【正文】 C內(nèi)徑Dimm曲面高度Mmm材料16MnR(熱軋）■ Li\ ■設(shè)計溫度許用應(yīng)力[〇]tMPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力[〇]MPa鋼板負(fù)偏差C1mm腐蝕裕量C2mm焊接接頭系數(shù)^厚度及重量計算形狀系數(shù)斗2 +問2_6 UhJK = L 」= 計算厚度KPc Di5= 2[CT]_05jPc =mm有效厚度5e =5n。在此， 也對他們表示衷心感謝！附錄附錄1表1原料組成組分質(zhì)量分率環(huán)氧乙烷水附錄2表2全流程物料衡算表組成流股溫度/oC壓力/MPa水乙二醇二乙二醇環(huán)氧乙烷kgh1kgh1kgh1kgh1F1252178F225F32512178F4251F5351F63512178F71F81F91F10F1149F12F13F1450F15F16131F17F18F1950F2050附錄3表3主體設(shè)備負(fù)荷一覽表設(shè)備負(fù)荷T1再沸器/MW冷凝器/MWT2再沸器/ MW冷凝器/ MWT3再沸器/ MW冷凝器/ MWH1H2H30H4熱負(fù)荷/KW1305H5461. 69H6H7H8體積流率/ m3 + h1電功率/KWP11. 8537P2P3P4附錄4表4反應(yīng)精餾塔設(shè)備計算一覽表1平均溫度^/。求學(xué)歷 程是艱苦的，但又是快樂的，感謝在這四年里給我傳授過知識的老師們， 是他們教會我基本知識讓我有能力去順利完成畢業(yè)設(shè)計。參考文獻(xiàn)[1] [J].合成纖維工業(yè),1997,20, 06:4749.[2] 周兆芬,李兆基,潘鵬斌，[J].化工進(jìn)展,2010,29(11):20032009.[3] [J].精細(xì)化工原料及中間體,2008,(4):3539.[4] [J].天津化工，2002,01:3031.[6] 張英，[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，1997,01： 1921.[7] [J].燕山石化， 1984,03:221232.[8] 劉定華，趙賢廣，[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，1998, 19(01):13.[9] 田恒水，朱云峰，[J].上?；?，2001,15:1517.[10] Kawabe, Kazuki, Murata. Process for producing alkylene glycol. US6187972,2001.[11] [J].化工科技動態(tài)，1991,04:1418.[12] [J].石油化工，1993,02:137141.[13] Casale, Bruno, Marini, Luigi. Process for producing lower poliols and mixtures thereof. EP0510238, 1991.[14] [J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，1997,01:3437.[15] Forkner M W. Monoalkylene glycol production using highly selectivemonoalkylene glycol catalysts[P]. USA:5260495, 1992.[16] 華強(qiáng)，劉定華，[J].化學(xué)反應(yīng)工程與工 藝，2003,1(19):6388.[17] [J].化學(xué)工程，1992,20 (3): 5861.[18] 馬淑娟，劉照輝，[J].石化技術(shù)，2008, 15 (3) :4548.[19] 張勇斌?均相催化水合乙二醇產(chǎn)品精制過程的研究[D]?南京：南京工業(yè)大學(xué)，2004[21] [D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2004.[22] [D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2004.[24] [D].北京化工大學(xué)，2000.[25] 單元生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究[D].天津大學(xué)，2006.[26] [D].南京工業(yè)大學(xué)，2006.[27] 華強(qiáng)，劉定華，馬正飛等，催化水合法合成乙二醇，石油化工，2003，32(4)： 317320.