年產(chǎn)3萬(wàn)噸乙酸乙酯畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)

1緒論1.1乙酸乙酯概述乙酸乙酯的簡(jiǎn)介乙酸乙酯(EA)，又名醋酸乙酯，英文名稱(chēng)：Ethylacetate。分子式為：C2H8O4。它是一種無(wú)色透明具有流動(dòng)性并且是易揮發(fā)的可燃性液體 [1],呈強(qiáng)烈清涼菠蘿香氣和葡萄酒香味。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(25C時(shí)，1mL乙酸乙酯可溶于10mL水中),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。乙酸乙酯與水和乙醇皆能形成二元共沸混合物，與水形成的共沸混合物沸點(diǎn)為 70.4°C，其中含水量為6.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。與乙醇形成的共沸混合物的沸點(diǎn)為71.8C。還與7.8%的水和9.0%的乙醇形成三元共沸混合物，其沸點(diǎn)為70.2C。下表為乙酸乙酯的一些物化參數(shù)。表1.1乙酸乙酯的物化參數(shù)[2]熔點(diǎn)(C)-83.6臨界溫度(C)250.1折光率〔20C)1.3708-1.3730臨界壓力(MPa)3.83沸點(diǎn)(C)77.06辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值0.73對(duì)密度(水=1)0.894-0.898閃點(diǎn)(C)7.2相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)3.04弓1燃溫度(C)426飽和蒸氣壓(kPa)13.33(27C)爆炸上限%(V/V)11.5燃燒熱(kJ/mol)2244.2爆炸下限%(V/V)2.0室溫下的分子偶極距6.555X10"30乙酸乙酯的用途乙酸乙酯是重要的精細(xì)化工原料。它是一種具有優(yōu)異溶解性能和快干性能的溶劑，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，或作為原料、或作為工藝溶劑、萃取劑、稀釋劑等等；由于它具有天然水果香味，因此還可作為調(diào)香劑組分，應(yīng)用于香料、食品工業(yè)中； 也可作為粘合劑用于印刷油墨、人造珍珠等的生產(chǎn)；作為提取劑 用于醫(yī)藥、有機(jī)酸的產(chǎn)品的生產(chǎn)等；此外還可用作生產(chǎn)菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料。國(guó)外乙酸乙酯的消費(fèi)構(gòu)造與我國(guó)有所不同，美國(guó)和歐洲國(guó)家乙酸乙酯最大的應(yīng)用領(lǐng)域是涂料，其中美國(guó)涂料方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的 60%,歐洲在涂料行業(yè)的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的50%。日本主要應(yīng)用在涂料，油墨方面，分別約占總消費(fèi)量的40%和30%。而我國(guó)主要應(yīng)用于涂料，粘合劑和制藥領(lǐng)域［3］。1.2乙酸乙酯的產(chǎn)能和市場(chǎng)需求世界乙酸乙酯的產(chǎn)能與消費(fèi)情況目前乙酸乙酯生產(chǎn)與消費(fèi)主要集中在西歐，美國(guó)和亞洲地區(qū)，其中亞洲地區(qū)的生產(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。2001年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有125.0萬(wàn)噸/年,2006年生產(chǎn)能力增加到222.0萬(wàn)噸/年，2001~2006年生產(chǎn)能力的年均增長(zhǎng)率高達(dá)12.2%。其中英國(guó)BP化學(xué)公司是目前世界上最大的乙酸乙酯生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)能力為 22.0萬(wàn)噸/年，約占世界總生產(chǎn)能力的9.91%。其次是中國(guó)索普集團(tuán)公司，生產(chǎn)能力為20.0萬(wàn)噸/年，約占9.01%。表1.2為國(guó)外乙酸乙酯的生產(chǎn)情況。在涂料方面，使得乙酸乙酯涂料被水性和高固含量涂料、 粉末涂料和雙組分涂料奪去了市場(chǎng)額。雖然這種變化還在繼續(xù)，但乙酸乙酯市場(chǎng)仍然保持持續(xù)增長(zhǎng)。東南亞地區(qū)開(kāi)場(chǎng)成為全球最重要的乙酸乙酯的產(chǎn)地和消費(fèi)地。 大局部投資于乙酸乙酯的資金開(kāi)場(chǎng)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)。我國(guó)乙酸乙酯的產(chǎn)能與消費(fèi)狀況〔1〕生產(chǎn)現(xiàn)狀我國(guó)乙酸乙酯的生產(chǎn)始于20世紀(jì)50年代，近年來(lái)，隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的快速開(kāi)展，乙酸乙酯的生產(chǎn)開(kāi)展很快。生產(chǎn)能力已經(jīng)從 2001年的37.0萬(wàn)噸/年增加到2006年的約90.0萬(wàn)噸/年。目前，我國(guó)乙酸乙酯的生產(chǎn)廠家有20多家,生產(chǎn)企業(yè)主要集中在華南和華東地區(qū)。其中國(guó)最大的乙酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)索普集團(tuán)產(chǎn)能到達(dá)20.0萬(wàn)噸/年,約占國(guó)總生產(chǎn)能力的22.2%，與乙酸產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了上下游一體化，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，80%的乙酸乙酯用于出口；其次是金沂蒙集團(tuán)公司，生產(chǎn)能力為16.0萬(wàn)噸/年，約占國(guó)總生產(chǎn)能力的13.3%，主要原料乙酸、乙醇均能自給，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力也較強(qiáng)。目前國(guó)大型乙酸乙酯企業(yè)均采用酯化法技術(shù)。表1.2國(guó)外乙酸乙酯主要生產(chǎn)情況生產(chǎn)廠家地址生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸/年）美國(guó)塞拉尼斯公司德克薩斯州帕6.0美國(guó)伊斯曼化學(xué)公司德克薩斯州朗維尤6.1美國(guó)Solution公司馬薩諸塞2.5円西羅地亞公司帕利尼涯10.0默西哥塞拉尼斯公司卡格來(lái)吉拉9.2英國(guó)BP化學(xué)工司赫爾22.0西班牙Ereros塔拉戈納6.0

