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    8.1  塔板压降 22

    8.2  液面落差 22

    8.3  液沫夹带 23

    8.4  漏液 23

    8.5  液泛 23

    9  塔板负荷性能 23

    9.1  漏液线 23

    9.2  液沫夹带线 23

    9.3  液相负荷下限线 24

    9.4  液相负荷上限线 24

    9.5  液泛线 24

    10  塔设计结果汇总及精馏塔设计简图如下 25

    结论 28

    参考文献 29

    致谢 30

    1  前言

    氯乙烷是一种重要的有机化工原料,广泛应用于香料、农药,医疗、染料等行业,然而其生产过程中会产生副产物二甲醚和二乙醚,在硫酸干燥的时候,二甲醚和二乙醚会碳化变成黑色酸液,严重污染环境,浪费资源。所以,如何除去二甲醚和二乙醚对生产高纯度氯乙烷具有重要的意义。

    二甲醚和二乙醚是两种重要的精细化工产品,用途十分广泛。二甲醚主要用作气雾制品喷射剂、致冷剂、燃料、杀虫剂、喷漆、涂膜、抛光剂、防锈剂、烷基化试剂、聚合物的催化剂和稳定剂等。二乙醚是一种优良的有机优溶剂[1]。在医药工业、毛纺、棉纺工业、火药工业等领域有广泛的用途。因此,加快我国二甲醚和二乙醚产品的生产与利用,会取得显著的经济效益和社会效益。

    精馏塔是分离混合组分的常用方式。蒸馏主要属于气液两相间的传质过程,是分离液体混合物的常用方法,是传质过程当中最重要的单元操作之一,蒸馏的理论依据是依据溶液中各组分蒸汽压的差别,即各组分在相同的温度、压力下,按其挥发性能不一样(或沸点不相同)来实现分离目的。例如,设计所选取的氯甲烷-氯乙烷体系,加热氯甲烷(沸点-24.2℃)和氯乙烷(沸点12.5℃)的混合物时,由于氯甲烷的沸点较氯乙烷为低,即氯甲烷挥发度较氯乙烷高,故氯甲烷比氯乙烷容易从液相中汽化出来。如果将汽化的蒸汽全部冷凝,便可得到氯甲烷组成远远高于原料的产品,依此进行多次汽化及冷凝,便可将氯甲烷和氯乙烷分离。在多次进行部分汽化再部分冷凝以后,最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分,而在液相中得到较纯的难挥发组分。

    塔设备主要包括如下两类:板式塔、填料塔两大类。在各类塔型中,目前应用中最广泛的是筛板塔、浮阀塔和泡罩塔。筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于筛板塔的流体力学研究难度较大,其操作不易被掌握,所以没有被广泛采用。五十年代以来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了比较完善的设计方法。筛板塔最突出的优点是结构简单,造价低廉,而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题,适当控制漏液。实际操作表明,筛板在一定程度漏夜状态下操作,其板的效率明显降低,操作的负荷范围比泡罩塔小,但设计良好的塔操作弹性仍可达到2~3。对一个具体达到分离过程,设计中选择何种塔型,应该根据分离效率、生产能力与操作弹性塔压力降等要求,并结合制造、造价、维修等因素进行综合考虑。

    本设计是针对1万吨氯乙烷(含1%氯甲烷)混合溶液这一两元物系运用精馏法进行氯乙烷的提纯,根据给出原料的性质及组成、产品的性质及组成,对精馏塔的塔高、塔径进行物料衡算和设计。

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