【導(dǎo)讀】化學(xué)中間體或溶劑。氯乙烯生產(chǎn)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(shù)有機(jī)溶劑。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，對(duì)聚氯乙烯的需求量很大，對(duì)原料的需求業(yè)逐漸增加。從世界形勢(shì)看，中東、南美和中國(guó)在未來(lái)5-8年內(nèi)。對(duì)全氯乙烯的需求仍然將保持增長(zhǎng)的勢(shì)頭。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%。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。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。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。氯乙烯精餾塔設(shè)計(jì):物料恒算，塔板數(shù)計(jì)算和確定，

　　

【正文】 度 ?Lh m 得 )( mhH LT ???? 212139。39。 ??????????????????????????????VWLWSSVL ?? 查《塔的工藝計(jì)算》 Smith 關(guān)聯(lián)圖得 ?C 根據(jù)式 20 20 ?????? ?? CC校核至物系 表面張力為 mmN 時(shí)的 C 即： 0 33 20 37 ?????????C 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) )( 3 3 a x smCu VW VWLW ?????? ? ?? 可取安全系數(shù) 則： )(m a x smuu ???? )( 39。 muVD S ????? ? 按標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)進(jìn)口堰。 ① 查《化學(xué)工程手冊(cè) 3》第 13 篇?dú)庖簜髻|(zhì)設(shè)備 表 75 D=600mm時(shí) Di =568mm TA = ㎡ WL = Wd= WL ∕ D= fA = ㎡ ② 停留時(shí)間 ? = sLAfAt? = 4 ?? ? =? （ 3~5s） 符合要求 ③ 平堰上的液流高度 how?？捎?Francis 公式計(jì)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(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。 孔速 ).( 9 100 ???? smpFu v 浮閥數(shù) n=02ud4sπ ?V = 個(gè)）（ 0 3 2 ???? ? 查《化學(xué)工程手冊(cè) 3》取 無(wú)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(wèn)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(xué)校核 （ 1）氣相通過(guò)浮閥塔板壓力降，查《塔的工藝計(jì)算》得公式 ?hhhh fcp ??? 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 干版阻力 )(02 )(220 mgp uph lwvmc ??? ???? 液層阻力，查《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》 Lf hh 0?? 充氣系數(shù) 0? 取 。 )( mhh Lf ??? ? 0 5 0 2 2 5 ????? fcp hhh 單板壓降 )( 5 0 paghp Lp ?????? ? （ ，符合設(shè)計(jì)要求） （ 2）淹塔 為了防止淹塔現(xiàn)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(xué)工程手冊(cè) 3》 )() ()( 220 mhl slh wd ?????? 所以 )( mhhhH dlpd ??????? 查《化學(xué)工程手冊(cè) 3》對(duì)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(jì)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(xué)工程手冊(cè) .3》 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 泛點(diǎn)率 = ％ ?????bFlSvwlwvwsAkcllv ?? ? )( mwdl dL ?????? )(2 1 6 0 3 2 9 8 2mAAA fTb ?????? Ll —— 板上液體留經(jīng)長(zhǎng)度 m； bA —— 板上液流面積 2m ； Fc —— 泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，取 ； k —— 特性系數(shù)，取 。 泛點(diǎn)率 = ％％ 384 ???? ????? （ 80％，符合要求 。） 塔板負(fù)荷性能圖 （ 1）霧沫夾帶線，按泛點(diǎn)率為 80％計(jì)算： ????????ss lv 整理得 ???? ss lv ?sv 與 ?sl 分別取值獲得一條直線，數(shù)據(jù)如下表 ?sl 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) ?sv （ 2）液泛線 查《塔的工藝計(jì)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(jì)算數(shù)據(jù)如下表 ?sl / )/( 3 sm ?sv / )/( 3 sm （ 3）液相負(fù)荷上限線 以降液管內(nèi)停留時(shí)間 s5?? 則 )(0 0 1 9 7 3 2 9 m a x mHAl Ts ?????? ? （ 4）漏液線 對(duì)于 1F 型重閥，查《塔的工藝計(jì)算》 500 ?? vwuF ? )/( 30 smu vw ??? ? )/(0 1 8 1 )( 32020m i n smnudv s ??????? ? （ 5）液相負(fù)荷下限線 取堰上液層高度 mhow ? 查《塔的工藝計(jì)算》 )3600( 32m i n ???wsw l lEh E= 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) )/(00 02 3m i n smls ?? 