瑞典Wweask乙醇化學(xué)公司多姆斯喬3.5瑞典聯(lián)合碳化物公司斯德哥爾摩3.0日本昭和電工公司15.0日本千葉公司市原4.7日本協(xié)和發(fā)酵公司四日市4.0印度LAXMI有機(jī)工業(yè)公司馬哈德3.5印度JUBILANT有機(jī)合成公司加勞拉尼蠟3.2國(guó)三星/BP公司蔚山7.0國(guó)國(guó)際酯類(lèi)公司蔚山7.5新加坡塞拉尼斯公司裕廊島6.0印度昭和酯類(lèi)公司梅拉克6.0南非薩索爾公司賽庫(kù)達(dá)5.0目前，國(guó)一些大型甲醇羰基合成乙酸企業(yè)或者具有乙醇裝置的企業(yè)已建成的乙酸乙酯生產(chǎn)裝置主要有?；煞莶捎肈AVY公司技術(shù)，新建10.0萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置，燃料乙醇建成5.0萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置，生物化工公司建成 10.0萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置，某新火石化公司擬建30.0萬(wàn)噸/年裝置，第一期10.0萬(wàn)噸/年已經(jīng)于2007年4月13日開(kāi)工。吳涇化工將現(xiàn)在生產(chǎn)能力擴(kuò)建到 15萬(wàn)噸/年，天裕生物工程公司將建5.0萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置。隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，我國(guó)乙酸乙酯的產(chǎn)量也不斷增加[5]。2001年我國(guó)乙酸乙酯的產(chǎn)量只有17.9萬(wàn)噸，2006年進(jìn)一步增加到63.0萬(wàn)噸，比2005年增長(zhǎng)約22.19%，2001~2006年產(chǎn)量的平均增長(zhǎng)率高達(dá)15.09%，截止到2009年

10月底，我國(guó)乙酸乙酯生產(chǎn)能力到達(dá)約 150.0萬(wàn)噸/年。表1.3國(guó)乙酸乙酯主要生產(chǎn)情況[6]企業(yè)名稱(chēng)產(chǎn)能（萬(wàn)噸/年）索普集團(tuán)20.0金沂蒙集團(tuán)公司18.0江門(mén)謙信化工開(kāi)展公司10.0冠集團(tuán)公司氣體溶劑10.0吳涇化工20.0揚(yáng)子江乙?；?0.0贛江溶劑廠8.0集團(tuán)公司4.5某冠達(dá)集團(tuán)公司3.5石油化工公司2.1試劑2.0有機(jī)化工廠2.0建德建業(yè)有機(jī)化工1.2三木集團(tuán)公司1.0?；煞?0.0〔2丨消費(fèi)現(xiàn)狀、進(jìn)出口情況及開(kāi)展前景"I隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，我國(guó)乙酸乙酯的產(chǎn)量也不斷增加。 2008年盡管受到金融危機(jī)的影響，但是由于2007年新增的產(chǎn)能發(fā)揮作用，產(chǎn)能仍到達(dá)約95.0萬(wàn)噸/年，同比增長(zhǎng)約33.8%。表1.4為我國(guó)近年來(lái)乙酸乙酯的供需關(guān)系目前，國(guó)乙酸乙酯主要消費(fèi)地區(qū)集中在華東、中南、華北、東北地區(qū)，產(chǎn)品主

要用于生產(chǎn)涂料、制藥和粘合劑。我國(guó)乙酸乙酯的總需求量已達(dá) 150萬(wàn)噸/年，供大于求，屆時(shí)消費(fèi)構(gòu)造將有所變化，其中在制藥和粘合劑行業(yè)消費(fèi)的比例將會(huì)有所下降，隨著新型高檔涂料的不斷開(kāi)展，預(yù)計(jì)涂料行業(yè)對(duì)乙酸乙酯的需求量將會(huì)有較大幅度的增加，隨著油墨方面的需求量也將有所上升。表1.4國(guó)近年來(lái)乙酸乙酯的供需關(guān)系〔單位：萬(wàn)噸/年〕年份產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消費(fèi)量200230.74.581.0934.19200334.24.271.1937.28200441.83.462.0743.19200547.34.641.8850.06200663.00.9610.9453.02200771.00.7613.7058.06200895.00.1118.3976.722009（1-6月）0.038.73另外，隨著乙酸乙酯新用途的不斷開(kāi)發(fā)，將會(huì)使乙酸乙酯在其他方面用量的比例也有一定的增加。2工藝流程確實(shí)定2.1本課題設(shè)計(jì)容和要求設(shè)計(jì)要求乙酸乙酯是一種重要的根本有機(jī)化工原料， 其生產(chǎn)方法有直接酯化法和間接酯化法。該產(chǎn)品在酯化工藝中為最根底、也是最重要的酯化產(chǎn)品。研究并設(shè)計(jì)其生產(chǎn)工藝具有很重要的意義。具體設(shè)計(jì)容〔1〕查閱文獻(xiàn)，了解該產(chǎn)品的性質(zhì)、性能、合成、應(yīng)用等。選擇合理的生產(chǎn)原料和制備工藝，采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和控制手段，編制開(kāi)題報(bào)告 （工藝流程方框圖、開(kāi)題報(bào)告）；〔2丨根據(jù)原料、產(chǎn)品和生產(chǎn)規(guī)模，繪制工藝流程草圖，進(jìn)展物料衡算和熱量衡算（物料平衡圖、原料消耗、能量消耗綜合表）；〔3〕進(jìn)展主體設(shè)備和輔助設(shè)備的工藝計(jì)算與設(shè)備選型，并列出設(shè)備一覽表；〔4〕繪制主體設(shè)備圖；〔5〕繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；〔6〕進(jìn)展生產(chǎn)車(chē)間布置設(shè)計(jì)（生產(chǎn)車(chē)間平面布置圖和立面布置圖）；〔7〕進(jìn)展技術(shù)分析、經(jīng)濟(jì)效益分析、平安評(píng)價(jià)與環(huán)保評(píng)價(jià)。2.2設(shè)計(jì)方案確實(shí)定目前在世界圍，上述四種工藝都已經(jīng)投入運(yùn)行，但在國(guó)投入運(yùn)行的只有酯化法、乙醛縮合法、乙醇脫氫法，乙酸/乙烯加成法在國(guó)還不夠成熟。酯化法中新研究出的催化劑造價(jià)過(guò)高，乙醇脫氫法適合在乙醇產(chǎn)量高的地區(qū)或者是價(jià)格廉價(jià)的地區(qū)較

