【正文】 催化加成反應(yīng)制得了氯乙烯，成為工業(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。 氯乙烯的生成方法 電石乙炔法 使用乙炔作為原料生產(chǎn)乙烯單體的工藝過程是總所周知的，是將 乙炔與氯化氫反應(yīng)生成氯乙烯。在世界范圍內(nèi)， 93%的聚氯乙烯樹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。 二氯乙烷裂解反應(yīng)是在高溫下進(jìn)行，不需要催化劑。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(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。A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 ， 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(jīng)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(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了 ， 因此 低沸物 乙炔（包括 N2,H2）就被分離出去了。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)。 s 氯乙烯 u2= um= 103+() =, Cttt OWFM ????? ?提 (3) 平均摩爾質(zhì)量 M 進(jìn)料板： 39。查《塔的工藝計算》，孔徑取 ，閥孔動能因子取 9。 在殼程冷凝時，飽和氣體的壓力降比管程小。 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百分?jǐn)?shù)下操作 ,普通精餾通常為泡點進(jìn)料 ,若將進(jìn)料預(yù)熱或預(yù)冷 ,可以使塔的上下段負(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 ,代價為上段氣液相負(fù)荷有所增加。若填料塔已在最大負(fù)荷 下操作 ,可適當(dāng)增壓并增加回流比操作。進(jìn)料溫度提高 ,減少進(jìn)料以下的內(nèi)回流 ,從而減少了所需加熱 量。 填料塔分離效率的提高 工廠經(jīng)常會提出提高分離效率 ,以提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率的要求。 填料塔為操作瓶頸 填料塔在設(shè)計氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作可取 得所需的分離效率 ,超過此負(fù)荷范圍 ,會導(dǎo)致分離效率下降、壓降升高泛塔等現(xiàn)象 ,多數(shù)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。m in, smDVu S ????? ? (2) 流溢裝置 采用單溢流弓形降液管，平行溢流 堰，不設(shè)進(jìn)口堰。 提餾段的物料恒算 （ 1）操作壓力、進(jìn)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。 氯乙烯是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品，它的主要用途是生產(chǎn)聚聚氯乙烯。如單體含 C2H2高時， 可 相應(yīng)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(chǎn)品質(zhì)量。 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(dǎo)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(guān)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。 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。共軛法最主要的缺點是很難同時達(dá)到兩個反應(yīng)的最適宜條件，因而使乙烯與乙炔的消耗量提高。） 副反應(yīng)： OHCOOCHCH 2222 222 ???? OHCOOCHCH 22222 223 ???? ClCHCHH C lClCHCH 232 ??? 還有生成其它氯衍生物的副反應(yīng)發(fā)生。 目前，國外只有少數(shù)公司使用乙 炔生產(chǎn)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(shè)備、工藝簡單，投資低，能小規(guī)模經(jīng)營的特點。 由于我國經(jīng)濟(jì)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。當(dāng)然有一部分沒有先進(jìn)環(huán)保，節(jié)能，自動化度高的企業(yè)會淘汰，電石生產(chǎn)法在我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)已經(jīng)無法達(dá)到滿足，不在符合中國國情，進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和改革是生產(chǎn)氯乙烯的必然選擇。