新疆工业高等专科学校毕业设计（论文）题目年产10万吨氯乙烯车间精馏段工艺设计专业应用化工技术毕业设计（论文）任务书班级专业应用化工技术姓名日期1、论文（设计）题目：年产10万吨氯乙烯车间精馏段工艺设计2、设计（论文）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，独立完成。

（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。

（3）设计任务明确，思路清晰。

（4）设计方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据充分可靠。

（5）格式规范，严格按系部制定的设计格式模板调整格式。

（6）所有学生必须在规定时间交论文初稿。

3、设计（论文）日期：任务下达日期完成日期4、指导教师签字：毕业设计（论文）成绩评定报告序号评分指标具体要求分数范围得分1 学习态度努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期完成规定的任务。

0—10分2 能力与质量调研论证能独立查阅文献资料及从事其它形式的调研，能较好地理解设计任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。

0—15分综合能力设计能运用所学知识和技能，有一定见解和实用价值。

0—25分设计（论文）质量计算准确可靠有依据、分析逻辑清晰、正确合理，0—20分3 工作量内容充实，工作饱满，符合规定字数要求。

绘图(表)符合要求。

0— 15分4 撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整，书写格式规范，0— 15分合计0—100分评语：成绩：评阅人（签名）：日期：毕业设计（论文）答辩及综合成绩答辩情况自述情况清晰、完整流利简练清晰完整完整熟悉内容基本完整熟悉内容不熟悉内容提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩小组评语及建议成绩：答辩委员会综合成绩：答辩委员会主任签字：年月日年产10万吨氯乙烯车间精馏段工艺设计学号：091632姓名：曾海潮(新疆工业高等专科学校，乌鲁木齐 830091)摘要：氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，为无色、易液化气体，是塑料工业的重要生产原料，是生产聚氯乙烯塑料的单体；或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维，也用作化学中间体或溶剂。

因此氯乙烯的发展前景很好。

本文对年产10万吨VC精制工段进行了工艺设计，简单介绍了VC合成工段的生产方法、原理、工艺流程，对主要的设备为参数进行了计算和设计。

通过对原料和中间产物及产品的各种性质的分析和氯乙烯单体和合成工段生产原理的了解和掌握，制定出了合理的生产方案及工艺流程。

同时以设计任务以及计算机为辅助，对氯乙烯精制工段中的低沸塔进行了物料衡算，热量衡算，塔及其附属设备的计算。

最终完成了设计。

并绘制了相应的工艺流程图和设备图。

关键词：氯乙烯，低沸塔，工艺流程目录1 绪论 (1)1.1 氯乙烯在国民经济中的地位和作用 (1)1.2氯乙烯工业发展概况 (2)1.3 氯乙烯的理化性质 (3)1.4 氯乙烯的危害及防治 (4)1.5氯乙烯的生产方法 (5)1.6氯乙烯精馏形式 (9)2 低沸精馏塔工艺设计 (10)2.1 氯乙烯精馏工序物料衡算的已知条件 (10)2.2 全凝器的物料衡算 (11)2.3 低沸塔的物料衡算 (11)2.4 低沸塔塔板数的确定 (13)2.5 低沸塔其他物性数据的计算 (15)2.6 低沸精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (18)2.7 低沸塔塔板主要工艺尺寸的计算 (20)2.8 低沸塔接管的选型 (22)3 高沸精馏塔工艺设计 (25)3.1 高沸塔的物料衡算 (25)3.2 高沸塔塔板数的确定 (27)3.3 高沸塔其他物性数据的计算 (29)3.4 高沸精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (31)3.5 高沸塔塔板主要工艺尺寸的计算 (33)3.6 高沸塔接管的选型 (35)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1.1 氯乙烯在国民经济中的地位和作用氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，为无色、易液化气体，是塑料工业的重要生产原料，是生产聚氯乙烯塑料的单体；或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维，也用作化学中间体或溶剂。

氯乙烯易液化，这一性质在氯乙烯精制中有着重要的工业意义。

除此之外，氯乙烯易溶解于丙酮、乙醇和烃类，微溶于水，它易燃，与空气混合爆炸的极限是4%～22%，它对人体有麻醉的作用，对肝脏有影响，可使人中毒，人对氯乙烯的嗅觉感知的质量浓度为 2.4g/3m，长期的接触会使人引起消化系统、皮肤组织、神经系统等多种症状。

氯乙烯分子含有不饱和双键和不对称的氯原子，因而很容易发生均聚反应；也能与其他的单体发生共聚反应，还能与多种无机或有机化合物进行合成、加成、取代及缩合等化学反应。

氯乙烯的主要应用是在工业上进行均聚反应或共聚的以上生产高聚物。

目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的上网氯乙烯单体量约占氯乙烯总产量的96%，而美国则达98%。

氯乙烯的聚合物广泛用于工业、农业、建筑及人们的日常生活中，例如；硬的聚氯乙烯具有强度高、质量轻、耐磨性能好等特点。

广泛用于工业给水、排水、排污、排气及排放腐蚀性的流体等用管道、管件以及农业灌溉系统、电线电缆等管道等，其总量约占氯乙烯的消耗量的30%多，目前世界上塑料销量的20%以上用于建筑，而建筑上的40%是氯乙烯的聚合物，如塑料地板，不仅可以制成色彩鲜艳的各种图案，而且可以将图案制成表面有浮雕感的多种型材。