[28] Foster R .D., Malizewski T. A., Sims J. A., et al. Continuous process for producing alkylene glycols from alkylene carbonates. US 4117250, 1978.[29] 漆志文，孫海軍，施軍民等，反應(yīng)過程模擬，華東理工大學(xué)學(xué)報，1999, 25 (1)： 19[30] 許錫恩，陳洪鈁，具有連串化學(xué)反應(yīng)的精餾過程的模擬，化工學(xué)報，1987 (2)： 65[31] 夏清，[M].天津：天津大學(xué)出版社,2005.[32] 賈紹義，[M].天津：[33] 陳洪鈁，劉家褀主編?化工分離過程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1995.[34] 王靜康?化學(xué)過程設(shè)計[M]?北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.85致謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)與督促，同時 感謝她的諒解與包容。由于優(yōu)化得到最佳水料比為1:1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于均相催化水合法的22:1， 減小了用水量。⑵對于反應(yīng)精餾過程，環(huán)氧乙烷的轉(zhuǎn)化率接近于100%，同時乙二醇的選擇性 %，高于遼化所采用的均相催化水合法的90%，表現(xiàn)出了反應(yīng)精 餾高轉(zhuǎn)化率的優(yōu)越點(diǎn)。設(shè)計總結(jié)本文的設(shè)計首先以遼化的年產(chǎn)5萬噸乙二醇項(xiàng)目為依靠，通過查閱資料， 針對遼化的催化水合法生產(chǎn)乙二醇工藝的能耗高，水料比大，轉(zhuǎn)化率低等 缺點(diǎn)，采用比較新型的反應(yīng)精餾工藝，對全過程進(jìn)行模擬優(yōu)化，并對主要 設(shè)備反應(yīng)精餾塔進(jìn)行了設(shè)備選型，同時繪制了主體設(shè)備圖以及帶控制點(diǎn)的 乙二醇工藝流程圖。液封槽內(nèi)回收的組分，通過筒單脫水和除雜后，當(dāng)濃度達(dá)到規(guī)定要求 時可循環(huán)回脫水塔回收其中可用成分。脫水塔塔頂產(chǎn)生的廢氣成分和反應(yīng)精餾塔塔頂廢氣成分相同，可通過 相同的方法進(jìn)行處理。 對于反應(yīng)精餾塔，塔頂會產(chǎn)生部分不凝氣，其主要成分為少量的水蒸氣和 微量的乙二醇以及其他雜質(zhì)氣體，我們可以通過液封槽之后排空。下封頭受力校核結(jié)果見附錄6。平臺個數(shù)n=2。2) + 8018 = 785 x 1〇6 x x 176。 = 20mm ⑸裙座厚度的計算裙座采用和塔體一樣的厚度5n = 20mm。⑷下封頭的壁厚計算此時計算壓力Pc=，設(shè)計溫度Ti=240176。C，所以其計算厚度為:PCD X ^ p_ 2[(rY(p _ 2 X 170 X 1 X _ ?取厚度負(fù)偏差C1=0，腐蝕余量C2=3mm，所以可得名義厚度：Sn = S + C1 + C2 = + 3 = 圓整后取它的名義厚度與筒體一樣amp。C，此時[a]t= 144MPa,取焊縫系數(shù)平=1,則可得計算厚度：取厚度負(fù)偏差Q=0，腐蝕余量C2=3mm，所以可得名義厚度Sn = s + C1 + C2 = + 3 = ，圓整得到塔體的厚度為5w=20mm ⑵封頭壁厚的計算同樣假設(shè)在6?16之間，此時[ff]t= 170MPa，取焊縫系數(shù)屮=1。 ⑴塔筒體的壁厚計算因?yàn)樽畲蟛僮鲏毫=1MPa，最大工作溫度T=240176。結(jié)合以上計算得到塔高度為：u=z^ + nxht + hd + hb + h1 + h2= + * + + + + = ?n 因?yàn)橐叶冀橘|(zhì)基本沒有腐蝕性，而操作壓力為1MPa，最大操作溫 度為240176。故不用考慮接管和人孔對塔設(shè)備高度的影 響。我們這里選擇圓柱形裙 座。⑶塔底空間高度塔底空間高度是最下層塔板到塔底的間距。由圖可看出，該篩板的操作上限為液相負(fù)荷上限控制，下限為漏液 控制。 L2 — d39。將h_與4，hd與L,，^與^的關(guān)系式代入上式，并整理得:dVs 5A = 2. 5(A + A ) = 2. 5(0. 0533 + 0. 595L2/3) = + 1. 023L = b39。