湖南科技大学
毕业设计（论文）
题目年产6万吨PVC合成工段的工艺设计作者陈韬
学院化学化工
专业化学工程与工艺
学号0906040110
指导教师仇明华
二〇一三年六月七日
湖南科技大学
毕业设计（论文）任务书
化学化工院化工系（教研室）
系（教研室）主任:（签名）年月日
学生姓名: 陈韬学号: 0906040110 专业: 化学工程与工艺
1 设计（论文）题目及专题：年产6万吨PVC合成工段的工艺设计
2 学生设计（论文）时间：自201
3 年 3 月19 日开始至2013 年6 月 5 日止
3 设计（论文）所用资源和参考资料：
①化工设计④有关PVC合成的相关资料
②化工工艺设计手册③化工设备设计
4 设计（论文）应完成的主要内容：
①总论；②工艺流程的确定；
③工艺流程简述及各工序工艺控制指标；④工艺计算；
⑤主要设备的工艺尺寸计算与设备选型；⑥装置技术经济估算；
⑦环境保护与安全措施⑧设计体会
⑨按毕业设计大纲要求提供必要的设计图纸
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
①设计说明书规范、整洁，文字力求简练；
②设计图纸规范、整洁；
③按毕业设计大纲要求完成规定数量的图纸；
④设计图纸必须全部采用计算机绘图。
6 发题时间：2013 年3 月 1 日
指导教师：（签名）
学生：（签名）
湖南科技大学
毕业设计（论文）指导人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]
指导人：（签名）
年月日指导人评定成绩：
湖南科技大学
毕业设计（论文）评阅人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]
评阅人：（签名）
年月日评阅人评定成绩：
湖南科技大学
毕业设计（论文）答辩记录
日期：
学生：学号：班级：
题目：
提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1 设计（论文）说明书共页
2 设计（论文）图纸共页
3 指导人、评阅人评语共页
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]
答辩委员会主任：（签名）
委员：（签名）
（签名）
（签名）
（签名）答辩成绩：
总评成绩：
摘要
氯乙烯的制备在PVC的生产过程中是一个非常重要的环节，它把从氯化氢装置送来的干燥氯化氢气体和从乙炔装置送来的精制乙炔气体在这里合成反应生成粗氯乙烯，并经过脱水、净化、精馏等工序后，制成精制氯乙烯，即单体，用来满足聚合的需要。
本设计是年产6万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。
设计的主要内容有聚氯乙烯的概况及主要合成方法；聚氯乙烯的工艺过程；物料衡算、热量衡算；主要设备的设计和选型；主要管道的设计及选型；三废处理安全与防火技术；.经济分析
并附有三副图纸包括带控制点的物料流程图；车间平面布置图；主要设备的装配图。关键词：合成、PVC、VC、工艺、设计。
ABSTRACT
This graducation design is a primary designed about synthesis construction section of vinyl chloride of PVC 60000 tons every year.According to the Zhuzhou chemical industry group scene practice pertinent dates and related dates,the design was completed with the calculation of the balance of material and heat quantity.During the sign,the instruction booklet and three diagrams have been worked out．
The main contention of the instruction booklet can be briefly illustrated as follows: profile of polyvinyl chloride (PVC) and main synthesis method；The processes of polyvinyl chloride (PVC)；The calculation of the balance of material and calculation of heat quantity；The design and choice about the main equipments；The design and choice about the main pipelines；The disposal of three wastes processing security and fire protection technology；Economic analysis.
There are three diagrams as follows:The technique flow chart with controlled point;The factory floor-plan diagram;The main equipment installing picture.
Key words:synthesis、PVC、VC、technological、design.
前言
氯乙烯（简称VCM）是一种非常重要的化工原料，主要用来制备聚氯乙烯（简称PVC）树脂，也用于制备偏二氯乙烯冷冻剂等。全世界99%的VCM都用于生产PVC。我国目前没有专门的VCM生产企业。所有VCM装置均与PVC装置配套建设，完全一体化。目前主要有4种主要的生产工艺：电石乙炔法，二氯乙烷法，乙烯氯氧化法，平衡氧氯化法。
本设计是以乙炔和氯化氢为原料，对年产能力为60000吨的PVC单体合成工序的初步设计，以株化集团PVC厂为理论资料，并收集有关的化工设计资料作参考，按毕业设计大纲和设计任务书的要求进行设计。
聚氯乙烯合成工序目的是将由乙炔工序送来的粗制乙炔经砂封与来自HCL工序的干燥HCL经缓冲罐通过孔板流量调节配比在混合器充分混合后进入石墨冷却器，用+5℃水和-35℃盐水（尾气冷凝器下水），间接冷却混合器中水分，以40%左右酸雾部分流出，部分则夹带于气相中进入多筒过滤器中，由氟硅油玻璃棉捕集分离，然后，气体经石墨预热器﹑钢制预热器﹑预热后的气体送转化器，合成氯乙烯。
本设计的内容是在简要介绍氯乙烯性质，用途，工艺方法选择的基础上，重点介绍了采用电石乙炔法生产PVC单体——氯乙烯的工艺过程，产量为年产PVC60000吨。设计的主要内容包括聚氯乙烯的概况及主要合成方法；聚氯乙烯的工艺过程；物料衡算、热量衡算；主要设备的设计和选型；主要管道的设计及选型；三废处理安全与防火技术；经济分析等。
并附有三副图纸：带控制点的物料流程图；车间平面布置图；主要设备的装配图。
本次设计力求以理论为基础，贴近实际为目标，争取让设计更合理。但由于本人水平有限，经验不足，时间有限，资料收集不全面等因素，本次设计难免有疏漏甚至错误，敬请老师批评指正。
在此次设计中，自始至终都得到了仇明华等老师的悉心指导以及同学们的热心帮助，在此表示衷心的感谢。
学生：陈韬
2013年5月24日
目录
第一章聚氯乙烯的概况及主要合成方法............................................................. - 0 -
1.1聚氯乙烯的概况....................................................................................................... - 0 -
1.1.1 英文名.......................................................................................................... - 0 -
1.1.2 分子式............................................................................................................ - 0 -
1.1.3 聚氯乙烯的特性............................................................................................ - 0 -
1.1.4聚氯乙烯工业的发展概况............................................................................. - 0 -
1.1.5聚氯乙烯制品的开发与应用技术................................................................. - 2 -
1.1.6聚氯乙烯的合成方法..................................................................................... - 3 -第二章聚氯乙烯的工艺过程................................................................................ - 6 -
2.1主要原料和产物的物化性质................................................................................... - 6 -
2.1.1电石................................................................................................................. - 6 -
2.1.2氯化氢：......................................................................................................... - 6 -
