内容发布更新时间 : 2024/11/15 22:28:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

年产5万吨聚氯乙烯的氯乙烯合成工段工艺初步设计

姓名： 指导教师：

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：1．PVC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．管道的设计及选型。6．三废处理安全与防火技术。

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。

目录

前言 1 绪论 ............................................................................................................................................................... 3 1.1 聚氯乙烯(PVC) ......................................................................................................................................... 3 1.1.1 聚氯乙烯工业的发展概况 ..................................................................................................................... 3 1.1.2 聚氯乙烯工业在国民经济中的作用 ..................................................................................................... 4 1.1.3 聚氯乙烯系列聚合物的性质 ................................................................................................................. 4 1.1.4 聚氯乙烯制品的开发与应用技术 ....................................................................................................... 5 1.1.5 聚氯乙烯合成方法 ................................................................................................................................. 6 1.2 氯乙烯（VC） ........................................................................................................................................ 10 1.2.1 氯乙烯的合成 ....................................................................................................................................... 10 1.2.2 生产工艺流程简述 ............................................................................................................................... 13 1.2.3 主要工艺参数 ....................................................................................................................................... 14 1.2.4 主要原料和产物的物化性质 ............................................................................................................... 15 2 工艺计算 ..................................................................................................................................................... 16 2.1 物料衡算 .................................................................................................................................................. 16 2.1.1 计算依据 ............................................................................................................................................... 16 2.1.2 计算 ....................................................................................................................................................... 17 2.2 热量衡算 .................................................................................................................................................. 24 2.2.1 衡算方法 ............................................................................................................................................... 24 2.2.2 标况下有关物化数据表 ....................................................................................................................... 25 2.2.3 计算 ....................................................................................................................................................... 25 3 主要设备的设计与选型 ............................................................................................................................. 32 3.1 石墨冷却器的选型 .................................................................................................................................. 32 3.1.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 32 3.1.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 32 3.2 石墨预热器的选型 .................................................................................................................................. 33 3.2.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 33

1

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

3.2.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 33 3.3 石墨冷却器Ⅱ的选型 .............................................................................................................................. 34 3.3.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 34 3.3.2 计算两流体的平均温度差 ................................................................................................................... 34 3.4 转化器的设计 .......................................................................................................................................... 35 3.4.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 35 3.4.2 计算 ....................................................................................................................................................... 35 3.4.3 手孔 ....................................................................................................................................................... 37 3.5 泡沫水洗塔的设计 .................................................................................................................................. 37 3.5.1 已知条件 ............................................................................................................................................... 37 3.5.2 塔径的计算 ........................................................................................................................................... 37 3.5.3 孔的布置 ............................................................................................................................................... 38 3.5.4 塔板的压降 ........................................................................................................................................... 38 3.5.5 稳定性 ................................................................................................................................................... 39 3.5.6 液泛 ....................................................................................................................................................... 39 3.5.7 物沫夹带 ............................................................................................................................................... 40 3.6 主要设备一览表 ...................................................................................................................................... 40 4 主要管道管径计算和选型 ......................................................................................................................... 41 4.1 HCl进料管 ............................................................................................................................................... 41 4.2 乙炔气进料管 .......................................................................................................................................... 41 4.3 石墨冷却器的进料管 .............................................................................................................................. 42 4.4 多筒过滤器进料管 .................................................................................................................................. 42 4.5 转化器进料管 .......................................................................................................................................... 42 4.6 转化器出料管 .......................................................................................................................................... 43 4.7 石墨冷却器进口管 .................................................................................................................................. 43 4.8 40%盐水进料管..................................................................................................................................... 44 4.9 循环水管 .................................................................................................................................................. 44 4.9.1 石墨预热器 ........................................................................................................................................... 44 4.9.2 转化器 ................................................................................................................................................... 44 4.9.3 石墨冷却器 ........................................................................................................................................... 44 4.10 总进水管 ................................................................................................................................................ 45 4.11 部分管道一览表 .................................................................................................................................... 45 5 合成工段中三废的产生及处理 ................................................................................................................. 45 5.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 ...................................................................................................... 45 5.1.1 氯化汞触媒的产生 ............................................................................................................................... 45 5.2 尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理 .............................................................................................. 46 5.2.1 尾排氯乙烯外逸的产生 ....................................................................................................................... 46 5.2.2 中毒机理 ............................................................................................................................................... 46 5.3 废水的处理 .............................................................................................................................................. 47 5.3.1 废水排放标准 ....................................................................................................................................... 47 5.3.2 废水的处理方法 ................................................................................................................................... 47 5.4其他三废的处理 ....................................................................................................................................... 48 6 安全生产防火技术 ..................................................................................................................................... 48

2

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）

6.1 厂区安全生产特点 .................................................................................................................................. 48 6.2 乙烯合成的安全技术 .............................................................................................................................. 48 6.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围 ....................................................................................... 48 6.3乙炔爆炸 ................................................................................................................................................... 49 6.3.1 氧化爆炸 ............................................................................................................................................... 49 6.3.2 分解爆炸 ............................................................................................................................................... 49 6.3.3 乙炔的化合爆炸 ................................................................................................................................... 49 6.4 氯乙烯的燃烧性能 .................................................................................................................................. 49 6.5 安全措施 .................................................................................................................................................. 49 结论 ................................................................................................................................................................. 50 参考文献 ......................................................................................................................................................... 50 致谢 ................................................................................................................................. 错误！未定义书签。

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，自始至终都得到了曾文南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[1]

20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

3