=，求^ L,關(guān)系如下：2/3整理得 V = — 〇L在操作范圍內(nèi)，任取幾個4值，依上式計算出^值，計算結(jié)果列于下表L Km” s)Vs l(m3 / s)表42液沫夾帶線計算結(jié)果由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線2 ③液相負(fù)荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度弋w=:t = (3^)2/3=Z . = s，min 1據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3 ④液相負(fù)荷上限線eAfHT=5以0 = 作為液體在降液管中停留時間的下限故 L = x / 5 = 0. 0656m3 / ss，/zzax據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線4。 ⑸精餾段塔板負(fù)荷性能圖 ①漏液線=匕—/為=^/[ + (h? + how) ^pL / yLhJw,2/3 = 〇A〇2/3K + 1000 lTw2/3.hJ\PiJ Pv得:39。)2 = x 0. 082 = H = + 0. 085 + = 2/3HT — 2/3由 x 10—ev.2 x 10—3 〇.7 — 39。④ 漏液F〇.min計算漏液點(diǎn)氣速，按式W0計算:對篩板塔，因漏液量與氣體通過篩孔的動能因子有關(guān)，故可采用動能因子取 F〇min=1〇，貝1J: u = 1(y/ = 0 /實(shí)際孔速 U = / s 穩(wěn)定系數(shù)為 K = u/ = 故在本設(shè)計中無明顯漏液。液體表面張力的阻力計算液體表面張力所產(chǎn)生的阻力由下式計算，即：=4? PLgd04 x 39. 72 x 103856. 8 x x 0. 005=,液柱氣體通過每層塔板的液柱高度\按下式計算:h = h + h + h = 0. 049 + 0. 0459 + 0. 00378 = 0. 0986,夜柱Ap = hppLg = 0. 0986 x 856. 8 x = 698. 9/a② 液面落差干板阻力由下式計算:對于篩板塔，液面落差很小，故可忽略液面落差的影響。2 /(s ■ rnl/2)查充氣系數(shù)關(guān)聯(lián)圖得^ = 。計算h_1 _ Pv .2g Pl\2由4/^ = 5/3 = ，查篩板塔汽液負(fù)荷因子曲線圖得C = 5 89故 h = 0. 051 x xc 11. 4 0. 802氣體通過液層的阻力amp。r = W = = 故 A = 2 x ( W1. 242 1. 182 + x x sin1 = 180 ④ 篩孔計算及其排列由于苯乙二醇和二乙二醇及水都沒有腐蝕性，可選用5 = 3mm碳鋼板， 取篩孔直徑^= 4mm。③ 開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)面積次計算為：A = 2(x」r2 x2 +^ r2 sin—) a 180 r。查塔板塊數(shù)表得塔板分為4塊。⑶塔板布置 ①塔板的分塊。降液管底隙高度~降液管底隙高度amp。2，Wd = X = 174。滿足加壓塔要求。取板上清液層高度h163。塔截面積為：A = 0. 785D2 = 0. 785 x = 5. 31m2u = v, = = A 二精餾段有效高度的計算，則精餾段有效高度為：三塔板主要工藝尺寸的計算⑴溢流裝置計算因塔徑D = ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。 p _ ( x 3600。.2求取，其中C2。精餾段平均溫度198176。⑵反應(yīng)精餾段填料層高度對350金屬孔波紋管填料，我 們?nèi)?米，則HETP=1/= 米塔高 Z=NTHETP 計算塔高 Z反== 設(shè)計塔高 Z 反39。C 塔頂平均摩爾質(zhì)量：MLDm=進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量：MLFm= kg/kmol MVFm= kg/kmol反應(yīng)段平均摩爾質(zhì)量：MVm=(+)/2=氣相平均密度：X MVmRT1000 x 8. 314 x (107. 25 + 273. 15)=MLm=(+)/2= 塔頂液相平均密度= kg/m3 進(jìn)料板液相平均密度=：Am = (+) /2=829 .69kg/m3塔頂液相平均表面張力：j^i=進(jìn)料板液相平均表面張力：= mN/m反應(yīng)段液相平均表面張力：(+) /2=塔頂液相平均粘度：bLDm A 凡=進(jìn)料板液相平均粘度：^= 反應(yīng)段液相平均粘度：(+) /2= ⑴反應(yīng)段塔徑計算精餾段采用填料塔進(jìn)行計算，則塔徑D=Cs=查波紋填料最大負(fù)荷因子圖，取350Y金屬孔波紋管填料，其中流動參數(shù)平表示如下：查圖得到 Camp。C 進(jìn)料溫度tFi=35176。81全流程模擬物料衡算表見附表1 各設(shè)備負(fù)荷