適宜，日本所有的乙酸乙酯都是采用乙醛縮合法 ，并且綜合上面的概述中幾種工藝的比照，本課題采用乙醛縮合法生產(chǎn)乙酸乙酯。反響原理乙醛縮合法制乙酸乙酯可分為三個(gè)階段：催化劑的制備、乙醛的縮合反響、催化劑的脫除和精餾提純?！?〕乙醛的縮合反響反響在兩個(gè)串聯(lián)的反響器中進(jìn)展，第一個(gè)是釜式的反響器，第二個(gè)也是采用釜式的反響器。反響方程式為:CH3CH3CHOAI(OC2H5)3.CH3COOC2H5■催化劑步縮合 °二步縮合■催化劑步縮合 °二步縮合去蒸發(fā)工序這樣做的好處是，在第一個(gè)反響器之中，反響劇烈放出大量的熱量，采用釜式的反響器攪拌的均勻，易于把熱量移出，相對(duì)于管式的來(lái)說(shuō)，溫度易于控制，雖然轉(zhuǎn)化率情況有所降低，但反響的可控性、平安性提高；第二個(gè)也采用釜式的反響器，是考慮到反響進(jìn)展到后來(lái)，放熱量已經(jīng)不多，而且造價(jià)低。圖 2.2為縮合工序的流程簡(jiǎn)圖來(lái)自一塔塔頂?shù)囊胰﹫D22縮合工序的流程簡(jiǎn)圖〔2〕催化劑的脫除我們通過(guò)加水的方法破壞掉催化劑，然后經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器將粗乙酸乙酯蒸出，氫氧化鋁殘液從下面排除，殘液再經(jīng)過(guò)一個(gè)別離器進(jìn)一步別離出氫氧化鋁， 液體局部可

以再返回蒸發(fā)器水來(lái)自二步縮合反應(yīng)器的混合物1去第一蒸發(fā)蒸餾塔 ? *殘?jiān)鼒D2.3蒸發(fā)工序流程簡(jiǎn)圖〔3〕精餾提純我們采用了三塔的模式，三塔均是常壓操作，一塔脫乙醛；二塔脫出乙醇，脫出的乙醇用作生產(chǎn)催化劑；第三塔，塔上得到產(chǎn)品，塔下出重組分。同時(shí)還可以設(shè)計(jì)一個(gè)小塔，用來(lái)別離第三塔得到的重組分，有效地別離較純副產(chǎn)物乙縮醛，產(chǎn)出乙縮醛，做到了副產(chǎn)品的有效利用。重組分重組分圖2.4精餾提純工序的流程簡(jiǎn)圖工藝流程以下為乙醛縮合法合成乙酸乙酯各個(gè)工序的簡(jiǎn)述。 圖2.5為乙醛縮合法生產(chǎn)乙酸乙酸工藝流程簡(jiǎn)圖。以乙醇鋁作為催化劑，乙醛通過(guò)自縮合反響生成乙酸乙酯， 通過(guò)向單效蒸發(fā)器中參加過(guò)量的水，將催化劑乙醇鋁破壞，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器將生成的氫氧化鋁脫除。再

依次通過(guò)脫乙醛精餾塔、脫乙醇粗餾塔和脫重組分塔，分別脫除粗乙酯中的乙醛、乙醇和乙縮醛，在脫重組分精餾塔塔頂?shù)玫捷^純潔的乙酸乙酯產(chǎn)品。催化劑二步縮合回收乙醇脫乙醇水來(lái)自一塔塔頂?shù)囊掖呋瘎┒娇s合回收乙醇脫乙醇水成品乙酸乙酯亠成品乙酸乙酯亠脫重組分重組分圖2.5乙醛縮合法生產(chǎn)乙酸乙酸工藝流程簡(jiǎn)圖3物料衡算3.1數(shù)據(jù)采集全流程的工藝數(shù)據(jù)〔1〕生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)3萬(wàn)噸乙酸乙酯〔2丨生產(chǎn)時(shí)間 年工作時(shí)為7920小時(shí)〔3〕生產(chǎn)效率 一步縮合反響釜中乙醛轉(zhuǎn)化率為 86.9%，二步縮合反響釜中乙醛的轉(zhuǎn)化率為89.3%，在兩個(gè)釜中主反響的選擇性都為 99.2%。催化劑的配方〔1〕催化劑的原料配比：見(jiàn)表3.1

表3.1催化劑的原料配比［18］（單位：g）乙酸乙酯乙醇鋁氯化鋁氯化汞碘總計(jì)1402852微量微量175〔2丨催化劑與原料的質(zhì)量比該反響中將催化劑和純?cè)系馁|(zhì)量比控制在 1:8。操作條件〔1〕操作壓力：全流程的操作為常壓操作〔2〕操作溫度：一步反響縮合釜和二步反響縮合釜的操作溫度都為 10°C單效蒸發(fā)器的操作溫度為90C。脫乙醛塔塔頂溫度和塔底溫度為：26.2C和77.2C。脫乙醇塔塔頂溫度和塔底溫度為：76.3C和78.2C。脫重組分塔塔頂溫度和塔底溫度為：83C和110C。原料和產(chǎn)品的控制指標(biāo)表3.2原料乙醛和產(chǎn)品乙酸乙酯的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目?jī)?yōu)等品指標(biāo)乙酸乙酯乙醛純度/%三99.799.7水分/%0.30.03續(xù)表3.2項(xiàng)目?jī)?yōu)等品指標(biāo)乙醇含量0.1

