【正文】 An a 開孔率為： % 2200 ????????????????? tdAAa? 氣體通過閥孔的氣速為： smAVu S ???? 低沸塔塔板校核 降液管液泛 取板厚 mm3?? ，取篩孔直徑 mmd 50 ? 。 （ 2） 邊緣區(qū)寬度確定 取 mWS ? ， mWC ? 。 （ 4） 降液管底隙高度 0h 00 3600 uLLhWh? 取 smu ? ，則： mh ??? ?? ????? hh W 故降液管底隙高度設(shè)計合理。 圖 24 低沸 精餾塔示意圖 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 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： 2121 ??????????????????VLhhVL ?? 取板間距 mHT ? ，板上液層高度 mhL ? 則： mhH LT ?? 20C 由 文獻[2]查取，得： ?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 ?? 精餾塔有效高度計算 精餾段有效高度為： )114(1 ????? THNZ ）（ 精精 提餾段有效高度為： )19(1 ????? THNZ ）（ 提提 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 故精餾塔的有效高度為 ： ????? 提精 ZZZ 低 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。 所以：精餾段實際板層數(shù) ： ??精N 提餾段實際板層數(shù) ： ??提N 低沸塔其他物性數(shù)據(jù)的計算 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算，以精餾段為例進行計算。39。39。39。 ????? hK m o lVV 39。 低沸塔塔板數(shù)的確定 乙炔 氯乙烯的汽液相平衡數(shù) 由化學化工物性數(shù)據(jù)手冊查得乙炔，氯乙烯的飽和蒸汽壓如下表 22， 23所示 ： 表 22 氯乙烯的飽和蒸汽壓 氯乙烯 ℃ 40 20 0 20 蒸汽壓 KPa 表 23 乙炔的飽和蒸汽壓 乙炔 ℃ 40 20 0 20 蒸汽壓 KPa 1486 2635 4347 根據(jù)乙炔，氯乙烯的飽和蒸汽壓，利用泡點方程 ： ???BABpp ppx ??? xppy A?? hK m o lF ?乙炔 氯乙烯 hKmo lD ? 乙炔 氯乙烯 hK m o lW ?乙炔 氯乙烯 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 計算出乙炔的汽液相平衡數(shù)據(jù)如下表 24： 表 24 乙炔的汽液相平衡數(shù) 溫度 T ℃ 液相中乙炔的摩 爾分數(shù)AX 汽相中乙炔的摩爾分數(shù) AY 40 20 0 20 圖 22 最小回流比的確定 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 q線，該線與平衡線的交點坐標為 ： ?qy ， ?qx 。為了便于計算，假設(shè)一次性把乙炔蒸餾完全。 粗氯乙烯溶液中各組分組成的計算 粗氯乙烯溶液流量為 ，則 氯乙烯的質(zhì)量分數(shù) %90 ，即 ： % ?? 乙炔的質(zhì)量分數(shù) %2 ，即 ： % ?? 二氯乙烷的質(zhì)量分數(shù) %2 ，即 ： % ?? 水的質(zhì)量分數(shù) %6 ，即 ： % ?? 全凝器物料衡算 hK m o lW 0 0 ???水 hK m o lD V C M ??? hK m o lD ??乙炔 hK m o lD 5 5 ??二氯乙烷 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 故原料液流量 ：二氯乙烷乙炔水 DDDWF V C M ???? 8 ???? ? 低沸塔的物料衡算 在低沸塔中，主要進行氯乙烯和乙炔的分離，而不考慮二氯乙烷的影響。 精餾要求 精氯乙 烯含量 %（質(zhì)量比），乙炔含量 ≤%。 低沸塔操作條件 操作壓力（表壓） ，塔頂溫 度 30℃ ，進料板溫度 5℃ ，塔釜溫度 50℃ ；回流比 510，單板壓降 ，全塔效率 30%。因此以下精餾塔設(shè)計包括低沸塔與高沸塔設(shè)計。 氯乙烯精餾形式 本 設(shè)計 主要以新疆氯堿行業(yè)普遍 采用的乙炔法制氯乙烯為例。