15，24HRW碱液，1524292224KG/HRW碱液，42，24HRW碱液，15，24HR015/04213698KG/HR、出口气体含水量（40）（211）总进进料PXGOHS,22COHLMXPSH2O（G进，MGHCL，酸GCO2）/（PZPSH2O）5532（2005318830104147）/（407605532）1338KMOL/HR、出口碱液含水量WH2O，碱液W碱液，1585WH2O生成，CO2WH2O生成，HCLX1802WH2O，进口1217685（01041471338）180233932113475KG/HR、VC溶解损失，出口气体VC量（212）634KG/H52731506RTPMVCOH2WVC，碱液/VC0084（213）WH2O，碱液/H2OWVC，碱液0084WH2O，碱液VC/H2O00841134752634/9941025KG/HR63、列表表7碱洗塔物料衡算表进口出口序号组分I分子量MIKG/HRWTKMOL/HRMOLKG/HRWTKMOL/HRMOL1C2H226041681682N228011191193HCL364601044H22028628625CO244011476EDC98961001007乙醛44060220228VC62501683761683729H2O18021883133810NAOH40002688411NACL584412NA2CO31059913小计1001000NAOHH2O14排碱VC025000415总计七、机前冷却器71、计算依据出口温度10；出口压力30MMHG；气柜来料VC占85；N2占15；（MOL）72、计算、进料计算A、碱洗塔出料G进，M11499571338089610104147181082KMOL/HRB、气柜来料计算设计任务（KG/HR）011051001WVC，气柜（214）0909116778KG/HRGVC116778/62501868KMOL/H