【正文】 l C3= C30 Cl2 2e 2a AC 1,3Da 1,3De / 28 44 / 0 0 0 O 0 0 0 0 0 O 0 / 0 11,9987 0 0 0 O 0 / 0 0 0 0 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 塔前換熱器 反應(yīng)氣體 氣（ A） + 液（ B）混合物 F ,Zi t=10℃ , P=150KPa 安托因公式 :InPSi=AB/(T+C) 式中 : PSi —— 飽和蒸氣 壓 A,B,C —— 常數(shù) 塔前換熱器 ~9 ~ 根據(jù)上式計算結(jié)果見下表 表 塔前換熱器物料計算 1 組分i An 公式中 lnPiS=A– B/(T+C) PiS(mmHg) Ki=PiS/P=PiS/ A B C DC 2e 2a 3De 12Da 13De – – – 由式 : ∑ xi = ∑ Zi/[Ki+(1Ki)e] 通過試差法得 e= 計算結(jié)果見下表 表 塔前換熱器物料計算 2 組分i 組成Zi Ki xi=Zi/[Ki+(1Ki)e] Kmol/h yi=ai/∑ ai fi=FZi bi=Fexi ai=fibi N2 HCl C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 3 ∞ ∞ 8 / 0 0 7 4 0 0 3 4 8 8 ~10 ~ 表 塔前換熱器物料平衡表 組分 i 進料 Kmol/h 出 料 氣體 A 液體 B Kmol/h Mol% Kg/h Wt% Kmol/h Mol% Kg/h Wt% N HCl C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 7 4 9 9 2 0 1 0,318 1 1 7 1 100.0 1,9089 3 4 9 1 100 0 0 1 0 0 1 1 1 100.0 0 0 4 0 0 5 冷蒸塔 ~11 ~ Pi 氣 PD=140Kpa,tD=40℃ 液態(tài) C3= 回收段， Cu ,i 回收度 Fi=(ai+bi) P=150Kpa,t=10℃ 蒸出段， Si=VKi/L 蒸汽 Pw=160Kpa Tw 殘液（粗氯化物） 計算結(jié)果見下圖 表 冷蒸汽塔換熱器物料計算 1 組分i 進料 F(Kmol） tD, PD,下 KD,i 進料下 Ki T 冷，均 P冷，均 K 冷 ,i T 蒸，均 P蒸，均 K 蒸 ,i TW, PW, 下的 KW,i Cu,i C0,i xi= Cu,i C0,i 1/(1 x i) 氣相 ai 液相 bi N HCl C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 0 0 ∞ ∞ / ∞ ∞ / ∞ ∞ / ∞ ∞ / ∞ ∞ / 0 0 / / 0 0 / / 由公式得 上升氣體量 υ 總 i=(ai+biC0,i)xi)(11 ~12 ~ 回收液體 l 總 ,i,=V 總 .i C u,I(Kmol/h) 殘余氣體 =ViVl(Kmol/h) =V D,i/∑ VD,i XD,i= YD,i/ KD,i 根據(jù)上面的程序 計算結(jié)果見下表 表 冷蒸汽塔換熱器物料計算 2 組分 i ai+biC0 ,i(Kmol/h)i( i V總 L 總 VD,i yD,i xD,i N HCl C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 0 0 0 0 o o 0 0 0 0 由公式 總和液體量 ：υ 總 i=(ai+biCU,i) xi)(11 蒸出氣體： l 總 ,i,=(bi+ aiCU,i) xi)(11 殘余液體： = l 總 ,i－ υ 總 i =V D,i/∑ VD,i XD,i= YD,i/ KD,i 根據(jù)上面的程序 計算結(jié)果見下表 表 冷蒸汽塔換熱器物料計算 3 組分 i ai+biC0 ,i(Kmol/h)i( i V總 L 總 VD,i yD,i xD,i N HCl 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ~13 ~ C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 精餾塔 （低沸塔） (1)按清晰分割計算 (2)由工藝要求給出兩個關(guān)鍵組分 選 l為 2a ， xW,2a≤ 1% (mol%) 選 h為 Ac ， xD,AC≤ 5% (mol%) (3)泡點進料 根據(jù)以上條件 計算 結(jié)算結(jié)果見下圖 表 氯精一塔 物料衡算表 組分 i 進料 F (kmol/h) 塔頂di 塔釜wi C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 0 0 0 0 由上表得 ,D= W=117844 于是計算結(jié)果如下 表 氯精一塔物料平衡表 組分 i 相對揮發(fā)度進料Fi(mol) 進料組成xiF(mol%) 塔頂di(mol) 塔釜wi(mol) 塔頂組成Xi,d(mol%) ~14 ~ a(mol) C3= 2e 2a AC 12Da 13De ∑ 1 / 0 0 0 0 0 0 回流比的計算 : 1)(1, ????????mimdiiifiRa xaqi x???? 其中 :ai －組分 i的相對揮發(fā)度 XiF －進料組分的摩爾組成 q －進料的液相分率 。 =其中 氯氣量： g 氯氣 =G 液氯 = =g 氮氣 = G 液氯 = =： G 丙烯 = g 氯氣 = = g 氯氣 =G 粗 （ ++++ 2） %= G 粗 G 粗 =g 氯氣 247。 7200=液氯的平均分子量： M 平 =71ⅹ =28ⅹ =G 液氯 =W 液率 247。 小結(jié) 要對工業(yè)裝置進行 設(shè)計 ，必須要對工業(yè)流程中各種設(shè)備及單元操作進行分 析，了解物料衡算，能量衡算以及設(shè)備衡算的方法。而塔釜溫度要求為 50℃，則用列管加熱器。由于反應(yīng)的生成物中有大量的 HCl氣體，對各種金 屬設(shè)備的腐蝕性很大，所以在冷蒸塔內(nèi)壁采用石墨磚防腐。具有的計算在設(shè)備計算中?，F(xiàn)有設(shè)備采用絕熱反應(yīng)的型式，必須嚴格控制反應(yīng)溫度，又要求反應(yīng)完全，則在反應(yīng)器的長度上有嚴格的計算要求。 設(shè)備論述及其選擇 氯化反應(yīng)器 因反應(yīng)溫度控制在 500℃，反應(yīng)物和生成物絕大部分屬于易燃，易爆 物品，要求設(shè)備能耐高溫，密封好。 N2由于 K平衡很大，也同樣從冷蒸塔頂出來，并且隨丙烯進入一段壓縮，在水冷卻器河沿冷卻器上直接排空出去。其余的少量 HCl 氣體在堿洗塔中除去，用質(zhì)量百分比濃度為 13—15%的 NaOH 溶液進行噴淋，在塔底時的堿濃度不能超過 6%，并且直接進行排放，除HCl氣體。從塔頂?shù)玫?%的氯丙烯。氯化物進入換熱器與丙烯間直接進行熱交換后進入冷蒸塔，以丙烯液體進入噴淋；丙烯液體汽化吸收熱量進入冷卻器除去高氯化物；從塔頂蒸出丙烯與氯化氫；然后經(jīng)過水洗塔，堿洗塔，除去HCl氣體后進入壓縮機， 除水，除油，干燥，再壓縮，全凝器后進入丙烯貯罐。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含氯化鈣和有機氯化物污水量大，處理費用高，清焦周期短。 ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl + 1/2 Ca（ OH） 2→ ClCH2CHClCH2OH + ClCH2CHOHCH2Cl + 1/2 Ca（ OH） 2→ 丙烯高溫氯化法的特點是生產(chǎn)過程靈活，工藝成熟，操作穩(wěn)定，除了生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷外，還可生產(chǎn)甘油、氯丙烯等重要的有機合成中間體，副產(chǎn) DD 混劑（ 1， 3二氯丙烯和 1， 2二氯丙烷）也是合成農(nóng)藥的重要中間體。 CH2=CHCH2 + Cl2 →CH 2=CHCH2Cl +HCl 氯氣在水中生成次氯酸 (或采用介質(zhì)叔丁醇和氯氣