【摘 要】
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聚氯乙烯（PVC）是世界上消费量第二大的高聚物树脂,占据全球树脂消费量的四分之一以上。本文针对某企业PVC的生产工艺进行模拟计算,并进行提质、节能的工艺核算,以解决原工艺中产品质量低、能耗高、污染大等问题,为碳排放政策背景下PVC产业的更新换代提供方向。主要包含以下内容:（1）热力学模型的检验:热力学建模是保证模拟计算的关键基础。选择乙炔、硫化氢作为乙炔工段的关键组分和氯乙烯（VCM）、二氯乙烷作
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聚氯乙烯（PVC）是世界上消费量第二大的高聚物树脂,占据全球树脂消费量的四分之一以上。本文针对某企业PVC的生产工艺进行模拟计算,并进行提质、节能的工艺核算,以解决原工艺中产品质量低、能耗高、污染大等问题,为碳排放政策背景下PVC产业的更新换代提供方向。主要包含以下内容:（1）热力学模型的检验:热力学建模是保证模拟计算的关键基础。选择乙炔、硫化氢作为乙炔工段的关键组分和氯乙烯（VCM）、二氯乙烷作为精馏工段的关键组分,对文献中实验值与软件计算值进行热力学一致性的点检验。结果表明,乙炔工段和精馏工段分别选择ELECNRTL模型和NRTL模型作为模拟计算的热力学模型。（2）乙炔工段模拟计算:选择湿法制乙炔工艺,采用RStoic反应器和Rad Frac模块分别对乙炔发生过程和洁净过程进行模拟计算。采用循环冷却水对水洗塔进行水洗,避免了外加冷却水的引入。模拟得到了纯度为99.61%的精乙炔气,杂质中硫化氢＜0.3 ppm、磷化氢＜5 ppm、乙烯基乙炔＜20 ppm。（3）氯乙烯工段模拟计算:将精乙炔气与氯化氢反应得到氯乙烯,并采用高、低沸塔将氯乙烯的纯度提升至99.999%。通过优化低沸塔T203的操作参数,将冷凝介质由原工艺的7℃冷冻水改为32℃循环水,极大的降低了精馏过程的操作费用。采用两塔回收工艺回收高沸物中存在的VCM、EDC、CDE等高附加值产品,最终在T205塔顶出料得到99%的VCM,T206侧线出料得到99%的CDE、塔釜出料得到98%的EDC,均可作为产品售出。（4）聚合工段模拟计算:通过间歇精馏的方式进行了悬浮聚合模拟。并通过对汽提塔的模拟优化,使得PVC浆料的VCM残余量＜1 ppm,最终得到含水量为0.4%的PVC产品。考虑到原工艺中未聚合的VCM直接与粗VCM混合,造成了VCM精馏负荷增大等问题。本课题中通过新增T302塔,将其提纯并直接供聚合使用。（5）系统节能优化:采用溴化锂/水吸收热泵对VCM转化器中的反应热进行回收利用,制取5～8℃冷源和低压蒸汽。对T203、T204塔进行了热泵精馏改造,改造后T203塔的能耗降低了79%,T204塔的能耗降低了84%。
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