年产100万吨聚氯乙烯生产工艺过程的初步设计(10)
2.5.2 物料衡算的方法与步骤
（1）收集计算依据
a.原料，辅料，中间产物及产品的规格
b.过程中单位时间内的物流量
c.有关消耗定额
d.有关转化率，选择性，单程收率
e.有关物理化学常数
（2）画物料流程图
根据计算任务画物料流程图或物料衡算方框图。画图的目的是为了物料衡算时分析问题，便于开展计算以及为建立方程式做好准备。因此，这种图要画得相当详细，不但所有已知数据要标明在图上，那些待求的未知数据（以恰当的符号表示）也应一并标明在图上，还应画出所有物料线，并包括每股物料的名称，数量，组成及流向，以及与计算有关的工艺条件（如温度，压力，流量，配比等）。
（3）确定衡算范围
在物料衡算中，会遇到较复杂的计算。为了便于计算，常采用划定衡算范围的方法。衡算范围一经确定，便可假想成为一个独立的体系，凡是通过边界进入体系的物料属于输入项，凡是穿越边界离开体系的物料属于输出项。
（4）选定计算基准
若作为计算基准的数量在流程中是已知的，如已知单位时间内原料投放量，则以此数据为基准，采用“顺算法”，就能方便的计算出单位时间的产品，中间产品以及三废的各股物料量。若已知产品量，而中间的计算步骤很多，很难一下子算出原料量，此时可采取“倒推法”，即由已知产品量从后往前反算出其他各股物料量。倘若年产量在数值上太大，计算起来不方便，则可先按100千克或100摩尔原料（也可按任何别的方便的数量）出发进行计算。算出产品产量后，与实际产量进行比较，求出相差的系数，以此系数分别乘以原假设量，即可得到各股物料的实际量。
（5）列出输出-输入物料平衡表
此表用来描述和识别所有进入体系和离开体系的物料。表中列出了已知量和要求解的未知量，有时还列出经过导出和计算的有关数据。
2.5.3 物料衡算
生产任务： 年产100万吨聚氯乙烯（每套装置年产量为20万吨，共五套装置）
生产时间： 330天/年
后处理损失：5%
每批生产量：（200000T×1000）/（330天×2×0.95）=3.19×105kg/B
假设引发剂（0.04%单体质量）全部结合于聚合物中，并且单体90%转化为聚合物，则
氯乙烯单体（VCM）的投料量：3.19×105/[（1-0.04%）×0.90]=3.546×105kg/B
（1）聚合釜物料衡算
进入聚合釜内VCM单体质量 M1=3.546×105kg/B
去离子水的质量 M2=1.5×M1=5.32×105kg/B
引发剂的质量 M3=0.0004×M1=141.83kg/B
终止剂的质量 M4=0.0002×M1=70.92kg/B
分散剂的质量 M5=0.0008×M1=283.67kg/B
pH缓冲剂用量 M6=0.0006×M1=212.75kg/B
调节剂的用量 M7=0.000015×M1=5.32kg/B
防黏釜剂的质量 M8=0.00002×M1=7.09kg/B
二次用水的质量 M9=8000kg/B
总质量∑M=M1＋M2＋M3＋M4＋M5＋M6＋M7＋M8=887321.58kg/B
所生成的聚合物质量 M聚=M1×90%×99%=3.16×105kg/B
损失PVC的质量 M损=M1×90%×1%=3.19×103kg/B
对聚合釜作全物料衡算得：计算结果是正确的。
计算结果整理成表2-6
表2-6 聚合釜物料衡算表
物料名称 进料kg/B 出料kg/B
VCM 3.546×105 3.541×104
水 5.32×105 5.32×105
引发剂 141.83 141.83
终止剂 70.92 70.92
分散剂 283.67 283.67
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