物料平衡關(guān)系圖全流程的物料平衡簡(jiǎn)圖如下:201.0乙醛進(jìn)料；201.0乙醛進(jìn)料；201.1催化劑進(jìn)料；201.2—步反響混合物料；202.1二步反響混合物料；301.1含氫氧化鋁的混合液；301.2破壞液；301.3粗乙酯蒸汽；302.1塔頂乙醛；302.2側(cè)線(xiàn)料；302.3粗乙酯；303.1塔頂乙醇；303.2塔底粗乙酯；304.1乙酸乙酯產(chǎn)品；304.2乙縮醛圖3.1全流程物料平衡關(guān)系圖3.2一步縮合反響釜的物量衡算本次設(shè)計(jì)為連續(xù)操作，因此以單位 kg/h為基準(zhǔn)純潔乙酸乙酯在脫重組分出口量應(yīng)為:31070.997330243787.88kg/h純潔乙酸乙酯在脫重組分出口量應(yīng)為:31070.997330243787.88kg/h。那么需乙醛進(jìn)料（純度為0.999）:W0.9993791.67kg/h。因反響過(guò)程中有損失，將乙醛的入口流量定為 3900kg/h20111r1302.1F?R2012012201.0圖3.2一步縮合物料平衡簡(jiǎn)圖201.0中含有：乙醛：39000.999 3896.1kg/h水：3900(1-0.999) 3.9kg/h201.1中含有：3896.1 0.999催化劑用量為： 493.88kg/h8140那么催化劑原料中含：乙酯：493.88 395.1kg/h175鋁：493.8814.11kg/h175乙醇：28493.88-17579.02kg/h氯化鋁:493.88-5.64kg/h175乙醇和鋁在催化劑的作用下生成乙醇鋁：2AI+6CH3CH2OH 2AI(CH3CH2O)+3H253.96 276.36 324.32201.1物流中需參加60kg/h的乙醇來(lái)保護(hù)催化劑中的乙醇鋁，防止其水解失效。201.1中含有：乙酸乙酯：395.1kg/h鋁：14.11(1 0.98) 0.28kg/h乙醇：79.2 70.85 60 68.17kg/h因此301.1物料中含因此301.1物料中含+h2o18.0210.7383.12 4488.35kg/h其它輕組分：5.640.285.92kg/h乙醇鋁：83.12kg/h301.1流股中為純度為99.9%的乙醛，其他為乙酸乙酯有：乙醛：51.650.99951kg/h乙酸乙酯：51.650.001 0.51kg/h反響器中主反響方程式如下：2C2H4O aC4H8O288.10 88.12副反響方程式如下：C2H4O+2C2H6O C6H14°2123.1 92.14 118.17因此在201.2流股中含有：乙酯：3327.130.8960.992 395.61 3722.74kg/h乙醛：3947.1 (1 0.896) 517.07kg/h乙縮醛：96.58kg/h水：3.910.7314.63kg/h乙醇：13.29kg/h乙醇鋁：83.12kg/h其它微量雜量：5.92kg/h總進(jìn)口流量為：W進(jìn)口=3947.1395.61103.17 5.923.9總出口流量為：W出口=3722.74517.0748.2914.2914.6396.585.9283.12 4488.35kg/h表3.3一步縮合釜物料衡算表進(jìn)口物料/(kg/h)乙酸乙酯395.61乙醛3947.1乙醇68.17水3.9乙縮醛96.58輕組分5.92乙醇鋁83.12總計(jì)4488.35出口物料/(kg/h)3722.74

517.0748.2914.6396.585.9283.124488.353.3二步縮合反響釜的物料衡算 ?2012R202202.1圖3.3二步縮合物料平衡簡(jiǎn)圖二步縮合反響釜的出口物流中：主反響方程式為：2C2H4O88.10”C4H8O288.12副反響方程式為：C2H4O+2C2H6O一=C6H14O2+H2O123.192.14118.1718.02517.07x0.893x0.0087.3812.991.44所以，在202.1流股中：乙酸乙酯：3722.74 458.5 4181.24kg/h乙醛：517.07 (1 0.893) 55.32kg/h乙縮醛：12.9996.58109.57kg/h水：14.63 1.44 16.07kg/h其它輕組分：5.92kg/h乙醇：13.297.38 5.91kg/h氯化鋁：5.74kg/h乙醇鋁:83.12kg/h二步縮合反響器中：W進(jìn)口 3722.74517.0748.2914.2914.6396.585.9283.12 4488.35kg/hW出口 4181.2455.3240.9116.07109.575.9283.12 4488.35kg/h表3.4二步縮合釜物料衡算表

進(jìn)口物料出口物料進(jìn)口物料出口物料kg/h kg/h乙酸乙酯3722.744181.24乙醛517.0755.32乙醇13.2940.91水14.6316.07乙縮醛96.58109.57乙醇鋁83.1283.21總計(jì)4488.354488.353.4單效蒸發(fā)器的物料衡算此過(guò)程主要目的是為了破壞物流中的乙醇鋁催化劑。301.2202.1E30—.301.3301.1圖3.4單效蒸發(fā)器物料平衡簡(jiǎn)圖該過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反響為乙醇鋁的水解：3出0+AI(CH3CH2O)3?3CH3CH2OH+AI(OH)354.06 162 138 7827.74 83.12 70.81 40.42301.1流股中含有氫氧化鋁、鋁和氯化鋁重組分，重組分被完全脫除，并且301.1流股中重組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.27，那么可求得301.1物流中總質(zhì)量流量為:40.025.9202740.025.92027170.81kg/h乙縮醛在301.1流股中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，那么301.1流股中含:乙酸乙酯：170.810.95162.27kg/h乙縮醛：170.810.058.54kg/h202.1流股是來(lái)自二步縮合釜的出口物料。301.3流股中:乙醛：55.32 2.1 57.42kg/h乙醇：5.91 70.81 6.877 83.59kg/h水：16.7 0.65 26 27.74 15.61kg/h乙縮醛：109.57 8.54 101.06kg/h乙酯：9.98 4181.24 162.27 4118.97kg/h301.1流股為氫氧化鋁混合物，包括微量的鋁和氯化鋁： (去回收工段)Al(OH)3:40.02kg/h鋁:0.28kg/h氯化鋁：5.61kg/h乙酯：162.27kg/h乙縮醛：8.54kg/h301.2流股中:乙醇：2.31kg/h乙酸乙酯：21.6kg/h乙醛：2.91kg/h表3.5單效蒸發(fā)器物料衡算表進(jìn)口物料 出口物料kg/h kg/h乙酸乙酯4268.124268.12乙醛57.5457.54乙醇59.79130.6水42.7215.61乙縮醛109.57109.57乙醇鋁83.21總計(jì)4488.354488.353.5脫乙醛塔的物料衡算在該塔中，塔頂輕組分乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù) xdi=0.999,塔底輕組分乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)xw=0.0001o圖3.5脫乙醛塔物料平衡簡(jiǎn)圖對(duì)其作物料衡算： Di+W+D2=FDlXdl+Wxw+D2XD2=Fxf可求得:302.2流股中〔乙醇和乙酯形成共沸精餾〕:水：6.65kg/h乙醇：18.88kg/h乙酯：86.88kg/h乙醛：2.1kg/h302.3流股中：乙醛：2.7kg/h乙醇：82.5918.8854.42kg/h乙酯：4105.850.5186.88 4018.46kg/h水：15.61 6.5 9.11kg/h乙縮醛：47kg/h302.2流股中：乙醛：52.01kg/h乙酯：0.51kg/h表3.6脫乙醛塔物料衡算表進(jìn)口物料kg/h出口物料kg/h乙酯4105.854105.85乙醇83.5983.59乙醛57.4257.42水15.6115.61乙縮醛101.06101.06總計(jì)4376.654376.653.6脫乙醇塔303.1

