【正文】 232T0301脫水塔14521600203T0401乙酸乙烯酯精制塔682049220040 脫水塔（T0301）計算和校核 類型：規(guī)整填料塔（設計需要） 類型：規(guī)整填料塔。(5) 塔底至重沸器連接管管徑dL取接管內(nèi)流速uw=，連接管的液相流量Lw=315m3/h。(1) 塔頂蒸汽出口管徑dv (51)參考《化工原理課程設計》表35 蒸氣導管中的常用蒸汽速度，取蒸汽流速為35m/s，塔頂蒸汽量為1732m3/h，考慮到生產(chǎn)中操作回流比的變動，Vs取值較大些，為470m3/h，由公式(51)得dv=4**35*3600=查表38取接管的標準系列，接管參數(shù)如下：公稱直徑Dg=150mm,接管外徑厚度δ=1596接管伸出長度200mm，補強圈外徑(D)300mm，補強圈內(nèi)徑（d）163mm。（3）人孔和手孔的選擇 由于本塔的直徑大于800mm，故采用人孔。操作點、操作上限點、操作下限點均處于液相上限線、液相下線線、漏液線和液泛線之間比較合適的位置，塔設備的操作彈性較大。（4）溢流裝置設計溢流堰選用平口堰，降液管選用斜式降液管。所以本塔選用，浮閥塔。其它塔設備的設計結果見本章結尾處表格。壁厚δ為反應器的厚度20mm，則這邊高度為ho=150mm。表52 進出反應器物料表組分進料（kmol/hr）出料(kmol/hr)選擇性C2H41450O2180C2H4O2600C4H6O20%H2O0CO2550 主體設備的設計由于aspen選型中使用平推流反應器，在實際工業(yè)實施使用固定床列管式反應器，這樣與原先模擬得到的數(shù)據(jù)最接近。反應器選擇RPlug反應器，即平推流反應器。引進先進設備，亦應反復對比報價，考察設備性能，并易于被國內(nèi)消化吸收改進利用，避免盲目性。（2）先進性 要求設備的運轉可靠性、自控水平、生產(chǎn)能力、轉化率、收率、效率要盡可能達到先進水平。非標準設備工藝設計師根據(jù)工藝條件，通過工藝計算，提出類型、材料、尺寸和其他一些要求。參考文獻[1] 顏藝倩. .[2] 曾禮箐，乙烯法合成乙酸乙烯酯固定床列管式反應器的設計[3] 陳聲宗，化工設計第二版，北京：化學工業(yè)出版社，2008第5章 設備選型 設備工藝設計概述一般情況下,化工設備從總體上考慮可以大體分為兩類,一類通常是被稱標準設或定型設備,這些都是成批成系列生產(chǎn)的設備,可以到經(jīng)銷商那里購買；另外一類則被稱為非標準設備或非定型設備，很多這些都是化工過程中必需要專門設計的特殊設備,不僅生產(chǎn)較少,而且設計業(yè)較復雜。因此在具體設計換熱網(wǎng)絡時候，可以從兩方面出發(fā)：一是物流信息的確定，求出整個系統(tǒng)的所有涉及到加熱冷凝的物流信息；二是考慮到具體物流的熱集成能力以及其他性質(zhì)情況（包括位置等因素），在滿足換熱匹配的要求上進行換熱設計。圖46 原料氣壓縮機C0101物流示意圖表46 原料氣壓縮機C0101能量衡算表項目C0101輸入物流輸出物流23溫度C能量KJ/hr合計KJ/hr凈負荷輸出輸入 全裝置的能量衡算表47 全裝置的能量衡算表設備能量KJ/hr設備能量KJ/hr輸入物流能量KJ/hr輸出物流能量KJ/hrE0101T0201ETHENE5E0102T0301OXYGEN7E0103T0401CO210續(xù)表47設備能量KJ/hr設備能量KJ/hr輸入物流能量KJ/hr輸出物流能量KJ/hrR0101　ACETIC13　　　　　14小計合計凈負荷輸出輸入 熱量合理利用方案及換熱網(wǎng)絡優(yōu)化為了充分利用該工藝過程的能量，降低公用工程消耗，需進行用能的綜合分析。 主要設備的熱量衡算 反應器R0101能量衡算 反應器的能量衡算如表41所示。 (41)其中∑Qin——表示輸入設備熱量的總和 ∑Qout ——表示輸出設備熱量的總和 ∑Q1 ——表示損失熱量的總對于連續(xù)系統(tǒng)： Q+W=∑Hout∑Hin 229。通過計算，可以找出反應與分離設備所需的能量供應，確定加熱劑和冷卻劑的用量。經(jīng)分析，可能的原因有： （1）在模擬導出數(shù)據(jù)過程中，出現(xiàn)約分導致誤差。 主要設備的物料衡算 反應器R0101的物料衡算 反應器的物料衡算如表31a、31b所示。通過計算，從中找出主副產(chǎn)品的生成量，廢物的排出量，確定原材料的消耗與定額，確定各物流的流量、組成和狀態(tài)，確定每一設備內(nèi)物質(zhì)轉換與能量傳遞的速度。溫度升高，反應的速率增加，但反應的選擇性下降，收率也會下降，權衡以上兩方面，控制反應溫度為150℃圖21 乙酸乙烯酯生產(chǎn)溫度對選擇性和時空收率的影響 由圖22可以看出反應壓力對產(chǎn)物生成的影響，有反應方程式可以看出，壓力增加，反應速率會增大，選擇性和收率都會增加，但是壓力過大，能耗大，對設備要求高，安全系數(shù)也會下降。