【正文】 了木材和鋼鐵。聚氯乙烯制品形式十分豐富，可分為硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚氯乙烯糊三大類(lèi)。 氯乙烯工業(yè)的發(fā)展及前景 氯乙烯是制備聚氯乙烯及其共聚物的單體。 Klatte 于 1912 年通過(guò)乙炔與氯化氫的催化加成反應(yīng)制得了氯乙烯，成為工氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 業(yè)上氯乙烯合成的最初工藝，但在沿用將近 30 多年后，由于乙炔生產(chǎn)的高能耗而逐漸趨于淘汰。至目前為止，大多數(shù)工廠都采用乙烯直接氯化（ DC）和乙烯氧氯化（ OXY）制備 1， 2二氯乙烷（ EDC），再將 EDC 加以熱裂解得到氯乙烯單體（ VCM）的聯(lián)合切平衡的 DCEDCOXYEDCVCM 法來(lái)制備氯乙烯。當(dāng)前仍以電石乙炔為主，使用乙烯的廠家很少。 由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，對(duì)聚氯乙烯的需求量很大，對(duì)原料的需求也逐漸增加。 氯乙烯的生成方法 電石乙炔法 使用乙炔作為原料生產(chǎn)乙烯單體的工藝過(guò)程是總所周知的，是將 乙炔與氯化氫反應(yīng)生成氯乙烯。因此，使用純凈的乙炔很重要。當(dāng)溫度達(dá)到 200℃時(shí)，會(huì)有大量 HgCl2升華而使催化劑活性下降；而溫度太低時(shí)其反應(yīng)速率太慢。 目前，國(guó)外只有少數(shù)公司使用乙 炔生產(chǎn)氯乙烯單體，而我國(guó) 70%的廠家則采用此種方法，因此它具有設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，投資低，能小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)， 93%的聚氯乙烯樹(shù)脂都采用平衡氧氯化法生產(chǎn)的氯乙烯單體經(jīng)聚合而成；具有反應(yīng)器大、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、單體扎制含量少和可連續(xù)操作的特點(diǎn)。與低溫工藝相 比，高溫工藝也有其優(yōu)越性，生產(chǎn)出的二氯乙烷一般不需要水洗脫除鐵和共沸物進(jìn)行干燥。 副反應(yīng) ： H C lC lC H C lCHCLC lC H C lCH ??? 2222 H C lC H C LC H C lCLC L C H C lCH ??? 22222 主要生成多氯乙烷。） 副反應(yīng)： OHCOOCHCH 2222 222 ???? OHCOOCHCH 22222 223 ???? ClCHCHH C lClCHCH 232 ??? 還有生成其它氯衍生物的副反應(yīng)發(fā)生。 二氯乙烷裂解反應(yīng)是在高溫下進(jìn)行，不需要催化劑。近年來(lái)，發(fā)展了非銅催化劑。雖氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 然如此，這種方法仍較以上各種方法合理、經(jīng)濟(jì)。共軛法最主要的缺點(diǎn)是很難同時(shí)達(dá)到兩個(gè)反應(yīng)的最適宜條件，因而使乙烯與乙炔的消耗量提高。這個(gè)方法由下列幾個(gè)過(guò)程組成： 以石腦油的火焰裂解法 制造含有乙炔和乙烯的裂解氣； 裂解氣中的烯乙烯不經(jīng)分離，直接同氯化氫反應(yīng)制造氯乙烯； 裂解氣中的烯乙炔不經(jīng)分離，直接同氯氣反應(yīng)制造二氯乙烷； 將二氯乙烷熱裂成氯乙烯和氯化氫，并將氯化氫分離，以便能能夠在反應(yīng)（ 2）中使用。因此，不需添置分離設(shè)備。混氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 合液中較難揮發(fā)的組分 稱(chēng) 為難揮發(fā)組分 ，較易揮發(fā)的組分 稱(chēng)為易揮發(fā)組分。 12. 理想溶液：溶液中不同組分分子 之 間的吸引力和純組分分子之間的吸引力完全相同的溶液。ABy A， PB=P 總 16. 氣液平衡相圖：（ yx 圖）：我們利用相對(duì)揮發(fā)度的公式就能 夠 很容易地 推導(dǎo)出雙組分溶液的易揮發(fā)組分 A 的氣相含量 yA 與液相含量 Xb的關(guān)系 式 ： yA= yBXA UAB/ XB= UABXA/[1+(UAB1) XA ]，再 把 它繪制成圖，就是氣液平衡相圖，如下圖所示。