【正文】 ...................................... 9 低沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計算 ................................................................................ 11 低沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計算 ................................................................... 13 低沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 ....................................................................... 15 低沸塔塔板校核 ................................................................................................... 16 低沸塔接管的選型 ............................................................................................... 18 3 高沸精餾塔工藝設(shè)計 ..................................................................................................... 22 高沸塔的物料衡算 ............................................................................................... 22 高沸塔塔板數(shù)的確定 ........................................................................................... 23 高沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計算 ............................................................................... 25 高沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計算 ................................................................... 27 高沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 ....................................................................... 28 高沸塔塔板校核 ................................................................................................... 30 高沸塔接管的選型 ............................................................................................... 32 4 總 結(jié) ............................................................................................................................... 36 參考文獻 ............................................................................................................................. 37 致 謝 ................................................................................................................................. 38 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 氯乙烯的 物 理化 學(xué) 性質(zhì) 物理性質(zhì) 氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，為無色、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學(xué)中間體或溶劑。 （ 2） 感光性：會進行迅速的光化學(xué)氧化作用與聚合反應(yīng)。 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 ② 通常加酚為抑制劑以防止聚合。 氯乙烯的生產(chǎn)方法 目前，從國內(nèi)十大 PVC 生產(chǎn)商的工藝和原料路線的現(xiàn)狀分析，我國 PVC 生產(chǎn)中乙烯法、電石法和 VCMEDC 法基本各占 31 ，呈現(xiàn)三足鼎立之勢，是世界各大 PVC 生產(chǎn)國中僅有的兼有乙烯法、電石法、 VCMEDC 法 3種裝置共存的國家。全世界 %9 的氯乙烯單體都用于生產(chǎn)聚氯乙烯，我國目前沒有專門的氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，所有的氯乙烯裝置均與聚氯乙烯裝置配套建設(shè)，完全一體化。 當(dāng)混合氣中氯化氫過量多時，所生成的氯乙烯能再與過量的氯化氫反應(yīng)生成 1， 1 二氯乙烷。反應(yīng)是在裝滿觸媒的轉(zhuǎn)化器中進行。 急性中毒現(xiàn)場處理 （ 1） 皮膚接觸立即脫去被 污染的衣著，用肥皂水和流動清水徹底 沖 洗皮膚，并就醫(yī)。 （ 2） 清釜技改以往聚合釜人工清釜，一釜一清，清釜工要接觸大量氯乙烯。 （ 6） 做好職業(yè)性體檢對氯乙烯作業(yè)工人應(yīng)認真進行就業(yè)前和定期性 （ 每年一次 ）體檢。軟的聚氯乙烯具有堅韌柔軟、耐彎曲、有彈性、耐寒等優(yōu)點，所以常用作電線電纜的絕緣包皮，以代替鉛皮、橡膠與紙張等，聚氯乙烯糊是將聚氯乙烯的顆粒分散在液體懸浮介質(zhì)中，形成高粘度狀的混合物，用于制造人造革、零件及日常生活用品。迄今為止，全世界氯乙烯裝置 %93 以上采用乙烯法，在工業(yè)發(fā)達國家如日本，以全部淘汰了乙炔法，僅在 我國及其它發(fā)展中國家仍占有相當(dāng)比重。將該法中的原料從石腦油換成石油，則成為原油裂解法，可得到高濃度的乙炔、乙烯的混合氣體，而且可從副產(chǎn)物的芳香族的焦油、瀝青的物質(zhì)中制造熱煤油或碳纖維等物質(zhì)，具有綜合的經(jīng)濟效益。 