年产10万吨氯乙烯工艺设计讲解

1、本科毕业设计（2016 届）题目：年产10万吨氯乙烯工艺设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学生姓名： 郑浩东学号：21207052076 指导教师：詹益民职称（学位）：合作导师：职称（学位）： 完成时间：2016年 月日黄山学院教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文,是本人在指导老师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以 明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利 禾口责任。声明人（签名）：年产10万吨氯乙烯工艺设计Process design of vinyl chloride with annal output of1

2、00kt弓录摘要Abstract、八-刖言第一章绪论21.1聚氯乙烯21.1.1聚氯乙烯性质和用途212氯乙烯VC 312 . 1氯乙烯在国民经济中的地位和作用 31.2.3我国VC的产需状况及预测 31.3氯乙烯制取方法31 -4氯乙烯的合成31.4.1反应机理41.4.2催化剂的选取 415氯乙烯生产工艺流程简述41.5.1生产工艺流程41.5.2主要原料和产物的物化性质 5第二章工艺计算2.1物料衡算62.1.1计算依据62.1.2各单元的物料衡算722热量衡算152.2.1热量衡算式152.2.2有尖物化数据表 152.2.3相应各个设备的热量衡算16第三章主要设备及管道管径设计与选型

3、223.1转化器的设计与选型 223.1.1 已知条件223.1.2 数据计算233.1.3 手孔253.1.4 封头的选择253.2精镭塔的设计与选型253.2.1 求精馆塔的气、液相负荷 273.2.2 求操作线方程 273.2.3 塔径的计算283.2.4 精Y留塔有效高度的计算 313.2.5 管径的计算313.3主要管道管径的计算与选型383.3.1 HCI 进料管383.3.2 乙烘气进料管393.3.3 石墨冷却器的进料管 393.3.4 多筒过滤器的进料管393.3.5 转化器的进料管 403.3.6 转化器的出料管 403.3.7 石墨冷却器进料管 403.3.8 咅E分管道

4、览表41第四章生产中的注意事项414.1生产中常见物质的危害及处理方法 错误！未定义书签。结论42参考文献44附录44附录A工艺流程图54附录B主要设备图44年产10万吨氯乙烯工艺设计化学化工学院化学工程与工艺郑浩东(21207052076)指导老师：詹益民摘要：氯乙烯是化学工业重要有机化工原料，其市场供需量也愈来愈庞大，在化工生产中的地位不断 攀升。由于 近年来全世界氯乙烯的生产发展很快，其产量及消费需求也都迅猛增长；而在国内也随着我国聚氯乙烯等行业的不 断发展，带动了我国氯乙烯消费量的不断增加。本设计主要对氯乙烯的物性、用途及国内外生产消费现状进行分析， 对其现有各种生产工艺做简要介绍，根

5、据设计任务要求确定了本生产工艺流程，对氯乙烯的生产、分离及提纯阶段 精憾塔进行详细计算，并根据物性及操作条件等 综合因素对塔设备结构进行计算、设计、选型，对辅助设备进行相 应的设计计算。做出我认为年产20万吨氯乙烯理想的设计方案。矢键字：增加；氯乙烯；聚氯乙烯；精馆塔；计算Process design of vinyl chloride with annal output of1OOktAbstractzVinyl chloride is an important organic chemical raw materials in chemical industry, its market s

6、upply and dema nd quantity will become more and more large and the position of Vinyl chloride will be rise in chemical production. Due to the production of vinyl chloride is developi ng very fast in the world, the producti on and consumption dema nd are growing rapidly; With the continuous developme

7、nt of PVC industry in China, our country's vinyl chloride consumption als o increased. This design mainly analyze the vinycl hloride 'phsysical properties, use and producti on, and consumption status at home and abroad.Also brifely introducing the existing production process .According to th

8、e requirement of design task,making sure the production process and cal culati ng the productio n, separati on and purificati on of vinyl chloride. Con sidering the comprehe n sive factors such as physical properties, operating conditions and so on,we calculate the tower eq uipment 'sstructure,

