【正文】 北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I 萬(wàn)噸年醋酸反應(yīng)精餾工序工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第 1 章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)............................................1第 節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù) .............................................2第 節(jié) 產(chǎn)品的主要用途 .......................................2第 節(jié) 設(shè)計(jì)地區(qū)大自然條件 ...................................2第 節(jié) 原料和輔助原料及產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格 .........................3第 節(jié) 車(chē)間的三廢處理 .......................................4第 2 章 工藝論證及工藝論述.....................................5第 節(jié) 生產(chǎn)方法的論述 .......................................5第 節(jié) 生產(chǎn)原理的論述 .......................................5 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)醋酸的方法................................... 5 生產(chǎn)原理................................................5第 節(jié) 工藝流程論證 .........................................6 氧化部分................................................6 蒸餾部分................................................6第 節(jié) 工藝流程敘述 .........................................6 氧化部分 ................................................6 蒸餾部分................................................6第 3 章 工藝設(shè)備的選擇........................................8第 節(jié) 氧化塔的選擇 .........................................8第 節(jié) 乙醛儲(chǔ)罐的選擇 .......................................8第 節(jié) 蒸發(fā)器的選擇 .........................................8第 節(jié) 脫低沸塔的選擇 .......................................8第 節(jié) 脫高沸塔的選擇 .......................................9第 4 章 工藝條件及控制項(xiàng)目....................................10第 節(jié) 確定生產(chǎn)條件 ........................................10 催化劑的濃度...........................................10 氧化塔的反應(yīng)溫度.......................................10 氧化塔塔頂壓力的控制...................................10北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II 蒸發(fā)器溫度.............................................10 脫低沸塔及脫高沸塔的溫度壓力...........................10第 節(jié) 工藝條件一覽表 ......................................11第 節(jié) 生產(chǎn)控制一覽表 ......................................12第 5 章 物料衡算..............................................14第 節(jié) 氧化部分物料衡算 ....................................14第 節(jié) 蒸發(fā)器物料衡算 ......................................17第 節(jié) 脫高沸塔物料衡算 ....................................18第 節(jié) 脫低沸塔物料衡算 ....................................19第 6 章 熱量衡算：............................................20第 節(jié) 氧化部分熱量衡算 ....................................20第 