聚氯乙烯工艺计算及生产问答 - 图文

乙炔经冷却降温后,有利于清净塔的次氯酸钠对磷、硫杂质的化学吸收过程。

(3)气柜主要起到发生与清净两系统的缓冲作用,特别在加料系统出现故障时,能在短时间内保证清净系统,乃至氯乙烯合成系统的连续操作。在某些乙炔发生生产装置中,已将气柜高度与发生器的电磁振动加料器电流控制,进行联锁自控来提高气柜的缓冲效率。 怎样进行发生器的加料操作?

湿式发生器的电石加料操作,应严格按照向第一和第二贮斗顺序排氮置换,然后将斗内的电石加入的顺序操作,其具体步骤如下。

(1) 向第一贮斗加料

① 检查第一贮斗内的电石是否全部放光;

② 关闭下部加料(气泵)阀门,打开第一贮斗放空阀和氮入口阀,使贮斗内压力在60毫米汞柱左右,以排除

斗内乙炔气;

③ 第一贮斗排气1~2分钟后关闭氮气进口阀,打开上部加料阀,使加料贮斗的电石进入第一贮斗内。 ④ 同时使氮气压力保持在15毫米汞柱左右。

⑤ 加料贮斗放完(无响声)后,开动一下加料贮斗活门,关闭上部加料阀,关闭放空阀及氮气进口阀。 (2) 向第一贮斗加料

① 当第一贮斗电石加好,即打开下部加料(气泵)阀门,使第一贮斗内电石加入第二贮斗。 ② 如气泵阀门打开后,电石不下来,用木榔头或仓壁振动器敲击第一贮斗。 怎样进行发生器的开车、停车和正常操作? (1) 开车

① 检查各设备、阀门和仪表等。

② 分别将发生器、安全水封、正水封和逆水封加好水、液面高度为:发生器液面为 液面计中部; ③ 启动冷却和清净系统的废水回收泵。 ④ 开启发生器搅拌。

⑤ 启动电磁振动加料器,加入电石,并注意加料器的电流表。

⑥ 当发生器内温度达82℃时,开始由废水回收泵(或工作水泵)向发生器加水,并维持发生器液面和温度。 (2) 停车

① 停电磁振动加料器。

② 约半小时后进行排渣一次。 ③ 停止发生器耙齿搅拌器运转。 (3)正常操作

① 按生产需要,调节好两台电磁振动加料器电流。

② 保持电石溢流管畅通,维持发生器的液面在液面计中部。 ③ 借加水量、溢流量和排渣量控制发生器温度在85±5℃。 ④ 定期检查第二贮斗内电石量,并为加料准备好合格氮气。 ⑤ 保持气柜在有效容积的60~80%。 ⑥ 定期巡回检查。

⑦ 每班冲洗正、逆水封一次,冲掉乙炔夹带来的电石渣。保持正、逆水封液位在规定位置上,放水考克应畅通。 怎样进行发生器的停车排气操作? (1)用氮气置换乙炔气

① 贮斗内电石用完后,发生器边加水边排渣数次,直至排出清水为止。

② 关闭发生器回收废水加水阀门和正水封回水阀,往正、逆水封内加水直到加满为止。 ③ 打开下部加料(气泵)阀门、发生器放空阀和正水封上的放空阀。

④ 由加料贮斗通入氮,分别从发生器顶部及正水封上部放空,排氮压力保持在60~80毫米汞柱。

⑤ 当发生器出口取样分析结果,其乙炔含量低于0.5%时(如需动火检修,则应将乙炔系统全部排气,直到乙炔

含量低于0.03%),才可以停止排气。之后,可通知加料系统打开上部(气泵)阀门,使设备处于敞口。 (2)在通入氮气的情况下,应把发生器内的水全部放尽。 (3)打开设备人孔进行清理检修

① 如操作工需进入发生器清理检修,应打开上下全部人孔,切断搅拌电源(拔出保险丝),并有专人监护。 ② 配合检修时,应进行发生器清理工作,除去全部渣浆和硅铁。

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怎样进行发生器的开车排气操作?

单台发生器检修完毕,向发生器内 加水至视镜中部,以1000毫米水柱氮气压力试压捉漏。检查发生器搅拌和电磁振动加料器等是否正常。由加料贮斗通入氮气,分别从发生器顶部和正水封上部放空,氮气压力保持在60~80毫米汞柱左右。取样分析,当氮气含氧<3%时停止排气,关闭氮气进口阀、发生器放空阀和正水封上部放空阀,开搅拌器,通知加料部分可以加入电石。用乙炔置换设备内氮气(间断开电磁震动加料器、乙炔发生器放空阀和正水封上的放空阀),待乙炔纯度达到80%时,将正、逆水封的水放至规定位置,打开回收废水加水阀,然后按发生器正常操作进行。

怎样进行乙炔气柜的开停车排气操作?