聚氯乙烯制成得到的门和窗具有较好的隔热、隔冷、隔音性能好的以及耐腐蚀、耐潮湿、耐霉烂等特点。

而且由于它们的表面光滑，不需要涂漆、维修方便，比其他的塑料门的材料要便宜好多，因而在国内外的的产业上得到了广泛阿的应用和发展，聚氯乙烯的材料具有色泽鲜艳，花纹有立体感、防潮、防霉、防燃及便易清洗的特点，用做房屋建设具有简单大方，价格便宜等好多的优点。

软的聚氯乙烯具有坚韧柔软、耐弯曲、有弹性、耐寒等优点，所以常用作电线电缆的绝缘包皮，以代替铅皮、橡胶与纸张等，聚氯乙烯糊是将聚氯乙烯的颗粒分散在液体悬浮介质中，形成高粘度状的混合物，用于制造人造革、零件及日常生活用品。

由于传统的电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能，对环境造成了严重的污染，我国在几家较大的氯乙烯生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺，该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点，是目前世界上比较通用的氯乙烯生产工艺。

但是，平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯，随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾的日益尖锐，这一工艺也暴露出它的弊端。

作者研究开发了乙烷在较低温度下，高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯的新催化剂及相应的工艺过程。

该过程一旦开发成功，可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯提供了一条新的技术路线。

最初的氯乙烯生产全部以乙炔为原料。

乙烯氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要的单体，为无色、易液化气体，是塑料工业的重要生产原料，是生产聚氯乙烯塑料的单体；或与醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合剂、涂料、绝缘材料和合成纤维，也用作化学中间体或溶剂。

由于传统的电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能，对环境造成了严重的污染，我国在几家较大的氯乙烯生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺，该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点，是目前世界上比较通用的氯乙烯生产工艺。

但是，平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯，随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾的日益尖锐，这一工艺也暴露出它的弊端。

作者研究开发了乙烷在较低温度下，高转化率、高选择性脱氢氧化氯化生成氯乙烯的新催化剂及相应的工艺过程。

该过程一旦开发成功，可为炼气厂、油田气中乙烷生产氯乙烯提供了一条新的技术路线。

60年代后期，随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟，乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势，在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。

迄今为止，全世界氯乙烯装置93%以上采用乙烯法，在工业发达国家如日本，以全部淘汰了乙炔法，仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。

1.2氯乙烯工业发展概况氯乙烯是制备聚氯乙烯及其共聚物的单体。

也常称为氯乙烯单体（VCM），在世界上是与乙烯和氢氧化钠等并列的最重要的化工产品之一。

氯乙烯的合成始于1835年，由法化学家Regnault用氢氧化钾的乙醇溶液将二氯乙烷脱氯化氢制得，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC的开端。

1902年，Biltz将1，2-二氯乙烷进行热分解也制得氯乙烯，但当时由于聚合物的科学和生产技术尚不成熟，他的发现没有导致工业生产的结束。

Klatte于1912年通过乙炔与氯化氢的催化加成反应制得了氯乙烯，成为工业上氯乙烯合成的最初工艺，但在沿用将近30多年后，由于乙炔生产的高能耗而逐渐趋于淘汰。

从1940年起，氯乙烯的生产原料，乙炔开始被乙烯部分取代，首先将乙烯直接氯化成1，2-二氯乙烷（EDC），再加以热裂解制得氯乙烯，裂解产生的氯化氢仍被用在乙炔-氯化氢法中。

混合气体法制备氯乙烯采用石脑油作原料，将石脑油用燃烧气体裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合气体，该混合气体先后与氯化氢和氯气反应，制成易分离的氯乙烯和1，2-二氯乙烷经热裂解制成氯乙烯，日本吴羽化学公司将其工业化生产。

将该法中的原料从石脑油换成石油，则成为原油裂解法，可得到高浓度的乙炔、乙烯的混合气体，而且可从副产物的芳香族的焦油、沥青的物质中制造热煤油或碳纤维等物质，具有综合的经济效益。

1955～1958年，美国的化学公司研究的大规模乙烯氧氯化法制备1，2-二氯乙烷取得成功。

至此以后，乙烷全部取代乙炔成为制备氯乙烯的原料。

至目前为止，大多数工厂都采用乙烯直接氯化和乙烯氧氯化制备1，2-二氯乙烷（EDC），再将EDC加以热裂解得到氯乙烯单体（VCM）的联合切平衡的DC-EDC-OXY-EDC-VCM法来制备氯乙烯。

联合平衡法充分利用廉价的原料，基本上不生成副产物，目前西方世界90%以上的氯乙烯产量是用该法生产的。

我国从50年代开始研究和生产聚氯乙烯，1953年由沈阳化工研究院和北京化工研究院开始小试，1956年小试成功，并在锦西建立了第一个生产厂家。

此后各地相继投产，到1970年已经发展到20家，原料聚乙烯单体全部采用电石乙炔法制得，随着我国的不断发展，已经逐步开始建设乙烯氧化制氯乙烯的生产装置。

1976年，我国已经开始形成了一条新的乙烯路线。

1.3 氯乙烯的理化性质1.3.1 理化性质氯乙烯在通常情况下为无色、易燃、有特殊香味的气体，稍加压力条件下，可以很容易地转变为液体。

氯乙烯稍溶于水，在25℃时g100水中可溶解.003100氯乙烯可溶解g 11.0氯乙烯；水在氯乙烯内的溶解度，在-15℃时，gg水。