【導(dǎo)讀】乙酸乙酯，又名醋酸乙酯，英文名稱：Ethylacetate。乙酸乙酯能很好的溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油、丙二醇、和大多。數(shù)非揮發(fā)性油等有機(jī)溶劑中，稍溶于水，而且在堿性溶液中易水解成乙酸和乙醇。水分能使其緩慢分解而呈酸性。與乙醇形成的共沸混合物的沸點(diǎn)為℃。下表為乙酸乙酯的一。劑，已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、紡織、染料、橡膠、涂料、油墨、膠粘劑的生產(chǎn)中，的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的50%。生產(chǎn)和消費(fèi)又主要集中在日本，中國(guó)及東南亞國(guó)家[4]。近年來(lái)，世界乙酸乙酯的生。產(chǎn)能力不斷增加。2020年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有萬(wàn)噸/年,2020年生產(chǎn)。料奪去了市場(chǎng)額。南亞地區(qū)開(kāi)始成為全球最重要的乙酸乙酯的產(chǎn)地和消費(fèi)地。的資金開(kāi)始將目標(biāo)投向乙酸乙酯需求量增長(zhǎng)迅速的亞洲和中國(guó)。其中國(guó)內(nèi)最大的乙酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)江蘇索普集團(tuán)。目前國(guó)內(nèi)大型乙酸乙酯企業(yè)均采用酯化法技術(shù)。較大幅度的增加，隨著油墨方面的需求量也將有所上升。

　　

【正文】 VH V? ? ? ??? ? ?m 取 Hi 為 。 （ 8） 傳熱面積 F 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，封頭內(nèi)表面積 Fh＝ ，筒體一米高內(nèi)表面積 F1＝ m2 。則傳熱面積為： F＝ Fh ＋ F1＝ m2 （ 9） 夾套筒體與封頭厚度 夾套筒體與內(nèi)筒的環(huán)焊縫，因檢測(cè)困難，故取焊縫系數(shù) ? ＝ ，從安全計(jì)夾套 第 35 頁(yè) 共 62 頁(yè) 上所有焊縫均取 ? ＝ ，封頭采用由鋼板拼制的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 [22]，材料均為Q235B 鋼。 查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，夾套 厚度為： ? ? 2 0 . 1 2 0 0 0 2 3 . 7 82 1 1 3 0 . 6 0 . 12 id tpD C m mp? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 夾套封頭厚度為： ? ? 2 0 . 1 2 0 0 0 2 3 . 6 22 1 1 3 0 . 6 0 . 5 0 . 12 0 . 5id t pD C m mp? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? 式中， p——設(shè)計(jì)壓力， ； ??t? ——在設(shè)計(jì)溫度下 Q235B 鋼的許用壓力， 113MPa； C2 ——腐蝕裕量， 2mm。 圓整至鋼板規(guī)格厚度，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，取夾套筒體與封頭厚度均為 ：n? ＝ 8mm。 （ 10） 內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度 查 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得：內(nèi)筒筒體厚度與封頭厚度均取 10mm。 攪拌裝置設(shè)計(jì) （ 1） 攪拌器的型式與主要參數(shù) 考慮其工藝條件和攪拌容量，查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》得，本設(shè)計(jì)采用槳式直葉攪拌器。其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)： Dj ＝ ＝ 2020＝ 1020mm 則 b＝ Dj ＝ 2020＝ 400mm； H＝ Dj ＝ 2020＝ 1000mm； Z＝ 2。 （ 2） 攪拌軸直徑 經(jīng)查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》得，攪拌軸材料選用 45 鋼 [24]。攪拌功率為 20kW；轉(zhuǎn)速為 80 r/min。則 第 36 頁(yè) 共 62 頁(yè) d≥365 ??3 ?nP 式中， d——攪拌軸直徑， mm； P——攪拌功率， kW； n——攪拌軸轉(zhuǎn)速， r/min； ??? ——材料許用壓力， MPa。 查 45 號(hào)鋼得，取 ??? 為 30MPa。則 203 6 5 7 9 .36 5 3 0d m m??? 