【正文】 F=氯乙烯 二氯烷 D=432kmol/h氯乙烯 W= 圖31 高沸精餾塔表31 高沸塔物料衡算計算結果組分進料F塔頂D塔底W 流量432 由表31可知物料平衡。 高沸塔塔板數的確定 氯乙烯—二氯乙烷的汽液相平衡數由化學化工物性數據手冊查得氯乙烯，二氯乙烷的飽和蒸汽壓如下表32，33所示：表32 氯乙烯的飽和蒸汽壓氯乙烯40℃60℃80℃100℃蒸汽壓表33 二氯乙烷的飽和蒸汽壓二氯乙烷40℃60℃80℃100℃蒸汽壓 根據表32，33氯乙烯，二氯乙烷的飽和蒸汽壓，利用泡點方程 計算出氯乙烯，二氯乙烷的汽液相平衡數據如下表34：表34 氯乙烯，二氯乙烷的汽液相平衡數溫度T液相中乙炔的摩爾分數汽相中乙炔的摩爾分數406080100 圖32 最小回流比 最小回流比和操作回流比采用圖解法求最小回流比，在圖的對角線上自作垂線ef即為進料線線，該線與平衡線的交點坐標為：故最小回流比 故取操作回流比為（ ～）。 精餾塔的氣液相負荷 求操作線方程精餾段操作線方程：提餾段操作線方程： 圖解法求理論板層數采用圖解法，如圖33所示，求得理論板層數為：總理論板層數NT=，進料板位置NF=2。圖33 圖解法求取塔板數實際板層數的求?。嚎紤]到二氯乙烷與氯乙烯屬于非同類化合物與理想溶液的拉烏爾定律有較大的誤差，故取板效率為30%。所以：精餾段實際板層數N精=1/≈4 提餾段實際板層數N提=≈19 高沸塔其他物性數據的計算精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算，以精餾段為例進行計算： 操作壓力計算塔頂操作壓力 每層塔板壓降 進料板壓力 精餾段平均壓力 操作溫度的計算依據操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中氯乙烯和二氯乙烷的飽和蒸汽壓由安托尼方程計算，計算結果如下：塔頂溫度： ℃進料板溫度： ℃精餾段平均溫度： ℃ 平均摩爾質量計算塔頂平均摩爾質量計算： 查平衡曲線得 進料板平均摩爾質量計算：由圖解理論板得： 查平衡曲線得： 精餾段平均摩爾質量： 平均密度的計算a)氣相平均密度的計算由理想氣體狀態(tài)方程計算：b)液相平均密度的計算液相平均密度依據下式計算：c)塔頂液相平均密度的計算由℃， 查化學化工物性數據手冊得： d)進料板液相平均密度的計算： 由℃， 查化學化工物性數據手冊得： 進料板液相的質量分率：精餾段液相平均密度： 液相平均表面張力的計算液相平均表面張力依據下式計算：a)塔頂液相平均表面張力的計算： 由℃，查化學化工物性數據手冊得： B0進料板液相平均表面張力的計算：由℃，查化學化工物性數據手冊得：， c)精餾段液相平均表面張力： 高沸精餾塔的塔體工藝尺寸的計算 塔徑的計算精餾段的氣，液相體積流率為：由式中C按計算，其中由化工設計書查取，圖的橫坐標為：取板間距，板上液層高度則：由化工設計書查取得：，則空塔氣速為： 由化工設計書，按照標準塔徑圓整后為：塔截面積為：實際空塔氣速為： 高沸精餾塔有效高度計算精餾段有效高度為提餾段有效高度為故精餾塔的有效高度為 高沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下： a)堰長：由化工設計書 取 b)溢流堰高度hW：由選用平直堰，堰上液層高度由化工設計書式 近似取，則取板上清液層高度 故 c)弓形降液管寬度和截面積由查化工設計書得 ，故 由化工設計書驗算液體在降液管中停留時間，即﹥5s故降液管設計合理。d)降液管底隙高度由化工設計書取則 故降液管底隙高度設計合理。 塔板布置l 塔板的分塊由化工設計書，因，故塔板采用分塊式。由化工設計書得，塔板分為3塊。l 邊緣區(qū)寬度確定由化工設計書，取l 開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)面積由化工設計書式其中 l 篩孔計算及其排列本例所處理的物系無腐蝕性，由化工設計書，可選用碳鋼板，取篩孔直徑.。