【正文】 （5）、盈余公積金按10％，項目財務(wù)基準(zhǔn)收益率稅前取l 4％，稅后取1 0％。 （3）、項目計算期。 表7—1 產(chǎn)品銷量及銷售價格(100％負(fù)荷) 產(chǎn)品名稱 年銷售量 售價(不含稅價) 售價(含稅價) 醋酸乙烯 100000噸 10427元／噸 12200元／噸 （2）、增值稅和所得稅。 （8）、其它營業(yè)費用按銷售收入的3％計。 （4）、無形資產(chǎn)按l0年攤銷，遞延資產(chǎn)按5年攤銷。 估算的項目包括： （1）、外購的主要原材料、輔助材料、動力按現(xiàn)行市場價預(yù)測計算到工廠入庫價?；绢A(yù)備費率按人民幣l 0％計取。 設(shè)備費用參照類似裝置設(shè)備價格和現(xiàn)行有關(guān)價格資料估算。 5．車間輔助用室及生活用室的配置如自控室、動力間、變配電室、通風(fēng)除塵室、機修間、辦公室、化驗室、休息室、更衣間、浴室、廁所等，對防爆及毒性大的車間，上述各項盡量避免設(shè)在車間內(nèi)，但要做到與生產(chǎn)部分相互呼應(yīng)，方便生產(chǎn)，便于管理。凈高不低于2m。劇毒物質(zhì)的設(shè)備要隔離操作、單獨排風(fēng)。4．安全要求（1）采光要好，盡量避光操作，高大設(shè)備避免靠窗擋光。要考慮設(shè)備水平和垂直方向上的運輸通道。（2）相互有聯(lián)系的設(shè)備盡量靠近，但要考慮操作、送料及半成品堆放等空地。主樓梯45186。（7）設(shè)備穿孔必須避開主梁。（4）在可能情況下盡量采用露天化和敞開式設(shè)計，這樣既能節(jié)省投資，又有利于通風(fēng)采光、防爆、放毒等安全需要。（2）工業(yè)廠房有單層、多層或單層和多層結(jié)合的形式，主要根據(jù)工藝流程、安裝和檢修的需要具體決定。車間布置設(shè)計主要工作是設(shè)備的空間布置，重點協(xié)作伙伴是建筑專業(yè)。 表51 合成VAc裝置的設(shè)備一覽表 序號 設(shè)備名稱 材質(zhì) 臺數(shù) 1 乙炔發(fā)生器 Q325 4 2 次氯酸鈉洗滌塔 B1襯膠 1 3 醋酸加料槽 316L 1 4 醋酸加料泵 316L 2 5 醋酸蒸發(fā)器 316L 4 6 換熱器 316L 8 7 蒸汽發(fā)生器 316L 4 8 固定床反應(yīng)器 189 4 9 氣體分離塔 316L 4 10 分離塔冷凝器 Q235 8 11 排氣洗滌塔 189 1 12 精餾塔 316L 8 13 精餾塔再沸器 316L 6 14 精餾塔冷凝器 189 9 15 精餾塔加熱器 316L 2 6 車間布置設(shè)計 概述車間布置設(shè)計是完成設(shè)備工藝設(shè)計和初步設(shè)計工藝流程之后的設(shè)計內(nèi)容。 流量u=== 推出hf===，H==2+=。 泵的選型 這次設(shè)計用到的泵主要有醋酸加料泵、循環(huán)泵、輸送泵、醋酸回收泵和精餾塔有關(guān)的泵。 Q=K，則換熱面積==22970/m2。代入計算得到K=769W/m2?K。 查《化工工藝設(shè)計手冊》[29]，冷卻水對流傳熱系數(shù)值在800~1800W/m2?K，取1300W/m2?K；蒸汽及冷凝水對流傳熱系數(shù)值在290~4700W/m2?K范圍內(nèi)，取2500W/m2?K。[34] 這次設(shè)計用到的冷凝器較多，這里主要針對板式分離塔的冷凝器進行工藝設(shè)計和選型。忽略加熱蒸汽與二次蒸汽的汽化熱差異和濃縮熱且不計熱損失，則加熱蒸汽的利用率=1，加熱蒸汽的用量D=。乙炔氣出口管直徑273mm，加料管長2500mm，發(fā)生器內(nèi)空間擋板有4塊，氣液分離器的尺寸是1200mm3000mm，分離器上加裝水噴淋裝置對乙炔進行噴淋冷卻。