【正文】 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。 在殼程冷凝時(shí)，飽和氣體的壓力降比管程小。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。, Cttt OWFM ????? ?提 (3) 平均摩爾質(zhì)量 M 進(jìn)料板： 39。 s 氯乙烯 u2= um= 103+() =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(jī)溶劑內(nèi)。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)料板以上稱為精餾段，有 2 塊板，進(jìn)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(cè)導(dǎo)噴射塔盤（專利技術(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。A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。 二氯乙烷裂解反應(yīng)是在高溫下進(jìn)行，不需要催化劑。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)。 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。 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。 在我國(guó)氯乙 烯樹(shù)脂更是經(jīng)歷了從無(wú)到有，由少到多的歷程。 粗氯乙烯氣體采用氣柜貯存，壓縮機(jī)采用活塞式一級(jí)壓縮機(jī)，尾氣采用吸附床進(jìn)行處理。 微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數(shù)有機(jī)溶劑。氯乙烯精餾塔設(shè)計(jì) :物料 恒 算，塔板數(shù)計(jì)算和確定，塔的工藝條件和物性計(jì)算，精餾和提留氣液負(fù)荷計(jì)算，塔和塔板計(jì)算，流體力學(xué)校核，塔板負(fù)荷性能， 同時(shí)對(duì)氯乙烯精餾工段的低沸塔進(jìn)行了物料衡算，塔及其附屬設(shè)備的選型，最終完成了設(shè)備的確定 ，并繪制了相應(yīng)的工藝流程圖和設(shè)備布置圖。“十二五”期間國(guó)家出臺(tái)一系列的政策，針對(duì)高耗能和高污染行業(yè)進(jìn)行清理整頓，我國(guó)氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)將進(jìn)一步提高。硬聚氯乙烯主要用于管材、門窗型材、片材 等擠出產(chǎn)品，以及管接頭、電氣零件等注塑件和擠出吹型的瓶類產(chǎn)品，它們約占聚氯乙烯 65%以上的消耗。 1977 年北京化工二廠引進(jìn) 技術(shù)，建成年產(chǎn) 8 萬(wàn)噸乙烯氧氯化法裝置，隨后有山東齊魯石化公司和上海氯堿總廠的氧氯化法裝置投產(chǎn)。也有使用氯化汞 氯化鋇載于活性炭的催化劑，據(jù)說(shuō)該復(fù)合催化劑的活性炭和選擇性較高，可以減少 HgCl2的升華，穩(wěn)定性得到改善。 乙烯中的少量甲烷和微量丙烯亦 可發(fā)生氯代和加成反應(yīng)形成相應(yīng)的副產(chǎn)物。 共軛法（亦稱裂解加成一步法）：如上所述，聯(lián)合法雖然較其它單獨(dú)生產(chǎn)法合理、經(jīng)濟(jì)，但氯乙烯的制備仍在單獨(dú)的設(shè)備中進(jìn)行，仍需占用很多的設(shè)備，所以還不夠理想。精餾依據(jù)的基本原理就是溶液的氣液平衡關(guān)系原理。yB， P 總 =PA+PB 。對(duì)于高沸塔，我們主要取塔頂產(chǎn)品，若單體中含高沸物高時(shí)，可降低塔頂和塔底溫度，降低上升蒸汽量，從而使對(duì)應(yīng)的塔頂蒸汽中高沸物組成相應(yīng)下降，改善塔頂產(chǎn)品質(zhì)量。 分解性：燃燒會(huì)發(fā)生 HCl,CO, 2CO 及高毒性 之光氣煙霧。 bA 板上液流面積 m2 。39。m ax, ? 氣相下限 smVs /018 壓力是精餾操作的主要控制參數(shù)，壓力除影響氣體累積外 ,還影響冷凝、蒸發(fā)、溫度、組成、相對(duì)揮發(fā)度等塔內(nèi)發(fā)生的幾乎所有過(guò)程。填料塔在接近上限負(fù)荷操作 ,很小的波動(dòng) 就會(huì)使塔超過(guò)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(jí)。 精餾塔常用控制參數(shù) 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 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。 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。39。 （ 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 ?????? 5 4 )( 220mhl Lhwsd ??????? ???????????? 得 )(1 0 4 0 0 0 4 5 4 mH d ???? 取 ?? ，板間距 mHT ? ， mhw ? 有 ? ? ? ? )(1 7 2 4 4 7 mhH wT ?????? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 由此可見(jiàn)： ? ?wTd hHH ??? ，符合要求。（ 2）受熱及未添加或耗盡抑制劑的情形下會(huì)發(fā)生放射性聚合反應(yīng)。 