乙炔气柜不论开车前用氮气置换空气,或检修前用氮气置换乙炔气,都应按下述步骤进行排气: ① 停车时为减少损失,气柜高度尽量控制在10%以下。 ② 借水封加水封住气柜。

③ 打开气柜顶部放空阀门,将气柜钟罩放平,然后关闭放空阀。

④ 打开气柜氮气进口阀门,使气柜升高到10~15%时停止充氮气,然后再打开放空阀,将气柜钟罩放平,关闭

放空阀。如此重复几次,直到分析氮气中乙炔含量小于0.5%(需动火时小于0.23%)或含氧量小于3%。 ⑤ 如需进行气柜放水清理,必须先用氮气置换合格后,才能打开顶部人孔(以防止钟罩抽瘪)及下部人孔(以

使空气对流扩散)

乙炔气柜怎样用乙炔气置换氮气开车? ① 先将气柜放平,保持正压。

② 然后,发生器加料开车,使粗乙炔气进入气柜。

③ 当气柜上升10%时,停电磁振动加料器,打开顶部放空阀放空,使气柜降至5%高度,然后再关闭放空阀,让

气柜顶起。如此重复数次,直至分析纯度在90%以上,方可投入使用。 怎样确定电石渣沉清池的容积

(1) 沉降速度 一般认为,池深对沉降无关重要,重要的是池面积对处理量的关系,即表面处理负荷q

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(米/米时)的确定,q值实际上等于最小沉降速度λ(米/时):

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q=Q/F=λ 米/米时,

根据对含固量5~20%电石渣的沉降试验,可观察到电石渣浆中固体沉降层达到平衡(也即固体部

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分不再下降)的时间在60~120分钟,相应的表面处理负荷q=0.05~1米/米时。

(2)确定澄清池尺寸 先算出电石渣处理量,然后选取表面处理负荷q,可算得澄清池面积。

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例如:确定乙炔产率500米/时的渣浆澄清池

设 电石平均发气量270升/公升,发生器收率98%,则每小时电石加料量 500

------------=1.89吨/时 270×0.98

设每吨电石产生10吨含固量10%的电石渣浆,则渣浆总量18.9吨/时,含固量10%的重度1.05公升/升,则渣浆体积流量:

18.9

3

Q= ----------=18米/时, 1.05

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选表面处理负荷q=0.1米/米时 则澄清池面积为:

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F=18.0/0.1=180米

选14米×14米或20米×10米(池深1米左右)共四只,其中一只供进料处理,一只贮存,一只出渣上车,另一只备用。

水环泵有什么作用?正常操作中应注意控制什么? (1)水环泵的作用 水环泵主要起提升压力的作用。粗乙炔气自冷却塔或气柜由水环压宿机抽来,克服清净系统阻力后,根据氯乙烯合成需要的压力稳定地供应。也就是说,乙炔气经过清净系统,包括氯乙烯装置的混合脱水、合成系统、净化系统直到气柜的沿程的总压力降,都由水环压缩机的送出 压力来克服。

水环泵置于冷却塔之后,原因在于冷却后能保证进口处抽入较低温度的乙炔气,从而使送气能力不至下降。水环泵置于清净塔之前,是使清净在加压下操作,即所谓“加压清净”与水环泵置于中和塔之后的“常压清净”

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(六十年代初曾采用过这种流程)相比,“加压清净”由于气体被压缩,体积减小,使通过清净塔的流速降低,与清净接触的时间增长,有利于提高乙炔气脱除磷、硫杂质的效果。因此,水环泵置于冷却塔与清净中间,是比较合理的流程。

水环泵不仅可用于气体的压缩,还能用作抽真空的设备

(2)操作注意事项 水环泵在正常操作中,主要注意两个控制点。

① 水环泵的循环水温度 为减少水环泵用水中的溶解乙炔排放损失,宜采用密闭循环流程,并借循

环水冷却器,用冷冻水将此循环水冷却到一定温度以下。循环水的温度对水环泵的送气能力影响很大,一般不应超过40~50℃。

② 乙炔气柜压力稳定 泵出口的乙炔气压力是由乙炔流量和上述的系统压力降所决定的,但一经氯乙

烯合成确认后,送出压力一般要求越稳越好,这是因为瞬间的压力波动,实际上意味着流量的波动,对合成触媒的活性、氯化氢与乙炔的分子配比都有不利的影响。 怎样进行水环泵的开车、停车和换泵操作? (1)开车

