【導讀】化學中間體或溶劑。氯乙烯生產在化工工藝重有著舉世矚目的地位?；旌夏苄纬杀ㄐ曰旌衔铩Ｎ⑷苡谒?，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多數有機溶劑。我國經濟的穩(wěn)定增長，對聚氯乙烯的需求量很大，對原料的需求業(yè)逐漸增加。從世界形勢看，中東、南美和中國在未來5-8年內。對全氯乙烯的需求仍然將保持增長的勢頭。其中中國的需求增長尤為強勁，需求。量的年均增長率將達到8%-10%。中東和南美地區(qū)對全氯乙烯的需求量的年均增。長率將達到5%以上。由于聚氯乙烯優(yōu)異的性能，成本低，在許多領域代替了木材和鋼鐵。于建筑行業(yè)的活躍，聚氯乙烯的發(fā)展正在蓬勃發(fā)展，而國內不能滿足全部的需求。氯乙烯精餾塔設計:物料恒算，塔板數計算和確定，

　　

【正文】 度 ?Lh m 得 )( mhH LT ???? 212139。39。 ??????????????????????????????VWLWSSVL ?? 查《塔的工藝計算》 Smith 關聯(lián)圖得 ?C 根據式 20 20 ?????? ?? CC校核至物系 表面張力為 mmN 時的 C 即： 0 33 20 37 ?????????C 氯乙烯精餾工藝初步設計 )( 3 3 a x smCu VW VWLW ?????? ? ?? 可取安全系數 則： )(m a x smuu ???? )( 39。 muVD S ????? ? 按標準，塔的圓整至 則空塔氣速 )()( 2239。 smDVu S ????? ? (2) 流溢裝置 采用單溢流弓形降液管，平行溢流堰，不設進口堰。 ① 查《化學工程手冊 3》第 13 篇氣液傳質設備 表 75 D=600mm時 Di =568mm TA = ㎡ WL = Wd= WL ∕ D= fA = ㎡ ② 停留時間 ? = sLAfAt? = 4 ?? ? =? （ 3~5s） 符合要求 ③ 平堰上的液流高度 how?？捎?Francis 公式計算 how= ) ( 32 ???? （ m） wh = Lh how == (m) ④ 降液管底隙高度 ho。 ho===（ m） （ 3）塔板布置及浮閥塔及排列。查《塔的工藝計算》，孔徑取 ，閥孔動能氯乙烯精餾工藝初步設計 因子取 9。 孔速 ).( 9 100 ???? smpFu v 浮閥數 n=02ud4sπ ?V = 個）（ 0 3 2 ???? ? 查《化學工程手冊 3》取 無效區(qū) 寬度 cw = 安定區(qū)寬度 sw = 開孔區(qū)面積 aA =2[ RRXR xs in1 8 0 1222 ??? π ] R=D/2Ws= =(m) X=D/2WdWs= =（ m） 則aA =2 )( i n)(180 )()([ 21222 m??????? ? 浮閥排列方式采用三角形叉排。 取同一橫排的孔心距 a=75mm=，估算問題 h= )(0 8 9 2 6 1 mnaAa ??? 塔徑較小，可用整塊式塔板。 ％％）（π 0 02 8 20 ??????TAA? 塔板流體力學校核 （ 1）氣相通過浮閥塔板壓力降，查《塔的工藝計算》得公式 ?hhhh fcp ??? 氯乙烯精餾工藝初步設計 干版阻力 )(02 )(220 mgp uph lwvmc ??? ???? 液層阻力，查《塔設備設計》 Lf hh 0?? 充氣系數 0? 取 。 )( mhh Lf ??? ? 0 5 0 2 2 5 ????? fcp hhh 單板壓降 )( 5 0 paghp Lp ?????? ? （ ，符合設計要求） （ 2）淹塔 為了防止淹塔現象發(fā)生，要求控制降液管中液層高度符合)( wTD hHH ??? 其中 dLpD hhhH ??? 查《化學工程手冊 3》 )() ()( 220 mhl slh wd ?????? 所以 )( mhhhH dlpd ??????? 查《化學工程手冊 3》對于一般物系中取 ，板間距 )( mHT ? ， ?wh 得 )(1 6 8 )0 3 ()( mhH wT ?????? )( wTd hHH ??? 