【正文】 ρL= 氣相密度 (以進料狀態(tài)計算 )T=+= 由 PV=nRT 可知 PM =ρVRT 由此得出 ρV= RTMP = ?? =(2) 氣液相 流量 氣相流量 Vs= ? ? 6 0 0 6 0 013 6 0 0 ? ????? VV MDRMV ??=液相流量 LS= 6 0 0 6 0 03 6 0 0 ? ???? LL MRDML ??=（ 3）塔徑的確定 塔徑 D=uVS?4；其中 u可由 uMAX=cvvl???? 解得，其中 c=c20 ?????? L? 計算，其中 σL=； c20可以在史密斯關聯(lián)圖上查得，橫坐標 2121 3 1 2 5 ????????????????VLSSVL ?? = 取板間距 HT=，板上液層高度 hL=，則 HT－ hL= 查得 c20=則 c=c20 20 ?????????????? L?=，所以 uMAX= ?= 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速 u== 塔徑 D=uVS?4= ??= m 按標準塔徑圓整后 ,選取 D= 塔截面積 AT= 24D? =；空塔氣速 u= =。 液相負荷下限線 對于平直堰，取堰上液層高度 hOW= hOW= 323600 ????????wSl LE =； LSmin= 32??????? ? =104m3/s 據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線 3 液相負荷上限線 以 θ=5s作為液體在降液管中停留時間的下限 θ=STfLHA =5s→L S,max= ?TfHA = 5 ? =3/s 據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線 4 液泛線 不妨使 Hd=φ(HT+hW)；又因為 Hd= hp+hL+hd。1?????????????????wwwTlEdhlchHb???? 將有關數(shù)據(jù)帶入，得 25 2239。 本 設 計 采 用 直 管 進 料 管 [ 1 9 , 2 0 ] 。 ???????????? ?d 由此可得 3222 2 SSS LLV ??? 列表計算如下： LS/(m3/s) 0. 004 0. 010 0. 020 0. 030 VS/(m3/s) 液泛線 5 可根據(jù)上表數(shù)據(jù)算出。 ； ( ndA 200 4?? ) ? ? ? ?? ? 32339。 (3) 降液管底隙高度 h0 設定液體通過底隙的流速 μ`0=h0= 39。 表 51 水和醋酸的安托尼常數(shù) [ 1 8 ] 物料 A B C 水 醋酸 回流比和理論塔板數(shù) (1) 相對揮發(fā)度 設定泡點 t=℃ ，則相對于水 lgp0A=－ ? = 解得 p0A=； 同理，相對于醋酸 lgp0B=－ ? = 解得 p0B= 則 x= 8 1 0 1000????? BA Bpp pp= 與 XF=，所以設定的泡點溫度 ℃ 合理有效。冷卻介質消耗量 WC=)( 12 ttc Qpc C?。K計算， n為分子中原子數(shù)目 [ 18 ]。 乙醛轉化率為 %， 計算基準溫度為 298k(25℃ )。 表 34 氧化部分物料衡算 進料 出料 含量 (%) 質量 (kg) 含量 (%) 質量 (kg) 原 料 乙 醛 乙醛 醋酸 水 三聚乙醛 17910 18 54 18 氧 化 液 醋酸 水 甲酸 乙醛 三聚乙醛 醋酸錳 18 工 業(yè) 氧 氧氣 氮氣 98 2 工 8 業(yè) 氮 氮氣 氧氣 97 3 小計 上 下 催化劑 醋酸 水 醋酸錳 60 30 10 放 空 廢 氣 二氧化碳 氮氣 氧氣 乙醛 總計 kg kg 蒸發(fā)器物料衡算 F= kg；醋酸錳含量： ％；蒸發(fā)器進出物料見圖 32。 圖 21 乙醛氧化制醋酸工藝流程圖 回流乙醛 蒸發(fā)器 成品醋酸 副產(chǎn)物 催化劑殘液 尾氣 工 業(yè) 氧 氧 化 反 應 器 工 業(yè) 氮 乙 醛 催 化 劑 乙 醛 回 收 塔 精 餾 塔 粗醋酸 醋 酸 回 收 塔 5 第三章 物料衡算 醋酸年產(chǎn)量為 18 萬噸，選擇年開工時間： 8000 小時，收率按 %計算 ， 每小時醋酸產(chǎn)量： ?8000100010 522500kg/h； 根據(jù)總反應方程式： CH3CHO+1/2O2→CH 3COOH 確定乙醛進料量為：91 1604422 50 0 ??=。當丁 烷 或 輕 石 腦 油 在 空 氣 中 加 熱 ， 并 有 多 種 金 屬 離 子 及 過 氧 根 離 子 催 化 ， 會 分 解 出 乙 酸 ： 2C4H10 + 5O2 →4CH 3COOH + 2H2O 乙烯氧化法 由乙烯在催化劑（所用催化劑為氯化鈀 PdCl氯化銅 CuCl2 和乙酸錳 (CH3COO)2Mn）存在的條件下，與氧氣發(fā)生反應生成。 預 計 我 國 2 0 1 0 年 醋 酸 產(chǎn) 能 及 需 求 將 分 別 達 到 5 4 0 萬 t / a 和 3 2 5 萬 t / a ， 已 出 現(xiàn) 產(chǎn) 能 遠 大 于 需 求 的 狀 況 [ 6 ] 。它具 有 腐 蝕 性 ， 其 蒸 汽 對 眼 和 鼻 有 刺 激 性 作 用 。 關鍵詞 ： 乙醛氧化；醋酸；工藝設計；物料衡算；熱量衡算 III The preliminary design of annual output of 180,000 tons of acetic acid production plant Abstract Acetic acid is a versatile basic anic product. The project designs process of acetic acid (180kt/a) production through the oxidation of acetaldehyde. The process has the advantages of wide range of sources of raw materials, less pollution, simple equipment, low investment, higher product quality. The design described properties, application, industrial status, and manufacture methods of acetic acid, as well as process flow of acetaldehyde oxidation. The design focused on the oxidation and distillation sections to detail material balance and heat balance. The process calculation and selection of main equipments were done. Finally, process flow diagrams and assembly drawings of major equipments were drawn. Keywords: Oxidation of acetaldehyde, Acetic acid, Process design, Material balance, Heat balance IV 目錄 第一章 文獻綜述 ............................................................................................................. 1 醋酸簡介 ............................................................................................................ 1 醋酸性質 ............................................................................................................ 1 工業(yè)現(xiàn)狀 ............................................................................................................ 1 . 醋酸的制備 ........................................................................................................ 2 第二章 工藝簡介 ............................................................................................................. 4 產(chǎn)品品種、規(guī)格、質量指標及擬建規(guī)模 ............................................................... 4 第三章 物料衡算 ............................................................................................................. 5 氧化部分物料衡算 .............................................................................................. 5 蒸發(fā)器物料衡算 ................................................................................................... 8 精餾塔物料衡算 ................................................................................................... 9 醋酸回收塔物料衡算 ........................................................................................... 9 第四章 熱量衡算 ............................................................................................................11 氧化塔熱量衡算 .................................................................................................11 蒸發(fā)器熱量衡算 ..............................................................................................