【正文】 . mmNwm ??????? )( .. mmNwmFmm ????? ??? 提餾段氣液負(fù)荷計(jì)算 ? ? )( )1(39。 取同一橫排的孔心距 a=75mm=，估算問(wèn)題 h= )(0 8 9 2 6 1 mnaAa ??? 塔徑較小，可用整塊式塔板。 雖然浮頭式有殼體和管束的溫度不受限制，管束便于更換，殼程可以用機(jī)械法清除等優(yōu)點(diǎn)，但其造價(jià)高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)固定管板式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)，故選用固定管板式臥式冷凝器 (全凝器 ) 塔底再沸器的選型 也采用固定管板臥式冷凝器 . 泵的選型 本設(shè)計(jì)采用 Y 型離心泵 . 除沫器 本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，用于分離塔中氣 體夾帶的液滴，以保證傳質(zhì)效率，降低有價(jià)值的物質(zhì)的損失和改善塔后壓縮機(jī)的操作，一般多在塔頂設(shè)置絲網(wǎng)除沫器。 這種方法提高幅度通常較小 ,但對(duì)進(jìn)料以下氣液比很大的場(chǎng)合 ,這種方法調(diào) 節(jié)幅度較大 , 這時(shí)對(duì)塔的效率影響也大。 在常壓附近 ,提高壓力可使處理量提高 ,低壓、相對(duì)揮發(fā)度高及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力變化不大時(shí) ,增壓操作對(duì)處理量提高最大。 第三章 塔及其附屬設(shè)備的選型 塔頂冷凝器的設(shè)計(jì)與選型 因?yàn)楸焕淠臍庀嘟橘|(zhì)的飽和蒸汽壓不是很高，且腐蝕性不嚴(yán)重，冷凝膜系數(shù)不是很高，所以選用管殼式換熱器中的固定管板式換熱器。可用 Francis 公式計(jì)算 how= ) ( 32 ???? （ m） wh = Lh how == (m) ④ 降液管底隙高度 ho。 ????? WFW PPP(K aP ) (2) 溫度、根據(jù)操作壓力、通過(guò)試差計(jì)算： BOBAOAW XPXPP ?? 進(jìn)料板 CT OF ? 塔釜 CT OW 39。由于雙鍵的存在，因此氯乙烯能發(fā)生氧化、加成、裂解、取代、均聚、共聚等一些列化學(xué)反應(yīng)。 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 氯乙烯的性質(zhì) 物理性質(zhì) 氯乙烯在通常情況下為無(wú)色、易燃、有特殊香味的氣體，稍加壓力條件下，可 以很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 氣液平衡相圖 精餾 形式 前面我們已 經(jīng)介紹了精餾的工藝流程和氣液平衡 關(guān)系 的一些基本常識(shí)，精餾塔就是利用這些基本常識(shí)并結(jié)合 物料 平衡衡算和熱量平衡衡算而設(shè)計(jì)出來(lái)的，懂得精餾塔的設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)于我們操作好精餾塔肯定會(huì)有所幫助，但限于篇幅和時(shí)間，我們今后再探討，現(xiàn)在重點(diǎn)結(jié)合現(xiàn)在這套裝置 進(jìn) 行介紹。 13. 拉烏爾定律：對(duì)于理想溶液，在某 一 溫度下 ， 溶液上方蒸汽中某一組分的分壓，等于 該 組分在該溫度下的飽和蒸汽壓乘以該組分在溶液中的摩爾分率。這一方法以石腦油和氯氣為原料，只得到氯乙烯產(chǎn)品。 乙烯液相氯化反應(yīng)的催化劑常用 3FeCl 。此外一些獲取原料乙烯比較方便的廠家則采用更先進(jìn)的乙烯氧氯化法來(lái)生產(chǎn)。從世界形勢(shì)看，中東、南美和中國(guó)在未來(lái) 58年內(nèi)對(duì)氯乙烯的需求仍將保持增長(zhǎng)的勢(shì)頭。 氯乙烯的合成始于 1835 年，由法國(guó)化學(xué)家 Regnault 用氫氧化鉀的乙醇溶液將二氯乙烷脫氯化氫制得，并于 1838 年觀察到了它的聚合體，這次的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是 PVC 的開(kāi)端。 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 第一章 緒 論 氯乙烯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的地位和作用 氯乙烯在常溫常壓下為無(wú)色氣體，具有微甜，其分子內(nèi)包含雙鍵，工業(yè)上氯乙烯以液態(tài)運(yùn)輸，不允許人體直接接觸，屬 OSHA 管制物質(zhì)。 