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聚合装置氯乙烯单体回收热量恒算

单体回收热量恒算
1、单体回收量(t/d):8.8t/h
满负荷时树脂产量:1200t/d
设计聚合转化率为85%,理论入料单体量为:1200/0.85=1411.8t/d, 未反应单体为:1412-1200=212t/d,每小时需要回收的单体量:212/24=8.84t/h。

2、排氮量(N m3/h):17.5 N m3/h
单体回收每釜充氮12Nm3/h,入料釜数1454/42=35釜,每天充氮量:35*12=420N m3/h,每小时排氮:420/24=17.5 N m3/h。

3、进单体回收的氯乙烯组成:
氯乙烯8.84t/h,体积为:8.84*1000/62.5*22.4=3168N m3/h。

4、单体回收冷凝压力为0.505MPa(表压),0.606MPa(绝压),氯乙烯
分压为0.606*99.5%=0.602MPa,此压力下氯乙烯沸点为40℃。

冷凝带有惰性气体的工艺物料时,一般比露点低5度,因无单体回收氮气/氯乙烯二元体系下氯乙烯的露点温度资料,此处按精馏全凝器7度水上水自动调节阀设定的氯乙烯冷凝温度值25℃计算。

因在避免氯乙烯液化堵塞管道,二段压缩机出口温度需大于液化温度,控制在45~55度为宜,清理单体回收压缩机循环水换热器,保证二段压缩机出口温度小于55摄氏度,此处按二段压缩机出口温度
55℃计算。

5、各物料的比热
6、冷凝过程
氯乙烯气体+氮气(55℃)→氯乙烯气体+氮气(25℃)
→氯乙烯液体+氮气(25℃)
7、冷凝热量
Q1=8.84*1000*0.907*(55-25)+17.5*1.25*0.858*(55-25)=
218166+563=218730KJ
Q2=8.84*1000*298.2=2636088KJ
Q=Q1+Q2=218730KJ+2636088KJ=2854818KJ
8、所需水量
因溴化锂机组问题,生产中7度水进出口温差约3~4℃(设计为5℃),设温差为4℃。

换热器热负荷:
Q=W c C pc△t
W c=Q/C pc△t=2854818KJ/4.191KJ/(Kg.K)/4K=170294Kg=170t=170m³
所需水量170m³/h。

9、实际生产情况,各釜周期不一样,出料时间无法平均分布,无法避免
一小时同时出料两釜。

一小时出两釜料:
回收单体量42*(1-85%)*2=12.6吨单体/小时,排氮25m³
Q1=12.6*1000*0.907*(55-25)+25*1.25*0.858*(55-25)=342846+804=
343650KJ
Q2=12.6*1000*298.2=3757320 KJ
Q= Q1+Q2=4100970KJ
W c=Q/C pc△t=4100970KJ/4.191KJ/(Kg.K)/4K=244687Kg=245t=245m³
10、管径核算
(1)若按平均出料,不考虑每小时出两釜料,管道内水的经验流速为3m/s。

Wc=170m³
r2=Wc/(π*r2*3.142*u*3600)=0.005
r=0.07,R=2r=0.14,r=150mm,理论上设计能满足我厂生产要
求,实际生产情况是无法满足。

(2)按每小时出两釜料
Wc=π*r2*3.142*u*3600,管道内水的经验流速为3m/s。

r2=Wc/(π*r2*3.142*u*3600)=0.007
r=0.084,R=2r=0.084=0.167,R=200mm
由于我厂7度水压力不足,根据超声波实测流量计算流速为1.5m/s
r2=Wc/(π*r2*3.142*u*3600)=0.0144
r=0.120,R=2r=0.240,R=250mm
需新增DN250的7度水管道。

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