9、design, select type, and calculate the design of auxiliary equipment.Finally making the ideal design scheme from my side which can output 100 kt of vinyl chloride every ye arKey words： Addition;Vinyl chloride;Poly vinyl Chlorid e; Distillation column;Calculate刖百本设计是根据设计任务的要求，对年产二十万吨氯乙烯的工艺初步设计，广泛收集了聚

10、氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称 PVC、氯乙烯（vinyl Chloride;简称 VC 工艺化工设计的相尖资料作为设计依据。对PVC的性质和国内外发展状况进行了介绍，并着重对VC 工艺发展状况、工艺选择、性质、工艺流程及合成原理，相尖的物料性质、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。第一章绪论1.1聚氯乙烯1.1.1聚氯乙烯性质和用途常温常压下，氯乙烯（vinyl chloride , CH2=CHCI是无色气体，具有微甜气味，微溶于水， 溶于怪类，醇，醍，氯化溶剂和丙酮等有机溶剂中，氯乙烯沸点

11、13.9 C,易聚合，并能与乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯，偏二氯乙烯、丙烯腊、丙烯酸酯等单体共聚，而制得各种 性能的树脂，加工成管材、面膜、塑料地板、各种压塑制品、建筑材料、涂料和合成纤维等。近年 来世界和中国聚氯乙烯树脂消耗比例分别见表11和表1.2o表1.1近年来世界聚氯乙烯树脂消耗比例品种比例/%品种比例/%管材33薄膜片材13PVC护墙板8PVC地板地砖3硬薄膜和片材8软合成皮革3制吹塑制品5制电线电缆8品其他6品其他13合计60合计40表1.2近年来中国聚氯乙烯树脂消耗比例品种比例/%品种比例/%管材14薄膜片材11PVC护墙板18PVC地板地砖8硬薄膜和片材15软合成皮革7制吹塑制品5制

12、电线电缆4品其他5品其他13合计57合计43111.2氯乙烯VC1.2-1氯乙烯在国民经济中的地位和作用自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。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

13、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。122我国VC的产需状况及预测1998年我国PVC产量和表观需求量分别为160万吨和317万吨。在世界上产 量仅次 于美国（639万吨）、日本（263万吨）居第三位。2000年前后，计划新建和扩建PVC能 力至少为88万吨/年，估计此期间大量没有竞争能力的电石法小厂将闲置，所以总产能有可能 达220万吨/年水平，其中乙烯法将

14、达134.6万吨/年，从目前占31 %±升到61%。1.3氯乙烯制取方法1835年法国人V.勒尼奥用氢氧化钾在乙醇溶液中处理二氯乙烷首先得到氯乙烯。20世纪30年代，德国格里斯海姆电子公司基于氯化氢与乙烘加成，首先实现了氯乙烯的工业生 产。初期，氯乙烯采用电石，乙烘与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙快法。以后，随着石 油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。1940年，美国联 合碳化物 公司开发了二氯乙烷法。为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙烘法和二 氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。1 960年，美国陶氏化学公司开发了乙烯 经氧氯化合成氯 乙烯的方

15、法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，此法得到了 迅速发展。乙烘法、混合烯快法等其他方法由于能耗高而处于逐步被淘汰的地位。1.4氯乙烯的合成冏氯乙烯是由乙烘与氯化氢在升汞催化剂存在下的气相加成的。1.4.1反应机理C2H2 HCI Hgq、CH2CHCI + 124 . 8kJ/mol上述反应实际上是非均相的，分5个步骤来进行，其中表面反应为控制阶段。I外扩散乙快、氯化氢向碳的外表面扩散；II内扩散乙快、氯化氢经碳的微孔通道向外表面扩散；III表面反应乙烘、氯化氢在升汞催化剂活化中心反应发生加成反应生成氯乙烯；IV内扩散氯乙烯经碳的微孔通道向外表面扩散；V外扩散 氯乙

16、烯自碳外表面向气流中扩散。142催化剂的选取5】载体活性炭，升汞对于HCI与C2H2化合生成氯乙烯的反应,要求使用的催化剂具有高活性和高选择性。目 前，电石法生产氯乙烯常用的催化剂是以活性炭为载体（孔隙率即吸苯率=30%机械强度90%）浸渍吸附质量分数为10%-12%的氯化汞制备而成的，其具体标准参见（YS/T31 1992氯化汞触媒技术标准）。1 -5氯乙烯生产工艺流程简述1.5.1生产工艺流程图1.1生产工艺流程由乙烘工段送来的精制乙烘气，经乙烘砂封，与氯化氢工序送来的氯化氢气体经缓冲罐通 过孔板流量计调节配比（乙烘/氯化氢=1/1.05-1.1 ）在混合器中充分混合，进入石墨冷却器， 用