technical process。氯乙烯生產(chǎn)在化工工藝重有著舉世矚目的地位。s demand growth, especially strong demand will be at an average rate of 8%10% of the Middle East and South America vinyl at an average rate of demand will reach more than 5%. Because of polyvinyl chloride (PVC) the outstanding performance, low cost, in many fields instead of wood and country because of the construction industry, the development of the active polyvinyl chloride (PVC) is booming, and can39。在未來(lái)的氯乙烯生產(chǎn)中自動(dòng)化和環(huán)保技術(shù)會(huì)成為企業(yè)發(fā)展的優(yōu)越條 件。聚聚氯乙烯糊約占聚氯乙烯制品的 10%，主要用于產(chǎn)品有搪塑制品等。與此同時(shí)北京 化工二廠、齊魯石化公司的廠家對(duì)技術(shù)進(jìn)行了深入剖析，對(duì)裝置提出改進(jìn)方案，經(jīng)實(shí)施后均得到滿(mǎn)意的效果。但因乙炔是由 CaC2和H2O 反應(yīng)生成，而電石制取耗電大，成本高，存在污染，該法目前逐漸被新工藝取代。） 副反應(yīng)： H C lCHCHC H C lCH ????2 232 C H C lCHH C lC H C lCH ??? C H C lC nC HH C lHClCHC lC H ????? 2222 22 聚氯乙烯 （ 3）乙烯氧氯化部分 主反應(yīng)： OHClC lC HCHOH C lCHCH 222222 2 ????? molKJH /25??? （此反應(yīng)是個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)。此法系同時(shí)往一個(gè)裝有觸媒的反應(yīng)器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化熱裂解是在 2300 C、壓力在 4 公斤 /厘米 2 以下進(jìn)行，二氯乙烷裂解是生成的氯化氫立即在 20~50 秒鐘內(nèi)和乙炔反應(yīng)，反應(yīng)的生成物再經(jīng)進(jìn)一步的凈制處理，以將雜質(zhì)出去。 11． 純?nèi)芤旱娘柡驼羝麎海河捎诜肿舆\(yùn)動(dòng) 的特性 ，決定了純?nèi)芤号c其上方的蒸汽是動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系，蒸汽壓是溫度的函數(shù)，溫度越高， 飽和蒸汽壓越大。用相對(duì)揮發(fā)度 UAB的數(shù)值可簡(jiǎn)明地判斷雙組分溶液 A 與 B 分離的難易程度，當(dāng)UAB=1 時(shí)，是恒沸物 ，是無(wú)法分離的，當(dāng) UAB＞ 1 或 UAB＜ 1 時(shí)能夠分離，且越大或越小越容易分離。 三、 回流比： 回流比不僅決定產(chǎn)品的產(chǎn)量也影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，雖然設(shè)計(jì)時(shí)已選定了，但也可小 幅度調(diào)整。但一般來(lái)講，連接在雙鍵上的氯原子不太活潑，所以有關(guān)雙鍵的反應(yīng)則比有關(guān)氯原子的反應(yīng)很多，現(xiàn)各舉一兩個(gè)例子如下： 有關(guān)氯原子的反應(yīng)： 與丁二酸氫鉀反應(yīng)生成丁二酸乙烯脂： 與苛性鈉共熱時(shí)，脫掉氯乙烯生成乙炔： 有關(guān)雙鍵的反應(yīng)： 與氯乙烯加成生成二氯乙烷： 在紫外線照射下能與硫化氫加成生成 2氯乙硫醇： 氯乙烯通過(guò)聚合反應(yīng)可生成聚氯乙烯。 塔板得氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制 按固定得液氣比，即氣相上限 sV max= ，氣液下限 sV min=,求出操作彈性 K，即 0 1 0 5 4 inm a x ??? ssVVK 由上可知：此設(shè)計(jì)符合工藝要求。 