① 打开水环泵底部放水阀放水,打开气相循环阀,盘动转轴。 ② 打开气相进口阀,在水环泵内加入规定的水,然后启动水环泵。

③ 水环泵一旦启动,立刻开气相进口阀,开循环水小阀,关气相循环阀,关底部放水阀。 ④ 按需要调节乙炔出口压力。

(2)停车

① 开大气相循环阀。

② 停止水环泵运行,关闭气相出口阀及循环阀。 ③ 关气相进口阀,关循环水小阀。

(2) 换泵 当运转的水环泵需检修而系统不停车时,应进行换泵操作,换泵操作时应避免或减少乙炔压

力波动。

① 按开车步骤将水环泵启动(除循环阀外一切按正常操作)。

② 逐渐关小刚开启的水环气相循环阀,同时逐渐开大应停泵之循环阀。 ③ 当应停之泵循环阀开大时,按停泵阀停止该水泵运转。 怎样进行清净系统的开车、停车和正常操作? (1)开车

① 依次启动废水泵、冷却塔水泵、清净配制水泵、次氯酸钠高位泵、碱泵、次氯酸钠循环泵,使中和

塔和清净塔保持循环,并于配制槽配置好次氯酸钠溶液。

② 按操作法开水环泵,当压力上升时打开送氯乙烯的乙炔总阀及冷凝器进盐水阀。 ③ 配制次氯酸钠、调整好清净塔循环泵流量,控制好各塔液面。 ④ 根据氯乙烯生产需要,调节乙炔出口压力。

(2)停车 当需要进行短期或临时停车时,按以下步骤停车。 ① 停水环泵,同时关闭出口总阀。 ② 停止配制次氯酸钠。

③ 停次氯酸钠循环泵、碱泵、次氯酸钠高位泵,清净配制水泵,冷却塔水泵。 注:如停车时间长,则停废水回收泵;将废水和工业水连通阀打开。 (3) 正常操作

① 定期巡回检查。

② 根据氯乙烯需要调节好乙炔出口压力。

③ 保持各塔液面在规定位置,保持水环泵水分离器液面在规定位置,水环泵的循环水温度不得高于

50℃。

④ 检查冷凝器的集水器液面,及时排放冷凝水。

⑤ 中和塔液碱根据分析数据,大约每三天更换一次,当液碱浓度低于3%或碳酸钠高于10%应立即进行

更换。

⑥ 每半小时借试纸检查一下清净效果,每两小时分析一次配制槽及两塔的次氯酸钠及PH值,调节次氯

酸纳循环量大小;并根据分析结果调整好配次氯酸钠的各流量计的流量。 气流干燥具有怎样的特点?

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气流干燥又称瞬时干燥,由于风速高,物料在干燥器内停留时间在1~3秒范围,而且由于加入气流干燥的湿树脂含有大量的表面水分,因此在加料口以上的很短距离(约3米以内)内,即所谓加速段中发生大量水分的挥发,而在以后的部位,干燥速度逐渐减慢。以某厂的脉冲式气流干燥器实测数据为例,阐述如下:测得干燥器的树脂处理量(XJ-3)W=4260公斤/时,干空气气量G=16800公斤/时(标准状态下

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13500米/时)沿干燥器高度上的温度及湿含量分布如表所示。 气流干燥器测定数据 测定数据 距加料口高度,米 旋风分离器 0 1.6 2.96 5.1 9.2 13.7 进口 下料 排气 热风:温度t,℃ 159 121 111 90 78.5 73 64 62 湿含量H,公斤/公斤 0.003 0.033 热含量i,千卡/公斤 41.6 38 树脂:温度tm,℃ 46 42 45 46.8 53 54.5 湿含量ω,% 11.6 2.73 1.95 1.7 0.72 0.63 0.45 0.86 热容量系数ha,千卡 6600 3660 1724 1178 886 3/米.时. ℃ 可见,在距加料口高度0~3米中,热风温度自159℃下降到111℃,树脂温度几无上升,而树脂含湿量却自11.6%剧减到1.95%,在以后的距离中,变化就大大减缓。气流干燥的这一种特点,可借每小时每度在单位干燥管容积中的传递热量,即热容量系数ha来表征。 脉冲式气流干燥器具有怎样的特点?