17、35E盐水间接冷却，冷却到14C坐C，乙快氯化氢混合气在此温度下，部分水分以40%盐酸 排出，部分则夹带于气流中，进入串联的酸雾过滤器中，由硅油玻璃棉捕 集器分离，然后混合 气经石墨冷却器，由流量计控制进入串联的第一组转化器，在列管中填装吸附于活性炭上的升 汞催化剂，在催化剂的作用下使乙烘和氯化氢合成转化为氯乙烯，第一组出口气中尚有20 30%未转化的乙烘，再进入第二级转化器继续转化，使出口处未转化的乙烘控制在3%以下， 第二组转化器填装活性较高的新催化剂，第一组则填装活性较低的，即由第二组转化器更换下 来的旧催化剂即可。合成反应放出的热量通过离心泵送来的95100C左右的循环水移去。粗 氯乙

18、烯在高温下带逸的氯化汞升华物，在填活性炭吸附器中除去，接着粗氯乙烯进入水洗泡沫 塔回收过量的氯化氢。泡沫塔顶是以高位槽低温水喷淋，一次（不循环）接触得20%盐酸，装 大贮槽供罐装外销，气体再经碱洗泡沫塔，除去残余的微量氯化氢后，送至氯乙烯气柜，最后 去精憎工段。1 .5.2主要原料和产物的物化性质I氯化氢分子式：HCI分子量：36.5性质：无色有刺激性气味的气体。标准状态下密度为1.00045克/升，熔点11480C,沸点. 85T。在空气中发白雾，溶于乙醇、乙讎，极易溶于水，标准状况下，1升水可溶解525.2升的HCI气体。规格：纯度93%水分W 0.06%II乙烘分子式：C2H2分子量：2

19、6性质：在常温常压下为无色气体，具有微弱的醸味，工业用乙烘因 含有氯化氢、磷化氢等杂质而具有特殊的刺激性臭气。规格：纯度：98.5%不含硫、磷、碑等杂质。III氯乙烯分子式：CH2二CHCI 分子量：62.50沸点：-139C 熔点：-160.0C蒸汽相对密度：2.15 （空气为1） 液体相对密度：0.9121 （20C ）爆炸极限：在空气中3.6-26.4% （体积）第二章工艺计算2.1物料衡1算 由于各化工单元操作连续，故采用倒推法，根据转化率或者损失率计算出原料 的投入量，再按顺序对各个单元操作进行衡算。2.1.1计算依据I计算基准年产能力：年产100kt的氯乙烯年工作日：以330天计算

20、日产量：100X 106-330=3.0455X 105 kg2-1)（2-2）小时产量：3.0455X 105-24=12689.5 kg即，每小时要合成氯乙烯12689.5kg，以下计算均以1 h为基准。II化学反应式：主反应：C2H2 HCI H9Ca CH2CH C（2七）副反应：CH2CHCI HCICHsCHCk（2 4）C2H2 HgCI2 H9Ct H CCTH HCI（? 5）CICHCHHgCI HgCI2> CHCICH2 HgCI2（2_6）III倒推法计算：精镭（氯乙烯的收率：99.5%）： 12689.5- 99.5%=12753.26 kg = 204.05

21、2 kmol （2-7）转化器（乙烘的转化率：95%）： 204.052- 95%=214.7915 kmol（2-8）因此'进气中C2H2需214.7915 kmol2.1.2各单元的物料衡算图2.1混合器的物料衡算简图C2H2和HCI的最适宜的摩尔比是:1:1051.1本设计选取:n C2H2 : nHCI = 1:1.08I进料气组成:表2.1进料气组成进料气组分含量/%乙烘气C2H299.5HaO0.5HCI99.95氯化氢H2O0.01惰性气体(以02计算)0.0413因此，进料气所需乙烘气：214.7915- 99.5% = 215.871 kmol进料气所需的氯化氢气体：

