年产10万吨氯乙烯工艺设计(4)

2019-05-27 19:47

惰性气体(以O2计算)

0.04

因此,进料气所需乙炔气: 214.7915÷99.5% = 215.871 kmol (2-9) 进料气所需的氯化氢气体:214.7915×1.08÷99.95% = 232.091 kmol (2-10) 即,

C2H2 : 214.7915 kmol (5584.579 kg) HCl : 231.975 kmol (8467.0875 kg)

O2 : 232.091×0.04% = 0.0928 kmol (2.971 kg) H2O : 232.091×0.01%+215.871×0.5% = 1.1025 kmol (19.845 kg) II 出料气组成:

极少量的水分以浓盐酸的形式流出,此时课忽略流出的浓盐酸量。 C2H2 : 214.7915 kmol HCl : 231.975 kmol O2 : 0.0928 kmol H2O : 1.1025 kmol III混合器的物料衡算表

表2.2 混合器的物料衡算表

进料 质量/kg W/% 出料 质量/kg W/% C2H2

5584.579 39.679 C2H2 5584.579 39.679 HCl 8467.0875 60.159 HCl 8467.0875 60.159 O2 2.971 0.000211 O2 2.971 0.000211 H2O 19.845 0.1410 H2O 19.845 0.1410 Σ

14074.4825

100

Σ

14074.4825

100

(2) 石墨冷却器

C2H2 混合气 HCl 石墨冷却器 O2 H2O 8

2-11) 2-12) ( (

盐酸 图2.2 石墨冷却器的物料衡算简图

由于在石墨冷却器中,用-35℃盐水间接冷却,混合气中水分一部分则以40%盐酸的形式排出,部分则混合在气流中。

查阅相关资料,即设混合器中水分以40%盐酸排出的量占水总量的30%[2]。 I进料气组成:

C2H2 : 214.7915 kmol (5584.579kg) HCl : 231.975 kmol (8467.0875kg) O2 : 0.0928 kmol (2.971kg) H2O: 1.1025kmol (19.845kg) II 出料气组成:

C2H2 : 214.7915 kmol (5584.579kg) O2 : 0.0928 kmol (2.971kg) H2O: 1.1025×(1-30%)

=0.7718 kmol =13.8915 kg ∵

mHClm?100 %? 40%HCl?mH2O ∴ mHCl= (0.4÷0.6) mH2O

= (0.4÷0.6)×(9.9225-13.8915) =3.969kg HCl: 8467.0875-3.969=8463.1185 kg =231.8665 kmol 盐酸:3.969+(19.845-13.8915)=9.9225 kg III 石墨冷却器的物料衡算

表2.3 石墨冷却器的物料衡算表

进料 质量/kg W/% 出料 质量/kg W/% C2H2

5584.579 39.679 C2H2 5584.579 39.679 HCl 8467.0875 60.159 HCl 8463.1185 60.131 O2 2.971 0.000211 O2 2.971 0.000211 H2O

19.845

0.1410

H2O

13.8915

0.000987

9

2-13) 2-14) (2-15) 2-16) (2-17) ((

( Σ 14074.4825 100 盐酸 Σ 9.9225 0.000745 14074.4825 100

(3)多筒过滤器

由相关资料查得,在多筒过滤器中,采用3~5%憎水性有机硅树脂的5~10um细玻璃纤维,可将大部分酸雾分离下来,以盐酸的形式排出。 假设盐酸为38%,出水量为80%。 I进料气组成:

C2H2 : 214.7915 kmol (5584.579kg) HCl : 231.975 kmol (8463.1185kg) O2 : 0.0928 kmol (2.971kg) H2O: 0.7718kmol (13.8915kg) II 出料气组成:

C2H2 : 214.7915 kmol (5584.579kg) O2 : 0.0928 kmol (2.971kg) H2O: 13.8915×(1-80%)=2.7783 kg ∵ 盐酸为38%,

mHClm?m×100% = 38% HClH2O∴ mHCl= (0.38÷0.62)×mH2O =(0.38÷0.62)×13.8915

=6.8115 kg HCl: 8463.1185-6.8115=8456.307 kg 盐酸:6.8115+13.8915×80%=17.9247 kg III 多筒过滤器的物料衡算

表2.4 多筒过滤器的物料衡算表

进料 质量/kg W/% 出料 质量/kg W/% C2H2 5584.579 39.707 C2H2 5584.579 39.707 HCl 8463.1185 60.172 HCl 8456.307 60.125 O2 2.971 0.000211 O2 2.971 0.000211 H2O 13.8915 0.000988 H2O 2.7783 0.000198

盐酸 17.9247 0.00127 Σ

14064.56

100

Σ

14064.56

100

10

2-18)

2-19) 2-20) (2-21) ( ( ( (4)石墨预热器

此时无质量交换,即进出口各物料量不变。

表2.5石墨预热器物料衡算表 进料/出料 质量/kg W/% C2H2 5584.579 39.757 HCl 8456.307 60.202 O2 2.971 0.000212 H2O 2.7783 0.000198 Σ

14046.64

100

(5)转化器 CCH2CHCl 2H2 HCl C2H2 HCl 转化器 图2.3 转化器物料衡算简图

由前面的叙述知,此转化器转化率为95%[3]

。 I进料气组成:

C2H2 : 5584.579 kg (214.7915 kmol) HCl : 8456.307 kg (231.68 kmol) O2 : 2.971 kg H2O : 2.7783 kg II 出料气组成:

CH2CHCl :214.7915×95%×62.5 = 12753.245 kg C2H2 : 5584.579×(1-95%)= 279.229 kg HCl : 8456.307-214.7915×95%×36.5 = 1008.4117kg O2 : 2.971 kg H2O : 2.7783 kg III 转化器的物料衡算:

表2.6 转化器的物料衡算表

11

2-22)2-23)2-24) ( ( ( 进料 C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 5584.579 8456.307 2.971 2.7783

14046.64

W/% 39.757 60.202 0.000212 0.000198 100

出料 CH2CHCl C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 12753.245 279.229 1008.4117 2.971 2.7783 14046.64

W/% 90.792 0.0199 7.179 0.000212 0.000198 100

Σ

(6)除汞器

Σ

由于汞含量极少,实际操作中课忽略其影响,即物料进、出组分相同。 ∴ 除汞器的物料衡算:

表2.7 除汞器的物料衡算表

进料 CH2CHCl C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 12753.245 279.229 1008.4117 2.971 2.7783 14046.64

W/% 90.792 0.0199 7.179 0.000212 0.000198 100

出料 CH2CHCl C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 12753.245 279.229 1008.4117 2.971 2.7783 14046.64

W/% 90.792 0.0199 7.179 0.000212 0.000198 100

Σ Σ

(7) 石墨冷却器

表2.8 石墨冷却器物料衡算表

进料 CH2CHCl C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 12753.245 279.229 1008.4117 2.971 2.7783 14046.64

[4]

W/% 90.792 0.0199 7.179 0.000212 0.000198 100

出料 CH2CHCl C2H2 HCl O2 H2O

质量/kg 12753.245 279.229 1008.4117 2.971 2.7783 14046.64

W/% 90.792 0.0199 7.179 0.000212 0.000198 100

Σ Σ

(8)水洗泡沫塔

查阅相关文献可知,水洗泡沫塔用来回收过量的氯化氢,泡沫塔是以高位槽低温水喷淋,一次(不循环)接触可得20%的盐酸。假如回收盐酸的回收率为98%,加入的水量为

12


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