此后各地相繼投產(chǎn)，到 1970年已經(jīng)發(fā)展到 20家，原料聚乙烯單體全部采用電石乙炔法制得，隨著我國的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐步開始建設(shè)乙烯氧化制氯乙烯的生產(chǎn)裝置。聯(lián)合平衡法充分利用廉價的原料，基本上不生成副產(chǎn)物，目前西方世界 90%以上的氯乙烯產(chǎn)量是用該法生產(chǎn)的。至此以后，乙烷全部取代乙炔成為制備氯乙烯的原料。將該法中的原料從石腦油換成石油，則成為原油裂解法，可得到高濃度的乙炔、乙烯的混合氣體，而且可從副產(chǎn)物的芳香族的焦油、瀝青的物質(zhì)中制造熱煤油或碳纖維等物質(zhì)，具有綜合的經(jīng)濟效益。 從 1940年起，氯乙烯的生產(chǎn)原料，乙炔開始被乙烯部分取代，首先將乙烯直接氯化成 1， 2二氯乙烷（ EDC ），再加以熱裂解制得氯乙烯，裂解產(chǎn) 生的氯化氫仍被用在乙炔氯化氫法中。1902年， Biltz將 1， 2二氯乙烷進行熱分解也制得氯乙烯，但當時由于聚合物的科學和生產(chǎn)技術(shù)尚不成熟，他的發(fā)現(xiàn)沒有導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)的結(jié)束。也常稱為氯乙烯單體（ VCM ），在世界上是與乙烯和氫氧化鈉等并列的最重要的化工產(chǎn)品之一。迄今為止，全世界氯乙烯裝置 %93 以上采用乙烯法，在工業(yè)發(fā)達國家如日本，以全部淘汰了乙炔法，僅在 我國及其它發(fā)展中國家仍占有相當比重。乙烯氯乙烯又名乙烯基 氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，為無色、易液化氣體，是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，是生產(chǎn)聚氯乙烯塑料的單體；或與醋酸乙烯、丙烯腈制成共聚物，用作粘合劑、涂料、絕緣材料和合成纖維，也用作化學中間體或溶劑。該過程一旦開發(fā)成功，可為煉氣廠、油田氣中乙烷生產(chǎn)氯乙烯提供了一條新的技術(shù)路線。但是，平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯，隨著石油資源的日益短缺和對氯乙烯供不應(yīng)求矛盾的日益尖銳，這一工藝也暴露出它的弊端。軟的聚氯乙烯具有堅韌柔軟、耐彎曲、有彈性、耐寒等優(yōu)點，所以常用作電線電纜的絕緣包皮，以代替鉛皮、橡膠與紙張等，聚氯乙烯糊是將聚氯乙烯的顆粒分散在液體懸浮介質(zhì)中，形成高粘度狀的混合物，用于制造人造革、零件及日常生活用品。聚氯乙烯制成得到的門和窗具有較好的隔熱、隔冷、隔音性能好的以及耐腐蝕、耐潮濕、耐霉爛等特點。氯乙烯的聚合物廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑及人們的日常生活中，例如；硬的聚氯乙烯具有強度高、質(zhì)量輕、耐磨性能好等特點。 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 氯乙烯的主要應(yīng)用是在工業(yè)上進行均聚反應(yīng)或共聚的以上生產(chǎn)高聚物。 （ 6） 做好職業(yè)性體檢對氯乙烯作業(yè)工人應(yīng)認真進行就業(yè)前和定期性 （ 每年一次 ）體檢。 （ 5） 定期檢測氯乙烯作業(yè)環(huán)境的空氣中氯乙烯濃度要定期檢測。這樣使聚氯乙烯成品的熱加工中，釋放氯乙烯單體的量極大減少，減少了污染和危害。 清釜用高壓水 ? ?MPa10 清洗，避免了工人直接接觸氯乙烯。 （ 2） 清釜技改以往聚合釜人工清釜，一釜一清，清釜工要接觸大量氯乙烯。 預(yù)防措施 （ 1） 設(shè)備密閉氯乙烯制造和聚氯乙烯制造過程中，都必須做好管道的密閉。如呼吸困難，給吸氧。 （ 3） 吸入迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。 急性中毒現(xiàn)場處理 （ 1） 皮膚接觸立即脫去被 污染的衣著，用肥皂水和流動清水徹底 沖 洗皮膚，并就醫(yī)。 （ 2） 中毒臨床表現(xiàn)：急性中毒。 職業(yè)危害 （ 1） 接觸機會：在氯乙烯和聚氯乙烯的生產(chǎn)過程中，都有接觸氯乙烯的可能，尤其是生產(chǎn)聚氯乙烯的聚合釜的清理，清釜工的慢性氯乙烯中毒可能性最大。 