至低沸塔进行一级精馏去除乙炔和氮气、氧气等低沸物，再送至高沸塔经二级精馏除去二氯乙烷等高沸物，在塔顶可得到纯度大于99.95%的精制单体送至聚合工序。 A — 轻组分 ： C2H2 沸点温度： t = -83.6℃ B — 产品VC ： CH2CHCl 沸点温度： t = -13.9℃ C — 重组分 ： CH2ClCH2Cl 沸点温度： t = 57～60℃ 以上沸点均为常压。 I已知条件：
在精馏段以前由于二氯乙烷的含量极少，故将其视为氯乙烯一同进行各种物料和热量衡算。由于此时要精制氯乙烯故将其视为单一化合物进行计算。由前面转化器的物料衡算可知，此转化器的转化率为95%，主反应的收率为94.44%，因此得：均以小时计算 二氯乙烷的摩尔质量：21.479 kmol 氯乙烯的摩尔质量 ： 385.413 kmol 乙炔的摩尔质量 ： 22.691 kmol
总的进料量 ： F = 21.479+385.413+22.691
= 429.583 kmol （3-10） II 设计条件：
操作压力： 0.7MPa 进料热状况：泡点进料 回流比： R = 2Rmin 单板压降： ≤0.7 kpa 板效率： 30%
原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率及其对应的沸点： xF = 0.05 t = 40℃ xD = 0.3 t = -5℃ xW = 0.00001 t = 50℃ III 精馏塔的物料衡算：
乙炔的摩尔质量： MA = 26 kgkmol 氯乙烯的摩尔质量：MB = 62.5 kgkmol 总物料衡算： 429.583=D+W
乙炔物料衡算：429.583×0.05=0.3D+0.00001W （3-11）
联立解得：
D = 71.597 kmol
= 1.34 （3-13） 3.2.1求精馏塔的气、液相负荷 L = RD
= 1.34×71.597
= 95.94 kmol = （40-5）2 = 17.5 ℃ II平均摩尔质量
塔顶平均摩尔质量的计算： MVD = 0.3×26+（1-0.3）×62.5
= 51.55 kgmol 进料板平均摩尔质量的计算： MVF ≈ 62.5 kgmol
∴ 精馏段的平均摩尔质量： MVm = （51.55+62.5）2
= 57 kgmol 取 MVm≈MLm III平均密度
气相平均密度的计算： 由理想气体状态方程计算，即
液相平均密度的计算：
液相平均密度依下式计算，即
塔顶液相平均密度的计算： 由tD = -5℃，由手册[6]查得：
（3-19） 3-20） （3-21）
（3-22）
（ ?A?470kg/m3?B?948kg/m3?LDm?1?726.38kg/m30.3/470?0.7/948
（3-23）
进料板液相平均密度计算 由tF = 40℃，由手册查得：
?A?230kg/m3?B?890kg/m3
此处由于aB教大，故可近似为?LFm?890kg/m3精馏段液相平均密度为：
?Lm?（890?726.38）/2?808.19kg/m3 IV.液体表面张力的计算：
液相平均表面张力可依下式计算，即
由手册查得，液相平均表面张力近似为2.567 mNm V塔径的计算：
精馏段的气、液相体积流率为：
由
式中C由手册查图得，图的横坐标为:
Lh?L1/V()2n?V?0.000188?36008080.161?3600(.191/216.51)?0.082 取板间距HT=0.4m,板上液层高度hL=0.06m 则，HT-
再由图得C20=0.068
3-24） 3-25）
3-26）
3-27） 3-28） 3-29）
（
（ （ （（ （C?C20(?L20)0.20.2?2.567??0.068????20?0.0451umax?0.0451?0.312m/s（3-30）
808.19-16.5116.51
取安全系数为0.7，则空塔气速为 u=0.7umax
= 0.7×0。312 = 0.218 ms
按标准塔径圆整后为 D = 1.0m 塔截面积为：
实际空塔气速：
3.2.4精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为：
提留段有效高度为：
在进料板上方开一人孔，其高度为 0.6m 故精馏塔的有效高度为：
3.2.5管径的计算
二氯乙烷的摩尔质量： 氯乙烯： 乙炔：
二氯乙烷的密度： 氯乙烯的密度： 乙炔的密度： （1）进料管径的计算
（3-31） （3-32）
（3-33）
（3-34）
3-35）
3-36）
3-37）
（（（摩尔分率：二氯乙烷 0.045 氯乙烯 0.897 乙炔 0.058
所以M?0.045?99?62.5?0.897?0.058?26?62.03kg/kmol （3-38）
??1235?0.045?1380?0.897?620?0.058?1329.4kg/m （3-39）
所以 qv,v?429.583?62.03?5.57?10?3m3/s（3-40）
1329.4?3600
取
3所以D?4?5.57?10?3.14?1.6?67mm 所以选用的无缝钢管，其内径为
u?4?5.57?10?3重新核算流速：3.14?(0.067)2?1.58m/s （2）塔顶蒸汽管径
摩尔分率：乙炔 0.3 氯乙烯 0.7
所以 M?62.5?0.7?0.3?26?51.55kg/kmol ??1.293?2.15?0.7?1.293?0.91?0.3?2.30kg/m3 所以q167.54?51.55v,v?2.30?3600?1.04m3/s 取
所以
所以选用的无缝钢管，其内径为
重新核算流速：u?4?1.043.14?(0.239)2?23.2m/s （3）回流管径
经计算得： q71.597?62.5v,v??0.9?10?31380?3600m3/s 取
所以 D?4?0.9?10?33.14?2?24mm 所以选取的无缝钢管，其内径为
3-41） 3-42） 3-43）
3-44）
3-45）
3-46）
3-47） 3-48）
3-49） （
（
（ （
（（
（
（
（