22、214.7915X 1.0899.95% = 232.091 kmol即，C2H2 :214.7915 kmol (5584.579 kg)HCI :231.975 kmol (8467.0875 kg)O2 :232.091 X 0.04% = 0.0928 kmol (2.971 kg)H2O :232.091 X 0.01 %+215.871 X 0.5% = 1.1025 kmol (19.845 kg)II出料气组成：极少量的水分以浓盐酸的形式流出，此时课忽略流出的浓盐酸量C2H2:214.7915 kmolHCI :231.975 kmolO2 :0.0928 kmolH2O :1

23、.1025 kmolIII混合器的物料衡算表(2-9)(2-10)(2-11)(2-12)进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%C2H25584.57939.679C2H25584.57939.679HCI8467.087560.159HCI8467.087560.159022.9710.000211022.9710.000211H2O19.8450.1410H2O19.8450.1410艺14074.4825100艺14074.4825100表2.2混合器的物料衡算表(2)石墨冷却器C2H2HCI混合气 石墨冷却器 02h2o(5584.579kg)(8467.0875kg)(2.971k

24、g)(19.845kg)C2H2 :214.7915 kmol(5584.579kg)O2:0.0928 kmol(2.971kg)盐酸图力石墨冷却器的物料衡算简图由于在石墨冷却器中，用35C盐水间接冷却，混合气中水分一部分则以40%盐酸的形式排 出，部分则混合在气流中查阅相尖资料，即设混合器中水分以40%盐酸排出的量占水总量的 30%(2)I进料气组成:C2H2:214.7915 kmolHCI :231.975 kmolO2 :0.0928 kmolH2O： 1.1025kmolII出料气组成：15H2O:1.1025X( 1 -30%)(2-13)=0.7718 kmol =13.891

25、5 kgx1 0 0%40%(2-14)m mHCIH2OmHci= (0.4 宁 0.6) m H20=(0.4- 0.6)X( 9.9225-13.8915)=3.969kg(2-15)HCI： 8467.0875-3.969=8463.1185 kg =231.8665 kmol(2-16)盐酸：3.969+ (19.845-13.8915)=9.9225 kg(2'17)III石墨冷却器的物料衡算表2.3石墨冷却器的物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%C2H25584.57939.679C2H25584.57939.679HCI8467.087560.159HCI

26、8463.118560.131022.9710.000211022.9710.000211H2O19.8450.1410H2O13.89150.000987盐酸9.92250.000745工14074.4825100工14074.482510017(3)多筒过滤器由相尖资料查得，在多筒过滤器中，采用35%憎水性有机硅树脂的510um细玻璃纤维，可 将大部分酸雾分离下来，以盐酸的形式排出假设盐酸为38%，出水量为80%。C2H2:214.7915 kmolC2H2:214.7915 kmolHCI :231.975 kmol02 :0.0928 kmolH2O：0.7718kmolII出料气组成

27、：02 :0.0928 kmolI进料气组成:(5584.579kg)(5584.579kg)(8463.1185kg)(2.971kg)(13.8915kg)(2.971kg)H2O:13.8915X( 1 -80%) =2.7783 kg盐酸为38%，m巴X 100% = 38%m mHCIH2OmHC= (0.38-0.62)X mH2°=(0.38- 0.62)X 13.8915=6.8115 kg(2-18)(2-19)HCI： 8463.1185-6.8115=8456.307kg(2-20)盐酸:6.8115+13.8915X 80%=17.9247 kg(2-21)I

28、II多筒过滤器的物料衡算进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%C2H25584.57939.707C2H25584.57939.707HCI8463.118560.172HCI8456.30760.125O22.9710.000211O22.9710.000211H2O13.89150.000988H2O 盐酸2.778317.92470.0001980.00127艺14064.5610014064.56100表2.4多筒过滤器的物料衡算表(4) 石墨预热器(5) 转化器79图2.3转化器物料衡算简图此时无质量交换，即进出口各物料量不变表2.5石墨预热器物料衡算表进料/出料质量/kgW/%C

