【導讀】學生應在教師指導下按時完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，獨立完成。選題有一定的理論意義與實踐價值，必須與所學專業(yè)相關。設計方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)充分可靠。格式規(guī)范，嚴格按系部制定的設計格式模板調(diào)整格式。所有學生必須在規(guī)定時間交論文初稿。1學習態(tài)度努力學習，遵守紀律，作風嚴謹務實，按期完成規(guī)定的任務。類信息并從中獲取新知識的能力。3工作量內(nèi)容充實，工作飽滿，符合規(guī)定字數(shù)要求。作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學中間體或溶劑。因此氯乙烯的發(fā)展前景很好。流程，對主要的設備為參數(shù)進行了計算和設計。通過對原料和中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的各種性質的分析和。氯乙烯單體和合成工段生產(chǎn)原理的了解和掌握，制定出了合理的生產(chǎn)方案及工藝流程。并繪制了相應的工藝流程圖和設備圖。

　　

【正文】 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 ),(e 作垂線 ef 即為進料線 q 線，該線與平衡線的交點坐標為： ?qy ， ?qx 故最小回流比 ： 0 3 )()(m in ???? qqqD xyyxR 故取操作回流比為 ?R （高沸塔的操作回流比為 ~ ）。 精餾塔的氣液相負荷 hK m o lRDL ???? hK m o lDRV 2 7 01 8 0)()1( ?????? hK mo lFLL / ?????? hK m o lVV /270??? 求操作線方程 精餾段操作線方程： ???? xxVDxVLyD 提餾段操作線方程： 0000 ?????????? xxVWxVLyW 圖解法求理論板層數(shù) 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 25 圖 33 圖解法求取塔板數(shù) 采用圖解法求得理論板層數(shù)為： 總理論板層數(shù) ?TN ， 進料板位置 2?FN 。 實際板層數(shù)的求?。? 考慮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(shù) ： ??精N 提餾段實際板層數(shù) ： ??提N 高沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計算 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)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 ： K P aP D 5 13 5 0 1 ??? 每層塔板壓降 ： KPaP ?? 進料板壓力 ： K P aP F ???? 精餾段平均壓力 ： K P aP M 5 22) 5 5 1( ??? 操作溫度的計算 依據(jù)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： 20?DT ℃ 進料板溫度： 50?FT ℃ 精餾段平均溫度： 352)5020( ???MT ℃ 平均摩爾質量計算 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 26 塔頂平均摩爾質量計算： ?? LD YX 查平衡曲線得 ： ?LX K m o lkgM V D M )( ?????? K m o lkgM L DM 8 2 )9 9 0 ( 9 0 ?????? 進料板平均摩爾質量計算： 由圖解理論板得： ?FY 查平衡曲線得： ?FX K m o lkgM VFM )9 9 7 ( 9 7 ?????? K m o lkgM L F M )9 7 1 ( 7 1 ?????? 精餾段平均摩爾質量： K m o lkgM VM )( ??? K m o lkgM LM )( ??? 平均密度的計算 （ 1） 氣相平均密度的計算 由理想氣體狀態(tài)方程計算： ? ? 3/ mkgRT MP M VMMVM ??? ???? （ 2） 液相平均密度的計算 液相平均密度依據(jù)下式計算： iiLMa?? ??1 （ 3） 塔頂液相平均密度的計算 由 20?DT ℃ ，查化學化工物性數(shù)據(jù)手冊得： 3913 mkga ?? 31176 mkgb ?? ? ? 3/???? （ 4） 進料板液相平均密度的計算 由 50?FT ℃ ，查化學化工物性數(shù)據(jù)手冊得： 3857 mkga ?? 31127 mkgb ?? 進料板液相的質量分率： )( ????? ??Aa 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 27 ? ? 1 mkgL F M ???? 精餾段液相平均密度： 8 92) 6 1 3( mkgLM ???? 液相平均表面張力的計算 液相平均表面張力依據(jù)下式計算： ?? iiLM x?? （ 1） 塔頂液相平均表面張力的計算 由 20?DT ℃ ，查化學化工物性數(shù)據(jù)手冊 得： mmNA ?? mmNB ?? ? ? mmNL D M ??????? （ 2） 進料板液相平均表面張力的計算 由 50?FT ℃ ，查化學化工物性數(shù)據(jù)手冊得： mmNA ?? mmNB ?? mmNL F M )( ??????? （ 3） 精餾段液相平均表面張力 mmNLM )( ???? 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： smVMV VMVMS ????? ? smLML LMLMS ????? ? 由VVLCu ? ?? ??m ax 式中 C 按 )20( LCC ?? 計算，其中 20C 由 文獻 [2]查取，圖的橫坐標為： 212/1 ?????????????????? /VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ， 則： mhH LT ?? 20C 由 文獻[2]查取得 ： 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 28 ?C ??????????????? LCC ? smu a x ??? 由 文獻 [2]取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu m a x ???? muVD S ????? ?? 按照標準塔徑圓整后為： mD ? 塔截面積為： 222 mDAT ???? ?? 實際空塔氣速為： smu 3 30 4 ?? 高沸精餾塔有效高度計算 精餾段有效高度為 ： mHNZ T )14(1 ????? ）（ 精精 提餾段有效高度為 ： mHNZ T )119(1 ?????? ）（ 提提 故精餾塔的有效高度為 ： mZZZ ????? 