2.1.3乙炔：............................................................................................................. - 6 -
2.1.4氯乙烯：......................................................................................................... - 7 -
2.2其他辅助原料........................................................................................................... - 8 -
2.2.1活性炭............................................................................................................. - 8 -
2.2.2氢氧化钠......................................................................................................... - 8 -
2.2.3氯化汞触媒..................................................................................................... - 8 -
2.2.4氯气................................................................................................................. - 9 -
2.2.5去离子水......................................................................................................... - 9 -
2.2.6 分散剂.......................................................................................................... - 10 -
2.3其他助剂................................................................................................................. - 10 -
2.3.1链终止剂....................................................................................................... - 10 -
2.3.2链转移剂....................................................................................................... - 10 -
2.3.3抗鱼眼剂....................................................................................................... - 10 -
2.3.4防粘釜剂....................................................................................................... - 10 -
2.4工艺流程的介绍................................................................................................... - 11 -
2.4.1乙炔工段....................................................................................................... - 11 -
2.4.2氯化氢工段................................................................................................... - 11 -
2.4.3氯乙烯工序................................................................................................... - 11 -
2.4.4聚合岗位....................................................................................................... - 13 -
2.4.5气体岗位....................................................................................................... - 13 -
2.4.6压缩冷凝回收............................................................................................... - 13 -
2.4.7离心干燥及包装........................................................................................... - 13 -第三章工艺计算 .................................................................................................... - 14 -
3.1 物料衡算................................................................................................................ - 14 -
3.1.1 计算依据：.................................................................................................. - 14 -
3.1.2 计算：.......................................................................................................... - 15 -
3.2 热量衡算................................................................................................................ - 23 -
3.2.1 衡算方法...................................................................................................... - 23 -
3.2.2 标况下有关物化数据表.............................................................................. - 23 -
3.2.3 计算：.......................................................................................................... - 24 -第四章主要设备的设计与选型........................................................................ - 31 -
4.1 石墨冷却器的选型................................................................................................ - 31 -
4.1.1已知条件...................................................................................................... - 31 -
4.1.2计算两流体的平均温度差.......................................................................... - 31 -
4.2 石墨预热器的选型：............................................................................................ - 32 -
4.2.1已知条件：.................................................................................................. - 32 -
4.2.2计算两流体的平均温度差.......................................................................... - 32 -
4.3 石墨冷却器Ⅱ的选型............................................................................................ - 33 -