? ?302.3C30*303.2圖3.6脫乙醇塔物料平衡簡(jiǎn)圖由F=D+W ①Fxf=Dxd+Wxw ②對(duì)該精餾塔作物料衡算得：303.1流股中，因乙醇和乙酯形成共沸物，該物流去回收工段：乙酯：230.2kg/h乙醇：79.6kg/h水：1.71kg/h乙醛：1.8kg/h303.2流股中：乙酯：4194.18230.2 3964.6kg/h乙醇：80.4279.6 0.78kg/h乙醛：2.341.80.54kg/h水：2.711.711kg/h乙縮醛：47kg/h表3.7脫乙醇塔物料衡算表

進(jìn)口物料kg/h出口物料kg/h乙酯4018.464018.46乙醇54.4254.42乙醛2.72.7水9.119.11乙縮醛101.06101.06總計(jì)4185.754185.753.7脫重組分塔303.2n304.1C30 ?*304.2圖3.7脫重組分塔物料平衡簡(jiǎn)圖該塔除去重組分乙縮醛，從精餾塔塔頂?shù)玫揭宜嵋阴ギa(chǎn)品。由FDWFXfWXwDXd得：304.1流股中:水：1kg/h乙醛：0.54kg/h乙酯：3964.60.0141 3964.4kg/h乙醇：0.78kg/h304.2流股中：乙酯：0.014kg/h乙縮醛：101.06kg/h表3.8脫重組分塔物料衡算表進(jìn)口物料kg/h出口物料kg/h乙酯4018.464018.46乙醇54.4254.42乙醛2.72.7水9.119.11乙縮醛101.06101.06總計(jì)4185.754185.75

4熱量衡算4.1根本數(shù)據(jù)表4.1氣體熱容溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù)[19-21]物質(zhì)id 1 1Cp/JmolKa。 a/a2T2a3T3a4T4a1a2a3a4乙醇4.3960.6285.546-7.0242.685乙醛4.3790.0743.740-4.4771.641水4.395-4.1861.405-1.5640.632乙酸乙酯10.228-14.94813.033-15.7365.999表4.2液體熱容溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù)物質(zhì)1Cp1/JmolKABTCT2DT3ABCD乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙醛45.05644.853-16.6072.7000水92.053-3.9953-2.11030.53469乙酸乙酯 65.83284.097-26.9983.6631表4.3物質(zhì)的沸點(diǎn)及正常沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓物質(zhì)沸點(diǎn)/c蒸發(fā)焓/KJmol-1乙醇78.438.93乙醛20.825.20乙酸乙酯77.0632.32水10040.73乙縮醛102.735.834.2—步縮合釜的熱量衡算:該工段中反響溫度為10C2號(hào)物流由25C降到10C的熱料衡算如下:H2（乙醇）H2（乙醇鋁）395.1H2（乙醇）H2（乙醇鋁）395.1283.15BTCT2DT3dT 11580kJ/h1000A88.12283.15298.15CT2DT3dT1000A298.15BT502kJ/hH2（乙酸乙酯）8.1746.071000283.15298.15961kJ/h83.12162.16120dT3號(hào)物流由21T降到10C:H3（乙醛）5144.051000H3（乙醛）5144.051000283.15A294.15BTCTDT3dT987kJ/h17kJ/h051 283.1517kJ/hH3（乙酸乙酯）麗294.15ABTCTDTdT主反響產(chǎn)生的熱量:3896.10.9920.869 ““298.15A283.15BTCT2DT3dT44.0610000.86910.9923896.11000283.152ABTCT2DT3dT十88.12298.150.869+0.9923896.11000rHm,3.618106kJ/hH主88.12副反響產(chǎn)生的熱量:Hf °.869Hf °.869O'008遊6.11000 298.15ABTf 283.1544.06+48.77rHm+48.77 1000108(10118.17 118.172 3CT2DT3dT25) 34808kJ/h步縮合反響釜需要承受的熱量為:出（乙酸乙酯）+H2（乙醇）+H2（乙醇鋁）+出（乙醛）+H3(乙酸乙酯)+H主+Hf3.667106kJ/h反響放出的熱用-5C的冷凍鹽水進(jìn)展冷卻，進(jìn)口溫度為-5C,出口溫度為5C。冷凍鹽水的比熱容為：CP4.0kJ/（kgK)那么單位時(shí)間需要冷凍的量為:凍鹽水的比熱容為：CP4.0kJ/（kgK)那么單位時(shí)間需要冷凍的量為:3.6671064.01091675kg/h4.3二步縮合反響釜熱量衡算:主反響的反響熱:u0.8630.992517.07H主44.060.8630.992517.07+1000298.15ABT283.15CTu0.8630.992517.07H主44.060.8630.992517.07+1000298.15ABT283.15CT2DT3dT88.120.8630.986418.18+283.151000295.152 3ABTCTDTdT88.12rHm3.86105kJ/h副反響的反響熱:0.8630.008517.0744.06——108(10 25)118.1708 283.15+ 1000A18.02 0.8630.008517.0744.06——108(10 25)118.1708 283.15+ 1000A18.02 29&15298.151000ABT283.152 3CT2DT3dT0.8630.008517.0744.063rHmBT2 3CT2DT3dT3804kJ/h二步縮合反響釜承受的熱負(fù)荷為:H主+H副(3.86105 3804) H主+H副(3.86反響放出的熱同樣用-5C的冷凍鹽水進(jìn)展冷卻，進(jìn)口溫度為-5C,出口溫度為