29、2H25584.57939.757HCI8456.30760.202022.9710.000212H2O2.77830.000198艺14046.64100由前面的叙述知，此转化器转化率为P5 W/进料气组成：C2H2：5584.579 kg(214.7915 HCI :8456.307 kg(231.68 kmol)02 :2.971 kgH2O :2.7783 kgII出料气组成：(2-22)(2-23)(2-24)CH2CHCI : 214.7915X 95% X 62.5 = 12753.245 kgC2H2 :5584.579X( 1 -95%) = 279.229 kgHCI :8

30、456.307-214.7915X 95% X 36.5 = 1008.4117kg02 :2.971 kgH2O :2.7783 kgIII转化器的物料衡算：表2.6转化器的物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%CH5584.57939.757CHCHCI12753.24590.792HCI8456.30760.202C2H2279.2290.0199Q2.9710.000212HCI1008.41177.179HO2.77830.000198Q2.9710.000212H2O2.77830.000198艺14046.64100艺14046.64100(6) 除汞器由于汞含量极少

31、，实际操作中课忽略其影响，即物料进、出组分相同除汞器的物料衡算：表2.7除汞器的物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%CHCHCI12753.24590.792CHCHCI12753.24590.792CH279.2290.0199C2H279.2290.0199HCI1008.41177.179HCI1008.41177.179Q2.9710.000212Q2.9710.000212HO2.77830.000198H2Q2.77830.000198艺14046.64100艺14046.64100(7) 石墨冷却器表2.8石墨冷却器物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%

32、CHCHCI12753.24590.792CHCHCI12753.24590.792CH279.2290.0199C2H2279.2290.0199HCI1008.41177.179HCI1008.41177.179O2.9710.00021202.9710.000212HO2.77830.000198H2O2.77830.000198艺14046.64100艺14046.64100(8) 水洗泡沫塔1查阅相尖文献可知，水洗泡沫塔用来回收过量的氯化氢，泡沫塔是以高位槽低温水喷淋，一次(不循环)接触可得20%的盐酸。假如回收盐酸的回收率为98%，加入的水量为3955 kg。I进料气组成：CH2C

33、HCI :12753.245 kgC2H2 :279.229 kgHCI :1008.4117kgO2 :2.971 kg(2-25)(2-26)(2-27)H2O :2.7783 +3955=3957.7783kgII出料气组成：CH2CHCI :12753.245 kgC2H2 :279.229 kg回收的盐酸:1008.4117X 98%十 20% = 4941.22 kgHCI :1008.4117X( 1 -98%) = 20.168 kg02 :2.971 kgH2O :3955+2.7783-4941.22X 0.8 = 4.8023 kgHI泡沫水洗塔的物料衡算表2.9泡沫水洗

34、塔的物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%CHCHCI12753.2450.708CHCHCI12753.2450.708C2H2279.2290.0155C2H2279.2290.0155HCI1008.41170.056HCI20.1680.00112Q2.9710.000165O2.9710.000165H2O3957.77830.22H2O盐酸4.80234941.220.0002640.274艺18001.63510018001.635100(9) 碱洗泡沫塔图2.4碱洗泡沫塔物料衡算简图I进料气组成：CH2CHCI :12753.245 kgC2H2 :279.229k

35、gHCI :20.168kg02 :2.971kgH2O :4.8023kgII出料气组成：HCI被碱液吸收，从而出料气中不含HCI气体。CH2CHCI :12753.245 kgC2H2 :279.229 kg02 :2.971 kgH2O :4.8023 kgIII碱洗泡沫塔的物料衡算表2.10碱洗泡沫塔的物料衡算表进料质量/kgW/%岀料质量/kgW/%CHCHCI12753.2450.976CHCHCI12753.2450.976CH279.2290.0214C2H2279.2290.0214HCI20.1680.00154HCI （除去厶1、20.1680.00154O2.9710.