4.3.1已知条件：.................................................................................................. - 33 -
4.3.2 计算两流体的平均温度差........................................................................ - 33 -
4.4 转化器的设计........................................................................................................ - 34 -
4.4.1 转化器的主要工艺参数..................................................................................... - 34 -
4.4.2 计算：.......................................................................................................... - 34 -
4.4.3 手孔.............................................................................................................. - 35 -
4.5泡沫水洗塔的设计................................................................................................ - 36 -
4.5.1 由泡沫水洗塔的物料衡算得已知条件...................................................... - 36 -
4.6主要设备一览表.................................................................................................... - 40 -第五章主要管道管径计算和选型...................................................................... - 41 -
5.1 HCl进料管 ............................................................................................................. - 41 -
5.2乙炔气进料管........................................................................................................ - 42 -
5.3 石墨冷却器I的进料管........................................................................................ - 42 -
5.4多筒过滤器进料管................................................................................................ - 42 -
5.5转化器进料管........................................................................................................ - 43 -
5.6转化器出料管........................................................................................................ - 43 -
5.7 石墨冷却器II进口管.......................................................................................... - 44 -
5.8 40%盐水进料管................................................................................................... - 44 -
5.9 循环水管................................................................................................................ - 44 -
5.9.1 石墨预热器.................................................................................................. - 44 -
5.9.2转化器.......................................................................................................... - 44 -
5.9.3 石墨冷却器.................................................................................................. - 45 -
5.10 总进水管.............................................................................................................. - 45 -
5.11 部分管道一览表 .................................................................................................. - 46 -第六章合成工段中三废的产生及处理 ............................................................ - 47 -
6.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理.................................................................... - 47 -
6.1.1氯化汞触媒的产生[1]................................................................................... - 47 -
6.1.2 氯化汞中毒机理.......................................................................................... - 47 -
6.1.3 废HgCl2触媒的处理 ................................................................................... - 47 -
6.2尾排氯乙烯外逸的产生中毒机理及处理：........................................................ - 47 -
6.2.1尾排氯乙烯外逸的产生.............................................................................. - 47 -
6.2.2 中毒机理：.................................................................................................. - 48 -
6.2.3 对VC泄露的综合治理：.......................................................................... - 48 -
6.3 废水的处理：........................................................................................................ - 48 -
6.3.1 废水排放标准............................................................................................ - 48 -
6.3.2 废水的处理方法：...................................................................................... - 49 -
6.4其他三废的处理..................................................................................................... - 50 -第七章安全生产防火技术.................................................................................... - 51 -
7.1 厂区安全生产特点：............................................................................................ - 51 -
7.2 乙烯合成的安全技术............................................................................................ - 51 -
