【導(dǎo)讀】學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，獨(dú)立完成。選題有一定的理論意義與實(shí)踐價(jià)值，必須與所學(xué)專業(yè)相關(guān)。設(shè)計(jì)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(yán)格按系部制定的設(shè)計(jì)格式模板調(diào)整格式。所有學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間交論文初稿。1學(xué)習(xí)態(tài)度努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期完成規(guī)定的任務(wù)。類信息并從中獲取新知識的能力。3工作量內(nèi)容充實(shí)，工作飽滿，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學(xué)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(shè)備為參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。通過對原料和中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的各種性質(zhì)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(yīng)的工藝流程圖和設(shè)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(jìn)料線 q 線，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)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(fù)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(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jìn)料板位置 2?FN 。 實(shí)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(shí)際板層數(shù) ： ??精N 提餾段實(shí)際板層數(shù) ： ??提N 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 ： K P aP D 5 13 5 0 1 ??? 每層塔板壓降 ： KPaP ?? 進(jìn)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(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(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： 20?DT ℃ 進(jìn)料板溫度： 50?FT ℃ 精餾段平均溫度： 352)5020( ???MT ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)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(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)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(zhì)量： K m o lkgM VM )( ??? K m o lkgM LM )( ??? 平均密度的計(jì)算 （ 1） 氣相平均密度的計(jì)算 由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算： ? ? 3/ mkgRT MP M VMMVM ??? ???? （ 2） 液相平均密度的計(jì)算 液相平均密度依據(jù)下式計(jì)算： iiLMa?? ??1 （ 3） 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由 20?DT ℃ ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊得： 3913 mkga ?? 31176 mkgb ?? ? ? 3/???? （ 4） 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 由 50?FT ℃ ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊得： 3857 mkga ?? 31127 mkgb ?? 進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率： )( ????? ??Aa 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)算 液相平均表面張力依據(jù)下式計(jì)算： ?? iiLM x?? （ 1） 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 20?DT ℃ ，查化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊 得： mmNA ?? mmNB ?? ? ? mmNL D M ??????? （ 2） 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 由 50?FT ℃ ，查化學(xué)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(jì)算 塔徑的計(jì)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(jì)算，其中 20C 由 文獻(xiàn) [2]查取，圖的橫坐標(biāo)為： 212/1 ?????????????????? /VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? ， 則： mhH LT ?? 20C 由 文獻(xiàn)[2]查取得 ： 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 ?C ??????????????? LCC ? smu a x ??? 由 文獻(xiàn) [2]取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為： smuu m a x ???? muVD S ????? ?? 按照標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為： mD ? 塔截面積為： 222 mDAT ???? ?? 實(shí)際空塔氣速為： smu 3 30 4 ?? 高沸精餾塔有效高度計(jì)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(jì)算 溢流裝置計(jì)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(xiàng)計(jì)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(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間，即 ： sL HAh TF ??? ????? 故降液管設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)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(jié)果可見，塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇基本合理，所設(shè)計(jì)的各項(xiàng)尺寸可用。 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 高沸塔接管的選型 進(jìn)料管的選型計(jì)算 進(jìn)料流量 ： hKmolF ? 進(jìn)料的平均摩爾質(zhì)量 ： K m o lkgM L F M ? 進(jìn)料的平均密度 ： mkg?? 由 文獻(xiàn) [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(xiàn) [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細(xì)則，確定選用 ： mmmm ?? ， 其內(nèi)徑為 mmd 61)(68 ???? 。 塔頂氣體進(jìn)入冷凝管的選型計(jì)算 塔頂氣體流量 ： hKmolV 270? 塔頂氣體的平均摩爾質(zhì)量 ： K m o lkgM V D M ? 塔頂氣體的平均密度 ： 3915 mkg?? 由 文獻(xiàn) [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(xiàn) [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細(xì)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(jì)算 塔頂回流量 ： hKmolL 90? 塔頂回 流的平均摩爾質(zhì)量 ： K m o lkgM L D M ? 塔頂回流的平均密度 ： mkgL D M ?? ?? 由 文獻(xiàn) [1]得： 化學(xué)與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xiàn) [1]附錄 十七 中查普通無縫鋼管的選用細(xì)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(zhì)量 ： K m o lkgM W ? 塔底出液的平均密度 ： 31158 mkg?? 由 文獻(xiàn) [1]得：