5C5C。冷凍鹽水的比熱容為:CP4.0kJ/(kgK)539048 105那么單位時(shí)間需要冷凍的量為：W巳90^8—09762kg/h4.0104.4單效蒸發(fā)器的熱量衡算該蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為90C,有少量的水占用的熱量小，可忽略不計(jì)，且設(shè)單效蒸發(fā)器的熱量損失為1%。其中流股5包括流股8,那么進(jìn)料流料5由原來(lái)的10C升高到90C放出的熱量為:乙酸乙酯有46.593kmol被蒸發(fā)掉，那么蒸發(fā)掉的乙酸乙酯需要的熱量為:TOC\o"1-5"\h\z350.21 2 3Q1=46.593伽鼻彳丄人btct DT)dT+46.593H363.15 2 3 4 6+46.593100^21(a0aja2T2a3T3a4T4)dT2.0117106kJ/h蒸發(fā)掉的乙醛需要的熱量為:a4a4T4)dTQ2「3 1000Hv M3 1000293.15(ac a1T a2T a3T293.95 2 3 4+1.31000283.15(ABTCTDT)dT 2?6 10kJ/h乙醇有2.83kmol被蒸發(fā)掉，那么蒸發(fā)掉的乙醇需要的熱量為:Q3=2.831000Hv2.8310003^21(a0a1Ta2T2a3T3a4T4)dT351.65+283 1000283.15(Abtct2DT3)dT何105kJ/h乙縮醛有0.855kmol被蒸發(fā)掉，那么蒸發(fā)掉乙縮醛需要的熱量為:-Q4=0.8551000 108dT0.45735.8310004.03104kJ/h283.15在蒸發(fā)器部乙醇鋁水解生成氫氧化鋁和乙醇吸收熱量 ：Q5=0.4731000100 4.73104kJ/h

在301.1流股中有將除氫氧化鋁外的其它輕組分及乙酸乙酯換算成 50kg/h的乙酸乙酯，301.1流股的溫度為90C,那么需要外界提供的熱量為:Q6=5088.121000363.15Q6=5088.121000363.15283.15(ABTCT23 3DT)dT8.4310kJ/h那么蒸發(fā)器總共需外界提供的熱量為:Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6=2.14710kJ/h單效蒸發(fā)器需外界提供熱量，該熱源為 100c的飽和水蒸氣，熱源進(jìn)口為100C的水蒸氣，出口為100C的熱水。100C下的飽和蒸氣的壓力為1.0bar,汽化潛熱r=2257.6kJ/kg[22]那么單位時(shí)間需要飽和水蒸氣的質(zhì)量為:6951kg/h951kg/h2257.64.5冷凝器的熱量衡算將90C的蒸氣冷凝到飽和進(jìn)料溫度，脫乙醛精餾塔飽和進(jìn)料溫度為 20.8Co46.593kmol的乙酯從90C蒸氣冷凝到20.8C的液體放熱為：351.15 2 3H1 46.5931000(ABTCT2DT3)dT46.593100032.321 363.15293.95 2 3 4 6+46.5931000 (a。a1Ta2T a3T a4T)dT=1.2110kJ/h351.151.3kmol的乙醛從90C蒸氣冷凝到20.8C的液體放出熱量為：293.95H2 1.31000(ABTCT2DT3)dT1.3100025.202 363.15' ’4=1.610kJ/h2.83kmol的乙醇從90C蒸氣冷凝到20.8C的液體放出熱量為:350.65H3 2?831000363.15(ABTCT2DT3)dT283WOO38.93a3a3T3a4T4)dT+2.831000350.65(a0 a1T a2T4=7.9410kJ/h0.855kmol的乙酯從90C蒸氣冷凝到20.8C的液體放出熱量為：293.95 2 3H4 0.8551000(ABTCT2DT3)dT0.855100032.32' /=3.92 104kJ/h那么冷凝總共放出熱量為： 出H2H3H41.344106kJ/h該冷凝器仍采用冷卻鹽水，將一釜和二釜的出口鹽水用于該冷凝器的進(jìn)口冷卻鹽水。并用該冷凝器中出口鹽水的溫度控制在 10C。那么單位時(shí)間需5C下冷凍6鹽水的質(zhì)量為：W1.34410 76800kg/h3.554.6脫乙醛塔的熱量衡算由以上對(duì)精餾一塔物料衡算得：F=4376.65kg/h,D=52.62kg/h用解析法計(jì)算最小回流比:Rmin(1 Xd)Rmin1Xf代入數(shù)據(jù)求得：Rmin 3.336取R1.1Rmin3.67那么上升蒸氣流量為：V=(R+1)D=245.73kg/h再沸器的熱負(fù)荷〔1〕塔頂上升混合氣帶出的熱量在塔頂回流液溫度為20.8C，與進(jìn)料的溫度一樣，那么塔頂上升氣帶出的熱量為：

299.35(a。Q299.35(a。QD簽1000293.95a1T1a2T2a3T3 a4T4)5578.4325.205=3.410kJ/h〔2丨塔釜?dú)堃簬С龅臒崃?350.35 oQW 45600293.95(A BT350.35 oQW 45600293.95(A BTCT2DT3)dT1180350.3529』BTCT2DT3)dT350.35 o Q+61(ABTCT2 DT3)dT505293.95350.35(ABT293.95CT2DT3)dT5855115=4.7710kJ/h〔3〕側(cè)線(xiàn)料帶出的熱量303.15Qc 985(ABTC 303.15Qc 985(ABTC 293.95303.15 247 (ABT CT2293.95CT2DT3)dTDT3)dT303.15409(A293.95'303.15369(ABT293.95'BTCT2DT3)dTCT2DT3)dT2486.2kJ/h那么再沸器的熱負(fù)荷為:5Q5QQwQdQc4.77103.410 2.4910 8.1910kJ/h加熱介質(zhì)采用1.0bar下的飽和水蒸氣，冷卻水為100C的水，那么需水蒸氣的量為:5362.77kg/h8.1910362.77kg/h2257.6冷凝器的冷凝量2 3 4Q21180 (a0a1Ta2T2a3T3a4T4)dT118025.2029786kJ/h303.35該冷凝器采用進(jìn)口溫度為了-5C,出口溫度為5C的冷凍鹽水，那么需冰凍鹽水的質(zhì)量為:297864.0297864.010744.65kg/h4.7脫乙醇塔的熱量衡算由以上對(duì)精餾一塔物料衡算得：F=4185.75kg/hD=420.43kg/hD=420.43kg/h用解析法計(jì)算最小回流比:Rmin[XRmin[XD(1 Xd)]1Xf]代入數(shù)據(jù)求得：Rmin2.76取R1.1Rmin 3.036那么上升蒸氣的質(zhì)量流量為：V=(R+1)D=1276.43kg/h再沸器的熱負(fù)荷(1)塔頂上升混合氣帶出的熱量在塔頂回流液溫度為77.2C,與進(jìn)料的溫度一樣，那么塔頂上升氣帶出的熱量為：TOC\o"1-5"\h\z349.45 1 2 3 4Qd 403634^5(80&T a?T asT aqT)dT403632.32118738.93 2.043105kJ/h(2)塔釜?dú)堃簬С龅臒崃縪 ,Q41577(ABTCT2DT3)dT85510.616263kJ/hFV 350.35' ’脫乙醇塔承受的熱負(fù)荷為：Q12.043105162632.21105kJ/h再沸器采用100c的飽和水蒸氣進(jìn)展加熱。那么需飽和水蒸氣的質(zhì)量為:52.21105W 97.9kg/h2257.6脫乙醇塔冷凝器熱量衡算脫乙醇塔頂冷凝器需要的冷凝量

