整理得在操作范围内，任取值，依上式计算出值。液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度作为最小液体负荷标准。故，取，则,液相负荷上限线武汉工程大学本科毕业设计以作为液体在降液管中停留时间的下限,溢流液泛线令由以上几式联立可得忽略，将与，与的关系式代入上式，整理得其中，带入相关数据得武汉工程大学本科毕业设计故，在操作范围内，任取值，依上式计算出值。根据以上各线方程，可作出塔设备的负荷性能图，如图所示漏液线夜沫夹带线液相负荷下限线液相负荷上限线溢流液泛线操作线高沸塔负荷性能图在负荷性能图上，作出操作点，连接，即作出操作线，如上图所示，该塔的操作上限位液泛控制，下限为漏液控制。,,故操作弹性为武汉工程大学本科毕业设计高沸塔再沸器选型设计依据进口釜液温度，出口气体温度热水进口温度，出口温度。物料流程图图高沸塔再沸器物料示意图计算过程再沸器给出热量可近似看作塔底产品汽化所需热量，下的汽化潜热可为取查工程手册知，采用台换热面积为的列管式换热器使用，管子规格管数管长热水用量武汉工程大学本科毕业设计即成品冷却器的选型设计依据进口气温度，出口液体温度盐水进口温度，出口温度。物料流程图图成品冷却器物料示意图计算过程，其中近似为的摩尔质量，即取查工程手册知，采用台换热面积为的列管式换热器使用，武汉工程大学本科毕业设计管子规格管数管长冷却水用量即聚合釜设计容积的计算目前，国内悬浮法聚合生产技术中，生产装置所用的聚合釜只要有和中。聚合釜在的压力条件下进行操作。随着反应的进行，釜内物料的相态也发生变化。开始反应时，釜内全是液相氯乙烯，随着反应时间的延长，液相氯乙烯中悬浮的聚氯乙烯固体颗粒逐渐增多，反应后期几乎全是聚氯乙烯颗粒。因此，聚合釜采用叶后掠式搅拌器两层聚合热以夹套散热为主，辅以釜内冷却管散热的方式。聚合釜是悬浮法聚氯乙烯生产中最关键的设备，其是否先进对聚氯乙烯的生产起决定作用，它不但关系到装置是否进行正常运行，而且影响装置的生产能力传热和传质效果，影响产品质量和装置的各项技术经济指标。此外，反应在中压下进行，反应较激烈，故安全操作和使用很重要。聚合釜材质的选定聚合釜生产操作压力为，反应温度为，同时催化剂有腐蚀作用，聚合有粘釜现象，故其材质选用不锈钢，这样产品的清洁度也较高。聚合釜容积的确定计算公式式中聚合釜设计容积装置单线生产能力武汉工程大学本科毕业设计单釜操作周期，取年操作时数取氯乙烯转化率，取最高操作温度时液相氯乙烯的密度，聚合釜最高操作温度条件下的设计装料系数，取本次设计取。可以取聚合釜外形设计尺寸的设计聚合釜高径比的选择聚合釜高径比的选取主要考虑三个方面的需要有利于聚合釜撤热，所以要保证较大的高径比才能保证足够的比热面考虑对搅拌功率的影响，高径比越大，搅拌功率越大，消耗的动力越大，因此高径比不宜过大。般聚合釜的高径比在之间，根据对传热面积搅拌功率的计算以及有关设计和生产单位的经验，聚合釜的高径比选取即，可以满足以上三个方面的要求。釜直径的求取图聚合釜外形尺寸示意图武汉工程大学本科毕业设计因为，故两封头容积聚合釜容积得式中聚合釜容积聚合釜直径筒体部分容积椭圆封头容积筒体部分高度聚合釜高椭圆封头短轴直径，。当时，取。其他外形尺寸的确定釜高根据高径比，可求的釜高。即为求取釜高的公式。则聚合釜的釜高为圆筒体高为椭圆封头直径的求取根据，可求得釜的椭圆封头直径为武汉工程大学本科毕业设计椭圆封头的高根据以上数据复算釜的实际容积④夹套比传热面设为夹套面积，则夹套比传热面夹比界面夹比界面内构件及搅拌轴封的设计搅拌器设计主要是保证良好的搅拌效果，搅拌效果的好坏关系到釜内的反应是否均匀，反映热能否顺利撤除。间歇式悬浮法生产聚氯乙烯装置的聚合釜内物料的相态是随时间变化的，开始反应时釜内全部是液相，随时间的延长，液相中悬浮的固体颗粒逐渐增多，比固体颗粒浓度大或全部是固体颗粒情况下，选用般的浆式锚式框式搅拌器是不适宜的。经过大量的试验研究和生产实践的摸索表明，三叶后掠搅拌器对于聚氯乙烯固体颗粒物料的搅拌效果较好，而且所消耗的功率也比较小。三叶后掠搅拌器是种径流型搅拌器，共有三个叶片。其叶片方面向后弯曲，方面向上略翘起，同翅形挡板结合使用。图为该搅拌器的结构简图搅拌器直径与槽内径之比叶片宽度与搅拌器直径之比叶片宽度与翘起高度之比桨叶末端弯曲角或上翘角为搅拌转速的选定搅拌转速是影响搅拌效果最重要的因素之，搅拌转速越高，传热传质效果越好，对产品熔体流动速度指标有利。但是，搅拌速度越高，消耗功率大，对搅拌的要求也高。