发布时间 : 星期四 文章聚氯乙烯工艺计算及生产问答 - 图文更新完毕开始阅读
CaC2+2H2O ----C2H2+Ca(OH)2+31kcal/mol-----------(1) 64 36 26 74
CaO+2H2O------Ca(OH)2+15.2 kcal/mol-----------(2) 56 18 74
CaS+2H2O---------Ca(OH)2+H2S -----------(3) 72 36 74 34
Ca3P2+6H2O---------3Ca(OH)2+2PH3 -----------(4) 182 108 222 68 计算： （1） 在20℃，压力101.3kPa（760mmHg），每吨纯度80.6%电石水解可得干乙炔气量
1000×22.223 （273+20）×760
3
------------× --------------- ×0.806=300m 64×26 760×273
式中22.23 ----标准状态下，1mol乙炔体积为22.223L 该发生器收率98%，则可获得干乙炔重量是：
300×273×26
------------------ ×0.98=320.5 22.223×（273+20）
（2）反应后可得干渣总量：
74 74 74 222
——×806+ ---- ×100 +----×10+------×4+80=1159.3Kg 64 56 72 182 即1t电石反应可生成1.16t干渣 （3）化学反应所需水量
806×36 100×18 10×36 108×4 ------- + -------- +-------- +----------=492.5Kg
64 56 72 182 （4）加入过量的水用于移走反应热
在计算加入水量时，首先要计算水解反应的放热量，水解反应的放热量只计算反应式（1）和（2），其余不计，此外不计热损失和电石加料时所带入的热量。
（1） 水解反应放热Q由反应式可得： CaC2水解放热 1000×0.806×1000
Q1= -------------------------------×31=390406kcal 64
CaO 水解放热 1000×0.1×1000
Q2= -------------------------------×15.2=27413kcal 56
总的放热量 Q=Q1+Q2=417549 kcal
（2） 乙炔夹带的热量Q3：
Q3=320.5×0.442×85=12040 kcal 式中0.442----乙炔85℃时的热容，cal/g. ℃
(3)水蒸汽带走热量Q4：查得85℃时饱和水蒸气压力：0.058Mpa(绝压)。设发生器操作压力为1000mmH2O（表压）=0.1013+0.01=0.1113Mpa（绝压）。则粗乙炔中水蒸汽对乙炔的分压比也即摩尔比为： 0.058
---------- =1.049molH2O/molC2H2 0.113-0.058
则水蒸发量： 320.5
18×------×1.049=232.7kg 26
5
Q4=232.7×549.2=127800kcal
式中549.2-----水的汽化潜热，kcal/g.℃
（3） 干渣带走热量Q5:由上式计算后得到干渣总量为1159.3kg 则Q4=1159.3×0.26×85=25618kcal 式中 0.26---干渣热容， kcal/ g.℃
从而可计算乙炔、水蒸汽和干渣带走的热量Q总
Q总=Q3+Q4+Q5=12040+127800+25618=165458kcal为乙炔、水蒸汽、干渣带走热量 因此，加入过量水用于移走反应热量
Q-Q总=417549-165458=252091kcal为1t电石反应需用过量水带走的热量
加入水的初始温度为30℃，则加水量为：252019
-------- + 492.5=5076kg(水比5：1) 85-30 此时渣浆的含固量1159.3
-----------×100%=18.59% 5076+1159.3
（4） 反应后生成H2S和PH3的重量 生成H2S的重量： 34
-----×10=4.7kg 72 生成PH3的重量： 68
-----×4=1.5kg 182
经过以上计算参加反应的物质的重量分别是：
CaC2+CaO+CaS+Ca3P2=806+100+10+4=920kg，未计杂质8%=80kg 反应时所需水量分别是： 453+32.1+5+2.4=492.5kg
若以加入过量水的初始温度为30℃为例，扣除反应水，需加入水5076-492.5=4583.5kg。因此，参加反应总量为1412.5+4583.5+80=6076kg 反应后的总量为：
C2H2+干渣总量+H2S+PH3+H2O=（320.5+6.5）+1159.3+4.4+1.5+4583.5=6075.7 电石渣含水（带走）
二、转化热量、热水量计算
C2H2+HCl---------C2H3Cl+124.8kJ/mol 1 124.8 7335.9
----------- X 22.23
X=9826.1 kCal/mol=41184000kJ
Q=Km△t则41184000=4.208×m×(100-94)则m=1631178.7kg K=4.208KJ/Kg为水在90℃的热容
3
965.3Kg/m为水在90℃的密度 则热水流量为
1631178.7kg
3
V=-----------------=1689 m/h
3
965.3Kg/m 管径计算 流速取2m/s
6
4V 2
D=------ 则D=0.5467m所以热水进水总管查表得DN600 πU
三、计算次氯酸纳用量
以1吨发气量300L/kg电石在85℃时水解为例，进行物料平衡的简化计算。假设电石含CaC2:80.6%,CaO:10%,CaS:1%,Ca3P2:0.4%，不计入其余8.0%杂质的反应。则反应平衡方程式如下： CaS+2H2O---------Ca(OH)2+H2S -----------(1) 72 36 74 34
