1、湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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 仇明华二一三 年 六 月 七 日湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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
2、 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： 化工设计 有关 PVC 合成的相关资料化工工艺设计手册 化工设备设计4 设计（论文）应完成的主要内容：总论； 工艺流程的确定； 工艺流程简述及各工序工艺控制指标； 工艺计算； 主要设备的工艺尺寸计算与设备选型； 装置技术经济估算； 环境保护与安全措施 设计体会 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：设计说明书规范、整洁，文字力求简练； 设计图纸规范、整洁； 按毕业设计大纲要求完成规定数量的图纸； 设计图纸必须全部采用计算机绘图。 6 发题时间： 201
3、3 年 3 月 1 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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： 湖南科技大学本科生毕
4、业设计（论文）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： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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
5、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。湖南科技大学本
6、科生毕业设计（论文）ABSTRACTThis 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 b
7、alance of material and heat quantity.During the sign,the instruction booklet and three diagrams have been worked outThe 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
8、(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
9、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.湖南科技大学本科生毕业设计（论文）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 VC
10、M 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
11、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
12、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 日湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目录第一章 聚氯乙烯的概况及主要合成方法 .- 1 -1.1 聚氯乙烯的概况 .- 1 -1.1.1 英文名 .- 1 -1.1.2 分子式 .- 1 -1.1.3 聚氯乙烯的特性 .- 1 -1.1.4 聚氯乙烯工业的发展概况 .- 1 -1.1.5 聚氯乙烯制品的开发与应用技术 .- 3 -1.1.6 聚氯乙烯的合成方法 .- 4 -第二章 聚氯乙烯的
13、工艺过程 .- 7 -2.1 主要原料和产物的物化性质 .- 7 -2.1.1 电石 .- 7 -2.1.2 氯化氢： .- 7 -2.1.3 乙炔： .- 7 -2.1.4 氯乙烯： .- 8 -2.2 其他辅助原料 .- 9 -2.2.1 活性炭 .- 9 -2.2.2 氢氧化钠 .- 9 -2.2.3 氯化汞触媒 .- 9 -2.2.4 氯气 .- 10 -2.2.5 去离子水 .- 10 -2.2.6 分散剂 .- 11 -2.3 其他助剂 .- 11 -2.3.1 链终止剂 .- 11 -2.3.2 链转移剂 .- 11 -2.3.3 抗鱼眼剂 .- 11 -2.3.4 防粘釜剂 .
14、- 11 -2.4 工 艺 流 程 的 介 绍 .- 12 -2.4.1 乙炔工段 .- 12 -2.4.2 氯化氢工段 .- 12 -2.4.3 氯乙烯工序 .- 12 -2.4.4 聚合岗位 .- 14 -2.4.5 气体岗位 .- 14 -2.4.6 压缩冷凝回收 .- 14 -2.4.7 离心干燥及包装 .- 14 -第三章 工艺计算 .- 15 -3.1 物料衡算 .- 15 -3.1.1 计算依据： .- 15 -湖南科技大学本科生毕业设计（论文）i3.1.2 计算： .- 16 -3.2 热量衡算 .- 24 -3.2.1 衡算方法 .- 24 -3.2.2 标况下有关物化数据表
15、 .- 24 -3.2.3 计算： .- 25 -第四章 主要设备的设计与选型 .- 32 -4.1 石墨冷却器的选型 .- 32 -4.1.1 已知条件 .- 32 -4.1.2 计算两流体的平均温度差 .- 32 -4.2 石墨预热器的选型： .- 33 -4.2.1 已知条件： .- 33 -4.2.2 计算两流体的平均温度差 .- 33 -4.3 石墨冷却器的选型 .- 34 -4.3.1 已知条件： .- 34 -4.3.2 计算两流体的平均温度差 .- 34 -4.4 转化器的设计 .- 35 -4.4.1 转化器的主要工艺参数 .- 35 -4.4.2 计算： .- 35 -4.
16、4.3 手孔 .- 36 -4.5 泡沫水洗塔的设计 .- 37 -4.5.1 由泡沫水洗塔的物料衡算得已知条件 .- 37 -4.6 主要设备一览表 .- 41 -第五章 主要管道管径计算和选型 .- 42 -5.1 HCl 进料管 .- 42 -5.2 乙炔气进料管 .- 43 -5.3 石墨冷却器 I 的进料管 .- 43 -5.4 多筒过滤器进料管 .- 43 -5.5 转化器进料管 .- 44 -5.6 转化器出料管 .- 44 -5.7 石墨冷却器 II 进口管 .- 45 -5.8 40%盐水进料管 .- 45 -5.9 循环水管 .- 45 -5.9.1 石墨预热器 .- 45 -5.9.2 转化器 .- 45 -5.9.3 石墨冷却器 .- 46 -5.10 总进水管 .- 46 -5.11 部分管道一览表 .- 47 -第六章 合成工段中三废的产生及处理 .- 48 -6.1 氯化汞触媒的产生中毒机理及处理 .- 48 -6.1.1 氯化汞触媒的产生 1.- 48 -