气流干燥过程中,树脂颗粒与热风之间的热量和质量传递过程速率,主要取决于热风与颗粒之间的相对速度。过去常用的直管式气流干燥管,由于热风与物料在干燥器内的相对流速,自距加料口2~3米后,即处于恒值,因此干燥效率降低。采用脉冲式气流干燥器,热风在加料段或直管段的流速最高,有利于将加料器加入的团块状料充分地分散,从而增加物料的表面积,提高表面水分的汽化速率;物料在直管段(高度2~3米)中被热风吹送,达到热风流速时,即进入扩大段,热风瞬间获得降速,而物料颗粒由于惯性作用,继续以高速流动,尔后逐渐减慢,两者之间又有了相对速度;当热风由扩大段再进入直管收缩段时,热风又立即加速,而物料颗粒又由于惯性作用,继续以扩大段低流速流动,两者之间仍保持一个相对速度;?因此,在脉冲式气流干燥管中,热风与物料的这种“一快一慢”、“一慢一快”的交替作用,使两者自始至终具有一定的相对速度,从而提高了干燥的效率。表给出了热风在干燥管不同部位

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的实际空塔流速。若以热容量系数h(千卡/米.时.℃)来表征干燥过程效率,则如图可见,脉冲式比直管式具有较高的ha值。 部位 管内径,毫米 热风空塔流速Vg,米/秒 加料段 500 30.2 直管(加速)段 600 19.2 扩大(等速)段 800,1000 10.6 斜管(输送)段 700 12.2 怎样估算第一段气流干燥器的风量?

采用“气流-沸腾”两段式干燥操作时,第一段气流干燥器所需的风量G(公斤/时),可借以下的物料和热量衡算式解得:

物料衡算式 W(Wo-W1)=G(H2-Ho) 热量衡算式

Gi1+W(Cm+Wo)tmo=Gi2+W(Cm+W1)tm1 式中 G-----干空气重量,公斤/时; W------干树脂重量,公斤/时;

Wo、W1---树脂在气流干燥前后的湿含量,%干基;

H2、Ho-----空气在气流干燥前后的湿含量,公斤水/公斤干空气; i1, i2----空气在气流干燥前后的热焓,千卡/公斤干空气; Cm-----树脂比热,千卡/公斤.℃;

tmo,tm1-----树脂在气流干燥前后的温度,℃。

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估算时,可查本地区气象资料月平均最高气温和空气相对湿度。例如t0=32.1 ℃,φ0=84%,由空气的I-X图查得HO=0.026公斤水/公斤干空气。 经翘片式空气散热片加热后,H1=H0=0.026

设:t1=150℃,t2=70~75℃w0=20~25%,w1=2%, tmo =50~55℃ 由t1和H1查I-X图得i1

为简化计算,设气流干燥处于表面汽化阶段,则tm1等于空气在气流干燥器出口得湿球温度t2w则通过假设tm1(t2w)值,由I-X图查得i2和H2,然后由给定树脂处理能力W值,代入上两式,可解得G。 怎样估算气流干燥器的直径?

气流干燥器个部位得直径可由下式计算:

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D=(GVA/0.785Vg3600)

式中 D----气流干燥管直径,米; G------干空气重量,公斤/时

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VA----干空气在进口压力和温度下得比容,米/公斤干空气; Vg----空塔流速,一般可取:加料段 25~30米/秒以上;

直管(加速段)25~30米/秒以上;

扩大(等速)段 5~10米/秒;

怎样估算气流干燥器的长度?

脉冲式气流干燥器得总长度,应包括直管加速段和扩大等速段长度两部份,计算公式极为复杂,工厂设计常取加速2~3米,等速段按沸腾床及旋风分离器安装高度进行选择,也能满足干燥的要求。现将加速段长度计算公式例示如下:

20.50.50.50.522

L加=4rmdp/3u{- ug/5dppg(ReO -Ref)+ArVg/200(1/Ref-1/REo)- ArVg/100 dppg(Ref-Reo)} gVg/5(1/Ref-1/ReO) 式中L加----直管加速段长度,米; dp-----树脂颗粒平均粒径,米;

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rm----树脂真比重,公斤/米;

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pg----空气密度,0.916/9.81公斤.秒/米;

4-6

ug----空气粘度,2.22×10公斤.秒/米; Reo= dp Vg pg /ug; Ref= dp Vf pg /ug<1;

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