【正文】 填料塔達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)統(tǒng)稱為故障。 (2) 提高進(jìn)料溫度。 (2) 降低進(jìn)料溫度。從能耗角度看 ,穩(wěn)定操作能耗最少。 2 增、降壓操作 前已敘述 ,一般物系壓力上升 ,相對揮發(fā)度減小 ,降壓操作可增大物系的相對揮發(fā)度 ,因此若填料塔不在最大負(fù)荷下操作 ,可適當(dāng)降壓操作 ,提高分離效率 。 采取以上措施應(yīng)注意各液體分布器的操作彈性。填料塔在接近 上限負(fù)荷操作 ,很小的波動就會使塔超過負(fù)荷上限 ,效率下降 ,一旦效率下降 ,很難恢復(fù) ,特別是理論級數(shù)多的塔 ,平衡時(shí)間很長 ,為了能夠使填料塔在上限操作 ,穩(wěn)定操作 ,減少外界條件變化至關(guān)重要 ,好的控制系統(tǒng)起很大作用 ,增強(qiáng)填料塔的操作穩(wěn)定性 ,一般可提高 5%~10%的處理能力。過熱進(jìn)料影響上段的分離效率 ,過冷進(jìn)料影響下段的分離效率 ,一般認(rèn)為過冷進(jìn)料對塔本身的分離效率影響不大 ,只有一塊理論板 ,但對高效填料塔影響會超過此值 ,對于液氣比很高的場合影響也會超過此值。壓力較高 ,有時(shí)降低壓力可提高處理能力 ,在高壓、相對揮發(fā)度低及相對揮發(fā)度隨壓 力升高而降低很大的場合 ,降壓操作處理量提高較大。最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。 精餾塔常用控制參數(shù) 壓力和液位控制是為了建立塔穩(wěn)態(tài)操作條件，液位恒定阻止了液體累積，壓力恒定阻止了氣體累積。 第四章 精餾塔的操作 精餾塔 (有再沸器 )開車： 向塔內(nèi)送物料，建立 1/22/3 的液位，停止送料； 開啟塔底再沸器，給塔釜物料升溫，溫度升至操作或設(shè)計(jì)溫度 待精餾塔回流槽的液位 1/22/3 之間時(shí)，開啟回流系統(tǒng)，做全回流，此時(shí)要控制好塔頂與塔釜的溫度在操作或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)； 定時(shí)分析回流槽內(nèi)物料的純度，待回 流槽內(nèi)物料純度達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求時(shí)，可以向外輸送產(chǎn)品； 同時(shí)打開精餾塔給料閥向塔內(nèi)連續(xù)給料，塔釜物料向外輸送； 時(shí)刻注意塔釜與塔頂?shù)臏囟?，保證溫度在操作或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，此時(shí)在通過了解塔頂回流比和塔釜再沸器負(fù)荷保證溫度穩(wěn)定； 調(diào)節(jié)各項(xiàng)指標(biāo)都在操作范圍或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，開車成功； (1)以上的精餾是以塔頂溜出物為產(chǎn)品的精餾操作，如果塔釜液為精餾產(chǎn)品使，要先保證塔釜的產(chǎn)品合格，再進(jìn)行調(diào)節(jié)； (2)如果設(shè)計(jì)沒有問題的話，在保證各項(xiàng)指標(biāo)都在范圍之內(nèi)時(shí)，塔頂與塔釜的物料都應(yīng)給在 設(shè)計(jì)范圍內(nèi) 精餾塔的操作 填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個(gè)方面考慮，通過控制系統(tǒng)建立并調(diào)節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足分離要求。 具體說明： 冷凝量相同，用相同型號冷凝器時(shí)，臥式殼 程冷凝膜傳熱系數(shù)比立式管內(nèi)或管外的膜傳熱系數(shù)高數(shù)倍。求出操作彈性 塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧 沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。 ％％）（π 20 ??????TAA? 塔板流體力學(xué)校核 （ 1）氣相通過浮閥塔板壓力降，查《塔的工 藝計(jì)算》得公式 ?hhhh fcp ??? 干版阻力 )( )(220 mgp uph lwvmc ??? ???? 液層阻力，查《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》 Lf hh 0?? 充氣系數(shù) 0? 取 。 ho===（ m） （ 3）塔板布置及浮閥塔及排列。 muVD S ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔的圓整至 則空塔氣速 )()( 2239。39。 hk m olDRVV ??????? )(39。 ? )( 39。 