電石從加料口人工加入，與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔氣和氫氧化鈣，氣體進入冷卻洗滌器洗滌并且冷卻后排出，而氫氧化鈣則沉入底部，定期由排渣口排出。，,，也即乙炔發(fā)生器的生產(chǎn)能力。 （4）孔徑和開孔率的選擇[23] 篩孔直徑對篩板堵塞、篩板漏液、操作彈性有重大影響，這次設(shè)計的篩孔直徑=5mm。 （3）降液管和受液盤的結(jié)構(gòu)和有關(guān)尺寸的選擇[23] 弓形降夜管提供的降夜面積和兩相分離空間都很大，這次設(shè)計采用弓形降夜管，垂直型式的。=24m2，塔板面積==。各面積的分配比例與塔板的直徑及液流型式有關(guān)。要處理的物料量較大，采用多塔同時進行分離。根據(jù)通過能力大、塔板效率高、塔板壓降低、操作彈性大、結(jié)構(gòu)簡單制造成本低五項標(biāo)準(zhǔn)進行綜合評價，結(jié)合設(shè)計具體情況，這次設(shè)計采用篩板塔。 （3） 醋酸乙烯精餾塔采用篩板塔[31]，塔徑2400mm，塔高63800mm，板間距800mm，共72塊孔徑3mm的塔板，%。塔的底部空間高度是指塔底第一塊塔板到塔底封頭之間的垂直距離，包括液所占高度和釜液面上方氣液分離高度。 根據(jù)《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》[32]表54知Dm== m3/s知板上液流型應(yīng)選擇單流型。 查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》[32]圖56 Smith關(guān)聯(lián)圖知==。 氣相平均密度== kg/m3 液相平均密度，=推出=964kg/m3精餾段的氣液相體積流率為：== m3/s。實際塔板數(shù)是，根據(jù)經(jīng)驗公式估算塔總板效率=，=/=72，其中精餾段34塊，提鎦段38塊，篩板的孔徑是3mm。 實際液氣比==，則R=，=，=。 （1）精餾三塔的進、出料情況如表47所示，進料溫度是96oC，塔板溫度是107~112oC，采用泡點進料的方式進料，側(cè)線出料[30]。在催化劑與支承格柵之間放有金屬網(wǎng)篩，網(wǎng)目尺寸按最小催化劑直徑選擇，并有足夠的開孔面積，且反應(yīng)器需開有人孔（反應(yīng)器人孔Dg統(tǒng)一取450mm），方便各部件的進出取用。對于一定大小的顆粒催化劑，催化劑堆放的好壞將會直接影響床層阻力的均勻程度，而且與反應(yīng)結(jié)果直接相關(guān)。（b）催化劑床層的選型[25]根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，乙炔氣相法合成醋酸乙烯固定床工藝以Zn(Ac) /活性炭為催化劑，作為載體的活性炭應(yīng)具備的條件是：有較為發(fā)達的中孔結(jié)構(gòu)；大部分微孔的直徑在1～3 nm；活性炭表面應(yīng)具有高濃度的羰基官能團；載體應(yīng)具有一定的大于50 nm的過渡孔和大孔，比表面積在1 000 m2/g以上。設(shè)備的設(shè)計選材較為多樣，有16MnR、20R、 Q235A、00Crl7Nil4Mo1Crl8Ni9Ti、00Crl7Nil2Mo2等。代入=185℃，=140℃，T=205℃，計算得到=54℃。代入計算得=(m2已知G=(m2標(biāo)準(zhǔn)封頭曲面面積s==62=。 筒體高度H，長徑比r（H/D）一般是1～3,固定床反應(yīng)器r取2，則H=12m。 固定床反應(yīng)器體積不僅包括，還包括原料分布體積空間和物料分離空間，這部分空間占據(jù)的體積Vw=(128)+20= V=VL+Vw=，圓整取360m3。 （1）體積的計算依一般經(jīng)驗看來固定床反應(yīng)器進口氣體的初始濃度=，即是固定床反應(yīng)器每小時需要處理的物料量，反應(yīng)器采用連續(xù)式操作。