由于反應放熱，少量的CO2存在，有利于反應的排出，同時可抑制乙烯的氧化深度，故生成的CO2留在循環(huán)氣中不斷的循環(huán)。沸騰床反應器的特點是技術成熟，操作安全穩(wěn)定。目前世界上2/3 的聚乙烯醇生產(chǎn)裝置采用石油乙烯法原料路線，占據(jù)聚乙烯醇生產(chǎn)技術的主導地位。但因為該反應的生產(chǎn)成本太高和安全問題，使該反應現(xiàn)在很少使用。主要反應方程式為： C2H4 + CH3COOH+ →C2H3OOCCH3 +H2O副反應：C2H4 + 3O2→2CO2 + 2H2O （2）天然氣乙炔法 以天然氣為原料，部分氧化裂解制得乙炔，采用固定床反應器氣相催化合成醋酸乙烯的天然氣乙炔法，是由法國羅納⑤ 勞動就業(yè)與化工生產(chǎn)自動化水平的關系。在工藝流程設計中，應從以下著重考慮：① 國內(nèi)人民的消費水平以及各種化工產(chǎn)品的消費趨勢。(2) 可靠性。對本設計產(chǎn)品具體要求見表21。與氧化劑能發(fā)生強烈反應。在427℃時自燃，％。 存在問題及建議在醋酸氧化法生產(chǎn)乙酸乙烯酯的過程中，由于乙烯具有較高的活性在反應過程中，應該注意原料和其他管道中乙烯的濃度。 車間的綠化設計根據(jù)車間的總圖布置、生產(chǎn)特點、消防安全、環(huán)境特征，以及當?shù)氐耐寥狼闆r、氣候條件、植物習性等因素綜合考慮，合理布置和選擇綠化植物。 （3）工藝裝置、壓力氣體的放空選用適用于該種氣體特性的放空消音器. （4）管道設計與調(diào)節(jié)閥的選型考慮防止振動和噪聲，避免截面突變；管道與強烈振動的設備連接處選用柔性接頭；對輻射強、有噪聲的管道，應采取隔聲，消聲措施?？傮w上來看，本廠的廢氣排放極少。（6）加強生產(chǎn)管理，減少原材料和動力消耗。（3）加快高效水穩(wěn)劑的研制及應用。重復利用冷凝水，減少熱損失成為節(jié)能的主要任務。因此甲醇生產(chǎn)廠址遠離居民區(qū)的郊區(qū)，并且選擇在下風口和河流的下游，以防使居民中毒，危害居民的身體健康。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。廠址的選擇一般遵循以下原則：（1） 廠址的地區(qū)布局應符合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、國土開發(fā)管理的相關規(guī)定；（2） 廠區(qū)的自然條件要符合建設要求；（3） 廠址選擇應按照指向原理，根據(jù)材料、市場、能源、技術、勞動力等生產(chǎn)要素的限度區(qū)位來綜合分析確定；（4） 廠址選擇要考慮交通運輸和通訊設施條件；（5） 便于利用現(xiàn)有生活福利社設施、衛(wèi)生醫(yī)療設施、文化教育和商業(yè)網(wǎng)點等設施；（6） 要注意保護環(huán)境和生態(tài)平衡。由于反應放熱，少量的CO2存在，有利于反應的排出，同時可抑制乙烯的氧化深度，故生成的CO2留在循環(huán)氣中不斷的循環(huán)。本設計工藝是石油乙烯法。 建設規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模：11萬噸/年乙酸乙烯酯整套生產(chǎn)裝置，包括廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)。工藝設計是化工廠設計的核心，決定了整個化工設計的概貌。采用最合適的設備類型，提高產(chǎn)品的收率和純度，增大經(jīng)濟效益。其次我國醋酸乙烯裝置規(guī)模偏小,國外一般都在10萬t/a以上,加拿大1985年己建成了36萬t/ a 的裝置,差距很大。我國有醋酸乙烯生產(chǎn)裝置16套,其中乙烯法僅有2套,年產(chǎn)22萬噸,%。我國自1965年北京有機化工廠從日本引進電石乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯技術以來,依靠自己的力量先后建設了10套萬噸級維綸廠。加之下游用途越來越廣泛，市場需求量繼續(xù)擴大。11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置工藝設計目錄第1章 總論 1 項目概況 1 設計依據(jù) 2 設計原則 2 反應器設計原則 2 塔設備設計原則 2 建設規(guī)模及產(chǎn)品方案 3 建設規(guī)模及產(chǎn)品方案 3 3 建設規(guī)模 3 產(chǎn)品方案 4 廠址選擇 4 能量利用及環(huán)境保護 5 節(jié)能措施 5 主要污染物 6 環(huán)保措施 6 存在問題及建議 8參考文獻 8第2章 工藝流程設計 9 生產(chǎn)方案選擇 9 產(chǎn)品性質(zhì)及規(guī)格標準 9 原料路線確定原則和依據(jù) 9 