a4T4)dTTOC\o"1-5"\h\za4T4)dTQ21210832.32356138.9312108 (a0a1T1a2T2a3T32 349.45 0 I 2 31234 -356134945(a。afa2〒2asT3^T^dT4.063106kJ/h用10C下的鹽水進(jìn)展冷卻，冷凝器冷卻水的進(jìn)口溫度為 10C,出口溫度為20C,那么單位時(shí)間需10C鹽水的質(zhì)量為:4.063106W 24402kg/h153.74.8脫組分精餾塔的熱量衡算由以上對(duì)精餾一塔物料衡算得:F=3767.44kg/h由以上對(duì)精餾一塔物料衡算得:F=3767.44kg/hD=3666.38kg/h用解析法計(jì)算最小回流比:RminXRminXd (1Xd)]]，n[xF 1xF代入數(shù)據(jù)求得： Rmin0.83取R1.1Rm^ 0.91那么V=(R+1)D=7002.79kg/h再沸器的熱負(fù)荷〔1〕塔頂上升混合氣帶出的熱量在塔頂回流液溫度為20.8C,與進(jìn)料的溫度一樣，那么塔頂上升氣帶出的熱

量為：QD79459356.15(a0qT1a2T2a3T3a4T4)dT7945932.322.878106kJ/h351.35〔2〕塔釜?dú)堃簬С龅臒崃?Q855 136dT3.1104kJ/hW 351.35那么再沸器的熱負(fù)荷為： Q12.8781063.11042.908106kJ/h再沸器需要100C的飽和水蒸氣加熱，單位時(shí)間需飽和水蒸氣的質(zhì)量為:62.90862.908102257.61288kg/h脫重組分的冷凝器的熱量衡算那么冷凝器的冷凝量為1 2 3 4 6Q27945932.32 (a0a1T1a2T2a3T3a4T4)dT2.65106kJ/h356.15冷凝器采用10c的鹽水，鹽水的出口溫度定為50C,那么單位時(shí)間需10C的鹽水為:2.65102.651063.74017905kg/h5主要設(shè)備的設(shè)計(jì)與輔助設(shè)備的選型5.1一步縮合反響釜的設(shè)計(jì)縮合釜釜體的設(shè)計(jì)〔1〕縮合釜中混合物的平均密度0.010170.830.004280.9990.912g/cm3iXi=0.010170.830.004280.9990.912g/cm3+0.003330.78930.0172.1那么混合物的體積為:4488.359124488.359124.978m查得，裝料系數(shù) 為0.8.。那么反響釜的體積為:V4.978V4.9780.87.11m〔2〕確定筒體與封頭型式以及連接方式由本設(shè)計(jì)的聚合條件以及該設(shè)備的工藝性質(zhì)， 可以知道其屬于帶攪拌的低壓反響釜類(lèi)型。根據(jù)慣例，選擇圓柱形筒體和橢圓形封頭。查化工設(shè)計(jì)手冊(cè)得，對(duì)對(duì)密封要求較高時(shí)，采用焊接連接?！?〕確定筒體與封頭的直徑查？化工設(shè)備機(jī)械根底?得,HDi取1.3[23]。那么反響釜直徑估算如下：Di3豐3：'衛(wèi)1.90m

