年产10万吨氯乙烯工艺设计(4)

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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

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

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

14064.56

100

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

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