36、000227Q2.9710.000227H2O4.80230.0003644.80230.000364艺13060.415100艺13060.415100Qi :物料带入热Q2：加热剂或冷却剂带入热Q3 :过程热效应Q4 :物料带出热Q5 :热损失假设Q5是Q2的5%2.2热量衡算2.2.1热量衡算式Qi Q2 Q3 = Q4 Q5(2-29)GW，含量此衡算式中，“+”表示放热，表示吸热。设混合物的平均比热容近似等于各组分热容与质量分数乘积之和，即CP 少的物质对混合体系热容的影响可忽略不计。同种物质的平均比热容c©獰(2-3°)lnCp1(P2222有尖物化数据表(5)

37、表2.11物化数据表项目温度/C比热 /kcal/ (kg C)250.428乙烘750.451100.455HCI250.204750.2081100.2085250.45水蒸气750.4511100.46250.234Q750.241100.244250.846氯乙烯750.83271100.868盐酸(40%-353.214223相应各个设备的热量衡算(1) 石墨冷却器表2.12石墨冷却器的物料衡算表进料质量/kgW/%出料质量/kgW/%CH5584.57939.679C2“5584.57939.679HCI8467.087560.159HCI8463.118560.131Q2.971

38、0.000211Q22.9710.000211HO19.8450.1410H2O13.89150.000987盐酸9.92250.000745艺14074.482510014074.4825100进料温度：ti = 25 C出料温度:t2=-13C以进料温度ti=25C为计算基准:C =1.792 kJ/ (kg C)C水蒸气 =1.8842 kJ/ (kg C)C氮化氢 =0.8541 kJ/ (kg C)C 氧气=0.9798 kJ/ (kg C)C 水(i)=4.175 kJ/ (kg C)Y水(冷凝热)= 2229.4636 kJ/( kg C)C 40%盐酸=3214 kJ/ ( k

39、g C)计算：Qi：进料温度为25 C，即Q1 =0Q3 :Q3= Q3.1 4- Q3.2(2-31)Qa.1 :生成40%的盐酸时，HCI的水溶液生成的热，35430 kcal/kmol(5)则冷却器只能中HCI溶于水放出的热量为：148345.4X( 8467.0875-8463.1185 十 36.5 = 16131.04 kJ(2-32)Q4 :Q2：Q3.2 :水液化放出的热'2435.0X( 19.845-13.8915= 14496.7725 kJQa = Q3.1 + Q3.2 = 16131.04+14496.7725 = 30627.8125 kJQ4 = Q乙烘

40、+ Q氯化氢+ Q氧气+ Q 7K蒸气+ Q盐酸=5584.579X 1.792X(-13-25) +8467.0875X 0.8541 X(-13-25) +2.971X(-13-25) +1.884X 13.8915X(-13-25) +9.9225X 3214X(-13-25)-380287.4916-274806.0985-110.6175-994.5202-1211854.77=-1868053.498 kJ(2-33)(2-34)X 0.9798(2-35)5% X Q2=Q5Qi + Q2 + Q3=Q4+ Q5 (2-32)(2-36)(2-37)0+ Q2+30627.812

41、5 = -1868053.498+0.05Q Q2=-1998611.906 kJQs： Qs = Q2X 5% = -99930.5953 kJ表2.13石墨冷却器热量衡算表物料入口 /kJ物料出口 /kJC2H20C2H2380287.4916HCI0HCI-274806.0985Q0Q 110.6175H2O0H2O-994.5202冷凝热30627.8125盐酸-1211854.77盐水吸热-1998611.906损失-99930.5953-1967984093(2) 石墨预热器进料温度:ti = -13C出料温度：t2 = 75 E以进料温度ti = -13

42、C为计算基准:C 乙快=1.80 kJ/ (kg C)C水蒸气 =1.884 kJ/ (kg C)C 氯化氢=0.858 kJ/ (kg C)C 氧气=0.9798 kJ/ (kg -C)C氯乙烯 =0.8502 kJ/ (kg C)计算：Qi:进料温度为75C，即Qi =0Q3 :由反应式，Q4:Q4 = Q乙烘+ Q氯化氢+ Q氧气+ Q水蒸气 以进料温度ti = 75 C为计算基准：=5584.579X 1.8X(75+13) +8456.307X 0.858X( 75+13)+2.971X 0.9798 X(75+13) +2.7783X 1.884X( 75+13)=884597.3

43、136+638485.0037+256.1667+460.62Q2：Q5 :=1523799.104kJQ5=Q2X5%Qi + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 0+ Q2+0 =1523799.104+0.05 Q 02=1603999.057 kJQ5 = Q2X 5%=1603999.057X0.05=80199.9528kJ(2-38)(2-39)物料入口 /kJ物料出口 /kJC2H20C2H2884597.3136HCI0HCI638485.0037Q002256.1667H2O0H2O460.62蒸汽加热1603999.057损失80199.95281603999.05716