muVD S ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔的圓整至 則空塔氣速 )()( 2239。求出操作彈性 1 8 1 0 5 最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。液相過(guò)熱進(jìn)料對(duì)塔體本身的分離效率影響很小 ,氣相過(guò)熱進(jìn)料降低了進(jìn)料以上段的分離效率。 控制參數(shù) 進(jìn)料量、塔頂和塔釜產(chǎn)品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。 泛點(diǎn)率 = ％％ 384 ???? ????? （ 80％，符合要求 。39。即 C=C 20 202??????= ???????= max? =Cvvlp??? =? 0 ? =（ m/S） 可取安全系數(shù) ，則 )/(3 5 m a x sm???? ?? D= )(33 35 03 mV s ?????? 按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整為 ， 則空塔氣速 )/()( 22 smDV s ????? ?? （ 2）溢流裝置 采用單溢流，弓形降液管，平行受液盤(pán)，平行溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。（ 2）通常加酚為抑制劑以防止聚合。這樣就把高沸物分離除去了 。（ 1XA）， P 總 =PA+PB 。原料可綜合利用，不需建立大型石油聯(lián)合企業(yè)。 乙烯乙炔法 按其生產(chǎn)方法，可分為： 聯(lián)合法：聯(lián)合法即二氯乙烷的脫氯化氫和乙炔的加成結(jié)合起來(lái)的方法。此外，由于二氯乙烷形成的熱是蒸發(fā)熱的 6 倍，所以，沸騰發(fā)生器借助本身熱量，靠反應(yīng)熱產(chǎn)生的蒸汽操作分餾塔，凈化直接氯化產(chǎn)品；干燥氧氯化二氯乙烷并可以從裂解段回收未轉(zhuǎn)化的二氯乙烷。此反應(yīng)可以是氣相，也可以是液相反應(yīng)，工業(yè)采用的是氣相法，其反應(yīng)式為： ClHCH C lHC 3222 ?? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 反應(yīng)式采用列管式，分成兩組，催化劑是氯化高汞，載體是活性炭，一般HgCl2的含量是 10%到 20%。聯(lián)合平衡法充分利用廉價(jià)的原料，基本上不生成副產(chǎn)物，目前西方世界 90%以上的氯乙烯產(chǎn)量是用該法生產(chǎn)的。我國(guó)由于建筑行 業(yè)的活躍，聚氯乙烯的消費(fèi)正在蓬勃發(fā)展，而我國(guó)不能滿(mǎn)足全部的需求。而氯乙烯的單體，只有供應(yīng)充足才能滿(mǎn)足它的后續(xù)產(chǎn)品有更大的發(fā)展。中東和南美地區(qū)對(duì)全氯乙烯的需求量的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到 5%以上。其中中國(guó)的需求增長(zhǎng)尤為強(qiáng)勁，需求量的年均增長(zhǎng)率將達(dá)到 8%10%。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，氯乙烯原料的社會(huì)需求量日益劇增，樹(shù)脂合成技術(shù)和加工技術(shù)的進(jìn)步，使聚氯乙烯在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、汽車(chē)包裝和家電等各個(gè)領(lǐng)域的到了廣泛的應(yīng)用，尤其是我國(guó)的建筑行業(yè)對(duì)聚氯乙烯的需求強(qiáng)勁市場(chǎng)缺口較大。由于聚氯乙烯優(yōu)異的性能，成本低，在許多領(lǐng)域代替了木材和鋼鐵。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。因此，使用純凈的乙炔很重要。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。近年來(lái)，發(fā)展了非銅催化劑。因此，不需添置分離設(shè)備。B而從塔底排出的則絕大部分是高沸物了。 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)。 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 40