内容发布更新时间 : 2024/5/31 18:21:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
(3-3)
令g = gVC+gC2H2， 除去不凝气后剩余气相总量为：
2.0896+0.1017+88.1291+0.1531 = 90.4735 kmol/h 可得：
gC2H2?P总g?0.8183??2.0896?g?P?C2H2?C2H290.4735?g
?gVC?P总?88.1291?gVC??PVC ?g?0.818390.4735?g联立以上计算式，代入数据，利用试差法计算， 可得：
gC2H2 = 0.4660 kmol/h = 12.1235 kg/h = 10.4384 Nm3/h
gVC = 2.4039 kmol/h = 150.2438 kg/h = 53.8474 Nm3/h
则冷凝的C2H2量为：
2.0896-0.4660 = 1.6236 kmol/h = 42.2461 kg/h
冷凝的VC量为：
88.1291-2.4039 = 85.7252 kmol/h = 5357.8250 kg/h
由以上计算可得全凝器的物料衡算如表3-13所示：
表3-13 第二冷却器的物料衡算表
名称?输入物料?输出物料?kg/h 54.3923 —— 3.6891 19.3514 10.0652 ——
kmol/h 2.0896 —— 0.1272 0.6911 0.1017 ——
Nm3/h 46.8070 —— 2.8495 15.4811 —— ——
kg/h? 12.1253 42.2461 3.6891 19.3514 —— 10.0652
kmol/h 0.4660 1.6236 0.1272 0.6911 —— 0.1017
Nm3/h 10.4384 —— 2.8495 15.4811 —— ——
C2H2(g) C2H2(l) 空气 N2 EDC(g) EDC(l)
H2O(g) H2O(l) VC(g) VC(l) 总??计?
2.7589 —— 5508.0688 —— 5598.3257
0.1531 —— 88.1291 —— 91.2918
3.4294 —— —— —— 68.5670
—— 2.7589 150.2438 5357.8250 5598.3048
—— 0.1531 2.4039 85.7252 91.2918
—— —— —— —— 86.0458
3.11 水分离器的物料衡算
水分离器的主要作用是从液相混合物中将水分离出去。
原料液中如果含有大量的水势必会改变原料液的组成，不仅给低沸塔分馏带来负担，而且不同的组成会影响塔内的稳定，给生产带来危险。
由机后冷却器、全凝器冷却出来的液体粗氯乙烯借位差进入水分离器。液体粗氯乙烯等物质的密度小于水的密度，所以在水分离器中水在下，其他液体在上，其原理类似于分液漏斗。这样，液体可借密度差连续分层，从而除去水。
经水分离器分离后的原料液可进入低沸塔进行蒸馏。 水分离器的物料衡算如下表3-14所示。
表3-14 水分离器物料衡算表
输入物料?名????称?输出物料?机后冷却器?kg/h
C2H2(l)?VC(l)?EDC(l)?H2O(l)?总?????计?
—— 3022.3622 57.8366 95.4519 3175.6507
kmol/h —— 48.3578 0.5844 5.2970 54.2392
全凝器?kg/h 42.2461 5357.8250 10.0652 2.7589 5500.6358
kmol/h 1.6236 85.7252 0.1017 0.1531 89.1400
kg/h? 42.2461 8380.1872 67.9018 98.2108 8676.2865
kmol/h 1.6236 134.0830 0.6861 5.4501 143.3792
3.12 尾气冷凝器的物料衡算
为了进一步分离从第二冷却器出来的尾气中含有的VC，在第二冷却器后而增设一个尾气冷凝器，此冷凝器用-33℃的冷冻盐水作冷冻剂，其操作温度-20℃，
在此温度下，N2，空气仍被看作不凝气来处理。
查表3-9知，在-20℃，VC、C2H2饱和蒸气压分别为77.9 KPa、148 KPa。 设冷凝后气体中含有的VC、C2H2的物质的流量分别为：gVC，gC2H2，假设冷凝的液态混合物为理想溶液。 则由拉乌尔公式：
*PA?PA?xA
(3-3)
令g = gVC+gC2H2， 除去不凝气后剩余气相总量为： 0.4660 + 2.4039 = 2.8699 kmol/h 可得：