二、 溫度：我們前面已介紹過(guò)，精餾塔每塊 塔 板上都處于一個(gè)動(dòng)態(tài)并由溫 度對(duì)應(yīng)的汽液平衡狀態(tài)，也對(duì)應(yīng) 著 一個(gè)動(dòng)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。如 A 和 B 組成的氣體 ， 則 PA=P 總 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(guò)多級(jí)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(guò)程。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。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。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。我國(guó)的乙烯產(chǎn)量 1990 年為 萬(wàn)噸。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?jī)H次于聚乙烯和聚丙烯。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)域上已被聚乙烯、 PET 所代替，但仍然在大量使 用，其消耗量?jī)H次于聚乙烯和聚丙烯。我國(guó)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(guó)內(nèi)不能滿足全部的需求。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。 六、 設(shè)計(jì) 應(yīng)提交的材料 選題報(bào)告 1 份 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書 1份 設(shè)計(jì)圖紙 2 張 （ 1）帶控制點(diǎn)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(jì)主要參考文獻(xiàn) [1] 汪鎮(zhèn)安 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)〔 M〕 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版 社， 2020. [2] 嚴(yán)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(jì)時(shí)間 ： 年 月 日 —— 年 月 日 附：指導(dǎo)教師譚靖輝，手機(jī) 13973391310， 郵箱 。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。 19551958 年，美國(guó)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。在氯化氫中微量的水中導(dǎo)致產(chǎn)生乙醛。使用低溫氯化工藝的優(yōu)點(diǎn)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(guò)高，會(huì)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?jī)H是在生產(chǎn)過(guò)程中物料緩慢腐蝕設(shè)備和管道所產(chǎn)生很少量的鐵。工業(yè)常用催化劑是以VA1203 為載體的 2CuCl 催化劑。這個(gè)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(jià)格較高的地區(qū)。B這時(shí)氯乙烯又變成了易揮發(fā)組分了。 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(jì) 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(jì) 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(huì)腐蝕鐵及不銹鋼。 HCAp kpa/)( 22。 ?FX )()3 4 1 (263 4 1 k m o lkgMVF ?????? )()0 4 1 (260 4 1 k m o lkgMLD ?????? 塔釜： ?y ?x )()0 0 5 6 (260 0 5 6 k m o lkgMVM ?????? )()0 0 0 4 7 (260 0 0 4 7 k m o lkgMLW ?????? 提留餾段的平均摩爾質(zhì)量： )( k m o lkgMMM VMVFV ????? )( k m o lkgMMM LWLDL ????? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) (4) 平均密度 MP BLBALAmLWW...1 ??? ?? 進(jìn)料板： 7 80 1 7 5 7 50 1 7 5 . ???mL? )(3. mkgwmL ?? 塔釜： 0 0 0 )0 0 0 4 7 ( 0 0 4 7 0 0 0 4 7 ????? ??AW ???? 6 20 0 0 6 20 0 0 ? )(3. mkgwmL ?? )(8 6 42 6 6 523... mkgwmLmLmL ????? ??? 氣象密度： ? ? )( 3. mkgRTMPP WV ??? ??? （ 5）液體黏度 mLu. ? ? )(0 1 6 4 1 4 1 8 3. sm p au FL ???????? ? ? ? )(1 5 0 0 4 7 0 0 4 7 5 3. sm p au wL ???????? ? )(0 8 4 1 5 1 6 . smp au mL ????提 （ 6）液體表面張力 m? ???ni iim x1 ?? ? ? )( 4 4 . mmNFm ??????? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) ? ? )( 0 47 0 47