7.2.1 原料及中间提的闪点、自燃点、爆炸范围.............................................. - 51 -
7.3乙炔爆炸：............................................................................................................. - 52 -
7.3.1氧化爆炸...................................................................................................... - 52 -
7.3.2 分解爆炸：.................................................................................................. - 52 -
7.3.3 乙炔的化合爆炸.......................................................................................... - 52 -
7.4氯乙烯的燃烧性能：............................................................................................ - 52 -
7.5安全措施：............................................................................................................ - 53 -第八章经济分析......................................................................................................... - 54 -
8.1基本介绍................................................................................................................. - 54 -
8.1.1预计产品成本............................................................................................... - 54 -
8.1.2经济分析....................................................................................................... - 54 -
8.2生产PVC所需原材料............................................................................................. - 54 -
8.3原材料及动力消耗................................................................................................. - 55 -
8.4投资估算................................................................................................................. - 55 -
8.5 产品成本及部分厂家的成品价格...................................................................... - 56 -结论 ........................................................................................................................... - 58 -致谢 ........................................................................................................................... - 59 - 参考文献 ......................................................................................................................... - 60 - 附录：.............................................................................................................................. - 61 -
第一章聚氯乙烯的概况及主要合成方法
1.1聚氯乙烯的概况
1.1.1 英文名：Polyvinyl Chloride Resin 简称PVC
1.1.2 分子式：
结构式
1.1.3 聚氯乙烯的特性
（1）物理性质
①外观：白色粉末
②比重：1.392～1.400
③比热：Cp=0.932～1.003KJ/kg.℃
④导热系数：0.16W/m.℃
⑤毒性：无毒、无臭
⑥溶解性：不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯。溶于酮类、酯类和氯烃类溶剂
（2）热性能：没有明显的熔点，在80～83℃开始软化，加热高于180℃时，开始流动。约在200℃以上时完全分解。130℃以上时变成皮革状，长期加热后分解脱出氯化氢而变色。PVC树脂只能在火焰上燃烧产生绿色火焰，并分解放出HCL。离开火焰后立即熄灭。
（3）光性能：纯PVC在日光或者紫外线单色光照射下，发生老化，色泽变暗。
（4）电性能：具有良好的介电性能。
（5）化学稳定：具有很高的化学稳定性，常温下，能耐任何浓度的盐酸，能耐90%的硫酸，能耐50～60%的硝酸。能耐25%以下的烧碱，对盐类也相当稳定。在盐酸中可发生氯化反应氯化聚氯乙烯。
（6）机械性能：PVC抗冲击强度较高，常温常压下可达到10MPa。
1.1.4聚氯乙烯工业的发展概况
聚氯乙烯可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，而且具有较好的机械性能、耐化学腐蚀性和难燃性等特点，以其低廉的价格和非常突出的性
能而广泛地用于生产板材、门窗、管道和阀门等硬制品，也用于生产人造革、薄膜、电线电缆等软制品。主要用于制造塑料、涂料和合成纤维等。根据所加增塑剂的多少，可分为软质和硬质PVC。软质PVC可用于加工透明或不透明薄膜（如雨衣、台布、包装材料、农用薄膜等），人造革和电线套层等；硬质PVC可用于制造板材、管道、阀、门窗等。目前，在发达国家PVC硬制品的产量已超过PVC软制品，被广泛应用于国民经济和日常生活的各个领域，未来我国PVC 树脂消费将继续以硬制品为主的方向发展。
聚氯乙烯(PVC)是世界上实现工业化时间最早、应用范围最广的通用型热塑性塑料。从三、四十年代开始实际应用以来，其产量一直稳居塑料工业之首。后来，由于聚烯烃发展速度更快，1996年才退居聚乙烯之后，名列第二位。尽管如此，聚氯乙烯在其综合住能、品种的多样化、用途的广泛性、性能价格比以及资源的利用和对生态环境的影响方面，仍然优于其他任何一种塑料。60多年来，PVC工业一直保持着最富有活力的技术革新和持续稳定的发展状态。
聚氯乙烯自工业化问世至今，六十多年来仍处不衰之势。尽管目前世界对PVC 的生产和使用存在许多争议，特别在欧洲，对PVC生产和制品的环保制约政策越来越严厉，但由于性能优良，生产成本低廉，仍具有较强的活力，特别是在塑料门窗、塑料管道等建材领域。聚氯乙烯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20～30%。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。2004年，全球五大通用合成树脂——聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（ABS），仍处于供大于求的态势。中国合成树脂行业整体形势看好，资产总计同比增长12.25%，销售收入同比增长了33.73%，利润总额同比增长了121.6％，达到117.1亿元，出口总额达122.7亿元，占销售收入的8.89%。
从上述期间可看出聚氯乙烯树脂在主要生产国的产量与消费量均有近2%的增长率，而在其余国家和地区均略高于3%。
我国聚氯乙烯(PVC)工业起步于50 年代，仅次于酚醛树脂是最早工业化生产的热塑性树脂，第一个PVC 装置于1958年在锦西化工厂建成投产，生产能力为3000 吨／年。此后全国各地的PVC 装置相继建成投产，到目前为止，我国有PVC 树脂生产企业80 余家，遍布全国29 个省、市、自治区，总生产能力达220万吨/年。
1.1.5聚氯乙烯制品的开发与应用技术
聚氯乙烯作为世界五大通用塑料之一，今年发展非常迅速，由于它综合性能优异，广泛应用于农业、工业、国防、人类日常生活等许多领域。当前高速发展的建筑行业的旺盛需求，也推动着中国聚氯乙烯产业的蓬勃发展。国内聚氯乙烯继续呈现较快发展。
聚氯乙烯树脂广泛地用于塑料加工行业，建材，轻工等行业。可用来加工成金属线包皮，薄片，板材，软管，管道配件，皮革，软质制品和玩具，也可用来加工成食品包装膜，包装盒，食品机药物装瓶，以及硬管，透明片，型木等。
（1）、PVC 技术应用
a. PVC一般软制品
利用挤出机可以将PVC挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。
b. PVC涂层制品
有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100摄氏度以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。
c. PVC泡沫制品
软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材试用，是一种新型的建筑才材料。
