内容发布更新时间 : 2024/12/22 23:04:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1,1-CHCl2CH3)，所以可得所需原料的量为： 需C2H2的量为：
8533.1804?26.03 = 3626.1500 kg/h
62.50?0.985??1?0.005?= 139.3066 kmol/h = 3120.4678 Nm3/h
需HCl的量为：
8533.1804?36.46 = 5079.1175 kg/h
??62.50?0.985?1?0.005= 139.3066 kmol/h = 3120.4678 Nm3/h
这里所得的HCl量是按C2H2和HCl为等摩尔比时的量，然而实际生产中不是用等摩尔比，而是用1:1.1，所以需HCl的量应大些，为：
3626.1500 × 1.1×36.46 = 5587.0293 kg/h
= 153.2372 kmol/h = 3432.5233 Nm3/h
3. 每小时所需粗原料气的量： 粗原料气组成如表3-3所示：
表3-3 粗原料气组成
乙炔原料气成分 C2H2 N2 H2O 总计
V% 96.60 0.48 2.92 100 kg% 97.44 0.52 2.04 100 氯 根据原料气的组成和上述所得的纯原料气量，可算出每小时所需的粗原料量。 需粗C2H2原料气量为：
3626.1500 = 3721.4183 kg/h = 142.9665 kmol/h= 3202.4496
0.9744Nm3/h N2的量为：
成分 HCl 空气 H2O 总计 V% 96.94 0.08 2.98 100 kg% 98.44 0.065 1.49 100 化氢原料气
3721.4183× 0.52% = 19.3514 kg/h = 0.6911 kmol/h = 15.4811 Nm3/h
H2O的量为：
3721.4183× 2.04% = 75.9169 kg/h = 4.2176kmol/h = 94.4744 Nm3/h
需HCl粗原料气的量为：
5587.0293 = 5675.5681 kg/h = 155.6656 kmol/h = 3486.9096 Nm3/h
0.9844空气的量为：
5675.5681×0.065% = 3.6891 kg/h = 0.1272 kmol/h = 2.8495 Nm3/h
H2O的量为：
5675.5681×1.49% = 4.5660 kg/h = 4.6981 kmol/h = 105.2377 Nm3/h
3.2 乙炔冷却器的物料衡算
把潮湿的乙炔气冷却，其所含的水蒸气有一部分被冷凝成为液态水而除去，但气体中仍然含有一部分水蒸气，它的分压实际上等于水在脱水温度下的蒸气压。在计算时，将N2、O2、C2H2 等看作不凝气。 （见《聚氯乙烯生产原理》 P88）
物料进口温度： t入 = 40℃ （见《聚氯乙烯工艺技术》 P38）
出口温度: t出 = 5℃ （见《聚氯乙烯工艺学》 P29）
设湿C2H2气的总压为1.5 atm 即P总 = 152 kPa （见《聚氯乙烯工艺技术》 P37） 查《化工流体流动与传热》，得水在5℃时的饱和蒸汽压为 0.8720 kPa。 则水的摩尔百分含量为：
xH2O?pH2Op总?0.8720?100% = 0.5737% 152设水蒸气中冷凝为液态水的物质的量为nH2O，则：
4.2176?nH2O142.9665?nH2O = 0.5737%
解得： nH2O= 3.4169 kmol/h 则乙炔气中剩余的水蒸气量为：
4.2176-3.4169 = 0.8007 kmol/h = 14.4126 kg/h
= 17.9357 Nm3/h
由于气体进入混合气中的物料变化很小，所以可以忽略不计。
则乙炔冷凝器的物料衡算如表?3-4所示：
表3-4 乙炔冷凝器的物料衡算表
输入物料?名称?输出物料?kg/h kmol/h 142.9665
Nm3/h
kg/h? kmol/h? 142.9665
Nm3/h 3202.4496
???? 3721.4183 C2H2 N2 H2O
总计?
3202.4496 3721.4183
19.3514 75.9169 3816.6866
0.6911 4.2176 147.8752
15.4811 94.4744
19.3514 14.4126
0.6911 0.8007 144.4583
15.4811 17.9357 3253.8664
3312.4051 3755.1823
3.3氯化氢冷却器的物料衡算
把潮湿的氯化氢气冷却，所含的水蒸气也将有一部分被冷凝，但这时冷凝出来的不是纯水，而是氯化氢在水中的饱和溶液，即很浓的盐酸。气体中剩下的水蒸气，其分压并不等于纯水的蒸气压，而是所凝出的盐酸中水的分蒸气压。
盐酸中水的分蒸汽压除了和温度有关外，还和盐酸的浓度有关。要知道他里面水的分蒸汽压，就必须知道冷凝出来的盐酸浓度。这个浓度可以从盐酸中氯化氢的蒸汽压倒查而得。这里的道理是：凝出的盐酸是和氯化氢建立平衡的，因此它的分蒸汽压应等于气体中HCl 的分压。
表3-5和表3-6列出了盐酸的分蒸汽压数据。现利用这些数据来计算当1.5 atm的湿氯化氢气冷却至40℃时 气体中剩下多少水。
表3-5 盐酸中水的分蒸汽压（毫米汞柱）
表3-6 盐酸中氯化氢的分蒸汽压（毫米汞柱）
（见《聚氯乙烯生产原理》P88 ～P89）
物料进口温度：t入 = 150℃ （见《氯碱化工生产工艺 聚氯乙烯与有机氟 分册》P7）
出口温度：t出 = 40℃ （见《氯碱化工生产工艺 聚氯乙烯与有机氟 分册》P7）
P总 = 152 kPa （见《氯碱化工生产工艺 聚氯乙烯与有机氟 分册》
P7）
总压为1.5大气压的湿氯化氢气体，其中HCl的分压仅略小于1.5大气压，即1140毫米汞柱.从表中的数据看出，在40℃时，盐酸最大浓度为38%，对应盐酸中氯化氢的分蒸汽压 598 mmHg，对应盐酸中水的分蒸汽压 9.52 mmHg。
则H2O的摩尔百分含量为：
xH2O?HCl的摩尔百分含量为：
wHCl?pH2Op总?9.52?100% = 0.84% 1140xHClxHCl?36.46?100%?38%
?36.46??1?xHCl??18.02 解得：xHCl = 23.25%
设湿HCl中冷凝为液态水的物质的量为nH2O，则
4.6981?nH2O155.6656?nH2O23.25%?nH2O?1?23.25% = 0.84%
解得: nH2O=3.4280 kmol/h = 61.7731 kg/h = 76.7872 Nm3/h 则粗HCl气体中剩余水蒸汽的量为:
4.6981-3.4280 = 1.2701 kmol/h = 22.8872 kg/h = 28.4502 Nm3/h
粗HCl气体中剩余氯化氢的量为：
23.253.2372-3.4280? = 152.1988 kmol/h
1?23.25% =5549.1664 kg/h =3409.2531 Nm3/h
则氯化氢预冷器的物料衡算如表3-7所示:
表3-7 氯化氢冷却器的物料衡算表
输入物料?名称?kg/h 5675.5681 84.5660 3.6891 5763.8232
kmol/h 155.6656 4.6981 0.1272 160.4909
Nm3/h
kg/h?
输出物料?kmol/h? 152.1988 1.2701 0.1272 153.5961
Nm3/h? 3409.2531 28.4502 2.8495 3594.1489
HCl H2O?
空气?总计?
3486.9096 5549.1664 105.2377 2.8495
22.8872 3.6891
3594.9968 5575.7427