【正文】 a=104=六、塔內(nèi)所有的液層高度 1．設(shè)此反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng)，則 K1=∴ ∴屬于快反應(yīng)2． 進(jìn)料乙醛的濃度很大，用純乙醛的濃度代替混合液即工業(yè)乙醛的密度 ρ=《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 　　　 ∴進(jìn)料AA的體積 進(jìn)料乙醛的初始濃度3． 亨利系數(shù)H= ∴反應(yīng)速度 rb=KLarmend 4．結(jié)果 蒸發(fā)器 頂排 底排 脫高沸塔 底壓 底溫 頂壓 頂溫 脫低沸塔 串料 頂壓 頂溫 底壓 底溫 回流比Rm= 蒸發(fā)器(E0201)的熱量衡算一、熱量衡算示意圖： 二、不同溫度下各物質(zhì)的恒壓熱容如下：表2—16 不同溫度下各物質(zhì)的恒壓熱容表　　　　單位：kJ/kmol125℃129℃醋酸水甲酸乙酸甲酯三聚乙醛乙醛二醋酸酯丁烯酸注：查自《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)》以丁烯酸代替二醋酸酯三、循環(huán)錳帶出熱量Q1的計(jì)算，循環(huán)錳出口溫度為125℃，物料量及其性質(zhì)見表512按公式Q=WCPΔt計(jì)算QHac=（12525）=Q水=（12525）= kJ/hQHCOOH=（12525）=Q丁烯酸=(++)（12525）= kJ/hQ三聚乙醛=（12525）= kJ/h循環(huán)錳帶出的熱量：Q循環(huán)錳=∑Qi=四、氧化液帶出的熱量的計(jì)算，由于 從氧化塔帶出的熱量即為氧化液帶入的熱量，所以 Q氧化液=五、蒸發(fā)器帶出的熱量的計(jì)算，蒸發(fā)器的溫度為125℃，物料量及其組成見表512125℃時(shí)，各物質(zhì)的焓值及恒壓熱容列于下表：表1—17 物質(zhì)的焓值及恒壓熱容數(shù)值表 單位：kJ/kmol物質(zhì)名稱ΔHCp水醋酸甲酸乙酸甲酯乙醛高沸物注：高沸物以醋酸計(jì)按公式：Q=WCPΔt+ΔHh1Q循環(huán)錳=(4025)=基準(zhǔn)。綜上所述我們應(yīng)該選擇離心泵，在此泵中選擇耐腐蝕泵。 往復(fù)泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)是壓頭高、有自吸作用、效率較高、但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、用電機(jī)帶動(dòng)時(shí)，還需要一套轉(zhuǎn)變動(dòng)力往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。這些指標(biāo)和塔板結(jié)構(gòu)及塔內(nèi)氣液兩相流體的流動(dòng)狀況密切相關(guān)。由于氧化液出口量較大，需要提高較大的容積，而且為能滿足一定的加料量，這樣選擇臥式蒸發(fā)器能滿足上述要求；而且，操作比較方便。為增大冷卻器，可采用分段冷卻。 氧化塔此反應(yīng)是氣液相反應(yīng)，而且放出大量的熱，介質(zhì)具有強(qiáng)烈的腐蝕性，所以選擇反應(yīng)器必須考慮以下幾個(gè)問題：（1） 此反應(yīng)有大量的熱生成，過程的溫度控制要求嚴(yán)格，防止溫度過高。為了避免高沸物在塔底積累，以20~150kg/h的流量將釜液連續(xù)排入蒸發(fā)器E0201A/B，其量及液面由FRC0206和LRCS0201串級(jí)控制。當(dāng)氧化塔發(fā)生事故或停車檢修時(shí)，氧化液放入事故放料槽V0106A/B內(nèi)，然后再送入蒸發(fā)器E0201進(jìn)行處理。