年产100万吨聚氯乙烯生产工艺过程的初步设计(14)
Q1——由于物料温度变化，系统与外界交换的热量（升温为正，降温为负），KJ；
Q2——由于物料发生各种变化，系统与外界的交换的热量（吸热为正，放热为负KJ；
Q3——由于设备温度改变，系统与外界交换的热量（设备升温为正，设备降温为KJ；
Q4——设备向外界环境散失的热量（操作温度高于环境温度为正，操作温度低于环境温度为负），KJ。
水的比热为C1=4.2KJ/（Kg•℃）
氯乙烯的比热为C2=1.59KJ/（Kg•℃）
聚氯乙烯的比热为C3=0.9675KJ/（Kg•℃）
引发剂和助剂的平均的比热为C4=2.7KJ/（Kg•℃）
氯乙烯的聚合热为24.64KJ/kg
总热损失为反应热的10%
（1）聚合釜的热量衡算
Q1聚=（5.32×105kg×4.2＋3.546×105kg×1.59＋721.58kg×2.7）×25=7.0×107KJ
Q2聚=24.64KJ/kg×3.16×105kg=7.786×106KJ
Q3聚=（5.32×105kg×4.2＋3.16×105kg×0.9675＋3.541×104kg×1.59）×（60-0）=1.558×108KJ
Q4聚=△Q=（Q3聚—Q1聚）/（1—10%）=9.532×107KJ
加热水的用量：
根据式 Q=mCp△T得
m=Q/Cp△T
热水进口温度为85℃,出口温度为35℃。(注：数据是参照株化集团资料数据)水CP=4.2kJ/kg.℃
m=△Q/[Cp×（85—35）]=9.532×107/（4.2×50）=4.539×105kg
冷却水的用量：
根据式 Q=mCp△T得
m=Q/Cp△T
冷却水进口温度为29℃,出口温度为26℃。水CP=4.2kJ/kg.℃
m=Q1/[Cp×（29—26）]=7.0×107/（4.2×3）=5.556×106kg
整理可得聚合釜热量平衡表2-16
表2-16 聚合釜的热量平衡
热量名称 传入热量KJ/h 传出热量KJ/h
物料带入聚合釜的热量Q1 7.0×107 0
聚合反应放出的热量Q2 7.786×106 0
物料带出的热量Q3 0 1.558×108
反应过程需要加入的热量Q4 9.532×107 0
损失热量Q5 0 1.731×107
合计 1.731×108 1.731×108
加热水用量 4.539×105
冷却水用量 5.556×106
（2）汽提塔的热量衡算
查资料得表2-17、表2-18
表2-17 氯乙烯的部分物性参数
温度/℃ 热容Cp/(cal/g•℃) 密度/(g/cm3) 蒸汽压/(KPa) 汽化热/(KJ/mol)
80 0.40 0.793 1496 15.31
120 0.44 0.683 2214 11.6
表2-18 水蒸气的部分物性参数
温度/℃ 热容Cp/(cal/g•℃) 密度/(g/cm3) 蒸汽压/(KPa) 汽化热/(KJ/mol)
80 4.195 0.2929 47.379 2642.6
120 4.250 1.1199 198.64 2708.9
氯乙烯：Cp92.5℃=0.412cal/g•℃，105℃时的汽化热△HVCM=14.15KJ/mol；
水蒸气：Cp92.5℃=4.212KJ/kg•K-1，105℃时的焓值H=2685.1KJ/kg。
设通入水蒸气量y kg/h，则蒸汽冷凝放热量为Q放=y（2685.1—2642.6）。
设物料吸收热量为Q1，部分VCM汽化热为Q2，可知Q吸=Q1+Q2=Q放
Q1=CpPVCWPVC△t+CpVCMWVCM△t+W水Cp水△t
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