d. PVC薄膜
PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。
e. PVC透明片材
PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。
f. PVC硬板和板材
PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。
g. PVC的其它应用
门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材（北方、海边）；中空容器。
（2）、PVC 改性技术
在改性方面，有PVC 接枝共聚物、PMMA 改性及丙烯酸酯改性，这些PVC 改性材料在市场上平均分布。德国PVC 接枝共聚物的消费量逾20万t/ a，占欧洲首位，采用的一种工艺可生产高散重物料，这种物料具有极好的均匀分布，并且可达到人们希望的聚合釜的高产量、高效率以及型材的高品质。冲击性能差是PVC的主要缺陷。因此，必须选用各种冲击改性剂对PVC树脂进行增韧改性。
1.1.6聚氯乙烯的合成方法
（1）、聚氯乙烯(PVC)工艺简介
聚氯乙烯(PVC)由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，也是世界上最早实现工业化的塑料品种之一。在世界众多的塑料品种中，PVC 以其优良的综合性能，便宜的价格以及与氯碱工业关系密切，自30 年代工业化以来，一直受到各工业国的普遍重视，保持着长盛不衰的发展势头，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大宗塑料品种。
到目前为止，世界上PVC 生产的聚合工艺主要有5 种，即悬浮、本体、乳液、微悬浮及溶液聚合工艺。世界范围统计PVC树脂的产量75%左右是用聚合法生产，产品为100~150 mm直径的多孔性颗粒称为S-PVC。其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺，绝大部分均聚及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺。就拿美国为例，聚氯乙烯生产工艺中，悬浮聚合占87.8 % 。
（2）、典型聚合工艺概述
悬浮聚合是一种成熟的工艺，主要是采用自由基悬浮聚合制得产品（S-PVC），约占80% ，其次为自由基乳液聚合和微悬浮聚合法产品（E-PVC）。悬浮聚合多采用复合引发剂以保证反应匀速进行，通过控制反应温度控制相对分子质量（±0.2℃）。为防止粘釜需加入防粘釜剂。由于氯乙烯有毒，反应结束后要将未反应的单体尽可能除去。
a. 悬浮聚合
悬浮聚合是一种成熟的工艺，它的反应机理是：单体以小液滴状悬浮在水中的聚合方法。单体中溶有引发剂，一个小液滴就相当于一个小本体聚合单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子，中间经过聚合物一单体粘性粒子阶段，为了防止粒子粘并，需加入分散剂，在粒子表面形成保护层。生产工艺流程（见图1.1）。
典型的悬浮聚合过程是向聚合釜中加入无离子水和分散剂，加入引发剂后密闭聚合釜，真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧，然后加入单体氯乙烯之后开始升温，搅拌，反应开始后维持温度在50℃左右，压力0.88～1.22 MPa ，当转化率达到70 %左右开始降压，在压力降至0.13～0.48 MPa 时即可停止反应，最终的转化率在85%~90%之间。聚合完毕抽出未反应单体，料浆进行汽提，回收氯乙烯单体。汽提后的料浆进行离心分
离，使聚氯乙烯含水25 %，再进入干燥器干燥至含水0.3 %～0.4 % ，过筛后即得产品。
生产工艺流程简述[4]
+NaClO
图1.1 悬浮聚合生产PVC的工艺流程图
b. 乳液聚合
乳液聚合是生产糊树脂的方法，是最早的工业生产PVC的一种方法。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。把氯乙烯单体、水溶性引发剂、水、乳化剂及非离子型表面活性剂加入聚合釜中，在40～55℃下聚合达到预定转化率(85%～90%) 时停止聚合反应，即得聚合产物，回收未聚合单体。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂聚合度较均匀，分子量高，适用于作聚氯乙烯糊，制浸渍制品或人造革。
c. 本体聚合
本体聚合的聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。它不以水为介质，也不加入分散剂等各种助剂，而只加入氯乙烯和引发剂，因此可大大简化生产工艺，聚合就被分为“预聚合”和“后聚合”两个过程，预聚合是在一个有剧烈搅拌的立式反应釜中进行，反应热靠反应釜冷却水套及回流冷凝器传出。氯乙烯转
化率达到7%～12%时即将物料送入后聚合釜继续反应，后聚合釜是本体聚合的关键设备，在此物料会经历从液相低粘度到糊状再到粉末相的转化。离开聚合釜的物料是干粉，通过气流送到聚氯乙烯贮斗中，经多层振动筛分后产品送至称量包装机中包装。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。
d. 溶液聚合
溶液聚合是在聚合釜中氯乙烯单体在醋酸丁酯、丙酮等各种溶剂中进行聚合。这种方法有溶剂回收和使用时氯乙烯单体污染问题，并且生产成本高，所以较少使用，仅用于某些特殊用途。
e. 微悬浮聚合
微悬浮聚合工艺，首先将氯乙烯单体、无离子水、乳化剂、油溶性引发剂以及其它助剂按比例预混合均化，使含引发剂的氯乙烯均化成小液珠，然后将其均化料通入聚合反应釜，升温至聚合温度。待达到预定的转化率时停止反应，回收未聚合单体，聚合所得胶乳经喷雾干燥即得产品。
就以上五种主要聚合工艺来讲，本体法具有工艺流程简单，装置占地面积小，同时基本上无废液排放，排气可以达到最低程度，因而环境污染少且产品质量好、纯度高，特别适用透明包装材料和电缆料等特点，但是本体聚合在聚合釜中进行反应的过程中，粘度较大，不易散热，且目前用于本体聚合的聚合釜技术不是很成熟，处理不当，容易发生爆炸。悬浮法是一种相对最成熟的工艺，且用于悬浮聚合的反应釜种类多，技术相对稳定成熟。在目前世界聚氯乙烯生产中占有绝对的份额，且产品转化率最高，产品品种最多，容易适应市场。乳液法是生产糊树脂的方法，工艺复杂、成本较高且树脂质量较差。而微悬浮法也是生产糊树脂的方法，只用于特殊用途。
第二章聚氯乙烯的工艺过程
2.1主要原料和产物的物化性质
2.1.1电石
（1）、分子式CaC2 ,分子量64.10
（2）、性质
①化学纯的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，工业用电石呈灰色、棕黄色或黑色。
②18℃时比重为2.22，电石比重随着CaC2含量的减少而增加。
③不溶于所有有机溶剂中，熔点2300℃（纯电石），含CaC280%时熔点为2000℃。电石与水作用生成乙炔和氢氧化钙。
（3）、规格：CaC2 含量不少于67.17%，氧化钙含量不大于22.08%，C含量不大于1.0%，MgO含量不大于0.4%。
2.1.2氯化氢：
（1）、分子式：HCl 分子量：36.5
（2）、性质：
a.是一种无色有刺激性的气体，遇到湿空气则呈白色烟雾，鼓可做烟雾剂。
b.标准状况下比重为1.639kg/m2，低温低压下可以成为液体，熔点为-114℃，沸点为-85.03℃。
c.易溶于水，标准状况下，1升水可溶解525.2升的HCl气体。
d.在潮湿状态下，容易与多种金属作用生成该金属的氯化物。
e.属强酸，可使蛋白质凝固造成凝固性坏死，严重时可引起受损器官穿孔，斑痕形成，狭窄及畸形。
(3)、规格[5]：
a.纯度≥93%
b.水分≤0.06%
2.1.3乙炔：
(1)、分子式：C2H2 分子量：26
(2)、性质：
a.在常温常压下为无色气体，具有微弱的醚味，工业用乙炔因含有氯化氢、磷化氢等杂质而具有特殊的刺激性臭气。
b.乙炔是一种易燃易爆的不稳定化合物。易分解放出大量的热而发生爆炸。压力对
乙炔有特殊的意义。压力增加时，乙炔气体分子间相密聚，因此，一旦某处乙炔分解，就能迅速扩展到全部气体中。加工业气体乙炔的压力在147kPa(1.47bar)以上温度超过773～823K时，使会全部分解，发生爆炸。当温度低于723K(并有接触物质存在时，可能发生爆炸。
c.乙炔可以发生加成反应，聚合反应。
d.乙炔具有弱酸性，其分子中的氢能被某些金属取代而成盐。例如含有水成氨的工业乙乙炔与氯化亚铜作用，生成具有爆炸性副乙炔铜。所以，工业上乙炔发生系统不能使用铜制的旋塞及管件。
(3)、规格[2]：
a.纯度：≥98.5%
b.不含硫、磷、砷等杂质。
2.1.4氯乙烯：
(1)、分子式：CH2＝CHCl 分子量：62.50
(2)、性质：
a.沸点：-13.9℃熔点：-160.0℃
b.蒸汽相对密度：2.15(空气为1) 液体相对密度：0.9121（20℃)
c.爆炸极限：在空气中3.6～26.4%(体积)
d.氯乙烯在常温常压下为易燃、无色的气体，具有类似醚一般气味，溶于水，溶于乙醚、乙醇、四氯化碳、丙酮和二氯乙烷。
(3)、规格[3]：【主要质量要求(均为重量百分数)】（见表2.1）
表2.1 原料规格
原料名称质量要求原料名称质量要求
氯乙烯≥ 99.99%乙炔≤ 0.8ppm
乙烯≤ 2ppm氯甲烷≤ 50ppm
丁二烯≤ 6ppm铁≤ 0.5 ppm
HCl ≤ 0.5ppm水≤ 80ppm
重组分≤ 50ppm————
2.2其他辅助原料
2.2.1活性炭
一、用作催化剂载体的活性炭，一般是由低灰分的煤加工制成，并经750～950℃高温水蒸气活化，以氧化(或称“烧掉”)成型后炭粒内部的挥发组分，使形成许多微细的“孔穴”和“通道”。因此，活性炭具有非常惊人的表面积，如利用低湿氮气吸附法或苯蒸气动态吸附法，可测得目前常用的活性炭其每克重量就有800～1000 m 2的表面积，这一数值又称为活性炭的比表面积。活性炭的这一特性使它具有优异的吸附能力，被广泛地应用于气体或液体中微量杂质的吸附分离过程，各种有毒、有害气体的防毒面具以及催化剂的载体活性炭质量指标要求按太原新华活性炭长标准，
二、活性炭规格见表2.2
表2.2 活性炭的规格
物理性质 百分比 物理性质 百分比
吸苯率 ≥30% 比表面积 700—1000 m 2/g 含炭量 ≥97% 碘吸附值 ≥600 mg/g 机械强度 ≤90% 苯酚吸附量 ≥35%
