【正文】 .. 15 精餾段熱量衡算 ................................................................................................ 16 第五章 塔體設(shè)計 ........................................................................................................... 18 精餾塔設(shè)計 ....................................................................................................... 18 第六章 板式塔的結(jié)構(gòu) .................................................................................................... 27 接管 ................................................................................................................. 27 筒體封頭和除沫器 ............................................................................................ 28 人孔及裙座 ....................................................................................................... 29 塔板結(jié)構(gòu) .......................................................................................................... 29 吊柱 ................................................................................................................. 29 塔的立體高度 ................................................................................................... 29 第七章 勞動安全衛(wèi)生及環(huán)境保護(hù)措施 ............................................................................ 30 主要污染源以及主要污染物 .............................................................................. 30 環(huán)保措施及主要處理方法 .................................................................................. 30 第八章 全廠總平面布置 ............................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 32 致 謝 ............................................................................................................................. 34 附表 ............................................................................................................................... 35 一、吉利蘭圖 .......................................................................................................... 35 二、史密斯關(guān)聯(lián)圖 ................................................................................................... 35 三、液流收縮系數(shù)計算圖 ........................................................................................ 35 V 四、弓形降液管參數(shù)圖 ............................................................................................ 36 五、干篩孔流量系數(shù)圖 ............................................................................................ 36 六、充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖 ............................................................................................... 36 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 醋酸簡介 醋 酸 又 稱 乙 酸 或 者 冰 醋 酸 ，被 公 認(rèn) 為 是 食 醋 的 酸 味 和 刺 激 氣 味 的 來 源 ，在 自 然 界 中 廣 泛 存 在 ， 是 一 種 環(huán) 境 友 好 的 有 機 酸 。該工藝原料來源廣泛，污染較小，工藝 簡單 ，投資費用 省 ，產(chǎn)品質(zhì) 量高。 熔 點 為 1 6 . 6 ℃ ， 沸 點1 1 7 . 9 ℃ ， 相 對 密 度 1 . 0 5 ， 閃 點 3 9 ℃ ， 4 % ~ 1 7 % ( 體 積 ) ， 折 光 率 1 . 3 7 1 6 。 近 年 來 ， 亞 洲 地 區(qū) 生 產(chǎn) 能 力 增 加 較 快 ， 年 均 增 長 率 為 %， 高 于 世 界 3 . 8 % 的 年 均 增 長 率 。 C6H12O6 →3CH 3COOH 人工合成法 甲醇羰 基化法 [5] 大 部 分 乙 酸 是 通 過 甲 基 羰 基 化 合 成 的 。 4 第二章 工藝簡介 產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量指標(biāo)及擬建規(guī)模 本設(shè)計擬完成 年產(chǎn) 18 萬噸醋酸 生產(chǎn)工藝的初步設(shè)計 ， 綜 合 文 獻(xiàn) 分 析 ， 結(jié) 合 本 地 區(qū) 特 點 [10]， 決 定 采 用 乙 醛 氧 化 法 生 產(chǎn) 醋 酸 工 藝 。 表 32 主反應(yīng)物料衡算計算 結(jié)果 反應(yīng)物 生成物 乙醛 17910= kg 醋酸 4460 = 氧 4416 = ② 3CH3CHO+3O2 → HCOOH+2CH 3COOH+CO2+H2O 4% 計算結(jié)果見表 33。 D= kmol/h, xD= W= kmol/h, xW=104 于是可以得出： D=(18+60)= kg/h 。K CP=a+bT+CT2或 CP=a+bT+C＇ T－ 2 kJ/mol kJ/mol a b10－ 3 c10－ 6 c＇ 10－ 5 O2 N2 CO2 H2O(g) CH3CHO(g) CH3COOH(g) － － － － － － － － － CH3COOH H2O HCOOH CH3CHO (CH3CHO)3 Mn(Ac)2 液體 CP, J/gK，循環(huán)量 Wkg/h， Δt=313－ 298=15K，則 W= 3?? =(2) 冷卻用水量 設(shè)定水的進(jìn)口溫度為 298K，出口溫度為 318K， Δt=26K，則需用水量 Wˊ= 3?? =安全系數(shù) α取 ，則水用量 =Wˊ= t/h或者 m3/h 蒸發(fā)器熱量衡算 表 47 蒸發(fā)器物料衡算結(jié)果 進(jìn)料 出料 含量 (%) 質(zhì)量 (kg) 含量 (%) 質(zhì)量 (kg) 氧化液 醋酸 水 甲酸 乙醛 三聚乙醛 醋酸錳 18 A 蒸發(fā)器氣相 醋酸 水 甲酸 乙醛 三聚乙醛 醋酸錳 18 B 蒸發(fā)器液相 醋酸 水 甲酸 乙醛 三聚乙醛 醋酸錳 總計 A= B= C=+++++27= kJ/kgK，循環(huán)量 Wkg/h， Δt=313－ 298=15K，則 W= ? =； Q釜 == kJ/ h 再沸器的熱負(fù)荷 以單位時間為基準(zhǔn)，則 QB=V``IVW+WILWL`ILM+QL 式中 QB=再沸器的熱負(fù)荷 (kJ/h)； QL=再沸器的熱損失 (kJ/h)； IVW =再沸器中上升蒸汽的焓 (kJ/kmol)； ILW=釜殘液的焓 (kJ/kmol)； ILM=提餾段底層塔板下降液體的焓 (kJ/kmol)。 塔板設(shè)計 根 據(jù) 塔 板 的 產(chǎn) 能 、 結(jié) 構(gòu) 、 造 價 等 實 際 情 況 進(jìn) 行 比 較 ， 選 擇 采 用 篩 板 塔 。 hp=hc+hL+hσ。 ????????????? ???? ?a ? ?? ? 239。 管 徑 計 算 如 下 ： FsuVD ?4? ，取 μF=， ρF=3 VF=VS= ? =。??????????cb ? ? 32339。 hl=hW+hOW 由此可得 φ(HT)+( φβ1) hOW=(β+1) hOW+ hc+hd+hσ 忽略 hσ，把 hOW 與 LS； hd 與 LS； hC與 VS的關(guān)系式代入得 a`VS2=b`c`LS2d`LS32 式中 ? ? ?????????LVcAa ??20039。Wd=== 檢驗液體在降液管中停留時間 θ=hTfL HA3600 = ? ?? =＞ 5s；由此判斷降液管設(shè)計合理。 塔內(nèi)壓力設(shè)為常壓 P=101. 3kpa，水和醋酸的安托尼常數(shù)見表 51。K，循環(huán)量 Wkg/h， Δt=313－ 298=15K，則 W= ? = 冷卻用水量 設(shè)定水的進(jìn)口溫度為 298K，出口溫度為 318K， Δt=26K，則需用水量 Wˊ= ? = t/h Q損 =Q入 1%== kJ/h 16 安全系數(shù) α取 ，則 水用量 =Wˊ= t/h或者 m3/h 表 48 熱量衡算結(jié)果 輸入 輸出 項目 kJ/h 項目 kJ/h 氧化液 輸入熱 0 氧化液 熱損 循環(huán)液移走 (差值 ) 總計 精餾段熱量衡算 表 49 精餾塔物料衡算結(jié)果 進(jìn)料 出料 含量 (%) 質(zhì)量 (kg) 含量 (%) 質(zhì)量 (kg) 氧化液 醋 酸 水 甲酸 乙醛 三聚乙醛 18 餾出液 醋酸 水 甲酸 釜殘液