【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。 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 年通過乙炔與氯化氫的催化加成反應制得了氯乙烯，成為工氯乙烯精餾工藝初步設計 業(yè)上氯乙烯合成的最初工藝，但在沿用將近 30 多年后，由于乙炔生產的高能耗而逐漸趨于淘汰。至目前為止，大多數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 法來制備氯乙烯。當前仍以電石乙炔為主，使用乙烯的廠家很少。 由于我國經濟的穩(wěn)定增長，對聚氯乙烯的需求量很大，對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乙烯單體的工藝過程是總所周知的，是將 乙炔與氯化氫反應生成氯乙烯。因此，使用純凈的乙炔很重要。當溫度達到 200℃時，會有大量 HgCl2升華而使催化劑活性下降；而溫度太低時其反應速率太慢。 目前，國外只有少數公司使用乙 炔生產氯乙烯單體，而我國 70%的廠家則采用此種方法，因此它具有設備、工藝簡單，投資低，能小規(guī)模經營的特點。在世界范圍內， 93%的聚氯乙烯樹脂都采用平衡氧氯化法生產的氯乙烯單體經聚合而成；具有反應器大、生產效率高、生產成本低、單體扎制含量少和可連續(xù)操作的特點。與低溫工藝相 比，高溫工藝也有其優(yōu)越性，生產出的二氯乙烷一般不需要水洗脫除鐵和共沸物進行干燥。 副反應 ： 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： OHCOOCHCH 2222 222 ???? OHCOOCHCH 22222 223 ???? ClCHCHH C lClCHCH 232 ??? 還有生成其它氯衍生物的副反應發(fā)生。 二氯乙烷裂解反應是在高溫下進行，不需要催化劑。近年來，發(fā)展了非銅催化劑。雖氯乙烯精餾工藝初步設計 然如此，這種方法仍較以上各種方法合理、經濟。共軛法最主要的缺點是很難同時達到兩個反應的最適宜條件，因而使乙烯與乙炔的消耗量提高。這個方法由下列幾個過程組成： 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分離，直接同氯化氫反應制造氯乙烯； 裂解氣中的烯乙炔不經分離，直接同氯氣反應制造二氯乙烷； 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（ 2）中使用。因此，不需添置分離設備。混氯乙烯精餾工藝初步設計 合液中較難揮發(fā)的組分 稱 為難揮發(fā)組分 ，較易揮發(fā)的組分 稱為易揮發(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）：我們利用相對揮發(fā)度的公式就能 夠 很容易地 推導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，塔體內徑 ，高約 20m，塔板數32 塊，進料板為塔頂往下數第 3 塊板，進料板以上稱為精餾段，有 2 塊板，進料板以下稱為提餾段，有 29 塊板，每塊塔板上有降液管和徑向側導噴射塔盤（專利技術），塔底再沸器通過熱水加熱使釜液沸騰汽化，產生上升的蒸汽，進料液（粗氯乙烯）和回流液沿著塔板一塊一塊向下流動 ， 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，這樣蒸汽每經過一塊板，乙炔含量就增大一次，到塔頂時就幾乎是純乙炔了，塔頂冷凝器也相 當 于一塊塔板，相當于用水使部分蒸汽間接冷凝而非 用 板上液層，向下流的液體每經過一塊板，乙炔（易揮發(fā)組分）含量就減少一次，到塔底時就幾乎全是氯乙烯和高沸物氯乙烯精餾工藝初步設計 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。對于低沸塔，我們主要取塔底產品，若單體含乙炔高時，可提高塔頂和塔底溫度，提高上升蒸汽量，從而使對應的塔釜液中 C2H2 組成相應下降，改善塔底產品質量。如單體含 C2H2高時， 可 相應減少低沸塔回流比，提高上升蒸汽量，使塔釜中 C2H2 更多的蒸出，改善釜底產品質量。氯乙烯可溶于烴類、丙酮、乙醇、含氯溶劑如二氯乙烷及多種有機溶劑內。 危害性聚合：（ 1）于空氣中或遇熱、日光會會產生危害性聚合反應。（ 3）氯乙烯和大氣中的氧以及強氧化劑反應會發(fā)生過氧化物，并會起劇烈的聚合反應。 氯乙烯是重要的有機化工產品，它的主要用途是生產聚聚氯乙烯。 s 氯乙烯 u2= um= 103+() = 塔頂溫度 tD=℃ 進料板 tF=℃ tm,精 = ℃ ???? FD tt ⒊平均摩爾質量 M . 塔頂 xD=y1= x1= M = 26+() =(kg/kmol) )/()9 9 0 (269 9 0 k m o lkgM LD ????? 進料板 ` ?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 ????? ?? ( 為質量分數 ) 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計 )/()( 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 精餾段氣液負荷計算 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 的主要工藝尺寸計算 （ 1）塔徑 表 板間距和塔徑的關系 塔徑 /m 氯乙烯精餾工藝初步設計 板間距 /mm 200300 250350 300450 350600 400600 根據上表初選板間距 mHT ? ，取板上液層高度 mhl ? 得 )( mhH lT ???? ???????? ssVL2/1???????? vvlvPP = ?????? 2/1 ??????= 查 Smith 關聯(lián)圖得 20c = 根據式 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《化學工程手冊 .3》 泛點率 = % ???bfLsVLVSAkcLLV ?? ? )(3 8 4 0 7 mWDl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? 式中 Ll 板上流體流徑長度 m 。 氯乙烯精餾工藝初步設計 提餾段的物料恒算 （ 1）操作壓力、進料板壓力 ?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) 平均摩爾質量 M 進料板： 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，不設進口堰。查《塔的工藝計算》，孔徑取 ，閥孔動能氯乙烯精餾工藝初步設計 因子取 9。 )( mhh Lf ??? ? 0 5 0 2 2 5 ????? fcp hhh 單板壓降 )( 5 0 paghp Lp ?????? ? （ ，符合設計要求） （ 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《化學工程手冊 3》 )() ()( 220 mhl slh wd ?????? 所以 )( mhhhH dlpd ??????? 查《化學工程手冊 3》對于一般物系中取 ，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《化學工程手冊 .3》 氯乙烯精餾工藝初步設計 泛點率 = ％ ?????bFlSvwlwvwsAkcllv ?? ? )( mwdl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? Ll —— 板上液體留經長度 m； bA —— 板上液流面積 2m ； Fc —— 泛點負荷系數，取 ； k —— 特性系數，取 。 按固定的氣液比，即氣相上限 smVs /m in, 在殼程冷凝時，飽和氣體的壓力降比管程小。 控制系統(tǒng)可采用手動、一般自動化儀表或智能計算機操作。對于一個連續(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 填料塔在設計氣液負荷范圍內操作可取得所需的分離效率 ,超過此 負荷范圍 ,會導致分離效率下降、壓降升高泛塔等現(xiàn)象 ,多數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 進料的預熱 填料塔進料以上填料段和進料以下填料段通常并不是在同一泛點百分數下操作 ,普通精餾通常為泡點進料 ,若將進料預熱或預冷 ,可氯乙烯精餾工藝初步設計 以使塔的上下段負荷發(fā)生變化 ,若進料段以下為操作瓶頸 ,熱進料可降低塔釜熱負荷和下段氣液相負荷 ,代價為上段氣液相負荷有所增加。 過冷進料提高進料以上段的處理能力是以降低進料以下段的分離效率