低沸塔及配套設(shè)備有低沸塔塔體、塔底再沸器，塔頂冷凝器，低塔回流 罐 ，低塔回流泵組成，塔體內(nèi)徑 ，高約 20m，塔板數(shù)32 塊，進(jìn)料板為塔頂往下數(shù)第 3 塊板，進(jìn)料板以上稱(chēng)為精餾段，有 2 塊板，進(jìn)料板以下稱(chēng)為提餾段，有 29 塊板，每塊塔板上有降液管和徑向側(cè)導(dǎo)噴射塔盤(pán)（專(zhuān)利技術(shù)），塔底再沸器通過(guò)熱水加熱使釜液沸騰汽化，產(chǎn)生上升的蒸汽，進(jìn)料液（粗氯乙烯）和回流液沿著塔板一塊一塊向下流動(dòng) ， 在塔板上氣相在液相中鼓泡分散，充分接觸，部分蒸汽冷凝，放出的熱量又使部分液體汽化，冷凝時(shí)乙炔（易揮發(fā)組分）冷凝少些，氯乙烯 和高沸物冷凝多些，相反汽化時(shí)乙炔（易揮發(fā)組分）氣化 多些，氯乙烯和高沸物 氣化 少些，每塊板都一樣，這樣蒸汽每經(jīng)過(guò)一塊板，乙炔含量就增大一次，到塔頂時(shí)就幾乎是純乙炔了，塔頂冷凝器也相 當(dāng) 于一塊塔板，相當(dāng)于用水使部分蒸汽間接冷凝而非 用 板上液層，向下流的液體每經(jīng)過(guò)一塊板，乙炔（易揮發(fā)組分）含量就減少一次，到塔底時(shí)就幾乎全是氯乙烯和高沸物氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 了 ， 因此 低沸物 乙炔（包括 N2,H2）就被分離出去了。而從塔底排出的則絕大部分是高沸物了。對(duì)于低沸塔，我們主要取塔底產(chǎn)品，若單體含乙炔高時(shí)，可提高塔頂和塔底溫度，提高上升蒸汽量，從而使對(duì)應(yīng)的塔釜液中 C2H2 組成相應(yīng)下降，改善塔底產(chǎn)品質(zhì)量。如單體含 C2H2高時(shí)， 可 相應(yīng)減少低沸塔回流比，提高上升蒸汽量，使塔釜中 C2H2 更多的蒸出，改善釜底產(chǎn)品質(zhì)量。氯乙烯可溶于烴類(lèi)、丙酮、乙醇、含氯溶劑如二氯乙烷及多種有機(jī)溶劑內(nèi)。 危害性聚合：（ 1）于空氣中或遇熱、日光會(huì)會(huì)產(chǎn)生危害性聚合反應(yīng)。（ 3）氯乙烯和大氣中的氧以及強(qiáng)氧化劑反應(yīng)會(huì)發(fā)生過(guò)氧化物，并會(huì)起劇烈的聚合反應(yīng)。 氯乙烯是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，它的主要用途是生產(chǎn)聚聚氯乙烯。 s 氯乙烯 u2= um= 103+() = 塔頂溫度 tD=℃ 進(jìn)料板 tF=℃ tm,精 = ℃ ???? FD tt ⒊平均摩爾質(zhì)量 M . 塔頂 xD=y1= x1= M = 26+() =(kg/kmol) )/()9 9 0 (269 9 0 k m o lkgM LD ????? 進(jìn)料板 ` ?Fy ` ?Fx VFM = 26+() =(kg/kmol) m o l )6 1 . 0 0 ( k g / k6 2 50 . 0 4 1 2 )1(260 4 1 ?????LFM 精餾段的平均摩爾質(zhì)量： )/( . k m o lkgMMM VFVDV ?????精 )/(6 7 . k m o lkgMMM LFLDL ?????精 ⒋平均密度 ( m? ) ⑴ 液相密度 mL.? BLBALAmL ...1 ????? ?? ( 為質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 塔頂： 980 759 . ??mL?得mL.1? =(kg/m3) 精餾段平均液相密度 )/(4 5 2 02 7 6 52 3... mkgmLFmLmL ????? ??? 精 ⑵ 氣相密度 mv.? . 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) )/()( 3, mkgRTMm ??? ??? 精精? ⑶ 液體表面張力 m? . )/(4 7 0 )9 9 9 ( 9 9 . mmNDm ??????? )/()0 4 1 ( 4 1 . mmNDm ??????? )m/mN( 7 0 , ???精m? ⑷ 液體黏度 . )(0 1 6 )0 4 1 ( 4 1 3. sm p aPL ??????? ?? )(1 9 1 )9 9 9 ( 9 9 9 3. sm p aDL ??????? ?? )(1 0 4 2 ... smp aDLFLmL ?????? ??? 精 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算 V=(R+1)D=(+1) =(kmol/h) Vs= .. ????精精 mvVMV ? (m3/s) L=RD= =(kmol/h) LS= 0 00 3 4 203 60 0 6 10 60 0 .. ?? ??精精 mLVMV ?(m3/s) 塔和塔板 的主要工藝尺寸計(jì)算 （ 1）塔徑 表 板間距和塔徑的關(guān)系 塔徑 /m 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 板間距 /mm 200300 250350 300450 350600 400600 根據(jù)上表初選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhl ? 得 )( mhH lT ???? ???????? ssVL2/1???????? vvlvPP = ?????? 2/1 ??????= 查 Smith 關(guān)聯(lián)圖得 20c = 根據(jù)式 C=C 20 202??????校核至物系表面張力為 。 （ 3）霧沫夾帶 . 查《塔得工藝計(jì)算 》 .霧沫夾帶公式 ?????????? fav hH ??? mmN /?? 