氯乙烯精餾形式 本 設(shè)計 主要以新疆氯堿行業(yè)普遍 采用的乙炔法制氯乙烯為例。 粗氯乙烯溶液中各組分組成的計算 粗氯乙烯溶液流量為 ，則 氯乙烯的質(zhì)量分數(shù) %90 ，即 ： % ?? 乙炔的質(zhì)量分數(shù) %2 ，即 ： % ?? 二氯乙烷的質(zhì)量分數(shù) %2 ，即 ： % ?? 水的質(zhì)量分數(shù) %6 ，即 ： % ?? 全凝器物料衡算 hK m o lW 0 0 ???水 hK m o lD V C M ??? hK m o lD ??乙炔 hK m o lD 5 5 ??二氯乙烷 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 故原料液流量 ：二氯乙烷乙炔水 DDDWF V C M ???? 8 ???? ? 低沸塔的物料衡算 在低沸塔中，主要進行氯乙烯和乙炔的分離，而不考慮二氯乙烷的影響。39。 圖 24 低沸 精餾塔示意圖 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 塔徑的計算 精餾段的氣，液相體積流率為： smVMV VMVMS ????? ? smLML LMLMS ????? ? 由VVLCu ? ?? ??m ax ， 式中 C 按 )20( LCC ?? 計算，其中 20C 由 文獻 [2]查取，圖的橫坐標(biāo)為： 2121 ??????????????????VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? 則： mhH LT ?? 20C 由 文獻[2]查取，得： ?C ??????????????? LCC ? smu a x ??? 由 文獻 [2]取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu m a x ???? muVD S ?? ? 按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 ： mD ? 塔截面積為 ： 222 mDAT ???? ?? 實際空塔氣速為： smu ?? 精餾塔有效高度計算 精餾段有效高度為： )114(1 ????? THNZ ）（ 精精 提餾段有效高度為： )19(1 ????? THNZ ）（ 提提 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 故精餾塔的有效高度為 ： ????? 提精 ZZZ 低 沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 mD ? ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 smAVu S ???? 由式 : 20021 ????????? CughLgd ?? ? ?清液柱m 得： mh d 1 2 ??????????? 由式 : smAA Vu FT Sa ?????? 故氣相 動能因子 : ? ?smkguF VMaa ????? 6 0 ? 查動能因子 aF 確定充氣系數(shù) ?? 。 由 hmMFq L F MV 6 9 3 ????? ?，取 smu 2? ，則： mmmuqd V ????? 由 文獻 [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用： mmmm 468 ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 60)42(68 ???? 。 塔底蒸汽進料管的選型計算 塔底蒸汽流量 ： hK m o lVV 39。 實際板層數(shù)的求?。? 考慮到二氯乙烷與氯乙烯屬于非同類化合物與理想溶液的拉烏爾定律有較大的誤差，故取板效率為 %30 。 ?? ， mWC ? （ 3） 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 aA ： ???????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in1802 ? 其中 ， mWWDx sd 3 8 )0 6 4 8 ()(2 ??????? mWDr C ????? ? ? 28 0 0 5 4 1 8 mA a ????? （ 4） 篩孔計算及其排列 本例所處理的物系無腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 5? 。 mh ?????? 液柱 由式： ? ?gLOW hhCu ? ???? 0 得： ? ? smu OW ??????? ??? OWuuK 可見不會發(fā)生漏液現(xiàn)象。 塔底出液管徑的確定 塔底出液量 ： hKmolW ? 塔底出液的平均摩爾質(zhì)量 ： K m o lkgM W ? 塔底出液的平均密度 ： 31158 mkg?? 由 文獻 [1]得： 。 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 高沸塔接管的選型 進料管的選型計算 進料流量 ： hKmolF ? 進料的平均摩爾質(zhì)量 ： K m o lkgM L F M ? 進料的平均密度 ： mkg?? 由 文獻 [1]得： uqd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 。 ??d? ????? FT AA A 由干板孔流系數(shù)圖，確定孔流系數(shù) ?C 。 操作壓力計算 塔頂操作壓力 ： K P aP D 5 13 5 0 1 ??? 每層塔板壓降 ： KPaP ?? 進料板壓力 ： K P aP F ???? 精餾段平均壓力 ： K P aP M 5 22) 5 5 1( ??? 操作溫度的計算 依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中氯乙烯和二氯乙烷的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算，計算結(jié)果如下： 塔頂溫度： 20?DT ℃ 進料板溫度： 50?FT ℃ 精餾段平均溫度： 352)5020( ???MT ℃ 平均摩爾質(zhì)量計算 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 塔頂平均摩爾質(zhì)量計算： ?? LD YX 查平衡曲線得 ： ?LX K m o lkgM V D M )( ?????? K m o lkgM L DM 8 2 )9 9 0 ( 9 0 ?????? 進料板平均摩爾質(zhì)量計算： 由圖解理論板得： ?FY 查平衡曲線得： ?FX K m o lkgM VFM )9 9 7 ( 9 7 ?????? K m o lkgM L F M )9 7 1 ( 7 1 ?????? 精餾段平均摩爾質(zhì)量： K m o lkgM VM )( ??? K m o lkgM LM )( ??? 平均密度的計算 （ 1） 氣相平均密度的計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算： ? ? 3/ mkgRT MP M VMMVM ??? ???? （ 2） 液相平均密度的計算 液相平均密度依據(jù)下式計算： ii