篩孔按正三角形排列，取孔中心距 由化工設計書，篩孔數目為： 由化工設計書，開孔率為： 氣體通過閥孔的氣速為： 高沸塔接管的選型 進料管的選型計算 進料流量 進料的平均摩爾質量 進料的平均密度 由化工原理書得： 一般液體流速為，氣體流速為 由，取μ=2m/s 則由化工原理書附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用：， 其內徑為 塔頂氣體進入冷凝管的選型計算 塔頂氣體流量 塔頂氣體的平均摩爾質量 塔頂氣體的平均密度 由化工原理書得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用：， 其內徑為 塔頂回流管的選型計算塔頂回流量 塔頂回流的平均摩爾質量 塔頂回流的平均密度 由化工原理書得：一般液體流速為，氣體流速為由， 取則由化工原理書附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用：，其內徑為 塔底出液管徑的確定塔底出液量 塔底出液的平均摩爾質量 塔底出液的平均密度 由化工原理書得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用：， 其內徑為 塔底蒸汽進料管的選型計算塔底蒸汽流量 塔底蒸汽的平均摩爾質量 塔底蒸汽的平均密度 由化工原理書得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書附錄二十一中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用：， 其內徑為最后完成了精餾工序段的計算及設備選型 結 論 在此次的畢業(yè)設計中，我的設計任務是年產10萬噸的氯乙烯精餾段工藝設計，本次設計主要包括三大部分：緒論、計算和總結。對于氯乙烯精餾段的工藝設計計算，其中計算部分又包括：物料衡算、塔板數的確定、最小回流比的確定、精餾段氣液相負荷的計算、粘度的計算、精餾塔中各組分的摩爾分率的計算以及低沸塔和高沸塔中物料接管的選型等。 在物料衡算中，主要是對低沸塔、高沸塔和塔頂全凝器的物料衡算，在此次的設計中，對于塔板數的確定，主要有低沸塔塔板數的確定和高沸塔塔板數的確定，在此過程中采用的是圖解法，可能存在一些誤差，這是設計中的不足之處，在最后的設備選型中，所選的設備型號及一些尺寸可能不是很完整，由于條件限制，只選了其中的幾個，通過和老師的交流一致達成共識，最后完成了此次的畢業(yè)設計。參考文獻[1] 王正烈， 周亞平. 物理化學[M]. 高等教育出版社. 2001， 20：130.[2] 廖正品. 我國PVC加工行業(yè)的發(fā)展狀態(tài)與趨勢[J]. ， 3： 36， 24.[3] 姚玉英. 化工原理[M]. 天津大學出版社. 1999： 155157.[4] [M]. 北京： 化學工業(yè)出版社，2002：1924.[5] 廖巧麗， [M]. ： 97108.[6] 陳敏恒. 化工原理[M]. 化學工業(yè)出版社. 2000： 2735.[7] 陳國理. 壓力容器及化工設備[M]. 華南理工大學出版社. 1995： 7680.[8] 陳洪鈁， [M]. 化學工業(yè)出版社. 1995： 1419.[9] 潘國昌， [M]. 清華大學出版社. 1996： 1746.[10] 孫岳明， [M]. 科學出版社. 2000： 124.[11] 楊岳， [M]. 中國鐵通出版社. 2000： 3477.[12] 張順心， [M]. 天津科技大學出版社. 200： 1463.致 謝在本設計的寫作過程中，我的指導老師劉發(fā)強老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。寫作畢業(yè)設計是一次再系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)設計的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。最后感謝化工系和我的母校新疆工業(yè)高等專科學校三年來對我的大力栽培。 37