原创年产6万吨PVC的氯乙烯合成工段的工艺设计毕业论文设计.docx
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原创年产6万吨PVC的氯乙烯合成工段的工艺设计毕业论文设计.docx
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原创年产6万吨PVC的氯乙烯合成工段的工艺设计毕业论文设计
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2013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
Thisgraducationdesignisaprimarydesignedaboutsynthesisconstructionsectionofvinyl chlorideofPVC60000tonseveryyear.AccordingtotheZhuzhouchemicalindustrygroupscenepracticepertinentdatesandrelateddates,thedesignwascompletedwiththecalculationofthebalanceofmaterialand,theinstructionbookletandthreediagramsworkedout.
Themaincontentionoftheinstructionbookletcanbebrieflyillustratedasfollows:
profileofpolyvinylchloride(PVC)andmainsynthesismethod;Theprocessesofpolyvinylchloride(PVC);Thecalculationofthebalanceofmaterialandcalculationofandchoiceaboutthemainequipments;Thedesignandchoiceaboutthemainpipelines;Thedisposalofthreewastesprocessingsecurityandfireprotectiontechnology;Economicanalysis.
Therearethreediagramsasfollows:
Thetechniqueflowchartwithcontrolledpoint;Thefactoryfloor-plandiagram;Themainequipmentinstallingpicture.
Keywords:
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
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:
PolyvinylChlorideResin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
外观:
白色粉末
比重:
1.392~1.400
比热:
Cp=0.932~1.003KJkg.℃
导热系数:
0.16Wm.℃
毒性:
无毒、无臭
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)
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- 原创 年产 PVC 氯乙烯 合成 工段 工艺 设计 毕业论文