乙炔原理

一  乙炔发生器的物料、热量衡算及水平衡 1.1已知量设定 根据生产过程中不断 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与总结计算，得从以下参考数据为依据计算 电气发气量    290升/公斤        PVC日产量    345吨/天    清液温度      40℃        平均反应温度    85℃            平均反应压力    6Kpa            1.2破碎量计算 我们假设PVC耗VCM 为1.0，同时忽略转化精馏的收率，单纯计算乙炔岗位的消耗。  PVC耗VCM  345×1.0＝345吨 则每小时耗单体体积V＝345×22.4×1000/62.5/24＝5152m3 C2H2 +HCl→C2H3Cl+Q 5152      5152 所以每小时耗乙炔体积为5152m3 但电石与水反应生成的乙炔不会完全送出，这里有个乙炔收率的问题，乙炔收率主要体现在以下几个方面： 计算乙炔收率 (1) 乙炔置换所损失的乙炔气 已知上斗体积为3.5 m3 每小时加料斗数约为7斗 则损失的乙炔气为    3.5×7＝24.5 m3 (2) 反应水带走的乙炔气  已知压力为6Kpa，温度为85度时 乙炔的溶解度为75L＝0.075 m3 所以每小时在发生器中溶解的乙炔为5152×0.075＝386.4 m3 (3) 未反应完的电石我们取0.5％计算 (4) 其他消耗为1％ 溶解于水洗塔，冷却塔，清净塔中的乙炔，排污和换碱时的损失等。 则最后我们得到的损失率为 0.5％＋1％＋（386.4＋24.5）/5152×100％＝9.5％ 则乙炔收率为90.5％ 所以电石消耗量为每小时5152/290/90.5％＝19.6吨 则每天的破碎量有19.6×24＝471吨 这样PVC耗电石为471/345＝1.365 1.3电石纯度计算 每公斤电石在压力760毫米汞柱，温度20度时 CaC2+2H2O        C2H2+Ca(OH)2 64    　  　26 1000   G    （乙炔重量） G＝1000×26/64=406.2克  则 反应生成的乙炔体积为 V=406.2×22.4/26=350升 折算为760mmHg,温度为20℃干乙炔气体积为 V=350×（273+20）×760/（760×273）=375.6升 所以290升/公斤发气量的电石纯度为290/375.6＝77％ 另外我们设定电石中CaO含量为14％，其他杂质为9％ 1.4热量衡算 由于反应比较复杂，现以1吨电石水解为例：不计电石中杂质的反应和发生器中的热量损失。 CaC2+2H2O      C2H2+ Ca(OH)2+31千卡/克分子 64    36        26    74 1000×0.77 CaO+H2O        Ca(OH)2+15.2千卡/克分子 56    18          74 1000×0.14 （1） 水反应放热Q，由反应式得： CaC2水解放热： Q1=1000×0.77×1000/64×31=372968.75千卡 CaO水解放热： Q2=1000×0.14×1000/56×15.2=38000千卡 Q=Q1+Q2=372968.75+38000=410968.75千卡 （2） 乙炔、水蒸汽和干渣带走热量Q′ A、 乙炔带走Q3，乙炔器发气量290升/公斤，其中乙炔的比热为0.442， 乙炔收率为90.5％ 则反应获得乙炔量 290×273/[22.4×（273+20）]×0.905×26=283.8公斤 Q3=283.8×0.442×85=10663.7千卡 B、 水蒸汽带走热Q4，查85℃时饱和水蒸气压力：0.58绝压 发生日操作压力为：6Kpa=1.03+0.06=1.09绝压 则粗乙炔中水蒸气对乙炔的分压比为： 0.58/（1.09-0.58）=1.14分子H2O/分子C2H2 则蒸发水量为 283.8/26×1.14×18=224公斤 Q4=224×549.2=123011.8千卡 式中549.2是水蒸汽化潜热  单位 千卡/公斤 C、 干渣带走热Q5，由反应式得总干渣量 74/64×770+74/56×140+90=890.3+185+90=1165.3公斤 Q5=1165.3×0.26×70=21208.46千卡 0.26为干渣比热卡/克℃ ，70为发生器底部温度 由此，乙炔、水蒸气和干渣带走热量 Q′=Q3+Q4+Q5=10663.7+123011.8+21208.46=154884千卡 1.5水平衡计算 由上面反应式可得：化学反应水量 770×36/64＋140×18/56＝478.125公斤 由1.4计算可知， 过量的热Q-Q′ =410968.75-154884=256084.75千卡 加入清液的温度为40℃，发生器溢流口温度70℃，则需加水量 256084.75/（70－40）＋478.125＝9014.3公斤 由于1.4计算为1吨电石为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，在实际中每小时加入19.6吨电石，所以每小时加入清液量为9.0143×19.6＝176.68吨 二  次钠换量计算 由于电石中含有S，P，As等杂质，影响乙炔纯度和质量，需加入次钠清净，氧化除去这些杂质，现计算次钠换量。 由于影响清净效果的杂质主要是S，P和As等只有少量，设定杂质为等当量的S，CaS含量为0.1％，则根据上面物料衡算中得出设定情况下破碎量19.6吨/时，则每小时反应的CaS量为0.0196吨。 根据化学方程式： CaS+2H2O → H2S+ Ca(OH)2 H2S+4NaClO→H2SO4+4NaCl 得出 CaS    ～    4NaClO 72         74.5×4 0.0196          M M＝0.0196×74.5×4/72＝0.0811吨 假设配置槽次钠有效氯为0.085％，稀次钠密度约为1g/cm3 得出系统总换量为0.0811×1/0.085％＝95.4 m3 三  干渣产量计算 按上面物料衡算中的计算，如果电石发气量为290升/公斤，电石纯度为77％；如果PVC日产量 345吨，每班破碎量为156.8吨。 因为电石中含CaO，CaS，CaP等可与水反应的杂质，将其折算成等当量的CaO，设定含量为18％，则其他不与水反应的杂质含量为4％。现在计算每班压滤干渣产量 CaC2+2H2O        C2H2+Ca(OH)2 64                    74 156.8×77％              M1 CaO+H2O        Ca(OH)2 56 74 156.8×18％        M2 Ca(OH)2量为M1＋M2＝139.6＋37.3＝176.9吨 设定干渣含水量为40％，所以干渣产量为176.9÷60％＝294.8吨 按每车18吨载重计算，每班产量为17车左右。 四  乙炔管道流速计算 选去乙炔冷凝器出口至转化管道为例，管径 DN350mm，乙炔温度5℃，压力为表压50KPa. 将标准状况下乙炔流量5152m3/h换算成实际状况下流量为 Q＝101×5152×278/（273×151）＝3509m3/h 则单条管道的流量为q＝1754.5m3/h 所以在DN350的管道中，流速v=q/A=1754.5/(3600×∏×0.1752)=5.07m/s 五  喷淋密度计算 喷淋密度是填料塔中单位塔截面积上的液体流量，即单位时间、单位塔截面积上的液体喷淋量。 清净塔规格为1400×14310mm 按照上面次钠换量计算的结果，单系统次钠量为47.7 m3/h 喷淋密度为47.7/（∏×0.72）＝31m3/(m2·h)