節(jié) 蒸發(fā)器熱量衡算 ......................................22第 節(jié) 脫低沸物塔熱量衡算 ..................................25第 節(jié) 脫高塔熱量衡算 ......................................28第 7 章 設(shè)備計(jì)算..............................................31第 節(jié) 循環(huán)泵的計(jì)算與選型 ..................................31第 節(jié) 脫低沸物塔的設(shè)備計(jì)算 ................................32第 節(jié) 脫高沸塔設(shè)備計(jì)算： ..................................45第 節(jié) 脫低、脫高塔的接管計(jì)算 ..............................47主要符號(hào)說(shuō)明.................................................51設(shè)備一覽表...................................................52參考文獻(xiàn).....................................................53致 謝.....................................................54北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1前 言本設(shè)計(jì)是依據(jù)北京化工大學(xué)下達(dá)的任務(wù)書(shū)和模擬中國(guó)石油吉林石化公司電石廠醋酸裝置設(shè)計(jì)而成。在此，我要感謝指導(dǎo)教師和同學(xué)們對(duì)我的大力支持。雖然經(jīng)過(guò)了近三年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，但是只是初步掌握工藝設(shè)計(jì)的一般程序和方法，綜合運(yùn)用能力有待進(jìn)一步提高。在今后的工作實(shí)踐中仍然希望得到老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，使自己分析、解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力得到提高。受時(shí)間，水平有限等因素影響，并且還是初次搞設(shè)計(jì)，因此，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和存在的問(wèn)題是在所難免的，敬請(qǐng)給予批評(píng)指正，使我在此基礎(chǔ)上得到更大的提高。北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第 1 章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)是根據(jù)吉化公司電石廠醋酸生產(chǎn)車(chē)間的多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)下廠實(shí)習(xí)和調(diào)研。并全面查閱有關(guān)醋酸生產(chǎn)工藝方面的文獻(xiàn)、資料、尤其是乙醛氧化法生產(chǎn)醋酸的文獻(xiàn)，分析對(duì)比各種工藝路線、流程的優(yōu)、缺點(diǎn)。結(jié)合我們所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，在指導(dǎo)老師的幫助下經(jīng)過(guò)初步計(jì)算、核算后，根據(jù)所給的任務(wù)書(shū)、生產(chǎn)條件設(shè)計(jì)的。第 節(jié) 產(chǎn)品的主要用途(1) 制醋酸乙炔。醋酸乙炔是乙烯醇、維尼綸纖維的主要原料。(2) 制醋酸纖維素。醋酸和醋酸纖維素均廣泛用于制造塑料、人造絲、噴漆、照相底片、及染料醫(yī)藥等。(3) 制醋酸酯類(lèi)溶劑。醋酸酯大量用作工業(yè)溶劑。噴漆、增塑劑、藥物、香料等。(4) 制氯醋酸和醋酸鹽。氯醋酸是制除草劑的原料。(5) 織物的整理劑。醋酸可做尼龍、丙烯纖維織物的整理劑。(6) 用于制藥工業(yè)?？勺魃a(chǎn)維生素、抗生素、荷爾蒙的原料。(7) 制取乙?；衔?。第 節(jié) 設(shè)計(jì)地區(qū)大自然條件平均氣壓 最高溫度 ℃最低溫度 －38℃ 平均相對(duì)溫度 71% 最深凍土深度 74cm 最大降雪量 420mm平均風(fēng)速 ℃最高水溫 25℃北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第 節(jié) 原料和輔助原料及產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表 11序號(hào) 名稱(chēng) 指標(biāo)名稱(chēng) 指標(biāo) 備注1 乙醛AA丁烯酸AA3水≧≦≦≦質(zhì)量百分比2工業(yè)氧氣 O2N2≧99≦1同上3工業(yè)氮?dú)?N2O2≧99≦1同上4 循環(huán)錳 醋酸錳 ≧95 同上5 工業(yè)水溫度壓力15℃6105Pa6 電 電壓 380/220V7 蒸汽 壓力 8105Pa8 冷卻水 鹽水溫度 15℃原料和輔助原料9 消防水溫度壓力15℃≧產(chǎn)品 成品醋酸乙酸甲酸水丁烯酸≧97≦≦≦同上北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4第 節(jié) 車(chē)間的三廢處理表 12排放量 控制指標(biāo)序號(hào)名稱(chēng) 排出地點(diǎn) 成分時(shí)排量 噸產(chǎn)品 實(shí)際 設(shè)計(jì)處理方法及排放走向1 廢渣二級(jí)品蒸發(fā)器醋酸 %高沸物%醋酸錳%kggg蒸發(fā)器排污是間斷的。