此外，还对聚氯乙烯物料有粉碎作用。因此，在选择搅拌速率时应综合考虑，对于的聚合釜取转速。武汉工程大学本科毕业设计图三叶后掠式搅拌器搅拌轴封的设计液相本体聚合的产品的熔体流动速率难以控制，轴封泄露是个重要原因，故设计好搅拌轴封是十分重要的。聚合釜的轴封有两种形式，即机械式密封和填料式密封。机械式密封的密封性好，用的好时可基本无泄漏，但由于间歇式悬浮聚合法生产聚氯乙烯的些特点，使得机械式密封难以发挥很好的效果，且生产中，固体物料浓度大，易于进入机械密封内损坏密封端面。另外，聚合釜搅拌轴封为悬臂长，下部设支撑点，轴较长，运转时摆动大，对机械密封不利。还有，聚合搅拌为间歇操作，搅拌速率低，这些对机械密封不利，因此本设计搅拌轴封选用填料式密封，填料的材质选用石棉浸渍聚四氟乙烯复合盘根。聚合釜搅拌功率计算聚合釜内物料已确定时，搅拌功率主要取决于设备的几个因素，如聚合釜的高径比，搅拌器型长及尺寸的比例，搅拌转速，床层高度等，不和操作因素有关。搅拌功率计算公式轴武汉工程大学本科毕业设计本设计取即表现密度物料高度的计算物料体积下封头容积物料在直筒部分高度搅拌轴功率的计算轴故选用电机即可。电机的选用本聚合岗位是属于甲类防火，级防爆单位，所以选用耐压防爆型电机。因为同步转速，额定功率所以选用电机型号额定电流电压。聚合釜的传热设计传热方式的选择根据悬浮法聚氯乙烯的生产工艺特点，采用夹套散热为主，辅以内冷却管散热的方式。反应放热计算氯乙烯聚合热，反应高峰期每小时氯乙烯转化率为，聚合釜参加反应的氯乙烯为则反应高峰期其中搅拌摩擦热轴聚合高峰期总发热量武汉工程大学本科毕业设计散走热量的计算聚合釜本身的散热量为总发热量的﹙﹚传热系数的计算其中︰液相氯乙烯的传热系数对于不锈钢聚合釜，取转化时为反应放热高峰期④的求取反应温度﹕冷却水﹕总传热面积计算则内冷却管的设计夹套传热面积直筒部分高为，直筒部分夹套高取，下封头高位。选用执指形冷凝管。指形冷却管长度计算取时，取时，指形内冷却管取根长为的的管。聚合釜规格三掠式式搅拌武汉工程大学本科毕业设计换热面积内冷管，夹套材质复合钢板设备工艺条件汇总表设备工艺条件表设备名称工艺条件低沸塔塔板数单板压降进料口位置第和第块板间低沸塔再沸器换热面积台数管子规格管数管长高沸塔塔板数单板压降进料口位置第和第块板间高沸塔再沸器换热面积台数管子规格管数管长成品冷凝器换热面积台数管子规格管数管长聚合釜体积台数武汉工程大学本科毕业设计第五章安全与环保工艺过程安全评述根据对生产工艺流程的分析，从如下几个方面进行安全控制有效控制氯化氢中游离氯含量，以防过量的氯在混合器内与乙炔反应生成易燃易爆的氯乙炔，发生爆炸。引起氯化氢中游离氯含量高的原因有多种，主要有氯化氢比例不当炉压波动氯气压力发生变化炉头损坏，燃烧不完全操作不当等。要有效控制游离氯的产生，应该把握以下几个方面，是确保氯气氢气的质量，氯气的纯度。气体纯度应定期检查，有条件最好安装在线控制，密切关注气体含量变化，适时采取相应措施进行调节。二是要控制好氯氢分子比，即氢气过量。操作人员应时刻关注火焰颜色反应温度气和氯气的流量等，保持流量均衡。要定期对游离氯的含量进行定性或定量分析检测。严格控制进入混合器前的氯化氢气体与乙炔气的比例，严禁乙炔气过量，以防过量的乙炔在转化器中与转化触媒氯化汞发生反应，生成易爆的乙炔汞，发生爆炸。乙炔气的质量指标是纯度，不含磷硫等杂质。控制分子比所有关心支持帮助过我的良师益友们，感谢给予我大学四年美好回忆的母校,，即氯化氢气体过量。混合器出口温度。混合器出口温度应设置超温报警装置，超温时应立刻减调乙炔气的流量，有条件的可以将乙炔气流量与混合器温度进行自动联锁调节。乙炔气和氯化氢的比例应实行自动控制，防止乙炔气过量后与触媒氯化汞反应生成易爆的乙炔汞。提高转化器转化率，以防在转化器中氧气相对未转化的乙炔气体含量升高，与乙炔气形成爆炸性混合气体，遇高热发生爆炸。影响转化率的因素较多，如触媒活性减弱混合气流速过快等。要对转化器运行状况进行监测，发现转化率过低后，要适时更换触媒或减少物料流量，提高转化率。严格控制聚合釜温度压力，以防聚合釜超温超压，引起聚合釜爆炸。聚合反应是放热反应，控制不当就会造成聚合釜超温超压。影响聚合釜超温超压的主要因素有是配方或操作不当,使得装料系数增加超标，气相空间减少，或多加引发剂，使反应剧烈二是冷却水中断，反应热不能及时移走三是仪表失灵引起误操作四是搅拌器损坏影响热量的传递，产生爆聚五是断电引起聚合釜超温超压等。因此，装料工必武汉工程大学本科毕业设计须精心操作，确保装料系