含水分 ≥1% 四氯化碳吸附率 ≥36%
颗粒直径 3mm ，长 4-6mm 假比重 0.4-0.5
2.2.2氢氧化钠
（1）、物理化学性质：
a.分子式OH N a ，分子量为40.08
b.液碱为无色或淡兰色冶铁，稀碱液对皮肤有滑腻感觉，浓碱有强烈烧伤作用。与酸发生中和反应，生成盐和水。
c.规格（质量按指标标准GB209—93）
NaOH 含量 ≥30.0% NaCl 含量 ≤5.0%
32CO a N 含量 ≤2.0%
2.2.3氯化汞触媒
(1)、物理化学性质：
a. 分子式：HgCl ? 分子量：271.5
b.白色易碎结晶体，比重5.4。熔点为276℃，沸点为301℃，易升华（200～300）℃毒性：高毒，对肾脏毒性作用明显。MCD 为29 mg/kg 。纯的升汞粉末(无载体活性炭时)
设计课题 年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案 2014年 10 月16日
设计说明 聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。 根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。 本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。 本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。 本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此表示衷心感谢。 鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批评指正。
目录 1总论 .................................................... 1.1 概述.................................................................................................................................. 1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围......................................................................... 1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种..................................................................................... 1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景......................................................... 1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名............................................................................ 1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类..................................................................................... 1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名..................................................................................... 1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5]......................................................................................... 1.3.1 悬浮聚合法[6] ............................................................................................................ 1.3.2 乳液聚合法............................................................................................................... 1.3.3 本体聚合法............................................................................................................... 1.3.4 溶液聚合法............................................................................................................... 1.4 设计规模原料选择与产品规格 ...................................................................................... 1.4.1设计规模.................................................................................................................... 1.4.2主要原料规格及技术指标 ........................................................................................ 1.4.3产品规格.................................................................................................................... 2工艺设计与计算 .......................................... 2.1 工艺原理.......................................................................................................................... 2.2 工艺条件影响因素 .......................................................................................................... 2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素................................................................... 2.3 工艺路线选择.................................................................................................................. 2.3.1 工艺路线选择原则................................................................................................... 2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线................................................. 2.3.3 工艺流程示意图..................................................................................................... 2.4 工艺配方与工艺参数 ...................................................................................................... 2.4.1 工艺配方（质量份）： ........................................................................................... 2.4.2 工艺参数：............................................................................................................... 2.5 物料衡算........................................................................................................................ 2.5.2 物料衡算的方法与步骤 ........................................................................................... 2.5.3 物料衡算...................................................................................................................
