产20万吨PVC合成工段初步设计

产20万吨PVC合成工段初步设计

毕业设计（论文）

题目年产20万吨PVC合成工段

初步设计

作者学院专业学号指导教师

目录

第一章前言 (1)

第二章聚氯乙烯、氯乙烯概述 (3)

2.1 聚氯乙烯、氯乙烯的发现和发展 (3)

2.1.1聚氯乙烯发现和发展 (3)

2.1.2氯乙烯发现和发展 (3)

2.2 聚氯乙烯的发展展望 (4)

2.3 氯乙烯的发展展望 (4)

第三章工艺方案的选择与流程 (5)

3.1 氯乙烯的生产工艺及成本分析 (5)

3.1.1电石乙炔法路线 (5)

3.1.2乙烯氧氯化法路线 (6)

3.1.3两种方法比较 (6)

3.2 生产工艺说明 (6)

3.2.1 影响混合脱水的因素 (6)

3.2.2氯乙烯的合成原理 (7)

3.2.2.1 反应机理 (7)

3.2.2.2对原料气的要求 (7)

3.2.2.3生产工艺流程简述 (9)

第四章工艺计算 (11)

4.1 主要原材料及产品性质 (11)

4.1.1聚氯乙烯（PVC） (11)

4.1.2氯乙烯（VCM） (11)

4.1.3 乙炔 (12)

4.1.4 氯化氢 (13)

4.1.5氯化汞 (13)

4.1.6 HgCl2触媒 (13)

4.2 聚氯乙烯合成工段的工艺计算 (14)

4.2.1物料衡算 (14)

4.2.2主设备计算 (14)

4.3 热量衡算 (20)

4.3.1石墨冷却器 (20)

4.3.2 石墨预热器 (22)

4.3.3 转化器 (22)

4.3.4 石墨冷却器（泡沫水洗系统） (23)

4.4 水量消耗状况 (24)

4.4.1 盐水冷却水 (24)

4.4.2 工业水消耗 (25)

第五章主要设备的设计及工艺管道选择 (27)

5.1 换热器的选择 (27)

5.1.1 石墨冷却器 (27)

5.1.2 石墨预热器 (27)

5.2 转化器的设计计算 (28)

5.2.1 转化器的主要工艺参数 (28)

5.2.2 计算 (29)

5.3 泡沫塔设计计算 (30)

5.3.1塔径的计算 (30)

5.3.2孔的布置 (31)

5.3.3塔板的压降 (31)

5.3.4稳定性 (32)

5.3.5液泛 (32)

5.3.6物沫夹带 (32)

5.4 主要设备一览表 (33)

第六章主要管道计算与选型 (35)

6.1 乙炔气进料管 (35)

6.2 石墨冷却器的进料管 (35)

6.3 多筒过滤器进料管 (36)

6.4 转化器进料管 (36)

6.5 转化器出料管 (37)

6.6 石墨冷却器出口管 (38)

6.7 部分管道一览表 (38)

第七章厂址选择与车间布置 (39)

7.1 厂址选择的依据及原则 (39)

7.2 车间布置要考虑的问题 (40)

7.3 厂房布置实际数据 (41)

7.3.1 厂房平面布置 (41)

7.3.2 设备布置的安全距离 (41)

7.4 车间内辅助室和生活室布置 (41)

第八章安全设计 (43)

8.1 个人防护 (43)

8.2 生产安全 (43)

8.3 设备安全操作布置的要求 (44)

8.4 现场事故处理 (44)

8.5 安全管理 (45)

8.6 个人卫生保健 (45)

第九章环境保护 (47)

9.1 废水的治理 (47)

9.2 废渣的治理 (47)

9.3 氯乙烯外逸 (47)

第十章经济核算 (49)

10.1 技术经济分析概述 (49)

10.2 主要技术经济指标 (49)

10.2.1 产品价格 (49)

10.3 投资估算 (49)

10.3.1 总投资费用估算 (49)

10.3.2 成本估算 (50)

10.3.3 收入、税收和利润 (50)

第十一章结论 (53)

参考文献 (54)

致谢 (55)

附录 (56)

第一章前言

图1.1 聚氯乙烯分子结构图1.2 PVC薄膜

polyvinylchloride，主要成份为聚氯乙烯，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来PVC 在东南亚的增长速度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其单体的结构简式为CH2=CHCl.

图1.3 氯乙烯

CHCl，是卤代烃的一种，工业上大量用作生产氯乙烯也称乙烯基氯，化学式为CH

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聚氯乙烯（PVC）的单体。它在室温下是无色有毒的气体，微溶于水，有醚样的气味氯乙烯（简称VCM），是聚氯乙烯的中间体，也是生产聚氯乙烯的原料。通过对二氯乙烷（EDC）裂解后脱除HCl，以及干燥精制可获得制造PVC级的VCM。96%VCM均用于生产PVC。

PVC是由乙炔气体和氯化氢先合成氯乙烯，再聚合而成。在20世纪50年代前期是以乙炔电石法生产为主，而50年代后期则转向了原料充足、成本低廉的乙烯氧化法；目前世界上80%以上的PVC树脂都是由此方法生产的。但到2003年后，因石油价格暴