催化劑醋酸錳由觸媒配制槽V0104配制后，由泵P0102A/B加入氧化塔底部，~%之間，二小時(shí)后關(guān)閉閥門，停止加入醋酸能，開始循環(huán)錳工藝。 工藝流程的探討一、工藝流程設(shè)計(jì)原則和要求通常，設(shè)計(jì)出的流程要求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，符合國(guó)情和切實(shí)可行。xiii. 易燃，易爆物質(zhì)禁止放在電動(dòng)機(jī)及高溫地點(diǎn)附近。v. 經(jīng)常打掃廠房，操作間極其連接通道得墻壁，玻璃及地面衛(wèi)生，防止?jié)檮澯偷任镔|(zhì)漏在地面，使人滑倒受傷。（5）凡使用潤(rùn)滑油的設(shè)備，一方面要注意油面，同時(shí)要防止漏油，如油漏油在地面上時(shí)，應(yīng)及時(shí)擦凈，以防傷人。（2）氧化塔防爆膜每年大修更換一次。（3） 制取醋酸酯類溶劑 醋酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和戊酯大量用作工業(yè)溶劑。乙醛氧化法制醋酸的生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)書第一篇 設(shè)計(jì)說明第1章 醋 酸 醋酸的生產(chǎn)史 醋酸的性質(zhì)與用途一、 醋酸的物理化學(xué)性質(zhì)醋酸學(xué)名為乙酸，分子式CH3COOH,，是無色透明帶有強(qiáng)刺激性氣味的液體，是最為重要的一種有機(jī)酸，其主要物理性質(zhì)如下表： 表1—1 醋酸的物性項(xiàng)目數(shù)據(jù)熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)（760mmHg）℃密度（）粘度（40℃）臨界溫度℃臨界壓力105Pa臨界密度351kg/m3燃燒熱生成熱閃點(diǎn)℃比熱（20℃）（118～140℃）（140～180℃）熔解熱（℃）汽化熱（℃）自燃溫度565℃爆炸極限（空氣中）4～17%（體積）毒性蒸汽刺激呼吸道及氣管粘膜，液體可燒灼皮膚醋酸是典型的有機(jī)酸，由于游離羰基有很高的穩(wěn)變異構(gòu)現(xiàn)象，因二活性能力較強(qiáng)，切特別穩(wěn)定。多用于噴漆、增塑劑、醫(yī)藥、香料。（3）%控制氣相溫度不得超過液相溫度，一旦超過液相溫度10以上，或氣相溫度突然急劇上升，應(yīng)立即采取措施，否則可能發(fā)生劇烈爆炸。設(shè)備或管道上的溫度計(jì)、壓力表、液面計(jì)、安全閥等裝置必須安全好用，所用的遙控儀表必須符合易燃、易爆生產(chǎn)的安全要求。vi. 所用得設(shè)備必須有良好得接地措試，檫洗設(shè)備及沖洗地面切勿使水接觸電氣開關(guān)插座、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備。xiv. 當(dāng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，并立即通知值班長(zhǎng)，消防調(diào)度室。流程設(shè)計(jì)的具體原則和要求可歸納如下：1． 設(shè)計(jì)的流程符合工業(yè)化學(xué)過程的目地和要求，確保生產(chǎn)合格的產(chǎn)品并達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；2． 盡量采成熟的先進(jìn)技術(shù)、高效率設(shè)備和最適宜的操作條件，以體現(xiàn)流程的先進(jìn)性；3． 充分利用原料，未反應(yīng)物應(yīng)與生成物的產(chǎn)品分離回收和循環(huán)利用；副產(chǎn)物要加工成副產(chǎn)品，并減少?gòu)U料的產(chǎn)生和排放；4． 