一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表
二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况
年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计
目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明
年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院
（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。
目录 一、聚氯乙烯 (2) 1聚氯乙烯 (2) 2聚氯乙烯的分类 (2) 3聚氯乙烯的性质 (3) 4 PVC板材性能： (3) 二、PVC配方各物配料比 (3) 高级装饰用软板(质量份） (3) 1.硬质PVC板材基本配方 (4) 2.普通防火板参考配方 (4) 3. 泡沫夹心型防火板参考配方 (4) 4.彩色艺术面层防火板配方 (5) 5.发泡防火板或超轻型防火板参考配方 (6) 6.复合材料珍珠岩板 (6) 三、聚氯乙烯配方介绍 (7) 1.树脂的选择 (7) 2.增塑剂体系 (8) 3.稳定剂体系 (8) 4.润滑剂 (10) 5.填充料 (10) 6.着色剂 (11) 7.发泡剂 (11) 8.阻燃剂 (11)
一、聚氯乙烯 1聚氯乙烯 （英文：PolyVinyl Chloride，简称：PVC）是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5~12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加。无固定熔点，80~85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160~180℃开始转变为粘流态。其抗张强度60MPa左右，冲击强度5~10kJ/m2；有优异的介电性能。对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并自动催化分解引起变色，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。 2聚氯乙烯的分类 生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。 软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。 PVC发泡板具有防腐、防潮、防霉、不吸水、可钻、可锯、可刨、易于热成型、热弯曲加工等特性，因此广泛应用于家具、橱柜、浴柜、展览架用板、箱体芯层、室内外装饰、建材、化工等领域用板,广告标示、印刷、丝印、喷绘、电脑刻字、电子仪表产品包装等行业。 PVC硬塑板具有优良的耐腐蚀性、绝缘性，并有一定的机械强度；经二次加工后可制成硫酸（盐酸）槽（桶箱）；医药用空针架，化程架；公共卫生间水箱；加工产品的模板、装饰板、排风管道、设备衬里等各种异型制品、容器。是化工、建材、装饰及其他工业的理想选择材料。 60年代后期退居第二位。由于PVC树脂合成原料丰富，价格低廉需求量增加很快，地位逐渐加强。通用型PVC平均聚合度500~~150高聚和度型PVC平均聚合度为1700以上。我们常用的PVC树脂都为通用型。
毕业设计（论文）任务书 化学化工院化工系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计（论文）题目及专题：年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计（论文）时间：自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）化工设计；2）化工设备设计；3）化工工艺设计手册；4）有机合成；5）株洲化工厂现场实习资料。 4．设计（论文）完成的主要内容：1）总论；2）生产流程及生产方案的确定； 3）生产工艺流程叙述；4）工艺计算； 5）工艺管道设计； 6）安全与节能; 7.技术经济. 5．提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等） 1. 带控制点生产工艺流程图； 2. 车间立面布置图； 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间：二○一一年二月二十日 指导教师：（签名） 学生（签名）
内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况，包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯，介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理，工艺过程中需要注意的问题，包括质量影响因素，工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择，对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算，对厂址进行了选择，采取了防火防爆防雷等重要措施，对三废的处理回收等进行了叙述，画出了整个工艺的流程图。 关键词：聚氯乙烯；生产技术；悬浮法；乙炔法；乙烯法； 防粘釜技术；
目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)
目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)
2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)
年产30万吨合成氨脱碳 工艺项目 可行性研究报告 指导教师：姚志湘 学生：魏景棠
目录 第一章总论 (3) 1.1 概述 (3) 1.1.1 项目名称 (3) 1.1.2 合成氨工业概况 (3) 1.2 项目背景及建设必要性 (4) 1.2.1 项目背景 (4) 1.2.2 项目建设的必要性 (4) 1.2.3 建设意义............................................................................. 错误！未定义书签。 1.2.4 建设规模 (4) 第二章市场预测 (6) 2.1国内市场预测 (6) 2.2 产品分析 (6) 第三章脱碳方法及种类.. (7) 3.1 净化工序中脱碳的方法. (7) 3.1.1 化学吸收法 (7) 3.1.2 物理吸收法 (8) 3.1.3 物理化学吸收法................... (8) 3.1.4 固体吸收法 (10) 3.2碳酸丙烯酯（PC）法脱碳基本原理 (10) 3.2.1 PC法脱碳技术国内外的情况 (10) 3.2.2 发展过程 (10) 3.2.3 技术经济 (11) 3.2.4 工艺流程 (11) 3.2.5 存在的问题及解决方法 (12) 3.2.6 PC脱碳法发展趋势 (13)
第一章项目总述 2.1 概述 1.1.1项目名称 年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计 1.1.2合成氨工业概况 1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： CaCN2＋3H2O（g）→2NH3（g）＋CaCO3 在合成氨工业化生产的历史中，合成氨的生产规模（以合成塔单塔能力为依据）随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。50年代以前，最大能力为200吨/日，60年代初为400吨/日，美国于1963年和1966年分别出现第一个600t/d 和1000t/d的单系列合成氨装置，在60-70年代出现1500-3000t/d规模的合成氨。 世界上85%的合成氨用做生产化肥，世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料。虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围，但市场的稳定性却相应地增加了，世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区，中国西北部有蕴藏丰富的煤炭资源，为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。 2.2 项目背景及建设必要性 1.2.1 项目背景 我国是一个人口大国，农业在国民经济中起着举足轻重的作用，而农业的发展离不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一，合成氨则是氮肥的主要来源，因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。 我国合成氨工业始于20世纪30年代，经过多年的努力，我国的合成氨工业得到很大的发展，建国以来合成氨工业发展十分迅速，从六十年代末、七十年代初至今，我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置，已形成我国特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列。 但是，由于在我国合成氨工业中，中小型装置多，技术基础薄弱，国产化水平低，远远不能满足农业生产和发展的迫切需要，因此，开发新技术的同时利用计算机数学模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力，促进设计、管理和生产操作的优化，从而推动合成氨工业发展，提升整体技术水平，己成为国内当前化学工程科研、工程设计的重要课题。