符合要求 （ 3）霧沫夾帶 查《塔的工藝計算》霧沫夾帶公式 )(fahH ue ?? ? mmn /?? 由 )/(1 2 8 0 3 2 9 8 0 3 smAA vu fT sa ?????? 得 （氣）（液） kgkge /0 1 4 )1 2 1 2 8 ( 0 0 5 ????[ （氣）（液） kgkg / .符合要求 ] 參考《化學工程手冊 .3》 氯乙烯精餾工藝初步設計 泛點率 = ％ ?????bFlSvwlwvwsAkcllv ?? ? )( mwdl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? Ll —— 板上液體留經長度 m； bA —— 板上液流面積 2m ； Fc —— 泛點負荷系數，取 ； k —— 特性系數，取 。 泛點率 = ％％ 384 ???? ????? （ 80％，符合要求 。） 塔板負荷性能圖 （ 1）霧沫夾帶線，按泛點率為 80％計算： ????????ss lv 整理得 ???? ss lv ?sv 與 ?sl 分別取值獲得一條直線，數據如下表 ?sl 氯乙烯精餾工藝初步設計 ?sv （ 2）液泛線 查《塔的工藝計算》 )( mhhhhhhhhH dlfcdlpd ??????????????液泛線方程 3202020 )3600(1000 )[1()()( w sww slwvwwT l lEhhl lguhH????????? ???? mHhH dwT 1 7 8 9 )( ???? 整理得 322 ???? ss lv 計算數據如下表 ?sl / )/( 3 sm ?sv / )/( 3 sm （ 3）液相負荷上限線 以降液管內停留時間 s5?? 則 )(0 0 1 9 7 3 2 9 m a x mHAl Ts ?????? ? （ 4）漏液線 對于 1F 型重閥，查《塔的工藝計算》 500 ?? vwuF ? )/( 30 smu vw ??? ? )/(0 1 8 1 )( 32020m i n smnudv s ??????? ? （ 5）液相負荷下限線 取堰上液層高度 mhow ? 查《塔的工藝計算》 )3600( 32m i n ???wsw l lEh E= 氯乙烯精餾工藝初步設計 )/(00 02 3m i n smls ?? 經過以上流體力學性能的校核可以將提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： 在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點 P(、 ),處在適宜的操作區(qū)內。 塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏 液控制。 按固定的氣液比，即氣相上限 smVs /m ax, ? 氣相下限 smVs /018 m in, ? 。求出操作彈性 1 8 1 0 5 m in,m a x, ????ssVVK 由上可知：此設計符合工藝要求。 第三章 塔及其附屬設備的選型 塔頂冷凝器的設計與選型 因為被冷凝的氣相介質的飽和蒸汽壓不是很高，且腐蝕性不嚴重，冷凝膜系數不是很高，所以選用管殼式換熱器中的固定管板式換熱器。 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比立式管 內或氯乙烯精餾工藝初步設計 管外的膜傳熱系數高數倍。 在殼程冷凝時，飽和氣體的壓力降比管程小。 冷卻水走管內便于清除水垢，且水走管內容易保持較高流速，這樣對于降低水垢的生成速度與提高水膜的傳熱系數都有好處。 雖然浮頭式有殼體和管束的溫度不受限制，管束便于更換，殼程可以用機械法清除等優(yōu)點，但其造價高且結構復雜，同時固定管板式具有結構簡單造價低的優(yōu)點，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 本設計采用 Y 型離心泵 . 除沫器 本設計采用絲網除沫器，用于分離塔中氣 體夾帶的液滴，以保證傳質效率，降低有價值的物質的損失和改善塔后壓縮機的操作，一般多在塔頂設置絲網除沫器。 