44、03999.057表2.14石墨预热器热量衡算表由前面计算可知，转化器的物料核算 此处的热损失为15%。进料温度U1 = 75 C出料温度：t2=110CC 乙快=1.884 kJ/ (kg C)C 水蒸气=1 -888 kJ/ (kg C)C 氯化氢；=0.871 kJ/ (kg C)C 氧气=1.005 kJ/ (kg C)C氯乙烯； =0.8502 kJ/ (kg C)计算：Qi:进料温度为75C，即Q =0°3 :由反应式5Qs= 124.8X214.7915X=2840660.546 kJ(2-40)Q4 :Q4 = Q 氯乙烯 +Q 乙烘+ Q氯化氢+ Q氧气+ Q水蒸气

45、=12753.245X 0.8502X (110-75)+279.229X 1.884X (110-75) +1008.4117X 0.871 X( 110-75) +2.7783X 1.888X( 110-75) +2.971 X 1.005X( 110-75)=379498.3115+18412.3603+30741.4307+183.5901 +104.5049=428940.1974 kJ(2-41)Q2： Qs= Q2X 1.5%Qi + Q2 + Q3 = Q4+ Q50+ Q2+2840660.546 = 428940.1974+0.015 QQ2=-2448447.054 kJ

46、Q5:Q5= Q2X 5%=-2448447.054X0.015 =-36726.7058 kJ表2.15转化器热量衡算表物料入口 /kJ物料岀口 /kJC2H20CHCHCI379498.3115HCI0C2H218412.3603Q0HCI30741.4307H2O0Q104.5049反应热循环水2840660.546-2448447.054H2O损失392213.4916183.59010-36726.7058392213.4916(4)石墨冷却器进料温度:ti=110C出料温度：t2 =25C以进料温度ti=110C为计算基准：C 乙烘T.905 kJ kJ/ (kg -C)C水蒸气=

47、 1.926 kJ kJ/ (kg C)C氯化氢= 0.873 kJ kJ/ (kg C)C 氧气=1.021 kJ kJ/ (kg C)C氯乙烯= 0.857 kJ kJ/ (kg C)计算：Qi:进料温度为110C,即卩Q =0Q3 :03=0(无反应或冷凝热产生)Q4 :Q4= Q氯乙烯+Q乙快+ Q氯化氢+ Q氧气+ Q水蒸气=12753.245X 0.857X (25-110) +279.229X 1.905X (25-100) +1008.4117X 0.873X( 25-100) +2.7783X 1.926X( 25-100) +2.971 X 1.021 X( 25-100)

48、=-946354.5452-45214.1558-74829.1902-454.8355-257.8382=-1067110.565 kJ(2-42)Q2：Qs = Q2X 1.5%Qi + Q2 + Q3 = Q4+ Qs 0+ Q2+0= -1067110.565+0.05 Q Q2=-1123274.279 kJQ5 :Q5 = Q2X 5%=-1123274.279X 0.05 =-56163.7140 kJ表2.16石墨冷却器热量衡算表进料入口 /kJ物料出口 /kJCHCHCI0CHCHCI946354.54520C2H245214.1558HCI0HCI-74829.1902QH

49、O循环水00-1123274.279-1123274.279Q2HbQ损失-257.8382-454.8355-56163.7140-1123274.279(5)冷却水消耗:I盐水：已知：盐水用于石墨冷却器除去水气,进料温度:ti= -35 C出料温度：t2 =-20 C 40%盐水的比热容：C盐水=3.214 kJ/ (kg C)Q= mCP(t2-r=1998476.924m =:1998476.924* (15X 3.214)(2-43)二:41453.5765 kJII循环水： 在石墨预热器 进料温度：t1 = 出料温度:t2 =95 C时：C水= 110C 时：C 水=110C95 C4.214 kJ/ (kg C)4.238 kJ/ (kg C)C 平均=(4.214+4.238)* 2=4.226 kJ/ ( kg C)(2-44)Q =1603999.