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30萬噸/a聚氯乙烯工廠一乙烯氯化工段工藝設計

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更新時間：2019-01-03
發布人：ght2205364258

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郭宏濤畢業設計論文摘要
本設計為年產量為30萬t/a聚氯乙烯的乙烯氯化工段工藝設計，主要采用乙烯平衡氧氯化法生產聚氯乙烯的中間產物——1,2-二氯乙烷。本文主要對物料衡算、能量衡算的工藝計算，以及對精餾塔的塔高、塔徑與壁厚的機械設計計算。對物料管徑、換熱器、泵和儲罐進行設計選型。設計圖有：物料流程圖、裝配圖、管道及儀表流程圖、設備條件圖和設備布置圖。
關鍵詞：乙烯氯化平衡氧氯化法二氯乙烷機械設計
Abstract
This design for the annual production is 30t/a PVC Vinyl chloride process design section.This design mainly adopts ethylene balanced oxychlorination producing polyvinyl chloride intermediates of 1,2-dichloroethane. In this design, the calculation of material balance, energy balance and the mechanical design of tower height, tower diameter and wall thickness of the distillation tower are calculated.. Design and selection of material diameter, heat exchanger, pump and tank. Design chart: material flow chart, assembly plan, piping and instrumentation flow chart, equipment condition diagram and equipment layout plan.

目錄
1 引言 1
2 工藝設計簡介 1
2.1 乙烯氯化的生產工藝 1
2.2 本設計擬采用的工藝 2
2.3 工藝路線選擇 3
2.4 工藝流程簡圖 4
3 設計規模與生產制度 5
4 原料與產品的理化性質 5
5 工藝設計與計算 6
5.1 物料衡算 6
5.2 熱量衡算 12
6 精餾塔塔板計算 30
6.1 輕組分脫除塔 30
6.2 重組分塔 33
6.3 塔徑的計算： 35
6.4 塔高計算 42
6.5 壁厚計算 43
7 其他設備的選擇 47
7.1 廢氣儲槽的計算與選型 47
7.2 重組分塔廢液儲槽的計算與選型 48
7.3 換熱器設計 48
7.4 主物流管管徑計算 51
7.5 直接氯化反應器 54
7.6 氧氯化反應器 54
8 產品儲罐設計 54
9 泵的設計 58
9.1 氣液分離器到混合器輕組分塔間泵 58
9.2 輕組分塔與重組分塔間泵的設計 59
三廢處理 61
總結 62
致謝 62
參考文獻 63

1 引言
乙烯氯化所生產的產品氯乙烯主要的用途是來合成聚氯乙烯。我國聚氯乙烯的生產開發是在1950年開始的,傳統的氯乙烯生產主要有乙烯法和乙炔法（電石法）2種工藝，而我國氯乙烯的生產很多是采用電石法工藝。我國的塑料品種中聚氯乙烯的發展相對來說較早,聚氯乙烯在國民經濟的很多領域都有應用。在國內，一些聚氯乙烯生產廠家主要采取進口氯乙烯(VCM)或二氯乙烷(EDC)來生產聚氯乙烯。我國聚氯乙烯生產仍然采用電石法，這也是國內廠家產PVC的主要方法。PVC 的產量是衡量氯堿工業和化學建材的重要指標之一。在國家政策的大力支持下,我國的氯堿工業及聚氯乙烯工業飛速發展。
2 工藝設計簡介
2.1 乙烯氯化的生產工藝
聚氯乙烯產工藝在經過長時間的工業化生產和工藝技術改造之后,形成了電石乙炔法、二氯乙烷法、氧氯化法三種工藝。平衡氧氯化工藝基本上是目前世界上最先進的聚氯乙烯生產工藝。下面對這三種工藝的方法原理以及各自的優缺點進行簡單的介紹和分析。
1. 電石乙炔法
在我國電石乙炔法是最早生產氯乙烯的方法。電石乙炔法的原料是以乙炔和氯化氫為主, 催化劑為HgCl2的加成反應, 從而生成氯乙烯。具體過程為：首先電石與水反應產生乙炔，除去雜質之后與氯化氫混合、干燥再進入轉化器。反應管中裝有HgCl2催化劑，在常壓下進行反應且該反應為放熱反應。其反應過程如下：
C2H2+HCl→C2H3Cl
乙炔經過精制與氯化氫混合、干燥后進入列管式反應器, 在180-200℃的常壓下反應,生成氯乙烯,它的副產物1,1一二氯乙烷,乙烯基乙炔、二氯乙烯和三氯乙烷等。乙炔的轉化率90% , 氯乙烯的收率95% 以上。
優點：工藝成熟，反應條件溫和，設備簡單，副產物少，投資低，產率高。
缺點：該工藝是以電石為原料，需要消耗大量的能量導致目標產物的成本升高。...

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