【正文】 ................................ 34 進(jìn)料泵的選擇 .................................................................................................................... 34 回流泵的選擇 .................................................................................................................... 34 第四章 工藝流程 ..................................................................................................................................... 35 第五章 精餾塔的節(jié)能設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 36 精餾塔節(jié)能概述 .......................................................................................................................... 36 節(jié)能方案 ..................................................................................................................................... 36 第六章 設(shè)計(jì)結(jié)論 ..................................................................................................................................... 39 設(shè)計(jì)總結(jié) ................................................................................................................................................. 40 致謝 ........................................................................................................................................................ 41 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................. 42 附錄 1 一般設(shè) 計(jì)安全規(guī)范 ...................................................................................................................... 43 附錄 2 設(shè)計(jì)過程中主要符號(hào)說明 ........................................................................................................... 44 附錄 3 Aspan 軟件模擬結(jié)果 ................................................................................................................... 46 摘 要 精餾 、吸收、解析 作為典型的化工分離單元操作廣泛用于 液體混合物 的 分離 ，特別是 在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。本設(shè)計(jì) 目標(biāo)是進(jìn)行 低烴氣體 混合物 的分離 ，根據(jù)要求選用 篩板 精餾塔， 設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要 包含物料橫算、塔板數(shù)確定、塔高塔徑計(jì)算、流體力學(xué)驗(yàn)算、 輔助設(shè)備 設(shè)計(jì)及工藝流程圖等六個(gè)部分。 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)為： 塔高 米 、塔徑 米 、 5 塊 理論板 、 全塔效率 47%、 11 塊實(shí)際板（ 不 含再沸器）、第 6 塊板為加料板 ；通過 干 板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗(yàn)算， 塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求；塔頂使用全凝器，部分回流 。 本設(shè)計(jì)在節(jié)能方面主要采用 內(nèi)部能量熱集成 方法，通過在進(jìn)料板附近設(shè)計(jì)提餾段上 升蒸汽壓縮機(jī)和精餾段液體中間加熱器，實(shí)現(xiàn)了熱能的有效回收利用并減少塔底蒸汽用量。 關(guān)鍵詞 ： 醋酸乙酯 ； 醋酸丁酯 ； 精餾 ；篩板塔；精餾塔 節(jié)能 設(shè)備選型及典型設(shè)備設(shè)計(jì) 1） 典型非標(biāo)設(shè)備 —— 精餾塔 /吸收塔 的工藝設(shè)計(jì)，編制計(jì)算說明書。 2） 典型標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 —— 換熱器的選型設(shè)計(jì)，編制計(jì)算說明書。 3） 其他重要設(shè)備的設(shè)計(jì)及選型說明。 4） 編制設(shè)備一覽表。 Abstract As a typical chemical separation distillation unit operation was widely used in the separation of liquid mixtures especially in the chemical， petrochemical， light industry and other industrial production process. The design goal of this program are separation the mixture of ethyl acetate and butyl acetate. In this program, the separation of sieve plate distillation column is used according to the design requirements. The main sections of the design include the material calculation， plate number of the tower, tower diameter calculation， checking of fluid dynamics， design of affiliated equipment and flow chart of six parts. The height of the tower is m and the diameter of the tower is m. It needs five theoretical plates to separate the mixture and the whole tower efficiency is 47%. It should have 11 actual plates (excluding the reboiler) and the sixth tray is the feeding tray. According to the fluid checking calculation of the pressure drop ， leakage， flooding， and entrainment， it can be demonstrated that the tray structure parameters satisfy the design requirements pletely. The full condenser and part of reflux are used in top of the tower. The method of internal energy saving heat integration method is the main design in this program. The results shows the energy saving method is effective. Keywords： ethyl acetate。 