Ca3P2+6H2O---------3Ca(OH)2+2PH3 -----------(2) 182 108 222 68 则H2S和PH3的量分别为 34
——×10=4.72Kg（H2S） 72
68
——×4=1.49Kg（PH3） 182
按反应方程式得
4NaClO+H2S--------- H2SO4+4NaCl -----------(1) 298 34 98
4NaClO+H3P--------- H3PO4+4NaCl -----------(2) 298 34 98
计算后得折百次氯酸纳量为298×（4.72+1.49）=34X
X=54.4kg/吨电石=1530 kg/h 每年用54.4×225000=12240000kg=12240t
（成品NaClO溶液有效氯含量取10%，过碱量取0.1%～1.0%，按年产15万t PVC计算）
1530 kg（折百）NaClO需有效氯10%的NaClO溶液量约为15300kg，（密度为1250kg/ m3流量为12.24m3/h
33
则需要有效氯0.1%的NaClO流量为122.4m/h;需0.08%的NaClO流量为153m/h）其中含NaOH量约为1530×（0.1—1）%=1.53～15.3 kg。
3
0.08%的NaClO流量为153m/h
2NaOH+CL2--------NaCL+H2O+NaCLO -----------(1) 80 71 58.5 74.5 X Y 54.4 X=58.416kg Y=51.844kg
〔2〕
每生产1 t有效氯10%的NaClO溶液消耗Cl2 0.13 t，30% NaOH 450 kg。则每年消耗Cl2量为56.576t，消耗30%NaOH 195.84 t。
四、转化热量折标煤量和蒸汽产量
转化总热量为41184000kJ，按30%的热损算为41184000kJ×0.7=28828800 kJ=6896842kcal=690万大卡 按每公斤标煤发热量为7000 kcal/kg可得每小时节约燃煤量6896842/7000=985.3kg 则每天可节约燃煤985.3×24/天=23647.2kg=23.647t
饱和水蒸汽的汽化潜热为（100℃）2258.4kJ/kg则转化产生的蒸汽量为
41184000kJ
--------------=18236kg=18.2t蒸汽（已给设计院核对） 2258.4kJ/kg
3
查表可知：100℃时蒸汽的密度为0.597kg/m
7
则蒸汽流量为18236/0.597=30546 m/h计算可得蒸汽管管径为DN700 五、计算中和塔耗碱量 按方程式
4NaClO+H2S--------- H2SO4+4NaCl -----------(1) 298 34 98
4NaClO+H3P--------- H3PO4+4NaCl -----------(2) 298 34 98
H3PO4+3NaOH--------- Na3PO4+3H2O -----------(1) 98 120 164
H2SO4+2NaOH --------- Na2SO4+2H2O -----------(2) 298 34 98
硫酸量为13.6kg/t电石;磷酸量为4.32kg/h电石 则用碱量磷酸为5.3kg/t电石；硫酸为11.1kg/t电石则耗碱量为461.25kg/h（折百）配成10%的碱重量为4612.5kg/h密度为1390kg/m3则流量为3.3m3/h 六、计算乙炔损耗量
损耗点：1、第一储斗排氮；
按15万吨PVC每年可知每小时电石量为28.125t则每台发生器每小时投电石7t/h第一储斗容积为
4.28m3电石比重为1.3t/m3所以储斗按80%装填量每斗能装4.45t每台发生器每小时投料1.6次。 第一储斗容积为4.28m3工作压力为0.03Mpa温度常温，则排氮后按常温、常压计算可知乙炔气量为 988mmHg柱×4.28=760 mmHg柱×X则X=5.564m3乙炔×1.6=8.9 m3乙炔/台；四台发生器损失乙炔气量为35.6m3/h
2、溶解在水里；
查表可知在80℃时乙炔的溶解度为0.15，60℃时乙炔的溶解度为0.37可知乙炔溶解损失为（含固量为5%流量为593m3/h）291.41 m3/h（含固量为10%，流量为271.875m3/h）100.59 m3/h 3、逆水封排水； 4、溶解在次纳里； 5、乙炔气柜排水； 6、电石渣带走。
七、水洗塔塔径和高度喷淋量计算 （1）塔径计算
（1）计算泛点气速uf 按泛点气速计算公式
30.21/41/8
lg(uf 2/g×a/ε×rg/rl×ul)=A-1.75（L/G）×（rg/rl） g----------重力加速度 9.81
3
a/ε------干填料因子 252
3
rg---------气体密度 1.171kg/m
3
rl---------液体密度 990 kg/m
A-------- 常数 0.176（查表） 液体黏度 0.55mpa.s
3
液体流量 140m/h=138600Kg/h 气体流量 8839.922 Kg/h
0.21/41/8
则lg(uf 2/9.81×252×1.171/990×0.55)=0.176-1.75（138600/8839.922）×（1.171/990） 则lg(0.027uf2)=0.176-1.75×1.99×0.431=-1.325
uf=0.76m/s 按要求取（0.6～0.8） 取0.6系数得空塔流速u=0.6 uf=0.46m/s
1/2
则塔径D= ((4×7558.15/3600)/3.14×0.46)
D=2.41m
uf=0.76m/s 取0.8系数得u=0.8 uf=0.6m/s
1/2
则塔径D= ((4×7558.15/3600)/3.14×0.6)
8
3