\H/DiH1.3（式中，Di——反響釜筒體徑；H——筒體高度。）經(jīng)查，符合筒體公稱(chēng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)，取Dj=2000mm。封頭取一樣的徑?！?〕確定筒體高度查？化工設(shè)備機(jī)械根底？得，當(dāng)公稱(chēng)直徑DN=2000mm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的容積Vh=1.1257，筒體每一米高的容積V=3.1423/m。那么筒體高度為：〔4-1〕〔4-1〕V1其中V其中V每個(gè)釜的容積，單位為由HDi的值與1.3近似相等，那么可得:解得V=7.11m解得V=7.11m7.111.12572.1421.96m取H=1.3Di=2m?！?〕標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的封頭高度與直邊高度查化工設(shè)計(jì)手冊(cè)得，標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的封頭高度為：hD-0.2520000.500m直邊高度為500mm。4〔6〕確定夾套直徑查？化工設(shè)備機(jī)械根底？得，夾套直徑為：Dj=Di+100=2100mm夾套封頭也采用橢圓形，并與夾套筒體取一樣直徑〔7〕確定夾套高度夾套筒體的高度估算如下:Hi V乂V0.87.11 0.82701.760m2.545取Hi為1.8m?！?丨傳熱面積F查？化工設(shè)備機(jī)械根底？得，封頭外表積Fh=4.493m2，筒體一米高外表積Fi=5.66m2。那么傳熱面積為：F=Fh+1.1汗i=9.8795m2〔9〕夾套筒體與封頭厚度夾套筒體與筒的環(huán)焊縫，因檢測(cè)困難，故取焊縫系數(shù) 二0.6，從平安計(jì)夾套上所有焊縫均取二0.6，封頭采用由鋼板拼制的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭[22]，材料均為Q235-B鋼。查？化工設(shè)備機(jī)械根底？得，夾套厚度為：pDiC20.1200023.78mmd t2 p21130.60.1夾套封頭厚度為：pDiC20.1200023.62mmd t2 0.5p21130.60.50.1式中，p——設(shè)計(jì)壓力，0.1MPa;在設(shè)計(jì)溫度下Q235-B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)械根底？，取夾套筒體與封頭厚度均為：n=8mm?！?0丨筒筒體厚度與封頭厚度查？化工設(shè)備機(jī)械根底？，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得：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)根底？和？化工設(shè)備機(jī)械根底？得，本設(shè)計(jì)采用槳式直葉攪拌器。其主要構(gòu)造參數(shù)：Dj=0.51DN=0.51>2000=1020mm那么b=0.20Dj=0.20>2000=400mm;H=0.50Dj=0.50>2000=1000mm;Z=2?！?丨攪拌軸直徑經(jīng)查？化工設(shè)備設(shè)計(jì)根底？得，攪拌軸材料選用45鋼［24］。攪拌功率為20kW;轉(zhuǎn)速為80r/min。那么式中，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。那么20d365 79.3mmV6530表5.1縮合釜設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)結(jié)果反響釜體積V/m37.11筒體與圭寸頭連接方式焊接筒體和圭寸頭的直徑 D/mm2000筒體高度H/mm2000夾套直徑Dj/mm2100封頭高度h/mm50夾套咼度Hi/mm1800傳熱面積F/m29.8795筒筒體厚度/mm105.2單效蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)與選型蒸發(fā)器的選擇理由為了到達(dá)蒸發(fā)出絕大局部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)的特性以及工程本錢(qián)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。522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: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:Q=2.147X106kJ/h=0.596106J/s〔1〕傳熱面積A=其中Q為單位時(shí)間的熱量K約為1500W/(m2C)At為換熱面上的平均溫差平均溫差:(10090)(10010)ln^010010(10090)(10010)ln^01001036.41C那么可求得單效蒸發(fā)器的換熱面積:A=0.59610A=0.59610636.411500210.91m將A=10.91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]因?yàn)橛幸捉Y(jié)垢的物質(zhì)，蒸發(fā)器的加熱管選用[25]57mm3.5mm,加熱管的長(zhǎng)度選為1.4m。那么加熱管的管子數(shù):Sd(L0.1)11Sd(L0.1)113.140.57(1.40.1)47.28取管子數(shù)為48?！?〕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 0.4-1.0:22汀i (0.41.0)n：d求得循環(huán)管的徑為：D1 244.9mm經(jīng)圓整得D1273mm,選用熱軋無(wú)縫鋼管： 273mm3.5mm〔4〕加熱室直徑該加熱器中加熱管的排列方式為正三角形那么加熱室直徑:Dt(nc1)2b'571)21.2380mm〔5〕別離室的直徑和高度別離室的體積為：V W 4622 7.05m33600U36000.141.3取H/D1.5，那么別離室高度為H=1.8m，別離室直徑為：D=2.7m。表5.2單效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)結(jié)果蒸發(fā)器傳熱面積 A/m210.91加熱管的管數(shù)n48循環(huán)管的徑D1/mm273加熱室直徑D/mm380別離室直徑H/mm2700別離室咼度D/mm18005.3脫乙醛塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算531脫乙醛塔的根底數(shù)據(jù):氣相流量：Vs=0.10316m3/s氣相密度：v=4.0677kg/m3液相流量：Ls=0.00144m3液相密度： s=841.7539kg/m3液體外表力：o=0.0206N/m液體黏度：尸0.25xiO-3Pas塔徑確實(shí)定初估塔徑取塔板間距HT=0.3m 取hi=0.07m查史密斯關(guān)聯(lián)圖得：Ls(s/v)0.5/Vs0.02402cc20（002）.°.°2414UfUf0.345m/sUop=0.8uf=0.275m/sD'0.810mD'0.810m確定實(shí)際塔徑，對(duì)計(jì)算值進(jìn)展圓整，取 D'=0.8m塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)〔1〕選管選用單流程弓形降液管〔2丨堰的計(jì)算堰長(zhǎng)lw=0.71D=0.5m 選堰高h(yuǎn)w=0.06mL/lw2.5=3600>0.0014/0.525=10.37查表得E=1.2how=0.00284>.2x〔3600>0.00144/0.5〕2/3=0.01622mhi=hw+how=0.06622ho=hw-0.015=0.045m〔3〕液面梯度b=(Lw+D)/2=0.6lw/D=0.7差圖得Wd=0.098mZ=D-2Wd=0.504m可以算出很小忽略?！?丨塔板布置取篩孔直徑d0=0.004m,t/d0=3.0,所以t=0.012m。0.907中2 0.1008由于操作點(diǎn)離漏液線(xiàn)比擬近，所以將開(kāi)孔率降低 選0.06取安定區(qū)寬度Ws=0.05m，邊緣區(qū)Wc=0.04m。X=D/2- 〔Wd+Ws〕=0.20mr=D/2-Wc=0.31mx/r=0.645Aa2[x(r2x2)0.5r2sin1丄]xAa=0.229m2，At=0.385

Aa/At=0.595篩孔總面積：Ao=AaX2。篩孔數(shù)：N=Ao/ao=O.O14/(3.14/4)O.OO4 2=1115個(gè)。534對(duì)設(shè)計(jì)塔板進(jìn)展校核〔1〕板壓降取板厚=3mmdo/ 1.33查表得co=O.84UoVsUoVs=7.37hd魯汁爛2=O'hd魯汁爛2=O'O16mFo=uo、v=14.74kgO.5/(mO.5s)Hp=h1+hc=O.O63m(液柱)〔2丨霧沫夾帶65.710/

ev (RUg)3.2"VAf/At=O.O85那么:A那么:Af=O.O85XO.385=O.O327VsVsAAf=0.10316/(0.385-0.0327)=0.293m/sev=5.7106ev=5.7106O.O2O6O.293O.32.5O.O6623.2=O.O3kg(液體)/kg〔氣體〕＜0.1那么可認(rèn)為精餾塔徑及塔板各工藝構(gòu)造尺寸合格〔3〕液泛校核Ls2Hr1=0.15(-l^)2=0.153(0.00144/0.5 XO.O45)=O.OOO626lwho

設(shè)進(jìn)口堰：hr=hr1Hd=hw+how++hr+hp=0.06+0.01622+0.000626+0.054=0.131m液柱因?yàn)榕菽南鄬?duì)密度=0.5，所以降液管泡沫層高度為Hd/=0.262m,那么:Hdhw0.262 0.06 0.202m該值小于塔板間距300mm，故不會(huì)發(fā)生液泛〔4〕液體在降液管的停留時(shí)間的校核降液截面積Af=0.0327m2,故液體在降液管的停留時(shí)間tAfHTAfHTLs0.03270.30.001446.8s35s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/〔s>hn1/2〕時(shí)U0,漏=F0/w1/2=8/(4.0677)1/2=3.97m/s實(shí)際孔速：U0=Vs/A0=0.10316/0.014=7.37m/s塔的操作穩(wěn)定性：K=