聚氯乙烯生产毕业论文设计
毕业设计（论文） (化工系) 题目年产40万吨电石法氯乙烯生产工艺设计专业 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期2011年6月25日~2011年10月10日
（论文） 摘要....................................................................... I I 前言 (4) 第一章文献综述 (8) 1.1化学品名称 (8) 1.2成分组成信息 (8) 1.3危险性概述 (8) 第二章电石法制氯乙烯所用的原料及其性质错误!未定义书签。 2.1乙炔氧氯化法生产氯乙烯 ... 错误!未定义书签。 2.2电石乙炔法生产氯乙烯错误!未定义书签。第三章电石法制氯乙烯工艺流程...错误!未定义书签。 3.1乙炔性质 (10) 3.2生产方法 (11) 3.3影响因素 (12) 第四章电石法制氯乙烯工段物料及热量衡算方法......................................... 错误!未定义书签。
4.1制备方法 (13) 4.2盐酸脱吸法生产氯化氢 (15) 4.3副产盐酸脱吸法生产氯化氢 (17) 第五章电石法制氯乙烯工段的主要设备错误!未定义书签。 5.1合成部分设备.............. 错误!未定义书签。 5.2列管式石墨换热器 ..... 错误!未定义书签。 5.3吸收部分设备.............. 错误!未定义书签。总结 ............................................................................................... 错误!未定义书签。致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 摘要 氯乙烯的制备在PVC的生产过程中是一个非常重要的环节，它把从氯化氢装置送来的干燥氯化氢气体和从乙炔装置送来的精制乙炔气体在这里合成反应生成粗氯乙烯，并经过脱水、净化、精馏等工序后，制成精制氯乙烯，即单体，用来满足聚合的需要。 本设计主要论述了电石法生产氯乙烯，以及原料气的物理性质和化学性质，以及它的用途；还介绍了生产氯乙烯的主要设备，基本原理和工
计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收
②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）
丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ＡＢＳ)塑料、苯乙烯(ＡＳ)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃爆炸极限：在空气中 3.0%～17%（体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途
1引言 盐酸，又称氢氯酸,是氯化氢的水溶液。亦是氯碱企业中最基本的无机酸和化工原料之一,也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡的关键产品和大宗的化学合成法产品。 氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl 溶液的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。 工业上利用氢气与氯气合成的方法生产氯化氢，因此盐酸是氯碱工业的重要产品。 1.1盐酸概况 1.1.1物理性质 盐酸是无色液体，具有腐蚀性，是氯化氢的水溶液（工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色）。氯化氢分子量36.46，密度大于空气，标准状态下的密度为1.639g ／L ，临界温度为51.54℃，临界压力为8314kPa 。氯化氢气体在水中的溶解度很大，随着氯化氢的分压的升高而增加，随着温度的上升而降低。 在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸，有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴，所以会看到酸雾。 主要成分：氯化氢，水。 熔点(℃)：-114.8(纯HCl) 沸点(℃)：108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1)：1.20 相对蒸气密度(空气=1)：1.26 饱和蒸气压(kPa)：30.66(21℃) 溶解性：与水混溶，浓盐酸溶于水有热量放出。溶于碱液并与碱液发生中和反应。能与乙醇任意混溶，溶于苯。 氯化氢在101.3kPa 压力下，沸点为—85℃，凝固点为—114.2℃。 氯化氢的比热容在常压下15℃时为0.8124kJ ／kg ℃，在0—1700℃范围内，可按下式计算(其误差为1.5％) 50.7557511.2505C T -=+?10 (8-1),式中，T 为绝对温度K 。 15℃时盐酸的密度与浓度之间的关系
第一章概述 第一节聚氯乙烯简述 氯乙烯的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80～85℃，密度1.35～1.45克/厘米3，使用温度-15～60℃。PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能，与大多数增塑剂的混合性好，因此可大幅度改变材料的力学性能。加工性能优良，价格便宜，但对光、热稳定性差，100℃以上或光照下性能迅速下降。 聚氯乙烯用自由基加成聚合制备，方法有悬浮、本体、乳液和溶液等，其中以悬浮法为主，以过氧化物等引发，加分散剂后可得到疏松树脂颗粒，加工性能好。聚合温度高，链转移速率高，产物分子量小，一般应稳定在±0.5℃以内。溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂，乳液聚合产物也可直接应用，或喷雾干燥为固体。 聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位。PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。 聚氯乙烯(PVC)用途广泛，并是最早用于工业化生产的塑料管道材料，至今仍是管道生产的主导材料。PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生，可用于压力和重力管道，也可用于塑料包装、制品等领域，其低廉的价格和突出的均衡性能，已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。 聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮，乳液，本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度制品。硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。 第二节国内生产及应用状况
目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)
五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)
一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂
总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采