提精 高沸塔塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因塔徑 mD ? ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下： （ 1） 堰長 WL 取 ： mDL W 7 9 ???? （ 2） 溢流堰高度 Wh 由OWLW hhh ??選用平直堰，堰上液層高度 OWh ： 3/210 ????????? WhOW LLEh 近似取 1?E ，則 ： mlLEhWhOW 3/23/2 ??????? ????????????? 取板上清液層高度 mmhL 40? ， 故 mh W 0 2 1 ??? 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 29 （ 3） 弓形降液管寬度 DW 和截面積 FA 由 ?DLW 得 ： ?TF AA ?DWD 故 ： mAA TF ???? mDW D ???? 驗算液體在降液管中停留時間，即 ： sL HAh TF ??? ????? 故降液管設計合理。 （ 4） 降液管底隙高度 oh 00 3600 uLLhWh? 取 smu ? ， 則 ： mh ??? ?? ????? hh W 故降液管底隙高度設計合理。 塔板布置 （ 1） 塔板的分塊 因 mmD 800? ，故塔板采用分塊式。 得塔板分為 3塊。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 取 mWW SS 39。 ?? ， mWC ? （ 3） 開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積 aA ： ???????? ??? ? rxrxrxA a 1222 s in1802 ? 其中 ， mWWDx sd 3 8 )0 6 4 8 ()(2 ??????? mWDr C ????? ? ? 28 0 0 5 4 1 8 mA a ????? （ 4） 篩孔計算及其排列 本例所處理的物系無腐蝕性，可選用 mm3?? 碳鋼板，取篩孔直徑 mmd 5? 。篩孔按正三角形排列，取孔中心距 ： 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 30 3?dt mmt 1553 ??? 篩孔數(shù)目 n 為： 22 ???? t An a 開孔率為： % 2200 ????????????????? tdAAa? 氣體通過閥孔的氣速為： smAVu S ???? 高沸塔塔板校核 降液管液泛 取板厚 mm3?? ，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。 ??d? ????? FT AA A 由干板孔流系數(shù)圖，確定孔流系數(shù) ?C 。 smAVu S ??? 由式： 20021 ????????? CughLgd ?? ? ?清液柱m 得： mh d 1 2 ??????????? 由式： smAA Vu FT Sa ?????? 故氣相動能因子 : ? ?smkguF VMaa ????? ? 查動能因子 aF 確定充氣系數(shù) ?? 。 由式 : mhhh Ldp 0 5 3 ?????? ? 液柱 由式 : 20 ?????????? hLLhWSr 得： 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 31 mh r 2 ??????? ??? 液柱 取泡沫相對密度 ?? 。 mhhhH rLpd 0 9 7 0 3 5 3 ??????? mhH WT ???? 可見，滿足 ? ?WTd hHH ??? 21，即降液管不會發(fā)生液泛。 液沫夾帶 由式：6????????????????? ?LTFTgV hHAAVe ? 得： 36?????????????????????Ve ???????? 干氣液體干氣液體 kgkgkgkg 0 1 8 ?? 可見液沫夾帶量可以允許。 漏液 由式：4 dhL??? ? 計算克服液體表面張力的作用引起的壓降。 mh ?????? 液柱 由式： ? ?gLOW hhCu ? ???? 0 得： ? ? smu OW ??????? ??? OWuuK 可見不會發(fā)生漏液現(xiàn)象。 由塔板校核結果可見，塔板結構參數(shù)選擇基本合理，所設計的各項尺寸可用。 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 32 高沸塔接管的選型 進料管的選型計算 進料流量 ： hKmolF ? 進料的平均摩爾質量 ： K m o lkgM L F M ? 進料的平均密度 ： mkg?? 由 文獻 [1]得： uqd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 。 由 hmMFq L F MV 6 8 2 ????? ?，取 smu 2? ，則： mmmuqd V ????? 由 文獻 [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用 ： mmmm ?? ， 其內(nèi)徑為 mmd 61)(68 ???? 。 塔頂氣體進入冷凝管的選型計算 塔頂氣體流量 ： hKmolV 270? 塔頂氣體的平均摩爾質量 ： K m o lkgM V D M ? 塔頂氣體的平均密度 ： 3915 mkg?? 由 文獻 [1]得： uqd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 。 由 hmMVq V DMV 1 7 0 ????? ?，取 smu 20? ，則： mmmuqd V 36 ????? 由 文獻 [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用： mmmm 332 ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 26)23(32 ???? 。 塔頂回流管的選型計算 塔頂回流量 ： hKmolL 90? 塔頂回 流的平均摩爾質量 ： K m o lkgM L D M ? 塔頂回流的平均密度 ： mkgL D M ?? ?? 由 文獻 [1]得： 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設計（論文） 33 uqd ? 一般液體流速為 sm3~ ，氣體流速為 sm30~10 。 由 hmMLq L DMV ????? ?，取 smu ? ，則： mmmuqd V 36 ????? 由 文獻 [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細則，確定選用 ： mmmm ?? ，其內(nèi)徑為 mmd 38)(45 ???? 。 塔底出液管徑的確定 塔底出液量 ： hKmolW ? 塔底出液的平均摩爾質量 ： K m o lkgM W ? 塔底出液的平均密度 ： 31158 mkg?? 由 文獻 [1]得：