表 縮合釜設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)結(jié)果 反應(yīng)釜體積 V/m3 筒體與封頭連接方式 焊接 筒體和封頭的直徑 D/mm 2020 筒體高度 H/mm 2020 夾套直徑 Dj/mm 2100 封頭高度 h/mm 50 夾套高度 Hi/mm 1800 傳熱面積 F/m2 內(nèi)筒筒體厚度 ? /mm 10 單效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)與選型 蒸發(fā)器的選擇理由 為了達(dá)到蒸發(fā)出絕大部分的粗乙酯混合物目的，本設(shè)計(jì)中必須引用一種蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器的選擇過(guò)程中， 首先 考慮到要蒸發(fā)物質(zhì)的特性以及工程成本等諸多因素。其次，工程上以往常用的蒸發(fā)設(shè)備具有耗能大，效率低等缺點(diǎn)，所以綜合以上兩個(gè)因素，本設(shè)計(jì)中的蒸發(fā)器將選用中央強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。 蒸發(fā)器計(jì)算與設(shè)計(jì) 由蒸發(fā)過(guò)程的熱量衡算可知，降膜蒸發(fā)器需要提供的熱量為 ： 第 37 頁(yè) 共 62 頁(yè) Q=106 kJ/h= 10 /Js? （ 1） 傳熱面積 A= tQK?? 其中 Q 為單位時(shí)間的熱量 K 約為 1500 2/ ( )W m C? Δt為換熱面上的 平均溫 差 平均溫差 ： (10 0 90 ) (10 0 10 ) 36 .4110 0 90ln 10 0 10t? ? ?? ? ???℃ 則可求得單效蒸發(fā)器的換熱面積： A= 6 96 10 10 .9136 .41 15 00 m? ?? 將 A= 作為設(shè)計(jì)結(jié)果。 （ 2） 加熱管的選擇與管數(shù)的設(shè)計(jì) 因?yàn)橛幸捉Y(jié)垢的物質(zhì)，蒸發(fā)器的加熱管 選用 [25] 57 mm? ? ,加熱管的長(zhǎng)度選為 。則加熱管的管子數(shù)： 1139。 ( ) ( )Sn dL?? ? ?? ? ? ? 取管子數(shù)為 48。 （ 3） 循環(huán)管的選擇 中央循環(huán)管式蒸發(fā)器的循環(huán)管的管截面積可取加熱管的總截面積的 ： 221 ( 0 .4 1 .0 ) 39。44D n d???? 求得循環(huán)管的內(nèi)徑為 ： 1 mm? 經(jīng)圓整得 1 273D mm? ，選用熱軋無(wú)縫鋼管： 273 mm? ? 。 （ 4） 加熱室直徑 該加熱器中加熱管的排列方式為正三角形。 第 38 頁(yè) 共 62 頁(yè) 則加熱室直徑： ( 1 ) 2 39。 5 7 ( 1 . 1 4 8 1 ) 2 1 . 2 3 8 0cD t n b m m? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 5） 分離室的直徑和高度 分離室的體積為： 34622 3600 3600 ?? ? ??? 取 / ? ，則分離室高度為 H=，分離室直徑為： D=。 表 單效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)結(jié)果 蒸發(fā)器傳熱面積 A/m2 加熱管的管數(shù) n 48 循環(huán)管的內(nèi)徑 D1/mm 273 加熱室直徑 D/mm 380 分離室直徑 H/mm 2700 分離室高度 D/mm 1800 脫乙 醛 塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算 脫乙醛塔的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 已知：氣相流量 ： Vs=氣相密度 ： v? =液相流量 ： Ls= 液相密度 ： s? =液體表面張力 ： σ=液體黏度 ： μ=103 Pas 塔徑的確定 初估塔徑 取塔板間距 HT= 取 hl= 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得： 0 . 5s s vL ( / ) / 0 . 0 2 4sV?? ? 第 39 頁(yè) 共 62 頁(yè) )( ?? ?cc smv vlcu f /3 ??? ? ?? uop==VsD 39。 0 .8 1 04 opmu??? 確定實(shí)際塔徑，對(duì)計(jì)算值進(jìn)行圓整，取 D39。 =。 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 選管 選用單流程弓形降液管 （ 2） 堰的計(jì)算 堰長(zhǎng) lw== 選堰高 hw= L/=3600查表得 E= how=（ 3600） 2/3= hl=hw+how= ho== （ 3） 液面梯度 b=(Lw+D)/2= lw/D= 差圖得 Wd= Z=D2Wd= 可以算出 ? 很小忽略 。 （ 4） 塔板布置 取篩孔直徑 d0=,t/d0=,所以 t=。 20d0 .9 0 7 ( ) 0 .1 0 0 8t? ? ? ? 由于操作點(diǎn)離漏液線比較近，所以將開(kāi)孔率降低 選 取安定區(qū)寬度 Ws=， 邊緣區(qū) Wc=。 X=D/2（ Wd+Ws） = 第 40 頁(yè) 共 62 頁(yè) r=D/2Wc= x/r= ]s in)([2Aa xrrxrx ???? Aa=， AT= Aa/ AT= 篩孔總面積 ： A0=Aa? =*=。 篩孔數(shù) ： N=A0/a0=()=1115 個(gè) 。 對(duì)設(shè)計(jì)塔板進(jìn)行校核 （ 1） 板壓降 取板厚 ? =3mm ?? 