氯乙烯的危害及防治 氯乙烯是無色易液化的氣體，與空氣形成可爆炸性混合物，難溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮和二氯乙烷，易聚合。反應(yīng)是在裝滿觸媒的轉(zhuǎn)化器中進行。 （ 1） 液相法 液相法系以氯化亞銅和氧化銨的酸性溶液為觸媒，其反應(yīng)過程是向裝有含 12~15%鹽酸的觸媒溶液的反應(yīng)器中，同時通入乙炔和氯化氫，反應(yīng)在 60℃ 左右進行，反應(yīng)后的合成氣再經(jīng)過凈制手續(xù)將雜質(zhì)除去。 其生產(chǎn)方法又可分為液相法和氣相法。 H g C lCHC l C HH g C lCHCH ????? 2 H g C lC H C lC H C lC l H gH g C lH g C lCHC l C H ??????? 2 22 ClHgC H C lC H C lH g C lC H C lC H C lC l H g ?????? 或： HgC H C lC l C HHgClCHCHClH g C lCHCH ?????????? 2 此法以 2HgCl 做觸媒，活性炭作載體，在列管式固定床轉(zhuǎn)化器內(nèi)進行。 當混合氣中氯化氫過量多時，所生成的氯乙烯能再與過量的氯化氫反應(yīng)生成 1， 1 二氯乙烷。但這種可能很小。 乙炔法 ： 即以一定純度的氯化氫與一定純度的乙炔氣體以 1： ～ 合后，在 2HgCl 觸媒作用下，在 180~100 ℃ 作用下，反 應(yīng)生成氯乙烯。工業(yè)上合成氯乙烯的方法有： (1)乙炔法； (2)烯炔法； (3)乙烯氧氯化法； (4) 乙烷氧氯化法。全世界 %9 的氯乙烯單體都用于生產(chǎn)聚氯乙烯，我國目前沒有專門的氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，所有的氯乙烯裝置均與聚氯乙烯裝置配套建設(shè)，完全一體化。在目前電石法 PVC 利潤空間比較大的時候，新建裝置一定要防止低水平的重復(fù)建設(shè)，要廣泛吸收同行 業(yè)的先進技術(shù)和經(jīng)驗，真正做到高起點、高水平。 2020年我國的電 石法 PVC 主導(dǎo)了全國的 PVC 市場，出現(xiàn)了一個暴利時代。由于目前中國 PVC 生產(chǎn)的原料路線、資源分布和環(huán)境要求的不同，尤其是電石法 PVC 的工藝技術(shù)已十分成熟，資源有保證。 氯乙烯的生產(chǎn)方法 目前，從國內(nèi)十大 PVC 生產(chǎn)商的工藝和原料路線的現(xiàn)狀分析，我國 PVC 生產(chǎn)中乙烯法、電石法和 VCMEDC 法基本各占 31 ，呈現(xiàn)三足鼎立之勢，是世界各大 PVC 生產(chǎn)國中僅有的兼有乙烯法、電石法、 VCMEDC 法 3種裝置共存的國家。 ② 燃燒（分解）產(chǎn)物燃燒時，分解生成氯化氫和光氣等有毒和腐蝕性煙霧。 （ 6） 穩(wěn)定性與反應(yīng)性： ① 化學穩(wěn)定性極易燃。 ② 受熱及未添 加或耗盡抑制劑的情形下會發(fā)生放射性聚合反應(yīng)。 化學與環(huán)境工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 ② 通常加酚為抑制劑以防止聚合。由于雙鍵的存在，因此氯乙烯能發(fā)生氧化、加成、裂解、 取代、均聚、共聚等一些列化學反應(yīng)。氯乙烯是重要的有機化工產(chǎn)品，它的主要用途是生產(chǎn)聚聚氯乙烯。氯乙烯的兩個反應(yīng)部分，氯原子和雙 鍵，能進行的化學反應(yīng)很多。 （ 2） 感光性：會進行迅速的光化學氧化作用與聚合反應(yīng)。氯乙烯有較好的機械強度，優(yōu)異的電介性能，但對光和熱的穩(wěn)定性差，其化學式為 CHClCH ?2 ，分子量為 ，熔點為 ℃ ，沸點 ℃ ，臨界壓力為 ， 臨界溫度為 ℃ ，氣化熱為 gJ300 ，與空氣形成爆炸性混合物，其爆炸濃度范圍為 %22~%4 （體積比）。氯乙烯稍溶于水，在 25℃ 時 g100 水中可溶解 氯乙烯；水在氯乙烯內(nèi)的溶解度，在 15℃ 時， g100 氯乙烯可溶解 水。除此之外，氯乙烯易溶解于丙酮、乙醇和烴類，微溶于水，它易燃，與空氣混合爆炸的極限是 %22~%4 ，它對人體有麻醉的作用，對肝臟有影響，可使人中毒，人對氯乙烯的嗅覺感知的質(zhì)量濃度為 mg ，長期的接觸會使人引起消化系統(tǒng)、皮膚組織、神經(jīng)系統(tǒng)等多種癥狀。 關(guān)鍵詞： 氯乙烯，低沸塔，高沸塔