物料衡算

计算依据

1、设计任务：X.X万吨PVC/年。

2、开工率：取8000小时计算。

3、收率：合成工段：98.3%，精馏工段：97.7%，聚合工段：92%，聚合率：90%。

4、产品质量要求：单体指标wt %：VC≥99.99%，C2H2<10ppm，CH3CHO<20ppm。

5、原料配比：C2H2：HCl=1：1.07。

6、原料气组成。

不计。聚合率取90%。未聚合的VC返回气柜，由气柜进入机前冷，经压缩机，机后冷至全凝器。

气柜来料温度：25℃，压力40mmHg。组成如下：

：15%（干基mol%）。

VC：85%，N

2

7、转化率及转化率分配。

乙炔转化率为99%，其中包括乙炔转化为高沸物（以EDC二氯乙烷计算）等占0.6%和原料气所带水全部转化为乙醛的量，其余全部转化为VC。原料气所带O2全部转化为CO2。

8、混合冷冻脱水系统凝酸浓度：40%(wt%)。

9、符号说明：W：总重量流率Kg/hr。G：总摩尔流率Kmol/hr。w：组分重量流率Kg/hr。g：组分摩尔流率Kmol/hr。下标m：干基。

10、混合器原料气进入车间条件。

10.1、原料C2H2气：常温25℃、360mmHg(0.0474Mpa表压)、含饱和水蒸汽。

10.2、原料HCl气：常温25℃、250mmHg(0.0329Mpa表压)、含饱和水蒸汽。

10.3、出口压力：300mmHg（0.0395Mpa表压）。出口温度：25℃。

11、石墨冷却器A

11.1、用0℃冷冻盐水冷却。出口冷冻盐水温度：5℃。

11.2、冷却器出口温度为：7℃。冷却器出口压力为：280mmHg。

12、石墨冷却器B

12.1、用-35℃冷冻盐水冷却。出口冷冻盐水温度：-30℃。

12.2、冷却器出口温度为：-14℃。冷却器出口压力为：260mmHg。

13、预热器

13.1、用100℃热水加热。出口热水温度：90℃。

13.2、选用1-2折流。气体出口温度：80℃。

14、反应器（一组）

14.1、进口压力：260mmHg，出口压力：230mmHg。

14.2、主反应： C2H2+ HCl →CH2=CHCl

付反应：C2H2+ 2HCl →C2H4Cl2(EDC)

以1，1-二氯乙烷作为物性常数

C2H2+ H2O →CH3CHO

C + O2 →CO2

14.3、第一组反应器转化率取为70%。付反应中只发生乙炔与水生成乙醛的付反应，其它付反应在第二组反应器中进行。

15、反应器（二组）

15.1、进口压力：230mmHg，出口压力：200mmHg。

16、水洗塔

16.1、塔顶用15℃井水作为吸收水。塔底排酸浓度为24%（wt%）。

16.2、混合气体入口压力为100mmHg，混合气体入口温度为80℃。混合气体出口压力为60mmHg，混合气体出口温度为60℃。

16.3、HCl的吸收率为99%。

16.4、忽略C2H2、C2H4O、EDC、N2、H2、C2O的溶解损失。VC不能忽略。假设酸

的出口温度为35℃。已知：VC溶解度：0.084m3/m3H

2O-hr,ρ

H2O

=994.1Kg/m3。

17、碱洗塔

17.1、碱液NaOH初始浓度为15%，排放浓度为5%（wt%）。

17.2、HCl和CO2全部被中和。

17.3、混合气入口压力为60mmHg，混合气入口温度为60℃。混合气出口压力为40mmHg，混合气出口温度为40℃。

17.4、忽略C2H2、CH3CHO、EDC、N2等的溶解损失，VC不能忽略。

18、机前冷

18.1、用0℃盐水冷却。出口温度：5℃。

18.2、混合气体出口温度为10℃，混合气体出口压力为30mmHg。

19、机后冷

19.1、气体进口温度90℃，进口压力5.5kg/cm2。

19.2、气体出口温度=露点温度+（3~5℃）。出口压力：5.4kg/cm2。

19.3、用28℃循环水冷却。出口32℃。

20、全凝器

20.1、出口温度：20℃，出口压力：5.4kg/cm2。

20.2、用15℃井水冷却，液相中无N2，H2。

21、尾凝器

21.1、进料为全凝器不凝气和低塔顶不凝气。

21.2、出口温度：-30℃，保证气相中VC〈10%（mol%），出口压力：5.3kg/cm2。

21.3、用-35℃冷冻盐水冷却，出口-30℃。

22、分水器

22.1、水不进塔

23、低沸塔

23.1、进料压力：5.25kg/cm2，塔底压力：5.3kg/cm2，塔顶压力：5.2kg/cm2。

23.2、分离要求：塔顶分凝器出口气相中VC≤50%（mol%）,塔釜釜液中C2H2≤15ppm(mol%)。

24、低沸塔塔顶冷

24.1、用0℃冷冻盐水冷却，出口5℃。

25、低沸塔塔釜再沸器

25.1、用100℃热水加热，出口80℃。

26、高沸塔

26.1、进料为饱和液体进料

26.2、压力：3kg/cm2。

26.3、分离要求：塔顶：CH3CHO≤13ppm(mol%)，塔釜：VC≤70%(mol%)，T W〈50℃。

27、高沸塔塔顶冷

27.1、用0℃冷冻盐水冷却，出口5℃。

28、高沸塔塔釜再沸器

28.1、用100℃热水加热，出口90℃。

29、成品冷凝器