butyl acetate。 distillation。 sieve column。 distillation energy 緒 論 化工生產(chǎn)中常需進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的?；ト芤后w混合物的分離 有多種方法 例如精餾、萃取、膜分離等 ， 其中 精餾是最 為 常用。 精餾所進(jìn)行的是氣 (汽 )、液兩相之間的傳質(zhì)，而作為氣 (汽 )、液兩相傳質(zhì)所用的塔設(shè)備，首先必須要能使氣 (汽 )、液兩相得到充分的接觸，以達(dá)到較高的傳質(zhì)效率。 氣－液傳質(zhì)設(shè)備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精餾操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔為逐級(jí)接觸型氣－液傳質(zhì)設(shè)備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣－液接觸元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔 、 穿流多孔板塔、舌形塔、浮動(dòng)舌形塔和浮動(dòng)噴射塔等多種。板式塔在工業(yè)上最早使用的是泡罩塔 (1813 年 )、篩板塔 (1832 年 )，其后，特別是在本世紀(jì)五十年代以后，隨著石油、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了大批新型塔板，如S 型板、浮閥塔板 、 多降液管篩板、舌形塔板、穿流式波紋塔板、浮動(dòng)噴射塔板及角鋼塔板等。一般而論，板式塔的空塔速度較高，因而生產(chǎn)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價(jià)低，檢修、清洗方便，故工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛。 目前從國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用情況看， 篩板塔 的應(yīng)用 越來越 廣泛 ， 主要是因?yàn)樗哂校? (1) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。 (2) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。 (3) 塔板效率高，比泡罩塔高 15％左右。 (4) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 同時(shí)， 篩板塔 也存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在： (1) 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 (2) 操作彈性較小 (約 2～ 3)。 (3) 小孔篩板容易堵塞。 第一章 設(shè)計(jì) 原則與步驟 設(shè)計(jì) 任務(wù) 醋酸乙酯 是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，具有優(yōu)異的溶解性、 快干性，用途廣泛，是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑 。其主要用途有：作為工業(yè)溶劑，用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中；作為粘 合劑，用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)；作為提取劑，用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)；作為香料原料，用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。 醋酸丁酯廣泛用于聚氯酯漆、丙烯酸樹酯漆、硝基漆、過氧乙烯漆等稀釋劑 ； 在日光燈中螢光粉粘合劑 ， 涂飾劑生產(chǎn) 中作 溶劑 ； 在醫(yī)藥工業(yè)中可作生產(chǎn)紅霉素的有機(jī)溶劑 ； 還用作樟腦、礦油、油脂、合成樹脂、天然及合成橡膠、照相軟片、香料等的良好溶劑 。 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離 醋酸乙酯 醋酸丁酯 混合物。對(duì)于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用 60℃ 進(jìn)料，將原料液送入精餾塔內(nèi)。 塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。 設(shè)計(jì)原則 總的原則是盡可能多地采用先進(jìn)的技術(shù)，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低能耗的原則，具體考慮以下幾點(diǎn)。 ⑴ 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。由于工業(yè)上原料的濃度、溫度經(jīng)常有變化，因此設(shè)計(jì)的流程與設(shè)備需要一定的操作彈性，可方便地進(jìn)行流量和傳熱量的調(diào)節(jié)。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜 部位，以便能通過這些儀表來觀測(cè)和控制生產(chǎn)過程。 ⑵ 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求 要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備與基建的費(fèi)用，如合理利用塔頂和塔底的廢熱，既可節(jié)省蒸汽和冷卻介質(zhì)的消耗，也能節(jié)省電的消耗?；亓鞅葘?duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。冷卻水的節(jié)省也對(duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用有影響，減少冷卻水用量，操作費(fèi)用下降，但所需傳熱設(shè)備面積增加，設(shè)備費(fèi)用增加。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些。 ⑶ 保證生產(chǎn)安全 生產(chǎn)中應(yīng)防止物料的泄露，生產(chǎn)和使用易燃物料車間的電器均應(yīng)為 防爆產(chǎn)品。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設(shè)備應(yīng)具有一定剛度和強(qiáng)度。 設(shè)計(jì) 步驟 本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì) 醋酸乙酯 醋酸丁酯 二元 液體混合 物系的分離， 由于分離要求非常高，因此選用精餾操作來實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。 根據(jù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中各種常見板式塔的特點(diǎn)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，本設(shè)計(jì)選用篩板精餾塔。 一般