經(jīng)過(guò)以上流體力學(xué)性能的校核可以將提餾段塔板負(fù)荷性能圖畫出，如圖所示： 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出： 在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn) P(、 ),處在適宜的操作區(qū)內(nèi)。 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。 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(shè)計(jì)符合工藝要求。 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。 具體說(shuō)明： 冷凝量相同，用相同型號(hào)冷凝器時(shí)，臥式殼程冷凝膜傳熱系數(shù)比立式管 內(nèi)或氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 管外的膜傳熱系數(shù)高數(shù)倍。 在殼程冷凝時(shí)，飽和氣體的壓力降比管程小。 冷卻水走管內(nèi)便于清除水垢，且水走管內(nèi)容易保持較高流速，這樣對(duì)于降低水垢的生成速度與提高水膜的傳熱系數(shù)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(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。 第四章 精餾塔的操作 精餾塔 (有再沸器 )開車： 向塔內(nèi)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(shè)計(jì)溫度 待精餾塔回流槽的液位 1/22/3 之間時(shí)，開啟回流系統(tǒng)，做全回流，此時(shí)要控制好塔頂與塔釜的溫度在操作或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)； 氯乙烯精餾工藝初步設(shè)計(jì) 定時(shí)分析回流槽內(nèi)物料的純度，待回流槽內(nèi)物料純度達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求時(shí)，可以向外輸送產(chǎn)品； 同時(shí)打開精餾塔給料閥向塔內(nèi)連續(xù)給料，塔釜物料向外輸送； 時(shí)刻注意塔釜與塔頂?shù)臏囟?，保證溫度在操作或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，此時(shí)在通過(guò)了解塔頂回流比和塔釜再沸器負(fù)荷保證溫度穩(wěn)定； 調(diào)節(jié)各項(xiàng)指標(biāo)都在操作范圍或設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，開車成功； (1)以上的精餾是以塔頂溜出物為產(chǎn)品的精餾操作，如果塔釜液為精餾產(chǎn)品使，要先保證塔釜的產(chǎn)品合格，再進(jìn)行調(diào)節(jié)； (2)如果設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題的話，在保證各項(xiàng)指標(biāo)都在范圍之內(nèi)時(shí)，塔頂與塔釜的物料都應(yīng)給在設(shè)計(jì)范圍內(nèi) 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(gè)方面考慮，通過(guò)控制系統(tǒng)建立并調(diào)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(dòng)、一般自動(dòng)化儀表或智能計(jì)算機(jī)操作。 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。 除流量參數(shù)外，還有壓力、塔釜液位、回流罐液位、塔頂產(chǎn)品組成和塔釜產(chǎn)品組成等參數(shù)。 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。對(duì)于一個(gè)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(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。 產(chǎn)品組成控制可以直接使用產(chǎn)品組成測(cè)定值 , 也可以采用代表產(chǎn)品組成的物性，如密度、蒸氣壓等。最常用的是采用靈敏點(diǎn)溫度。 填料塔為操作瓶頸 填料塔在設(shè)計(jì)氣液負(fù)荷范圍內(nèi)操作可取得所需的分離效率 ,超過(guò)此 負(fù)荷范圍 ,會(huì)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。 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。 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。壓力較高 ,有時(shí)降低壓力可提高處理能力 ,在高壓、相對(duì)揮發(fā)度低及相對(duì)揮發(fā)度隨壓力升高而降低很大的場(chǎng)合 ,降壓操作處理量提高較大。 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。相反 ,若上段為瓶頸 ,冷進(jìn)料降低了上段的氣液相負(fù)荷 ,代價(jià)是下段填料負(fù)荷有所增加。 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。過(guò)熱進(jìn)料影響上段的分離效率 ,過(guò)冷進(jìn)料影響下段的分離效率 ,一般認(rèn)為過(guò)冷進(jìn)料對(duì)塔本身的分離效率影響不大 ,只有一塊理論板 ,但對(duì)高效填料塔影響會(huì)超過(guò)此值 ,對(duì)于液氣比很高的場(chǎng)合影響也會(huì)超過(guò)此值。 過(guò)冷進(jìn)料提高進(jìn)料以上段的處理能力是以降低進(jìn)料以下段的分離效率為代價(jià)的。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。 3 增加操作的穩(wěn)定性 填料塔阻力小 ,持液量低 ,耐波動(dòng)性能差。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