gC2H2?P总g?0.8183?0.4660?g??P?C2H2?C2H22.8699?g
?gVC?P总?2.4039?gVC??PVC ?g?0.81832.8699?g联立以上计算式，代入数据，利用试差法计算， 可得：
gC2H2 = 0.2353 kmol/h = 6.1225 kg/h
gVC = 0.1220 kmol/h = 7.625 kg/h
则冷凝的C2H2量为：
0.4660 – 0.2353 = 0.2307 kmol/h = 6.0028 kg/h
冷凝的VC量为：
2.4039 – 0.1220 = 2.2819 kmol/h = 142.6188 kg/h
由以上计算可得全凝器的物料衡算如表3-13所示：
表3-15 尾气冷凝器物料衡算表
输入物料?名称?输出物料?kg/h 12.1253 kmol/h 0.4660 Nm3/h 10.4384 kg/h? 6.1225 kmol/h 0.2353 Nm3/h 5.2707 C2H2
C2H2(l) N2 空气 VC(g) VC(l) 总???计?—— 19.3514 3.6891 150.2438 —— 185.4096 —— 0.6911 0.1272 2.4039 —— 3.6882 —— 15.4811 2.8495 53.8474 —— 82.6164 6.0028 19.3514 3.6891 7.6250 142.6188 185.4096 0.2307 0.6911 0.1272 0.1220 2.2819 3.6882 —— 15.4811 2.8495 2.7328 —— 26.3341
3.13 低沸塔的物料衡算
低沸塔又称为乙炔塔或初馏塔，是用来从粗氯乙烯中分离出乙炔和其它低沸点馏分的精馏塔。
低沸塔有两处进料口F1，F2，F1来自水分离器，F2来自尾气冷凝器； 设：塔顶蒸汽含乙炔的摩尔分数为： XD=30% (mol)
塔底残液含乙炔的摩尔分数为： XW=0.001% (mol) 进料液中含乙炔的摩尔分数为：
1.6236?100% = 1.19% XF1=
1.6236?134.0830?0.68610.2307?100% = 9.18% XF2=
0.2307?2.2819操作温度可视为氯乙烯和乙炔混合液的蒸发温度，tD=-5℃，tW=50℃。 设进料为F kmol/h，塔顶馏出液为D kmol/h，塔底残液为W kmol/h，计算时按清晰分割计算，从而可求出各组在塔顶馏出物和塔底釜液中的含量。 根据
D+W=F1+F2 (3-4)
D·XD+W·XW=F1·XF1+F2·XF2
(3-5) 代入数据解得： D = 6.1745 kmol/h
W = 132.7308 kmol/h 则塔顶馏出液含乙炔的量为：
6.1745 × 0.3 = 1.8524 kmol/h = 48.2167 kg/h
塔釜液中乙炔的含量为：
132.7308 × 0.001% =0.001327 kmol/h = 0.03453 kg/h
VC在塔顶馏出液中的量:
6.1745 – 1.8524 = 4.3221 kmol/h = 270.1313 kg/h
其摩尔分数为: 4.3221?100%= 70% 6.1745由于按清晰分割计算，EDC为重组分，则应全部出现在釜液中，所以塔底釜液中EDC的含量为0.6861 kmol/h，所占摩尔分数为：
0.6861?100% = 0.52%
132.7308VC在塔釜液中的含量为：
132.7308 – 0.001327 – 0.6861 = 132.0434 kmol/h = 8252.7108 kg/h 其摩尔分数为：
132.0434?100% = 99.48%
132.7308由以上计算可得低沸塔物料衡算如表3-16所示。
???
表3-16低沸塔物料衡算表?
进料(F)?名?称?塔顶馏出物?D??塔底釜残液?W??kg/h
C2H2?VC?EDC?
总?计?
kmol/h 1.8543 136.37 0.6861 138.91
mol% 1.33 98.17 0.49 100
kg/h 48.217 270.13 —— 318.35
kmol/h 1.8524 4.3221 —— 6.1745
mol% 30 70 —— 100.00
kg/h 0.0345 8252.7 67.901 8320.7
kmol/h 0.0013 132.04 0.6861 132.73
mol% 0.001 99.48 0.52 100.00
48.249 8522.8 67.902 8638.9
3.14 高沸塔的物料衡算
高沸塔又称二氯乙烷塔或精馏塔，是用来从粗氯乙烯中分离出1,1-二氯乙烷