【正文】 ? 經(jīng)過以上流體力學(xué)性能得校核可以將精餾段塔板負荷性能圖畫出，如圖所示： 由塔板負荷性能圖可以看出： 在任務(wù)規(guī)定得氣液負荷下的操作點 P（ ， ）在適宜的操作區(qū)內(nèi)。 HCAp kpa/)( 22。 氯乙烯的兩個反應(yīng)部分，氯原子和雙鍵，能進行的化學(xué)反應(yīng)很多。 氯乙烯蒸汽壓力和溫度的關(guān)系： 表 氯乙烯的蒸汽壓表 溫度 0 C 壓力 mmHg 溫度 0 C 壓力 mmHg 2258 3027 3789 4492 4500 5434 6676 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 7586 液體氯乙烯的密度與溫度的關(guān)系： 表 液體氯乙烯的密度 溫度 0 C 密度 g/ml 溫度 0 C 密度 g/ml 08955 潛熱即蒸發(fā)或冷凝 1g 氯乙烯所需的熱量，其與溫度關(guān)系如下： 表 氯乙烯的潛熱 溫度 0 C 潛熱 cal/g 溫度 0 C 潛熱 cal/g 20 20 溫度 0 C 潛熱 cal/g 溫度 0 C 潛熱 cal/g 10 30 0 40 10 50 氯乙烯在水中的溶解度如下： 表 常壓下氯乙烯在水中的溶解度 溫度 0 C 0 10 15 20 28 溶解度 體積 /體積水 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 化學(xué)性質(zhì) 腐蝕性：干燥態(tài)氯乙烯不具腐蝕 性，但含水狀態(tài)下會腐蝕鐵及不銹鋼。溫度的 調(diào)節(jié)可控制塔頂、塔釜的冷、熱介質(zhì)流量。這時氯乙烯又變成了易揮發(fā)組分了。 15. 揮發(fā)度和相對揮發(fā)度：氣相中某一組分的蒸汽壓和它達到 平衡 的液相中的摩爾分率之比，稱為該組分的揮發(fā)度，如 UA=PA/XA， 兩個組分之間的揮發(fā)度之比，稱為相對揮發(fā)度，如 A 和 B 組成的溶液，則UAB=UA/UB， 顯然， UAB=PAXB/PBXA， UAB=yAXB/yBXA。B下面就 先 簡單介紹 一 下氣液平衡關(guān)系原理。這個方法特別適用于不能得到電石乙炔和乙烯的地區(qū)，或者是乙炔和乙烯價格較高的地區(qū)。共軛法就是聯(lián)合法的基礎(chǔ)上進行改進的。工業(yè)常用催化劑是以VA1203 為載體的 2CuCl 催化劑。 （ 2）二氯乙烷裂解部分 主反應(yīng)： H C lC H C lCHClC L C HCH ??? 222 molKJH /?? （ 此氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 反應(yīng)是吸熱可逆反應(yīng)。使用低溫氯化工藝的優(yōu)點是副產(chǎn)物少，但必須使 1Kg 二氯乙烷中的含量保持在 100mg 一下，否則如果中間體中氯化鐵的濃度過高，會使生產(chǎn)的氯乙烯單體中的雜質(zhì)含量增高，所以，一般允許的鐵含量僅是在生產(chǎn)過程中物料緩慢腐蝕設(shè)備和管道所產(chǎn)生很少量的鐵。乙炔生產(chǎn)氯乙烯的技術(shù)比較成功，流程簡單，副產(chǎn)物少，產(chǎn)品純度高。在氯化氫中微量的水中導(dǎo)致產(chǎn)生乙醛。化學(xué)工業(yè)部北京化工廠研究院開展了空氣法流化床氧氯化技術(shù)及其催化劑的研究，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理所對乙烯氧氯化法工藝進行了進一步的研究，錦西化工研究院對氧氯化固定床催化劑研究。 19551958 年，美國的化學(xué)公司研究的大規(guī)模乙烯氧氯化法制備 1， 2二氯乙烷取得成功。軟聚氯乙烯主要用于壓延片、汽車內(nèi)飾品、手袋、薄膜、標簽、電線電纜、醫(yī)用制品等。而氯乙烯的單體，只有供應(yīng)充足才能滿足它的后續(xù)產(chǎn)品有更大的發(fā)展。 隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，氯乙烯工藝也隨之突飛猛進，競爭也日益激烈，“十二五”期間中國的氯乙烯生產(chǎn) 規(guī)模，成本，節(jié)能，環(huán)保的工藝成為核心企業(yè)具有強競爭力的重要資本。 六、 設(shè)計 應(yīng)提交的材料 選題報告 1 份 設(shè)計 說明書 1份 設(shè)計圖紙 2 張 （ 1）帶控制點的工藝流程圖 （ 2）設(shè)備平面布置圖 讀書筆記 1 份（不少于 8 千字） 相關(guān)英文翻譯資料 1 份（英譯漢，不少于 2千字） 七、設(shè)計主要參考文獻 [1] 汪鎮(zhèn)安 .化工工藝設(shè)計手冊〔 M〕 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版 社， 2020. [2] 嚴福英 .聚氯乙烯工藝學(xué)〔 M〕 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. [3]鄭石子 . 聚氯乙烯生產(chǎn)與操作〔 M〕 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020. 八、設(shè)計時間 ： 年 月 日 —— 年 月 日 附：指導(dǎo)教師譚靖輝，手機 13973391310， 郵箱 。 關(guān)鍵詞：氯乙烯 低沸塔 工藝流程 設(shè)計計算 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 Abstract Vinyl chloride and vinyl chloride name,is a kind of application in polymer chemical of important monomer. Colourless、 easy liquefied gas. Is the important raw material plastic the production of PVC plastic monomer,Or with vinegar acid copolymer of vinyl, acrylonitrile adhesives, paint, insulating material and synthetic used as a chemical intermediate or chloride in chemical process heavy production has a remarkable status. The physical and chemical properties of vinyl chloride colourless gas smell samples have ether,Boiling , flash point, melting , condensation , relative density (water = 1) and explosive, mixed with air explosive mixture can be soluble in water, but soluble in ethanol, ethyl ether, acetone and most anic solvents. Steady economic growth in China, the demand of polyvinyl chloride (PVC), the demand for raw materials industry to increase gradually,So the development of vinyl chloride foreground is very the situation of the world to see, the Middle East and South America in the next 5China for all eight years the demand of vinyl chloride still will keep growth China39。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。 氯乙烯的理化性質(zhì)無色有醚樣氣味的氣體，沸點 ℃，熔點 ，閃點 ℃，冷凝點 ℃，相對密度（水 =1） ： ，易燃易爆，與空氣混合能形成爆炸性混合物。我國由于建筑 行業(yè)的活躍，聚氯乙烯的發(fā)展正在蓬勃發(fā)展，而國內(nèi)不能滿足全部的需求。 design and calculation. 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 2020 屆畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 專業(yè)： 班級： 姓名： 指導(dǎo)教師： 一、設(shè)計項目 ： 氯乙烯精餾工藝設(shè)計 二、設(shè)計規(guī)模 ： 2 萬噸 /年 三、設(shè)計階段 ： 初步設(shè)計 四、設(shè)計主要內(nèi)容 工藝流程設(shè)計 主要設(shè)備工藝計算與選型 設(shè)備布置圖 五、設(shè)計條件與要求 低沸精餾塔采用泡罩塔，高沸精餾塔采用浮板塔。聚氯乙烯歷史上曾經(jīng)是使用量最大的塑料，現(xiàn)在某些領(lǐng)域上已被聚乙烯、 PET 所代替，但仍然在大量使 用，其消耗量僅次于聚乙烯和聚丙烯。氯乙烯是重要的有機化工產(chǎn)品，它的主要用途是生產(chǎn)聚氯乙烯。聚氯乙烯歷史上曾經(jīng)是使用量最大的塑料，現(xiàn)在某些領(lǐng)域上以被聚乙烯、 PET 所代替，但仍然在大量使用，其消耗量僅次于聚乙烯和聚丙烯。 1902 年， Biltz 將 1， 2二氯乙烷進行熱分解也制得氯乙烯，但當(dāng)時由于聚合物的科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟，他的發(fā)現(xiàn)沒有導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)束。我國的乙烯產(chǎn)量 1990 年為 萬噸。其中中國的需求增長尤為強勁，需求量的年增長率將達到 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到 5%以上。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。 平衡氧氯化法 迄今，平衡氧氯化工藝仍是工業(yè)化生產(chǎn)氯乙烯單體最先進的技術(shù)。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。假如 3FeCl 的主要作用是抑制取代反應(yīng)，促進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。在聯(lián)合法中，氯乙烯的合成仍是在單獨的設(shè)備中進行的，所以需要較大的投資。故不存在廢氣的利用和同時生產(chǎn)多種產(chǎn)品的問題，可以小規(guī)模并很經(jīng)濟地生產(chǎn)出氯乙烯。 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。如 A 和 B 組成的溶液，則： PA=P176。如 A 和 B 組成的氣體 ， 則 PA=P 總 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 物 C2H N H2等，也含有高沸點物 C2H4Cl C2H2Cl乙醛等，而氯乙烯的沸點位于中間，所以要用兩個塔來進行分離，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。 二、 溫度：我們前面已介紹過，精餾塔每塊 塔 板上都處于一個動態(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。 氯乙烯稍溶于水，在 250 C 時 100g 水中可溶解 氯乙烯；水在氯乙烯內(nèi)的溶解度，在 150 C 時， 100g 氯乙烯可溶解 水。（ 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)。 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 第二章 主要設(shè)備工藝計算 物料恒算 精餾段的物料恒算 料液及塔頂 .塔底產(chǎn)品的乙炔摩爾分數(shù) . 26 26???FX 9 9 9 0 0 260 0 260 0 ?????DX 0 0 0 4 8 26 26?????wX 平均摩爾質(zhì)量 . )/g()( K m o lKM F ??????)/g(0 2 )9 9 9 ( 9 9 K m o lKM D ?????? )/g(4 8 )0 0 0 4 8 ( 0 0 4 8 K m o lKM F ?????? 總物料衡算： F`=D`+W`= )/g( 5 2 5243 3 02 0 0 0 0 0 0 0 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 o l( ` KMD D ?? h/molK W= )h/m o l(0 8 4 8 5 6 3 7 9` KMW W ?? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 F= )h/m o l( ` KMF F ?? 塔板數(shù)的確定 理論塔板數(shù)的確定 泡點進料： 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= 依次交替計算得： x2= y2= x3= y4= 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 x4=