【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(jì)算結(jié)果組分進(jìn)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(shù)的確定 氯乙烯—二氯乙烷的汽液相平衡數(shù)由化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)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(jù)表32，33氯乙烯，二氯乙烷的飽和蒸汽壓，利用泡點(diǎn)方程 計(jì)算出氯乙烯，二氯乙烷的汽液相平衡數(shù)據(jù)如下表34：表34 氯乙烯，二氯乙烷的汽液相平衡數(shù)溫度T液相中乙炔的摩爾分?jǐn)?shù)汽相中乙炔的摩爾分?jǐn)?shù)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(duì)角線上自作垂線ef即為進(jìn)料線線，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為：故最小回流比 故取操作回流比為（ ～）。 精餾塔的氣液相負(fù)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(shù)采用圖解法，如圖33所示，求得理論板層數(shù)為：總理論板層數(shù)NT=，進(jìn)料板位置NF=2。圖33 圖解法求取塔板數(shù)實(shí)際板層數(shù)的求取：考慮到二氯乙烷與氯乙烯屬于非同類(lèi)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(shí)際板層數(shù)N精=1/≈4 提餾段實(shí)際板層數(shù)N提=≈19 高沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計(jì)算精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算，以精餾段為例進(jìn)行計(jì)算： 操作壓力計(jì)算塔頂操作壓力 每層塔板壓降 進(jìn)料板壓力 精餾段平均壓力 操作溫度的計(jì)算依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)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(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下：塔頂溫度： ℃進(jìn)料板溫度： ℃精餾段平均溫度： ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算： 查平衡曲線得 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算：由圖解理論板得： 查平衡曲線得： 精餾段平均摩爾質(zhì)量： 平均密度的計(jì)算a)氣相平均密度的計(jì)算由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算：b)液相平均密度的計(jì)算液相平均密度依據(jù)下式計(jì)算：c)塔頂液相平均密度的計(jì)算由℃， 查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： d)進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算： 由℃， 查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率：精餾段液相平均密度： 液相平均表面張力的計(jì)算液相平均表面張力依據(jù)下式計(jì)算：a)塔頂液相平均表面張力的計(jì)算： 由℃，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)得： B0進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算：由℃，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)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(jì)算 塔徑的計(jì)算精餾段的氣，液相體積流率為：由式中C按計(jì)算，其中由化工設(shè)計(jì)書(shū)查取，圖的橫坐標(biāo)為：取板間距，板上液層高度則：由化工設(shè)計(jì)書(shū)查取得：，則空塔氣速為： 由化工設(shè)計(jì)書(shū)，按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為：塔截面積為：實(shí)際空塔氣速為： 高沸精餾塔有效高度計(jì)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(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤(pán)。各項(xiàng)計(jì)算如下： a)堰長(zhǎng)：由化工設(shè)計(jì)書(shū) 取 b)溢流堰高度hW：由選用平直堰，堰上液層高度由化工設(shè)計(jì)書(shū)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(shè)計(jì)書(shū)得 ，故 由化工設(shè)計(jì)書(shū)驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即﹥5s故降液管設(shè)計(jì)合理。d)降液管底隙高度由化工設(shè)計(jì)書(shū)取則 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。 塔板布置l 塔板的分塊由化工設(shè)計(jì)書(shū)，因，故塔板采用分塊式。由化工設(shè)計(jì)書(shū)得，塔板分為3塊。l 邊緣區(qū)寬度確定由化工設(shè)計(jì)書(shū)，取l 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積由化工設(shè)計(jì)書(shū)式其中 l 篩孔計(jì)算及其排列本例所處理的物系無(wú)腐蝕性，由化工設(shè)計(jì)書(shū)，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(shè)計(jì)書(shū)，篩孔數(shù)目為： 由化工設(shè)計(jì)書(shū)，開(kāi)孔率為： 氣體通過(guò)閥孔的氣速為： 高沸塔接管的選型 進(jìn)料管的選型計(jì)算 進(jìn)料流量 進(jìn)料的平均摩爾質(zhì)量 進(jìn)料的平均密度 由化工原理書(shū)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(shū)附錄二十一中查普通無(wú)縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用：， 其內(nèi)徑為 塔頂氣體進(jìn)入冷凝管的選型計(jì)算 塔頂氣體流量 塔頂氣體的平均摩爾質(zhì)量 塔頂氣體的平均密度 由化工原理書(shū)得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書(shū)附錄二十一中查普通無(wú)縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用：， 其內(nèi)徑為 塔頂回流管的選型計(jì)算塔頂回流量 塔頂回流的平均摩爾質(zhì)量 塔頂回流的平均密度 由化工原理書(shū)得：一般液體流速為，氣體流速為由， 取則由化工原理書(shū)附錄二十一中查普通無(wú)縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用：，其內(nèi)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(zhì)量 塔底出液的平均密度 由化工原理書(shū)得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書(shū)附錄二十一中查普通無(wú)縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用：， 其內(nèi)徑為 塔底蒸汽進(jìn)料管的選型計(jì)算塔底蒸汽流量 塔底蒸汽的平均摩爾質(zhì)量 塔底蒸汽的平均密度 由化工原理書(shū)得：一般液體流速為，氣體流速為由，取則由化工原理書(shū)附錄二十一中查普通無(wú)縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用：， 其內(nèi)徑為最后完成了精餾工序段的計(jì)算及設(shè)備選型 結(jié) 論 在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的設(shè)計(jì)任務(wù)是年產(chǎn)10萬(wàn)噸的氯乙烯精餾段工藝設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)主要包括三大部分：緒論、計(jì)算和總結(jié)。對(duì)于氯乙烯精餾段的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，其中計(jì)算部分又包括：物料衡算、塔板數(shù)的確定、最小回流比的確定、精餾段氣液相負(fù)荷的計(jì)算、粘度的計(jì)算、精餾塔中各組分的摩爾分率的計(jì)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(duì)低沸塔、高沸塔和塔頂全凝器的物料衡算，在此次的設(shè)計(jì)中，對(duì)于塔板數(shù)的確定，主要有低沸塔塔板數(shù)的確定和高沸塔塔板數(shù)的確定，在此過(guò)程中采用的是圖解法，可能存在一些誤差，這是設(shè)計(jì)中的不足之處，在最后的設(shè)備選型中，所選的設(shè)備型號(hào)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(gè)，通過(guò)和老師的交流一致達(dá)成共識(shí)，最后完成了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1] 王正烈， 周亞平. 物理化學(xué)[M]. 高等教育出版社. 2001， 20：130.[2] 廖正品. 我國(guó)PVC加工行業(yè)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)與趨勢(shì)[J]. ， 3： 36， 24.[3] 姚玉英. 化工原理[M]. 天津大學(xué)出版社. 1999： 155157.[4] [M]. 北京： 化學(xué)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(xué)工業(yè)出版社. 2000： 2735.[7] 陳國(guó)理. 壓力容器及化工設(shè)備[M]. 華南理工大學(xué)出版社. 1995： 7680.[8] 陳洪鈁， [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社. 1995： 1419.[9] 潘國(guó)昌， [M]. 清華大學(xué)出版社. 1996： 1746.[10] 孫岳明， [M]. 科學(xué)出版社. 2000： 124.[11] 楊岳， [M]. 中國(guó)鐵通出版社. 2000： 3477.[12] 張順心， [M]. 天津科技大學(xué)出版社. 200： 1463.致 謝在本設(shè)計(jì)的寫(xiě)作過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師劉發(fā)強(qiáng)老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。寫(xiě)作畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開(kāi)始。最后感謝化工系和我的母校新疆工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校三年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 37