塔板得氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制 按固定得液氣比，即氣相上限 sV max= ，氣液下限 sV min=,求出操作彈性 K，即 a x ??? ssVVK 由上可知：此設(shè)計(jì)符合工藝要求。 （ 2）淹塔 為了防止淹塔現(xiàn)象發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度符合 ? ?wTd hHH ??? 其中 ddlpd hhhhH ?????? )( 220mhl Lhwsd ??????? ???????????? 得 )( 0 0 0 4 mH d ???? 取 ?? ，板間距 mHT ? ， mhw ? 有 ? ? ? ? )(1 7 2 4 4 7 mhH wT ?????? 由此可見： ? ?wTd hHH ??? ，符合要求。 HCAp 根據(jù)上表計(jì)算出乙炔氣、液組成與表 溫度對應(yīng)的關(guān)系 .如下表 ： 表 乙炔氣、液組成與表 溫度對應(yīng)的關(guān)系 T X Y 1 1 0 0 通過試差計(jì)算： P= )1(xxx ABAABBAA xpppp ???? 。 第二章 主要設(shè)備工藝計(jì)算 物料恒算 精餾段的物料恒算 料液及塔頂 .塔底產(chǎn)品的乙炔摩爾分?jǐn)?shù) . 26 26???FX 2626?????DX 00 0 48 99 9 2699 9 2699 9 ?????wX 平均摩爾質(zhì)量 . )/g()0 5 8 ( 5 8 K m o lKM F ??????)/g(0 2 )9 9 9 ( 9 9 K m o lKM D ?????? )/g()0 0 0 4 8 ( 0 0 4 8 K m olKM F ?????? 總物料衡算： F`=D`+W`= )/g( 524330200 00 000 hK?? 易揮發(fā)組分物料衡算： `+`= = 聯(lián)立以上兩式得： D`= )/g( hK W`= )/g( hK D= )h/m ol( ` KMD D ?? h/molK W= )h/m ol( 9` KMW W ?? F= )h/m ol( 5` KMF F ?? 塔板數(shù)的確定 理論塔板數(shù)的確定 泡點(diǎn)進(jìn)料： q=1 q 線方程為 : X=XF= 查《化學(xué)工程手冊》表 4 45 得相對揮發(fā)度 a=. 相平衡線方程為 xxy ?? 聯(lián)立 q 線方程與相平衡方程得： xd= yd= Rmin= ?????? dd dD xy yx R= 2Rmin= 2= 精餾段操作線方程為 ?????????? xxXRxR RyD L`=L+qL=RD+qF= +1 =(Kmol/h) V`=V(1q)F=(R+1)D= =(Kmol/h) 提餾方程為 `` ` ?????????wxWL WxWL Ly = y1=XD= 根據(jù)相平衡線方程 y= ? 求得 x1= 根據(jù)精餾段操作線方程 y2=+ 得 y2= 依次交替計(jì)算得： x2= y2= x3= y4= x4= y5= x5= 求得 x5〈 xF,則第 5 層塔板為進(jìn)料板 ,精餾段所需理論塔板數(shù)為 51=4 塊 . 將 x5= 代入提留段操作線方程 y= 得 y6= 將 y6= 代入相平衡線方程 y= ?得 x6= 依次交替計(jì)算得： y7=00278 x7= y8= x8= 求得 x8〈 3 塊理論板 . 全塔總效率 ET. 根據(jù)公式 ET= 根據(jù)塔頂 .塔釜液相組成 .查《化學(xué)工程手冊》得乙炔 u1= 103mpa但一般來講，連接在雙鍵上的氯原子不太活潑，所以有關(guān)雙鍵的反應(yīng)則比有關(guān)氯原子的反應(yīng)很多，現(xiàn)各舉一兩個(gè)例子如下： 有關(guān)氯原子的反應(yīng)： 與丁二酸氫鉀反應(yīng)生成丁二酸乙烯脂： 與苛性鈉共熱時(shí)，脫掉氯乙烯生成乙炔： 有關(guān)雙鍵的反應(yīng)： 與氯乙烯加成生成二氯乙烷： 在紫外線照射下能與硫化氫加成生成 2氯乙硫醇： 氯乙烯通過聚合反應(yīng)可生成聚氯乙烯。（ 2）受熱及未添加或耗盡抑制劑的情形下會發(fā)生放射性聚合反應(yīng)。 感光性：會進(jìn)行迅速的光化學(xué)氧化作用與聚合反應(yīng)。 氯乙烯稍溶于水，在 250 C 時(shí) 100g 水中可溶解 氯乙烯；水在氯乙烯內(nèi)的溶解度，在 150 C 時(shí)， 100g 氯乙烯可溶解 水。 三、 回流比： 回流比不僅決定產(chǎn)品的產(chǎn)量也影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，雖然設(shè)計(jì)時(shí)已選定了，但也可小 幅度調(diào)整。 二、 溫度：我們前面已介紹過，精餾塔每塊 塔 板上都處于一個(gè)動態(tài)并由溫 度對應(yīng)的汽液平衡狀態(tài)，也對應(yīng) 著 一個(gè)動態(tài)的汽液平衡組成，因此塔頂和塔釜的溫度往往決定 著 塔頂產(chǎn)品和塔釜產(chǎn)品的質(zhì)量。