设计计算书(10万吨脱水精馏聚合干燥).docVIP

1 概述 （略） 本设计是配套年产10万吨聚氯乙烯的氯乙烯脱水、氯乙烯精馏及氯乙烯聚合干燥三个工序。在进行各个工序工艺设计的计算前，经分析可大致确定各阶段的物料消耗量，其具体情况见下表： 10万吨/年聚乙烯项目的部分过程的物料消耗表 Vc气柜 Vc期相脱水 Vc精馏 Vc聚合 含水粗Vc 进： 含水粗Vc 出： 脱水粗Vc 出：脱水粗Vc 出： 精Vc 进： 精Vc 出： PVC 年需求量 Kg/a 10.5×10 10.5×10 10.3×10 10.3×10 10.2×10 10.2×101 10.0×10 平均流量 Kg/h 13.1×10 13.1×10 12.88×10 12.88×10 12.75×10 12.75×10 12.5×10 过程 消耗 进料：出料为： 1.02：1 进料：出料为： 1.01：1 进料：出料为： 1.02：1 2 氯乙烯脱水工序设计计算 2.1 氯乙烯脱水工序物料衡算 2.1.1氯乙烯脱水工序物料衡算的已知条件 2.1.1.1物化数据氯乙烯分子量：62.5 VC气柜中粗氯乙烯含量≥97﹪ 粗氯乙烯含乙炔＜3﹪（包括少量的N2和40饱和水蒸气） 氯乙烯 临界温度 156.5（142.0） 临界压力55.0（52.5）大气压 氯乙烯气体在5—75℃之间的平均黏度u=110u p=1.122×10kg.s/m 47VC 气体的黏度 113 up 10VC 气体的黏度 95 up气相脱水降温减湿，固碱吸湿过程工艺流程图 气相脱水降减湿固碱吸湿过程工艺流程图物料 流程中物料流程号 1 2 3 4 5 6 主要物质 VC(g) VC(g) VC(g) 水（g） VC(g) NaOH+水 流量Kg/h 13.×10 13.1×10 ? ? ? ? 压力Mpa 0.104 ? ? 0.120 0.115 0.117 温度℃ 40 ? 5 5 10 10 表中？表示需要通过工艺计算解决的量 气相冷却器物料衡算 物料衡算总式：F=F+F+X 其中：F为进入冷却器前的氯乙烯流量、F1为从冷却器出来后氯乙烯流量、F2为冷凝水中含有的氯乙烯的量、X为通过冷却器除去的水分。 冷却器示意图及已知条件（见图） 冷却器已知条件示意图 冷却器除水量X的估算 根据理想混合气体中某组分的分数等于分压数，做如下估算 当t=40℃时,水的饱和蒸汽压为55.32mmHg=7.375×10Pa,设水的物质的量为n40 则有:= 所以n40=13.kmol/h 当t=5℃时,水的饱和蒸汽压为6.54mmHg=8.9pa,设水的物质的量为则有=所以n5=1.5Kmol/h 于是冷却器的除水量X=XX=(13.71-1.5348) ×18=219.2Kg/h 2.1.2.3 冷却器的冷凝水带走的氯乙烯由氯乙烯在水中溶解度表查得:5℃水溶解的氯乙烯为1ml/ml 则219.2Kg/h 水带走的氯乙烯的量161×219.2×10ml/h=1575.5mol/h=98kg/h 2.1.2. 4 冷却器VC气相出口最低含量X预测 X==2104ppm 冷却器VC气相出口含水量设计指标值定为2500ppm,根据上述的预期值,只要出口温度能稳定控制在5℃左右,设计着表就可以达到. .3 固碱干燥物料衡算 .3.1 固碱干燥器示意条件图(见图) 2.1.3. 2 固碱干燥器固碱吸湿除水量X的估算 根据知50﹪固碱溶解的水蒸气分压:10℃时0.5mmHg 15℃时1.1mmHg 20℃时2mmHg,再本工艺中,VC出固碱干燥器温度控制在10℃,则水的饱和蒸汽压为0.5mmHg=66.pa=0.667×10Mpa 设干燥器出口VC气相水的物质的量为H2O则有: = ∴H2O=0.1216Kmol/h ∴ 固碱吸湿除水量X=X-X=(1.5-0.1216) ×18=25.44kg/h 2.1.3.3 固碱干燥器排放烧碱溶液的量W ∵烧碱溶液是以50﹪的水溶液排放∴W= 2.1.3.4 固碱干燥器VC气相出口最低含水量X预测 X==167ppm 固碱干燥器VC气相出口含水量设计指标定为≤600ppm,根据上述计算,只要固碱干燥器出口温度能够稳定在10℃左右,设计指标是能达到的..2.1 热量衡算已知数据 饱和指数K==1.183 VC气体平均比热Cp=0.22kcal/kg·℃ .2.2 氯乙烯风机压缩温度计算 按理想气体绝热过程考虑,有 ∴T=【4】 其中,T-压缩后温度 T-压缩前温度 已知: T=313K P-压缩后压力 已知: P=0.12Mpa P-压缩前压力 已知: P=0.104Mpa ∴T= T()