工藝技術方案比較和選擇依據(jù) 10 操作條件的確定 11 工藝流程設計 13 反應原理 13 裝置工藝原則流程圖 13 工藝流程簡述 13參考文獻 14第3章 物料衡算 15 物料衡算及全流程模擬概述 15 主要設備的物料衡算 15 反應器R0101的物料衡算 15 17 19 20 22 23 操作條件匯總 25 全裝置工藝物料平衡圖設計及繪制（PID繪制詳見附錄） 26 物料衡算結果及小結 26參考文獻 27第4章 熱量衡算 28 熱量衡算概述 28 主要設備的熱量衡算 29 反應器R0101能量衡算 29 脫氧罐V0201能量衡算 30 脫乙酸塔T0201能量衡算 31 32 33 34 全裝置的能量衡算 34 熱量合理利用方案及換熱網(wǎng)絡優(yōu)化 35 各換熱器熱負荷及介質(zhì)用量匯總 35 全裝置熱量平衡圖設計及繪制（附圖12） 36 熱量衡算匯總及小結 36參考文獻 36第5章 設備選型 37 設備工藝設計概述 37 反應器的設計 38 概述 38 主體設備的設計 39 精餾塔的設計 42 概述 42 42 42 塔高的計算 48 48 49 脫水塔（T0301）計算和校核 52 52 52 54 換熱器的計算及選型 54 54（E0102）的計算及選型 54（E0401）的計算及選型 55（E0201）的計算及選型 56（E0103）的計算及選型 58 機泵的計算及設計 60（P0204）設計 60（P0306）設計 61 64 脫氧罐（V0201）的設計 64（V0202）設計 65（V0501）設計 66參考文獻 67第6章 原材料、動力消耗定額及消耗量 68第7章 自動控制 69 典型設備自控方案概述 69 反應器的自控 69 精餾塔的自控 69 精餾塔塔頂部分控制方案 70 精餾塔塔底部分控制方案 71 換熱器的自控 72 容器的自控 73 機泵的自控 74 全裝置PID設計及繪制（見附錄附圖16） 74參考文獻 74第8章 車間及設備布置依據(jù) 75 設計依據(jù) 75 設計范圍 75 車間平面布置方案 75 車間平面布置圖的設計及繪制(見附錄附圖11) 76 設備布置原則 76 典型設備布置方案 76 塔設備的布置 76 換熱器的布置 76 泵的布置 76 罐的布置 77 反應器的布置 77 設備平立面布置圖設計及繪制（見附錄1013） 77參考文獻 77第9章 管道布置設計 78 管道布置設計依據(jù) 78 管道布置設計范圍 78 管道布置原則 78 管道布置方案 78 容器的管道布置 78 換熱器的管道布置 78 管道布置圖平立面設計及繪制（附圖1516） 79參考文獻 79第10章 設計總結 80 本次設計的總結 80 本次設計的缺陷 80 對教學的意見和建議 81附錄 82附圖1 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置原則流程圖（A0501） 82附圖2 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PFD圖(B051) 82附圖3 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PFD圖(B052) 82附圖4 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C051) 82附圖5 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C052) 82附圖6 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C053) 82附圖7 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C054) 82附圖8 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C055) 82附圖9 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置PID圖(C056) 82附圖10 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置設備平面圖(D051) 82附圖11 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置設備平面圖(D052) 82附圖12 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置設備立面圖(D053) 82附圖13 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置設備立面圖(D054) 82附圖14 11萬噸/年乙酸乙烯酯裝置車間平面圖(E052) 82附圖15 11萬噸/年乙酸乙烯酯