氯碱事业部乙炔工段王燕强
在PVC生产过程中, 乙炔气的生产是至关重要的环节,同时也是决定PVC产品质量好坏的关键因素之一,我们知道现在国内的PVC产品在市场上的竞争激烈,那么我们生产的如何能在这残酷的竞争中占得一席之地呢?途径有两种:第一种是做大做强在市场上占绝对优势,二是降低生产成本,为公司谋取最大利润.目前,我们宜化公司已经拥有了长江公司,楚星公司,两个主要生产PVC公司,同时在内蒙,青海分别要扩建年产30万吨和40万吨的PVC,在不久的将来,宜化的PVC产品将在市场中占有绝对优势.而我们生产人员的主要目标是用最少的成本生产出合格的产品. 现就来岗位(乙炔工段)的生产情况来简要说明如何减少生产成本.
来岗位采用湿式发生, 喷淋冷却,次钠清净,碱液中和.生产出合格的乙炔气供后续生产使用,本岗位降低成本的主要途径有降低电石消耗,减少用电能耗,减少维修费用和设备折旧费用,在此同时,还有降 低水的消耗.在乙炔岗位的水应保持一个循环平衡,否则,就会出现用水量过高,清液漫液面产生环保事故.
现以通量4500m3/h,电石发气量为300L/kg,来计算乙炔工段的水平衡关系.
一.发生用水量
1.电石用量计算:
解:发气量为300L/kg的电石,设电石质量为1kg.
CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2
64 26
1 m
则1kg纯电石生成乙炔的质量为
m=26×1000/64=406.2kg
在标准情况下( 0℃,101.3KPa),1kg纯电石与水反应生成乙炔的
体积为:
V=m×22.223/M=406.2×22.223/26=347.2L
其中在标准情况下( 0℃,101.3KPa)乙炔的摩尔体积为:
智能语音控制系统V m=22.223L/mol
则在20℃,101.3KPa时,干乙炔体积为
V=T·V/T0=(273.15+20)×347.2/273.15=372.63L 电石发气量为300L/kg的电石纯度为
w=300/372.63×100%=80.6%
则1kg电石中存在80.6%的碳化钙,并假设电石中含氧化钙10%,其余杂质为9.4%
以1h为单位,则1h内的乙炔通量为4500m3
则4500 m3通量的乙炔需要发气量为300L/kg的电石的质量为:设,乙炔收率为90%,在破碎过程中损失的电石,除尘器除去的电石灰,散落的电石,设其损失率为5%
则:m=4500×1000/(300×90%×95%)=17.6t
yig滤波器2、发生器用水的计算
现以1t发气量为300L/kg电石在发生器温度为恒定85℃时水解计算热量平衡,该电石含CaC280.6%,CaO10%,不计入其余9.4%杂质的反应。同时不计发生器散执损失和电石加料,排渣过程中带走的热量。
CaC2水解水衡式:
CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2+130Kg/mol
64 36 26 74
CaO水解平衡式:
CaO+ H2O=Ca(OH)2+64 Kg/mol
56 36 74
(1)水解反应放热Q
CaC2水解放热:
Q1=106×0.806×130/64=1637188 KJ
CaO水解放热:
Q2=106×0.1×6/564= 114286KJ
总放热为:
Q= Q1+ Q2=1637188+114286=1751474 KJ
(2)乙炔气,水蒸气和干渣带走的热量
A,乙炔带走热Q3,在温度20℃,压力1atm时,1kg纯度为80.6%的电石与水反应,可得到干乙炔气300L。
假设乙炔气的收率为90%,可获得乙炔质量为
M=300×0.9×273×26×10-3/(22.223×293)=0.294 kg
则1t电石产乙炔所带走的热量,查C2H2在85℃时的比热为1.848KJ/(Kg·℃)
Q3=Cm△T=1.848×0.294×1000×85=46232KJ
B,水蒸气带走的热量
查水蒸气在85℃时的压力为0.58atm,
假设发生器内操作压力恒定在6KPa(表压),实际操作压力为
1.0133+0.06=1.0733atm
则粗乙炔中水蒸气对乙炔的分压比为
0.58/1.0733=1.176(H2O/C2H2)
则1kg电石蒸发水量:
M=0.294×1.176×18/26=0.239kg
查水汽化潜热为2260KJ/Kg,
Q4=0.239×1000×2260=540140 KJ
C,干渣带走的热量
由式电石水解反应式和氧化钙水解反应式及杂质知1t优等品电石产生的干渣质量为:
M=1000×0.806×74/64+1000×0.1×74/56+94=1158Kg
干渣的比热为1.088 KJ/(Kg·℃)
Q5=1158×1.088×85=107162KJ
因此, 乙炔,水蒸气和干渣带走的热量总和为:
Q`=Q3+Q4+Q5=46232+540140+107162=693534KJ
(3)反应用水量
bim施工模拟由反应(电石中CaC2和CaO与水反应)用水量为:
1000×0.806×36/64+1000×0.1×36/56=485.5Kg
需要用水移去的反应热是:
Q-Q`=1751474-693534=1057940KJ
假设发生器内完全加一次水,并设加入水的初温为15℃,需加水量:已知,水的比热C=4.182 KJ/(Kg·℃)
则m`=1057940/[4.182×(85-15)]+485.4=4084kg
假设发生器内用35℃的清液来移去反应热,查清液的比热为 4.2 KJ/(Kg·℃),则
矿渣微粉反应需清液量为
M=1057940/[4.182×(85-35)]+485.5=5549kg
二.清净用水量计算
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(1)由《电石国家标准的技术条件》中查得,发气量在300L/kg的电石中,乙炔中磷化氢的体积分数≤0.06%,硫化氢的体积分数≥0.1%。为方便计算,取杂质气体中PH3的体积分数为0.06%和H2S的体积分数为0.1% 以1t发气量300L/kg的电石计算,1t电石中产乙炔300m3,则乙炔中存在的杂质H2S的V1=300×0.1%=0.3m3, 杂质PH3为V1=300×0.06%=0.18m3, m H2S=n×M=0.3×273×34/(24.04×293)=0.424kg
m PH3=n×M=0.18×273×34/(24.04×293)=0.255kg
杂质PH3和H2S被次钠完全氧化的反应式为
PH3+4NaCIO=H3PO4+4NaCI直流无刷风扇
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