年产10万吨氯乙烯共聚物生产工艺设计

年产10万吨氯乙烯共聚物生产工艺设计

年产10万吨氯乙烯共聚物生产工艺设计
摘要:氯乙烯共聚物又名乙烯基氯,是一种应用于高分子化工的重要的单体,为无色、易液化气体,是塑料工业的重要生产原料,是生产聚氯乙烯共聚物塑料的单体;或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物,用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维,也用作化学中间体或溶剂。因此氯乙烯共聚物的发展前景很好。本文对年产10万吨VC精制工段进行了工艺设计,简单介绍了VC合成工段的生产方法、原理、工艺流程,对主要的设备为参数进行了计算和设计。通过对原料和中间产物及产品的各种性质的分析和氯乙烯共聚物单体和合成工段生产原理的了解和掌握,制定出了合理的生产方案及工艺流程。同时以设计任务以及计算机为辅助,对氯乙烯共聚物精制工段中的低沸塔进行了物料衡算,热量衡算,塔及其附属设备的计算。最终完成了设计。并绘制了相应的工艺流程图和设备图。

关键词:氯乙烯共聚物,精馏塔,工艺流程
目    录
1 绪    论 1
1.1 氯乙烯共聚物在国民经济中的地位和作用 1
1.2氯乙烯共聚物工业发展概况 2
1.3 氯乙烯共聚物的理化性质 3
1.4 氯乙烯共聚物的危害及防治 4
1.5氯乙烯共聚物的生产方法 5
1.6氯乙烯共聚物精馏形式 9
2 低沸精馏塔工艺设计 10
2.1 氯乙烯共聚物精馏工序物料衡算的已知条件 10
2.2 全凝器的物料衡算 10
2.3 低沸塔的物料衡算 11
2.4  低沸塔塔板数的确定 12
2.5 低沸塔其他物性数据的计算 14
2.6 低沸精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 17
2.7 低沸塔塔板主要工艺尺寸的计算 18
2.8 低沸塔接管的选型 20
3 高沸精馏塔工艺设计 22
3.1 高沸塔的物料衡算 22
3.2 高沸塔塔板数的确定 23
3.3 高沸塔其他物性数据的计算 26
3.4 高沸精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 28
3.5 高沸塔塔板主要工艺尺寸的计算 29
3.6 高沸塔接管的选型 31
结       论 33
参考文献 34
致        谢 35
1 绪   论
1.1 氯乙烯共聚物在国民经济中的地位和作用
氯乙烯共聚物又名乙烯基氯,是一种应用于高分子化工的重要的单体,为无色、易液化气体,是塑料工业的重要生产原料,是生产聚氯乙烯共聚物塑料的单体;或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物,用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维,也用作化学中间体或溶剂。氯乙烯共聚物易液化,这一性质在氯乙烯共聚物精制中有着重要的工业意义。除此之外,氯乙烯共聚物易溶解于丙酮、乙醇和烃类,微溶于水,它易燃,与空气混合爆炸的极限是4%~22%,它对人体有麻醉的作用,对肝脏有影响,可使人中毒,人对氯乙烯共聚物的嗅觉感知的质量浓度为2.4g/,长期的接触会使人引起消化系统、皮肤组织、神经系统等多种症状。
 氯乙烯共聚物分子含有不饱和双键和不对称的氯原子,因而很容易发生均聚反应;也能与其他的单体发生共聚反应,还能与多种无机或有机化合物进行合成、加成、取代及缩合等化学反应。
 氯乙烯共聚物的主要应用是在工业上进行均聚反应或共聚的以上生产高聚物。目前世界上用于制造聚氯乙烯共聚物树脂的上网氯乙烯共聚物单体量约占氯乙烯共聚物总产量的96%,而美国则达98%。氯乙烯共聚物的聚合物广泛用于工业、农业、建筑及人们的日常生活中,例如;硬的聚氯乙烯共聚物具有强度高、质量轻、耐磨性能好等特点。广泛用于工业给水、排水、排污、排气及排放腐蚀性的流体等用管道、管件以及农业灌溉系统、电线电缆等管道等,其总量约占氯乙烯共聚物的消耗量的30%多,目前世界上塑料销量的20%以上用于建筑,而建筑上的40%是氯乙烯共聚物的聚合物,如塑料地板,不仅可以制成色彩鲜艳的各种图案,而且可以将图案制成表面有浮雕感的多种型材。聚氯乙烯共聚物制成得到的门和窗具有较好的隔热、隔冷、隔音性能好的以及耐腐蚀、耐潮湿、耐霉烂等特点。而且由于它们的表面光滑,不需要涂漆、维修方便,比其他的塑料门的材料要便宜好多,因而在国内外的的产业上得到了广泛阿的应用和发展,聚氯乙烯共聚物的材料具有色泽鲜艳,花纹有立体感、防潮、防霉、防燃及便易清洗的特点,用做房屋建设具有简单大方,价格便宜等好多的优点。软的聚氯乙烯共聚物具有坚韧柔软、耐弯曲、有弹性、耐寒等优点,所以常用作电线电缆的绝缘包皮,以代替铅皮、橡胶与纸张等,聚氯乙烯共聚物糊是将聚氯乙烯共聚物的颗粒分散在液体悬浮介质中,形成高粘度状的混合物,用于制造人造革、零件及日常生活用品。
        由于传统的电石乙炔法制氯乙烯共聚物需要消耗大量电能, 对环境造成了严重的污染, 我国在几家较大的氯乙烯共聚物生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺, 该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点, 是目前世界上比较通用的氯乙烯共聚物生产工艺。但是, 平衡氧氯化法生产氯乙烯共聚物需要大量消耗石油中的乙烯, 随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯共聚物供不应求矛盾的日益尖锐, 这一工艺也暴露出它的弊端。作者研究开发了乙烷在较低温度下, 高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯共聚物的新催化剂及相应的工艺过程。该过程一旦开发成功, 可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯共聚物提供了一条新的技术路线。
         最初的氯乙烯共聚物生产全部以乙炔为原料。乙烯氯乙烯共聚物又名乙烯基氯,是一种应用于高分子化工的重要的单体,为无色、易液化气体,是塑料工业的重要生产原料,是生产聚氯乙烯共聚物塑料的单体;或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物,用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维,也用作化学中间体或溶剂。
         由于传统的电石乙炔法制氯乙烯共聚物需要消耗大量电能, 对环境造成了严重的污染, 我国在几家较大的氯乙烯共聚物生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺, 该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点, 是目前世界上比较通用的氯乙烯共聚物生产工艺。但是, 平衡氧氯化法生产氯乙烯共聚物需要大量消耗石油中的乙烯, 随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯共聚物供不应求矛盾的日益尖锐, 这一工艺也暴露出它的弊端。作者研究开发了乙烷在较低温度下, 高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯共聚物的新催化剂及相应的工艺过程。该过程一旦开发成功, 可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯共聚物提供了一条新的技术路线。
         60年代后期,随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟,乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势,在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。迄今为止,全世界氯乙烯共聚物装置93%以上采用乙烯法,在工业发达国家如日本,以全部淘汰了乙炔法,仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。

参考文献
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