由 )/(0329 smAA V fT sa ?????? 氣）液） (/(00 12 kgkgv ??????? ???? ? ?（氣），符合要求液 kgkg /)(? 參考《化學(xué)工程手冊(cè) .3》 泛點(diǎn)率 = % ???bfLsVLVSAkcLLV ?? ? )(3 8 4 0 7 mWDl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? 式中 Ll 板上流體流徑長(zhǎng)度 m 。 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 提餾段的物料恒算 （ 1）操作壓力、進(jìn)料板壓力 ?FP (K aP ) 若取每層塔板壓降 ?P=(K aP ) 塔釜壓力 1 1 5539。, Cttt OWFM ????? ?提 (3) 平均摩爾質(zhì)量 M 進(jìn)料板： 39。 hk molFRDFLL ???????? )(0 3 6 0 0 6 0 0 3.39。 SmMLLmLLS ?????提? 塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算 （ 1）塔徑、參考表 初選板間距 mHT ? .取板上液層高度 ?Lh m 得 )( mhH LT ???? 212139。 smDVu S ????? ? (2) 流溢裝置 采用單溢流弓形降液管，平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。查《塔的工藝計(jì)算》，孔徑取 ，閥孔動(dòng)能氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 因子取 9。 )( mhh Lf ??? ? 0 5 0 2 2 5 ????? fcp hhh 單板壓降 )( 5 0 paghp Lp ?????? ? （ ，符合設(shè)計(jì)要求） （ 2）淹塔 為了防止淹塔現(xiàn)象發(fā)生，要求控制降液管中液層高度符合)( wTD hHH ??? 其中 dLpD hhhH ??? 查《化學(xué)工程手冊(cè) 3》 )() ()( 220 mhl slh wd ?????? 所以 )( mhhhH dlpd ??????? 查《化學(xué)工程手冊(cè) 3》對(duì)于一般物系中取 ，板間距 )( mHT ? ， ?wh 得 )(1 6 8 )0 3 ()( mhH wT ?????? )( wTd hHH ??? 符合要求 （ 3）霧沫夾帶 查《塔的工藝計(jì)算》霧沫夾帶公式 )(fahH ue ?? ? mmn /?? 由 )/(1 2 8 0 3 2 9 8 0 3 smAA vu fT sa ?????? 得 （氣）（液） kgkge /0 1 4 )1 2 1 2 8 ( 0 0 5 ????[ （氣）（液） kgkg / .符合要求 ] 參考《化學(xué)工程手冊(cè) .3》 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 泛點(diǎn)率 = ％ ?????bFlSvwlwvwsAkcllv ?? ? )( mwdl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? Ll —— 板上液體留經(jīng)長(zhǎng)度 m； bA —— 板上液流面積 2m ； Fc —— 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，取 ； k —— 特性系數(shù)，取 。 按固定的氣液比，即氣相上限 smVs /m in, 在殼程冷凝時(shí)，飽和氣體的壓力降比管程小。 控制系統(tǒng)可采用手動(dòng)、一般自動(dòng)化儀表或智能計(jì)算機(jī)操作。對(duì)于一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)，若不阻止累積就不可能取得穩(wěn)態(tài)操作，也就不可能穩(wěn)定。 填料塔為操作瓶頸 填料塔在設(shè)計(jì)氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作可取得所需的分離效率 ,超過(guò)此 負(fù)荷范圍 ,會(huì)導(dǎo)致分離效率下降、壓降升高泛塔等現(xiàn)象 ,多數(shù)情況下填料塔操作提高處理能力和分離效率的瓶頸是填料塔本身。 2 進(jìn)料的預(yù)熱 填料塔進(jìn)料以上填料段和進(jìn)料以下填料段通常并不是在同一泛點(diǎn)百分?jǐn)?shù)下操作 ,普通精餾通常為泡點(diǎn)進(jìn)料 ,若將進(jìn)料預(yù)熱或預(yù)冷 ,可氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 以使塔的上下段負(fù)荷發(fā)生變化 ,若進(jìn)料段以下為操作瓶頸 ,熱進(jìn)料可降低塔釜熱負(fù)荷和下段氣液相負(fù)荷 ,代價(jià)為上段氣液相負(fù)荷有所增加。 過(guò)冷進(jìn)料提高進(jìn)料以上段的處理能力是以降低進(jìn)料以下段的分離效率