合理安排各種不同品位能量的交換利用，充分利用反應(yīng)熱，注意回收一切可利用的能量盡量減少能量損失。氧化塔內(nèi)連續(xù)氧化成粗醋酸，反應(yīng)生成的熱量由設(shè)置在氧化塔內(nèi)的冷卻蛇管中通入的冷水帶走。2．蒸餾工序粗醋酸不斷由氧化液中間槽V0107流至蒸發(fā)器E0201中，以遠(yuǎn)距離自動(dòng)調(diào)節(jié)閥FRC0202調(diào)節(jié)控制氧化液中間槽V0107的液面和蒸發(fā)液面。進(jìn)入脫高沸物塔T0202的醋酸，經(jīng)分餾，塔頂溫度由遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)閥FRC02TRC0202串級(jí)調(diào)節(jié)，控制溫度為118~120℃，塔頂餾出的醋酸蒸汽進(jìn)入成品醋酸冷凝器E0205中，經(jīng)冷凝可得一級(jí)品醋酸。因?yàn)楫a(chǎn)品的副反應(yīng)多，易發(fā)生飛溫現(xiàn)象，還容易造成過氧醋酸的快速分解而發(fā)生爆炸危險(xiǎn)；溫度過低，產(chǎn)率下降，過氧醋酸易結(jié)晶而爆炸。它占地面積小，外冷卻器具有檢修方便、冷卻量大等優(yōu)點(diǎn)。又因加熱量很大，所以蒸汽量很大，所以取內(nèi)蛇管直接加熱，傳熱效果好，容易控制。板式塔中篩板塔雖然控制容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，但它的操作性能低，對(duì)于本設(shè)計(jì)不太適用。所以適用于壓頭高、流量較大的情況下使用。離心泵的選擇一般可按下列的步驟進(jìn)行：（1） 確定輸送系統(tǒng)的流量及壓頭；（2） 選擇泵的類型與型號(hào)；（3） 核算泵的軸功率； 換熱器的選型 我們一般按換熱器的用途，分為加熱器、冷卻器、冷凝器、汽化器。表113 氣體熱力學(xué)性質(zhì)表物質(zhì)名稱ab103c106d105ΔH0F，298ΔHC，298O2N2CO2H2OCH3CHO（g）CH3COOH（g）公式氣體CP ： CP=a+bT+cT2 或CP =a+bT+dT2單位J/molh1所以，循環(huán)錳帶入的熱量為Q循環(huán)錳= W=W（CPΔt+ΔH）得QHAc=（+）[（12525）+]=2265600kJ/hQ水 =[（12525）+]=148500kJ/hQ甲酸=[（12525）+] =9107kJ/hQ醋酸甲酯=[（12525）+]=12050kJ/hQ乙醛=[（12525）+]=9493kJ/h去脫低沸物塔的蒸汽帶出的熱量：Q蒸發(fā)汽=∑Qi=六、脫低沸物塔底排的帶入熱量，底排溫度為129℃，按公式：Q=WCpΔT計(jì)算Q醋酸=（+）（12925）=Q水=（12925）=Q甲酸=（12925）=脫低沸物塔底排帶出熱量：Q底排=∑Qi= 七、熱量衡算基準(zhǔn)：設(shè)加熱蒸汽帶入熱量Q蒸氣，∑Q進(jìn)=∑Q出損失的熱量：Q損=（Q氧化液+Q底排+Q蒸氣）5% 則Q氧化液+Q底排+Q蒸氣=Q蒸發(fā)汽+Q循環(huán)錳+Q損經(jīng)整理后得：Q蒸氣=（Q蒸發(fā)汽+Q循環(huán)錳）/ 　 =（+）/ =八、蒸汽通入量的計(jì)算： 由于工業(yè)汽水蒸氣8個(gè)大氣壓的水蒸氣， ，則實(shí)際通人蒸汽量為：W=′==九、蒸發(fā)器熱量衡算結(jié)果（如下表）：表1—18　 蒸發(fā)器熱量衡算結(jié)果進(jìn)入出去物質(zhì)名稱熱量（kJ/h）物質(zhì)名稱熱量（kJ/h）氧化液循環(huán)錳脫低沸物塔蒸發(fā)汽加熱蒸汽損失熱總量總量 脫低沸物塔（T0201）熱量衡算一、流程示意圖二、蒸發(fā)汽帶入的熱量Q蒸發(fā)汽：所以　　Q蒸發(fā)汽=三、底排帶出的熱量：Q底排=四、頂排帶出的熱量Q頂排的計(jì)算：1．塔頂物料量及組成見上章表2—9。