高沸塔 及其配套設(shè)備與低沸塔一樣，塔體內(nèi)徑 ，高約 25m，塔板數(shù) 44 塊，進(jìn)料板為塔頂往下數(shù)第 30 塊板，進(jìn)料板以上稱為精餾段，有 29 塊板，進(jìn)料板以下稱為提留段，有 14 塊板，塔板結(jié)構(gòu)和原理與低沸塔相似，只不過是從塔頂出來的幾乎是純氯乙烯（易揮發(fā)組分），除少量經(jīng)塔頂冷凝器冷凝回流外，大部分經(jīng)成品冷凝器冷凝， 再 經(jīng)固堿干燥塔除 去 水份后就得到精氯乙烯單體。 一、 低沸塔的生產(chǎn)原理 我們已經(jīng)知道了液化后的粗氯乙烯含有低沸點(diǎn) 物 C2H N H2等，也含有高沸點(diǎn)物 C2H4Cl C2H2Cl乙醛等，而氯乙烯的沸點(diǎn)位于中間，所以要用兩個(gè)塔來進(jìn)行分離，先用低沸塔把低沸物分離出去，再用高沸塔把高沸物分離出去，才能得到較純凈 的精氯乙烯。用相對揮發(fā)度 UAB的數(shù)值可簡明地判斷雙組分溶液 A 與 B 分離的難易程度，當(dāng)UAB=1 時(shí)，是恒沸物 ，是無法分離的，當(dāng) UAB＞ 1 或 UAB＜ 1 時(shí)能夠分離，且越大或越小越容易分離。如 A 和 B 組成的氣體 ， 則 PA=P 總 X B； PB=P176。如 A 和 B 組成的溶液，則： PA=P176。 11． 純?nèi)芤旱娘柡驼羝麎海河捎诜肿舆\(yùn)動 的特性 ，決定了純?nèi)芤号c其上方的蒸汽是動態(tài)平衡的關(guān)系，蒸汽壓是溫度的函數(shù)，溫度越高， 飽和蒸汽壓越大。 精餾 原理 精餾的原理 相關(guān) 精餾 是 分離均相液體混合物（溶液或混合液）的一種常用方法，它是利用混合液中各組分在相同 的 溫度、壓力 下 揮發(fā)性不同（也稱揮發(fā)度）的特性，通過多級蒸發(fā)和冷凝，從而使混合液中各組分得到分離、提純的化工單元操作過程。由于乙炔和乙烯不需分離、濃縮和凈化，沒有副產(chǎn)物。故不存在廢氣的利用和同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品的問題，可以小規(guī)模并很經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出氯乙烯。此法系同時(shí)往一個(gè)裝有觸媒的反應(yīng)器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化熱裂解是在 2300 C、壓力在 4 公斤 /厘米 2 以下進(jìn)行，二氯乙烷裂解是生成的氯化氫立即在 20~50 秒鐘內(nèi)和乙炔反應(yīng)，反應(yīng)的生成物再經(jīng)進(jìn)一步的凈制處理，以將雜質(zhì)出去。在聯(lián)合法中，氯乙烯的合成仍是在單獨(dú)的設(shè)備中進(jìn)行的，所以需要較大的投資。根據(jù)氯化銅催化劑的組成不同，可分為單組分催化劑、雙組分催化劑、多組分催化劑。假如 3FeCl 的主要作用是抑制取代反應(yīng)，促進(jìn)乙烯和氯氣的加成反應(yīng)，減少副反應(yīng)增加氯乙烯的 收率。） 副反應(yīng)： H C lCHCHC H C lCH ????2 232 C H C lCHH C lC H C lCH ??? C H C lC n C HH C lHClCHC lC H ????? 2222 22 聚氯乙烯 （ 3）乙烯氧氯化部分 主反應(yīng)： OHClC lC HCHOH C lCHCH 222222 2 ????? molKJH /25??? （此反應(yīng)是個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)。氣相反應(yīng)由于放熱大，散熱困難而不易控制，因此工業(yè)上采用在極性溶液存在下的液相反應(yīng)，溶劑為二氯乙烷。 采用高溫工藝時(shí)，所有與液體接觸的設(shè)備都需要使用合金材料，尤其是反應(yīng)器在強(qiáng)湍流條件下會趙成設(shè)備腐蝕，在這里加入的鐵催化劑是溶解在二氯乙烷中的無水氯化鐵。 平衡氧氯化法 迄今，平衡氧氯化工藝仍是工業(yè)化生產(chǎn)氯乙烯單體最先進(jìn)的技術(shù)。但因乙炔是由 CaC2和H2O 反應(yīng)生成，而電石制取耗電大，成本高，存在污染，該法目前逐漸被新工藝取代。催化劑 HgCl2是易揮發(fā)的物質(zhì)，直接影響乙炔的轉(zhuǎn)化率和氯乙烯的收率。如果使用乙炔含有丁二烯，反應(yīng)后生成的單體中業(yè)會含有丁二烯，氯丁二烯，較大量的乙炔等，在聚合時(shí)影響樹脂的質(zhì)量。其中中國的需求增長尤為強(qiáng)勁，需求量的年增長率將達(dá)到 8%10%，中東和南美地區(qū)對氯乙烯的需求量的年增長率將達(dá)到 5%以上。與此同時(shí)北京 化工二廠、齊魯石化公司的廠家對技術(shù)進(jìn)行了深入剖析，對裝置提出改進(jìn)方案，經(jīng)實(shí)施后均得到滿意的效果。我國的乙烯產(chǎn)量 1990 年