毕业设计说明书 悬浮聚合法年产 30 万吨聚氯乙烯 车间工艺设计(7)

2019-06-05 09:41

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PVC 回收VCM 损失PVC 合计

520997.4

0 0 1504516.73

515734.8 87710 5262.6 1504516.73

3.5 汽提塔物料衡算[16,34] 3.5.1 物料平衡图

汽提塔的物料平衡图3.3。

图3.3 汽提塔物料平衡图

3.5.2 汽提前后各物质的质量计算

本步骤到筛分、包装为连续过程,计算标准相应的转换为kg/h。根据全年的生产任务和生产时间可以求出每小时生产的PVC量为:M1=4.386×104kg/h

设定产品的含水量为0.2%,则绝干树脂含量为:M2=0.998 M1=43772.28 kg/h 考虑到聚合釜和混料槽内PVC的损失,则进入汽提塔内绝干树脂量为: M3=0.98M2=42896.83 kg/h

以M3为基准求出汽提塔进料中其他各组分相应的量:

因此进入汽提塔内的水量为:881959.35×M3/515734.8=73357.98 kg/h 进入汽提塔内的其它助剂为:1274.93×M3/515734.8=106.04kg/h 进入汽提塔内的VCM单体为:12530×M3/515734.8=1042.20 kg/h 损失的PVC的量为:4.386×104×0.01=438.60 kg/h 出料中含PVC量为:42458.23kg/h

设定出料中VCM含量为17mg/kg,故出料中含VCM的量为:

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43421.40×17×10-6=0.74kg/h

查阅相关文献可设定如下条件:塔顶温度80℃,塔底温度105℃,压强为0.03MPa,氯乙烯和水蒸汽的部分物性参数如表3.3,表3.4。

表3.3 氯乙烯的部分物性参数

温度/℃ 80 120

热容Cp/(cal/g·℃)

0.40 0.44

密度/(g/cm) 0.793 0.683

3

蒸汽压/(kpa) 1496 2214

汽化热/( kJ /mol) 15.31 11.6

表3.4 水蒸气的部分物性参数

温度/℃ 80 120

热容Cp/(kJ/kg·K)

4.195 4.250

-1

密度/(g/cm) 0.2929 1.1199

3

蒸汽压/(kpa) 47.379 198.64

焓值/( kJ /kg) 2642.6 2708.9

CpPVC=1.8422 kJ/kg·℃

用内插法可求的:氯乙烯:Cp92.5℃=0.412 cal/g·℃ ,105℃时的汽化热ΔHVCM=14.15 kJ /mol 水蒸气:Cp92.5H=2685.1kJ/kg。

设通入水蒸气量y kg/h,则蒸汽冷凝放热量为Q放=y(2685.1-2642.6)

设物料吸收热量为Q1,部分VCM汽化热为Q2,可知Q吸= Q1+ Q2=Q放(3.3) Q1=CpPVCWPVC△t+CpVCMWVCM△t+W水CP水△t (3.4) Q1=1.8422×42896.83×(105-80)+0.412×4.1868×1042.20×(105-80)+4.212×73357.98×(105-80)=9745152.67 kJ/h ,Q2=14.15×(1042.20-0.74) ÷62.50×1000=235786.54kJ /h 由式3.3可知y= 234845.63kg/h

对汽提塔做物料衡算知:物料衡算结果是正确的,见表3.5。 3.5.3 物料衡算表

汽提塔物料衡算一览表3.5。

表3.5 汽提塔物料衡算一览表

物料名称 PVC 水

进料kg/h 42896.83 73357.98

出料kg/h 42458.23 73357.98

=4.212 kJ/kg·K-1,105℃时的焓值

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蒸汽

分散剂等其它助剂 VCM 回收VCM 损失PVC 合计

234845.63 106.04 1042.20 0 0 352248.68

234845.63 106.04 0.74 1041.46 438.60 352248.68

3.6 离心部分物料衡算 3.6.1 物料平衡图

离心部分的物料平衡图3.4。

图3.4 离心部分物料平衡图

3.6.2 离心前后各物质的质量计算[16]

离心操作中PVC的损失量为:4.386×104×0.005=219.3 kg/h 离心脱水后的湿物料中仍含有23%的水分,则含水量为: (42458.23-219.3)×0.23/0.77=12616.82 kg/h

在此阶段中助剂和少量VCM随母液排出,假设此阶段将所有助剂都离心脱除了。

排出水的量为:73357.98-12616.82=60741.16。

对离心部分做物料衡算知:物料衡算结果是正确的,见表3.6。 3.6.3 物料衡算表

离心部分物料衡算一览表3.6。

表3.6离心部分物料衡算一览表

物料名称

进料kg/h

出料kg/h

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PVC VCM 母液含水 分散剂等助剂 排出水和助剂量 PVC损失 合计

42458.23 0.74 73357.98 106.04 0 0 115922.99

42238.93 0.74 12616.82 0 60847.2 219.3 115922.99

3.7 气流干燥部分物料衡算 3.7.1 物料平衡图

离心部分的物料平衡图3.5。 PVC H2O

图3.5 气流干燥部分物料平衡图

气流干燥 PVC H2O 脱去水 损失PVC 3.7.2 干燥前后各物质的质量计算[31]

气流干燥损失的PVC量为:4.386×104×0.005=219.3 kg/h。 则出料PVC量为:42238.93-219.3=42019.63 kg/h。 已只气流干燥后的含水量为3%,则含水量为: 42019.63×0.03/0.97=1299.58 kg/h。

对气流干燥部分做物料衡算知:物料衡算结果是正确的,见表3.7。 3.7.3 物料衡算表

气流干燥部分物料衡算一览表3.7。

表3.7 气流干燥部分物料衡算一览表

物料名称 PVC 水 PVC损失 脱走水分

进料kg/h 42238.93 12616.82 0 0

出料kg/h 42019.63 1299.58 219.3 11317.24

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合计

54855.75

54855.75

3.8 沸腾干燥部分物料衡算 3.8.1 物料平衡图

沸腾干燥部分物料平衡图3.5。 PVC 气流干燥 PVC H2O

H2O 脱去水 损失PVC 图3.6 沸腾干燥物料平衡图

3.8.2 干燥前后各物质的质量计算[31]

气流干燥损失的PVC量为:4.386×104×0.005=219.3 kg/h。 出料PVC量为:42019.63-219.3=41800.33 kg/h。 已只气流干燥后的含水量为0.2%则含水量为: 41800.33×0.002/0.998=83.77 kg/h。

对沸腾干燥部分做物料衡算知:物料衡算结果是正确的,见表3.8。 3.8.3 物料衡算表

沸腾干燥部分物料衡算一览表3.8。

表3.8 沸腾干燥部分物料衡算一览表

物料名称 PVC 水 PVC损失 脱走水分

进料 kg/h 42019.63 1299.58 0 0

出料kg/h 41800.33 83.77 219.3 1215.81

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