CAts ∵200〈Re〈1000∴氣泡直徑公式: db=101d01/2Re1/3 =101 1/2 2．氣泡浮升速度：《化學(xué)反應(yīng)工程》（陳甘棠）P259公式（8—2—28） 混合液用醋酸代替： 則表面張力為：σ=103，ρ= 　　　 r0=1/2db=1/2= =四、 比相界面積 查《化學(xué)反應(yīng)工程》P277公式（8—4—5） 查《化學(xué)反應(yīng)工程》動(dòng)態(tài)氣含率εG(m3/m3) 　　　　　　　= 　　　 ∴　= 五、液相傳質(zhì)系數(shù) 1．氣泡與液體間的相對(duì)滑升速度 UG 查《化學(xué)反應(yīng)工程》 　　 （２）液膜傳質(zhì)系數(shù)由公式： 　　　 　　　　= 　　　 　　 = 　 　　 ∴ 　=104m/s KLa=KlQlet h=0for i=1 to 3let h=h+a1(i)*x(i)/(a1(i)Q)next ilet rm=h1print rm=。h1Q三聚乙醛=(4025)=基本有機(jī)化學(xué)工藝學(xué)187。輸送所需的壓頭應(yīng)盡量估計(jì)準(zhǔn)確，而不宜在所估計(jì)出的總壓頭值上再加安全系數(shù)。它又能直接用電動(dòng)或氣輪機(jī)帶動(dòng)，對(duì)地基的要求也不十分牢固（與往復(fù)泵相比），因而，它安裝及使用方便，流量均勻，并且易于調(diào)節(jié)，又能輸送有腐蝕性的含懸浮物的液體；它的缺點(diǎn)是壓頭較小，沒有自吸能力，效率只是在一定的流量范圍內(nèi)相比較高，一般來說比往復(fù)泵稍低。但是，評(píng)價(jià)塔設(shè)備性能的主要指標(biāo)為：（1） 生產(chǎn)能力；（2） 塔板效率；（3） 操作彈性；（4） 塔板壓強(qiáng)降。 氧化液中間蒸發(fā)器設(shè)計(jì)蒸發(fā)器之前，必須對(duì)蒸發(fā)器的型式有恰當(dāng)?shù)倪x擇，一般選型時(shí)應(yīng)考慮以下因素：（1） 溶液的粘度；（2） 溶液的熱穩(wěn)定性；（3） 有晶體析出的溶液；（4） 易發(fā)泡的溶液；（5） 有腐蝕性的溶液；（6） 易結(jié)垢的溶液；（7） 溶液的處理量。采用蛇管內(nèi)冷卻控制容易，沒有動(dòng)力消耗。所以滿足上述條件，只有球形容器才能符合，最好取球形容器。脫低沸塔T0201塔底溫度由再沸器E0203的遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)閥FRC0207調(diào)節(jié)蒸汽流量，控制溫度為128~135℃，由TI0206指示。塔頂還裝有防爆片，當(dāng)塔頂壓力升至28atm時(shí)，爆破片將自動(dòng)沖開泄壓。由空分車間來的氮?dú)?，壓力?4atm，經(jīng)遠(yuǎn)距離自動(dòng)調(diào)節(jié)閥FRC0103減壓至4~，再經(jīng)遠(yuǎn)距離自動(dòng)調(diào)節(jié)閥FRC0104調(diào)節(jié)后，視氧化塔塔頂廢氣含氧情況送入塔頂部，將乙醛蒸汽與氧氣混合物沖淡，以免發(fā)生爆炸。工業(yè)生產(chǎn)醋酸以醋酸錳為催化劑，反應(yīng)方程式如下： CH3CHO+1/2O2CHCOOH該反應(yīng)的產(chǎn)物較為復(fù)雜，除了醋酸以外，還生成一定量的醇、醛、酯、酐、酮、二氧化碳等，工業(yè)上為了得到高純度的醋酸，應(yīng)選擇合適的工藝流程。xii. 車間內(nèi)外部的所有管道、通道必須保持暢通，不準(zhǔn)堵塞。iv. 氧化塔管道極其閥件必須通過脫脂后，才可使用。（4）采暖用蒸汽壓力，暖風(fēng)的壓力不大于3個(gè)表壓。 安全生產(chǎn)制度一、操作規(guī)程：1．生產(chǎn)安全技術(shù)規(guī)程（1）氧化塔液