t meet the needs of all domestic. Students in the design,will understand first material properties、 raw material properties and chloride distillation process improvement and use the advanced vinyl chloride advanced column of vinyl chloride design:The material is constant, calculat ing and determine the tray, the technology conditions of tower and property calculation, distillation and tiding over gas to liquid load calculation, tower and the tower, fluid mechanics calculation board structure, tower board, and the load performance of vinyl chloride distillation sections low boiling tower can be the material, tower and its subsidiary equipment selection, finally plete the determination of the equipment,and to draw the corresponding process flow diagram and equipment arrangement. Key words: VC。 學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目： 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計 姓 名： 廖 勇 學(xué) 號： 202101020615 系 別： 化學(xué)工程系 專 業(yè)： 應(yīng)用化工技術(shù) 班 級： 化工 0916 班 指導(dǎo)教師： 譚靖輝高級工程師 2021 年 12 月 6 日 摘 要 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。 low boiling point tower。 對氯乙烯精餾工藝的設(shè)計對氯乙烯生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用，也是進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的關(guān)鍵之處。也常稱為氯乙烯單體（ VCM），在世界上是與乙烯和氫氧化鈉等并列的最重要的化工產(chǎn)品之一。因此氯乙烯的發(fā)展前景非常良好。以及我國的電石原料比較豐富，西部地區(qū)利用此種優(yōu)勢就地取材來生產(chǎn)氯乙烯還是相對有利的。這些副產(chǎn)物的總量僅為二氯乙烷生成量的 1%以下。 混合氣化法：近幾年來，在烯炔法的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種十分經(jīng)濟(jì)的氯乙烯生產(chǎn)方法 混合氣化法。真正的理想溶液是不存在的，但由性質(zhì)基本相似的物質(zhì)所組成的溶液可看做為理想溶液。是一條曲線，也稱為平衡線，離對角線越遠(yuǎn)越 易 分離，氣液平衡相圖或公式是精餾塔設(shè)計時必不可少的重要依據(jù)。如單體中含高沸物高時，可加大高沸塔回流比，加大塔內(nèi)下降液 體 流量，使上升蒸汽中高沸物多冷凝一些，防止帶到塔頂，減少塔頂蒸汽中高沸物含量，改善塔頂產(chǎn)品質(zhì)量。氯乙烯的兩個起反應(yīng)部分，氯原子和雙鍵 ，能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)很多。 ??????? PpP Fw (K aP ) 提 餾段平均操作壓力 39。 ① 查《化學(xué)工程手冊 3》第 13 篇氣液傳質(zhì)設(shè)備 表 75 D=600mm時 Di =568mm TA = ㎡ WL = Wd= WL ∕ D= fA = ㎡ ② 停 留時間 ? = sLAfAt? = 00 4 ?? ? =? （ 3~5s） 符合要求 ③ 平堰上的液流高度 how。m a x, ????ssVVK 由上可知：此設(shè)計符合工藝要求。 填料塔處理能力的提高 1 增、降壓操作 若設(shè)備及工藝條件允許 ,適當(dāng)增、降塔壓是提高填料塔處理能力的最好辦法。與提高處理能力類似 ,可采用以下方法。 填料塔常見故障診斷與處理 填料塔達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)統(tǒng)稱為故障。 2 增、降壓操作 前已敘述 ,一般物系壓力上升 ,相對揮發(fā)度減小 ,降壓操作可增大物系的相對揮發(fā)度 ,因此若填料塔不在最大負(fù)荷下操作 ,可適當(dāng)降壓操作 ,提高分離效率 。壓力較高 ,有時降低壓力可提高處理能力 ,在高壓、相對揮發(fā)度低及相對揮發(fā)度隨壓 力升高而降低很大的場合 ,降壓操作處理量提高較大。 具體說明： 冷凝量相同，用相同型號冷凝器時，臥式殼 程冷凝膜傳熱系數(shù)比立式管內(nèi)或管外的膜傳熱系數(shù)高數(shù)倍。 ho===（ m） （ 3）塔板布置及浮閥塔及排列。 ? )( 39。 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?jǐn)?shù) . 26 26???FX 2626?????DX 00 0 48 99 9 2699 9 2699 9 ?????wX 平均摩爾質(zhì)量 . )/g()0 5 8 ( 5 8 K m o lKM F ??????)/g(0 2 )9 9 9 ( 9 9 K m o lKM D ?????? )/g()0 0 0 4 8 ( 0 0 4 8 K m olKM F ?????? 總物料衡算： F`=D`+W`= )/g( 524330200 00 000 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 ol( ` KMD D ?? h/molK W= )h/m ol( 9` KMW W ?? F= )h/m ol( 5` KMF F ?? 塔板數(shù)的確定 理論塔板數(shù)的確定 泡點進(jìn)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= x4= y5= x5= 求得 x5〈 xF,則第 5 層塔板為進(jìn)