第四章 精餾塔的操作 精餾塔 (有再沸器 )開車： 向塔內送物料，建立 1/22/3 的液位，停止送料； 開啟塔底再沸器，給塔釜物料升溫，溫度升至操作或設計溫度 待精餾塔回流槽的液位 1/22/3 之間時，開啟回流系統(tǒng)，做全回流，此時要控制好塔頂與塔釜的溫度在操作或設計范圍內； 氯乙烯精餾工藝初步設計 定時分析回流槽內物料的純度，待回流槽內物料純度達到產品質量要求時，可以向外輸送產品； 同時打開精餾塔給料閥向塔內連續(xù)給料，塔釜物料向外輸送； 時刻注意塔釜與塔頂的溫度，保證溫度在操作或設計范圍內，此時在通過了解塔頂回流比和塔釜再沸器負荷保證溫度穩(wěn)定； 調節(jié)各項指標都在操作范圍或設計范圍內，開車成功； (1)以上的精餾是以塔頂溜出物為產品的精餾操作，如果塔釜液為精餾產品使，要先保證塔釜的產品合格，再進行調節(jié)； (2)如果設計沒有問題的話，在保證各項指標都在范圍之內時，塔頂與塔釜的物料都應給在設計范圍內 精餾塔的 操作 填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個方面考慮，通過控制系統(tǒng)建立并調節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足分離要求。 控制系統(tǒng)可采用手動、一般自動化儀表或智能計算機操作。 控制參數 進料量、塔頂和塔釜產品流量、冷凝量、蒸發(fā)量和回流量。 除流量參數外，還有壓力、塔釜液位、回流罐液位、塔頂產品組成和塔釜產品組成等參數。 精餾塔常用控制參數 氯乙烯精餾工藝初步設計 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。對于一個連續(xù)系統(tǒng)，若不阻止累積就不可能取得穩(wěn)態(tài)操作，也就不可能穩(wěn)定。壓力是精餾操作的主要控制參數，壓力除影響氣體累積外 ,還影響冷凝、蒸發(fā)、溫度、組成、相對揮發(fā)度等塔內發(fā)生的幾乎所有過程。 產品組成控制可以直接使用產品組成測定值 , 也可以采用代表產品組成的物性，如密度、蒸氣壓等。最常用的是采用靈敏點溫度。 填料塔為操作瓶頸 填料塔在設計氣液負荷范圍內操作可取得所需的分離效率 ,超過此 負荷范圍 ,會導致分離效率下降、壓降升高泛塔等現象 ,多數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。 填料塔處理能力的提高 1 增、降壓操作 若設備及工藝條件允許 ,適當增、降塔壓是提高填料塔處理能力的最好辦法。 在常壓附近 ,提高壓力可使處理量提高 ,低壓、相對揮發(fā)度高及相對揮發(fā)度隨壓力變化不大時 ,增壓操作對處理量提高最大。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。 2 進料的預熱 填料塔進料以上填料段和進料以下填料段通常并不是在同一泛點百分數下操作 ,普通精餾通常為泡點進料 ,若將進料預熱或預冷 ,可氯乙烯精餾工藝初步設計 以使塔的上下段負荷發(fā)生變化 ,若進料段以下為操作瓶頸 ,熱進料可降低塔釜熱負荷和下段氣液相負荷 ,代價為上段氣液相負荷有所增加。相反 ,若上段為瓶頸 ,冷進料降低了上段的氣液相負荷 ,代價是下段填料負荷有所增加。 這種方法提高幅度通常較小 ,但對進料以下氣液比很大的場合 ,這種方法調 節(jié)幅度較大 , 這時對塔的效率影響也大。過熱進料影響上段的分離效率 ,過冷進料影響下段的分離效率 ,一般認為過冷進料對塔本身的分離效率影響不大 ,只有一塊理論板 ,但對高效填料塔影響會超過此值 ,對于液氣比很高的場合影響也會超過此值。 過冷進料提高進料以上段的處理能力是以降低進料以下段的分離效率為代價的。液相過熱進料對塔體本身的分離效率影響很小 ,氣相過熱進料降低了進料以上段的分離效率。 3 增加操作的穩(wěn)定性 填料塔阻力小 ,持液量低 ,耐波動性能差。填料塔在接近上限負荷操作 ,很小的波動 就會使塔超過負荷上限 ,效率下降 ,一旦效率下降 ,很難恢復 ,特別是