查表得 c0= 200 4u dnVs?? = 200 )(21 culvghd ??? = F0= 0u v? =() Hp=h1+hc=(液柱 ) （ 2） 霧沫夾帶 6 3 .2v 5 .7 1 0e ( )gtfuHh? ??? ? Af/At= 則： Af== sg VUtfAA? ?=()=ev= .236 ?????? ????? =(液體 )/kg（氣體） 則可認(rèn)為精餾塔徑及塔板各工藝結(jié)構(gòu)尺寸合格。 （ 3） 液泛校核 第 41 頁(yè) 共 62 頁(yè) Hr1= 20l ）（ wh =()= 設(shè)進(jìn)口堰 ： hr=hr1 Hd=hw+how+? +hr+hp =+++ = 液柱 因?yàn)榕菽南鄬?duì)密度 ? =，所以降液管內(nèi)泡沫層高度為 Hd/? =,則 ： mh w 2 0 6 ????? 該 值小于塔板間距 300mm，故不會(huì)發(fā)生液泛。 （ 4） 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間的校核 降液截面積 Af= ,故液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間 t ssL HA s Tf ?????? 所以合格 。 （ 5） 漏液點(diǎn)氣速和穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算 當(dāng) F0=8kg1/2/（ sm1/2）時(shí) U0,漏 =F0/ρv1/2=8/()1/2=實(shí)際孔速 ： U0=Vs/A0=塔的操作穩(wěn)定性 ： K= U0/ U0,漏 = 負(fù)荷性能圖 （ 1） 漏液線 以 F0=8kg1/2/（ s*m1/2）為氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則 ： ? ? smvnd / nVs 30 2 ?? ?? （ 2） 液體流量上限線 以 5 秒作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限得 ： 第 42 頁(yè) 共 62 頁(yè) ? ? smtHA Tf /0 0 1 9 6 a xLs 3?? （ 3） 液體流量下限線 以 how= ： ? ? 0 0 inLs3 6 0 0E1 0 0 32 ??????? lw 取 E=1， ? ? 3 6 0 1 0 0 00 0 in 32 lwLs ?????? ?? =（ 4） 霧沫夾帶上限線 以 eV=(液體 )/kg(氣體 )為限，求 VsLs 關(guān)系 。 VsAA Vs fT ??? ? ? 2 23 32 . 5 2 . 5 ( )36000 . 0 0 2 8 4 1 . 0 6 20 . 5fowh h l h w h o wlsh ls? ? ?? ? ? 代入已知量解得 ： lsVs ?? （ 5） 液泛線 為了防止發(fā)生液泛，應(yīng)滿足式 ： ? ? ?dH?? wT hH ? 取 其中 ： HT=,hw= 3232 6 0 00 0 2 8 o w LsLs ????????? 220 0 21 5 ?????????? l w hLshr 0?? 第 43 頁(yè) 共 62 頁(yè) ????????????????? lvcughd ??20021 其中 ： c0=， 22d024. 06h 0. 05 1 0. 08 44 8420. 6V s n dVs? ???????? ???? ??? hphdhp hphrh o whwHd ?? ?????? 1 由 ? ?2/12/10 ./17 mskgF ? 得 ： Vs=當(dāng) ????????? 3232 ./kg170F ms時(shí) 即 Vs， 32 53 hlhlhl ???? 解得 : 234322 .36 9 4 3 lslslsVs ???? 由于得出值皆大于 所以不能用上式 。 當(dāng) ????????? 3232 ./kg170F ms時(shí) 即 Vs， 32 4 1 0 6 6 7 hlhlhl ??? 解得 ： 234322 5 8 6 5 3 lslsls ???? 代入數(shù)據(jù)求出值符合要求 。 用以上數(shù)據(jù)作出負(fù)荷性能圖如下所示 第 44 頁(yè) 共 62 頁(yè) 圖 51 負(fù)荷性能圖 塔高的確定 Z=NTHT/ET ET=（ αμl） 將氣相液相組成數(shù)據(jù)帶入求平均值得 ： ET= 則 Z= NTHT/ET= 塊 。 解得實(shí)際板數(shù)為 50 塊，進(jìn)料口選在第 13 塊板。 取塔頂空間高度 ： H1= 塔底空間高度 ： 為保證塔底有 10min 的液體儲(chǔ)量，塔底空間高度： ? ? 4.702 ???? 裙座高度 ： h2=+smLS /10 33? VS， m3/s 液體流量上限 霧沫夾帶上限 液泛線 漏液線 液體流量 下 限 第 45 頁(yè) 共 62 頁(yè) 所以塔高 ： H=（ 501） +++= 表 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表 名稱 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)結(jié)果 塔形 篩孔塔 塔徑 D m 板間距 TH m 溢流形式 單溢流 堰型 平堰 堰長(zhǎng) wl m 堰寬 dW m 堰高 wh m 降液管底隙 0h m 降液管面積 fA 2m 降液管面積 /塔截面 /fTAA 篩孔直徑 0d m 孔間距 t m