精餾六、八塔所富余的熱量由冷凝器帶走，假定冷凝水進口溫度為20℃，出口溫度為80℃，計算所需冷凝水用量分別是h4=，h5=。 三塔再沸器的供熱量：=8302090kJ/h。 表47 一塔進、出料的氣夜相流量及焓值 類型 流量（kmol/h) 焓值(kJ/mol) 塔頂出料 塔釜出料 回流進料 原始進料 三塔必須加入的熱量：=7565798kJ/h。==36268kJ/h，這部分熱量可由加熱器提供。 精餾二塔熱量衡算 第二精餾塔的功能是把醋酸和醋酸乙烯區(qū)分開，塔頂出粗醋酸乙烯，塔底出粗醋酸，熱量衡算式子：Q[塔頂出料]+Q[塔釜出料]=+Q[原始進料]+Q[23]。再沸器的進口參數(shù)就是壓縮機的出口參數(shù)，再沸器的出口參數(shù)可以選擇冷凝至飽和液體的狀態(tài)參數(shù)。 式中Q的值為正時表示該塔短缺熱量，反之則是富余熱量。 （4） 冷凝水量的計算 設(shè)冷凝水進口溫度為20℃，出口溫度為80℃，可得冷凝器所用冷水流量h2==。 H2O：9==。 ALd：5==。 （2） 各物質(zhì)溫度變化引起的焓變 C2H2：1==。kg1kg1K1。氣體分離塔頂排出的混合氣體（主要是C2H2)溫度為 0℃,釋放熱量Q6。第一段，HAc氣體被冷凝液化，降溫至90℃，送入HAc蒸發(fā)器，釋放熱量Q3。則預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)蒸汽預(yù)熱器提供的熱量=+Q2.=。HAc的沸點是118oC，沸點下的蒸發(fā)焓=，醋酸蒸發(fā)器內(nèi)提供的熱量Q1 = = ，則Q2.=1==。 （e）無論反應(yīng)物還是生成物皆是呈氣體狀態(tài)，故HS=0。 （a）C2H2 + CH3COOH CH3COOCH=CH2 = [+( )]= kJ/mol（放熱反應(yīng)）， m（VAc）=， M（VAc）=86，則==。 ALd的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP5=()()=。K1） C2H2 HAc VAc ALd CrALd H20 （b）根據(jù)物料衡算中反應(yīng)器的進口流和出口流(忽略其他副反應(yīng)），計算HP C2H2的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP1=[()()]+[() （)=+=。 這里需要注意的是反應(yīng)物的初始溫度是，生成物的初始溫度是，終溫均是。 與之間的平均等壓熱容 ====。 與之間的平均等壓熱容==[AT++/()=[+=。kg1 式中：是始態(tài)及終態(tài)時各項物質(zhì)的質(zhì)量，kg。 表42 各物質(zhì)（氣態(tài)）的標(biāo)準(zhǔn)生成熱（單位kJ/mol） 物質(zhì) C2H2 HAc VAc ALd CrALd H20 （5）查《化學(xué)工程手冊》[20]可知各物質(zhì)沸點下的蒸發(fā)焓 表43 各物質(zhì)沸點下的蒸發(fā)焓（單位：kJ/mol） 物質(zhì) C2H2 HAc VAc ALd CrALd H20 沸點 118oC ℃ ℃ 104℃ 100℃ 25..534 （1）對于流動系統(tǒng)——連續(xù)反應(yīng)器其能量平衡方程式的一般形式為：ΣE1－ΣE2[21]。 （3）查閱《基礎(chǔ)物理化學(xué)》[19]可知各物質(zhì)為=A+BT+CT2，單位,其中A、B和C系數(shù)如表41。醋酸從醋酸蒸餾塔塔頂鎦出，M9=。 在粗鎦裝置中，乙醛、丙酮、醋酸甲酯等作為初餾分分離。 （5） 反應(yīng)工段進出料情況 進料一：。 （4） 綜上。 已知CrALd的選擇性按乙醛計是30%，則生成CrALd的流量 ，剩余ALd流量N=