2 廢氣尾氣吸收塔氧氣 %二氧化碳%氮?dú)?%%其它 %kg4kg/h520m3/h經(jīng)氣液分離冷凝冷卻水洗等措施后放入大氣3 廢水沖地水檢修水洗水稀酸≤% 不定期排放北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5第 2 章 工藝論證及工藝論述第 節(jié) 生產(chǎn)方法的論述目前世界上生產(chǎn)醋酸的工業(yè)化方法約有六種：亞丁烷法，輕油氧化法，甲醇法，乙烯法，酒精法，電石法。1）乙烯法：乙烯法制醋酸國(guó)內(nèi)有 4 套裝置，生產(chǎn)能力為 萬(wàn)噸/年，占醋酸的生產(chǎn)能力的 60%，乙烯收率和轉(zhuǎn)化率高達(dá) 95%，這是其最大的優(yōu)點(diǎn)。2）丁烷或輕油氧化法：該方法轉(zhuǎn)化率低，選者性差，生成的副產(chǎn)物較多。3）甲醇羰基化法。該方法采用了活性高、選擇性好的銠系催化劑，它一方面可以節(jié)約設(shè)備投資，另一方面促進(jìn)原料利用率的提高，減少了用于回收副產(chǎn)物的設(shè)備投資，提高了它的工藝的經(jīng)濟(jì)性。另外，該法的反應(yīng)系統(tǒng)和精制系統(tǒng)呈一體，可以采用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)巧妙的進(jìn)行工藝控制，實(shí)現(xiàn)操作條件的最優(yōu)化。目前，我國(guó)正在引進(jìn)甲醇羰基合成法，上海引進(jìn)一套十萬(wàn)噸/年醋酸裝置，貴州有機(jī)化工廠引進(jìn)一套六萬(wàn)噸/年醋酸生產(chǎn)裝置。第 節(jié) 生產(chǎn)原理的論述 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)醋酸的方法 本設(shè)計(jì)采用乙醛氧化法制醋酸。 生產(chǎn)原理乙醛和氧氣反應(yīng)生成醋酸其主要反應(yīng)方程式：① %COHCH3231??② %O23)(?③ %3232 C④ %245??⑤ %22323CC?⑥ （全部）HOH?21反應(yīng)機(jī)理：北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6采用的催化劑醋酸錳，在誘導(dǎo)期反應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生足量的三價(jià)錳之后，溶液有了大量的自由基，因此發(fā)生自由基的增長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，迅速而大量地生成過(guò)氧醋酸，過(guò)氧醋酸再與乙醛作用，生成醋酸并放出熱量。催化劑醋酸錳通過(guò)再生循環(huán)使用。第 節(jié) 工藝流程論證 氧化部分從動(dòng)力學(xué)因素和工程因素角度考慮，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)冷自然循環(huán)氧化塔。于此塔各節(jié)間均用篩板隔開(kāi)，有效到限制了液相返混，雖然各節(jié)內(nèi)返混嚴(yán)重，但整塔卻近似于多級(jí)全混釜串聯(lián)，總體的返混程度不大。有利氧化反應(yīng)進(jìn)行；提高轉(zhuǎn)化率。 蒸餾部分蒸餾過(guò)程采用高—低—高的分離方式。這樣可以保證一級(jí)品醋酸的質(zhì)量，避免高沸物在塔底積聚。從能源上講，脫低塔底可以免設(shè)一個(gè)再沸器，可以節(jié)省能量。從質(zhì)量上講，蒸發(fā)器相當(dāng)于一層塔板，有利于反應(yīng)進(jìn)行。 第 節(jié) 工藝流程敘述 氧化部分 由乙醛車(chē)間來(lái)的乙醛，先進(jìn)入乙醛貯罐，再用氮?dú)鈮喝胙趸?104 的底部。該量用自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。氧氣來(lái)自 102 廠，送入氧氣緩沖罐調(diào)節(jié)比例后分五段進(jìn)氧化塔104，其量各自有調(diào)節(jié)閥及儀表顯示。由 102 廠空分車(chē)間來(lái)的氮?dú)?，減壓后送入氮?dú)饩彌_罐，自動(dòng)調(diào)節(jié)后以 5080 立方米/小時(shí)的流量送入 104 頂部。催化劑醋酸錳調(diào)節(jié)定量后加入 104 底部，使錳含量在 %，兩小時(shí)后關(guān)閉，開(kāi)始錳循環(huán)工藝。氧化塔 104 塔內(nèi)氧化成粗醋酸，控制適宜溫度，由遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷卻水流量控制，氧化塔 104 頂部排出的廢氣，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器分離后，液體回到 104 塔底，氣體進(jìn)入冷凝器 107，冷凝液回流 104 底，未冷凝的液體進(jìn)入洗滌管，總酸大于 95%的粗醋酸流入中間貯罐 127 以備精制，104 塔的液面由串級(jí)調(diào)節(jié)自動(dòng)控制在溢流口上方200800m 處。氧化反應(yīng)出現(xiàn)異常時(shí)，手動(dòng)電磁