乙醛氧化制备乙酸分离工段设计-毕业设计摘要.doc

目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 概述 1 1.1.1 乙酸的工业现状 1 1.2 工艺技术的比较与选择 2 1.3 原料及产品规格 2 1.4 三废处理 2 1.4.1 废气处理 2 1.4.2 废水处理 2 1.5 确定方案 3 1.5.1 设计依据 3 1.5.2 设计方法 3 1.5.3 设计流程 3 1.6 操作条件的确定 4 1.6.1 塔板类型的选取 4 1.6.2 进料状态 4 1.6.3 加热方式的选择 4 2 精馏塔的工艺计算 5 2.1 物性数据 5 2.1.1 粗醋酸中各组分的物理性质 5 2.1.2醋酸水溶液气-液平衡关系表 5 2.1.3水和醋酸的安托尼常数 5 2.2 物料平衡 6 2.3氧化塔物料衡算 6 2.4 蒸发器物料衡算 9 2.5精馏塔T101物料衡算 10 2.5.1原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量 10 2.5.2物料衡算 10 2.5.3塔顶，进料和塔釜温度的计算 10 2.5.4平均相对挥发度的计算 11 2.5.5最小回流比的计算和适宜回流比的确定及 11 2.5.6最小理论塔板数确定 12 2.5.7全塔理论塔板数 12 2.5.8实际塔板数和进料位置 12 2.6精馏塔T102的物料衡算 13 2.7 醋酸回收塔物料衡算 13 3 精馏塔主要尺寸计算 15 3.1精馏塔T101设备计算 15 3.1.1操作压强 15 3.1.2操作温度 15 3.1.3平均分子量 15 3.1.4平均密度（参考《化工原理上册附录图7》） 16 3.1.5表面张力的计算（参考《化工原理上册附录图7》） 18 3.2精馏塔T101主要尺寸计算 18 3.2.1流量的计算 18 3.2.2塔径的计算 19 3.2.3塔板结构的设计 20 3.2.4塔板流体力学验算 23 3.2.5塔板负荷性能图 27 3.2.5塔的高度计算 33 4 热量衡算 36 4.1.数据 36 4.2冷凝器的热负荷 36 4.3冷却水消耗量 38 4.4加热器热负荷及全塔热量衡算 38 5 主要设备设计和选型 40 5.1接管的设计 40 5.1.1进料管 40 5.1.2回流管 40 5.1.3釜液出口管 40 5.1.4塔顶蒸汽管 41 5.1.5加热蒸汽管 41 5.2冷凝器的选型 42 6.结论 43 参考文献 44 附 录 45 附录1 45 （1）英文字母： 45 （2）希腊字母： 45 （3）下标： 46 （4）上标： 46 附录2 46 谢 辞 47 1 绪论 1.1 概述 乙酸又称醋酸，分子量为60.05。，是无色透明带有刺激性气味的液体，是重要的有机酸之一 。乙酸是相当弱的一种盐基酸，与多种金属能生成盐类；乙酸的水溶液一般有很强的腐蚀性，纯的乙酸电导率很低，但加入少量的硫酸后，通电流时乙酸就分解为一氧化碳，二氧化碳和氧；乙酸分子结构中的羧基和烷基，能与卤素，氨，醇等发生多种化学反应，构成了乙酸在化学工业中的广泛用途。乙酸可以用来制取乙酸乙烯，乙酸纤维素，乙酸酯类溶剂，氯乙酸和乙酸盐类等等。还可以作为织物整理剂，用于制药工业。 我国醋酸产量不足说明我国醋酸需求增长速度较快，也说明国内醋酸工业整体水平较差，受到国外规模化装置产品的冲击日趋严重。我国不仅大量进口醋酸，而且醋酸下游产品呈现快速发展态势，为醋酸产品的发展提供了广阔的市场前景。未来10年间，我国醋酸需求的平均增长率达5.7%，2006年我国需求量达到1450kt，2010年需求量达到1880kt。这对我国醋酸的研究有着重大意义。 目前国内外乙酸的生产工艺都比较成熟，本设计主要针对乙酸生产的分离工段进行研究。精馏塔设备作为汽一液和液一液之间进行传质与传热的重要设备，广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、化肥、农药、医药、环保等行业的物系分离，涉及蒸(精)馏、吸收、解吸、汽提、萃取等化工单元操作。是化工、炼油生产装置中最重要的设备之一，塔设备的性能对于整个装置和企业的生产能力、产品质量、消耗额定以及三废和环保等各方面都有重大影响。 当前工业上的大型蒸馏设备仍以板式塔为主，因为板式塔结构简单、成本低廉、易于放大而且在设计与操作方面已具备了比较成熟的经验。但板式塔与高效规整填料相比也有自身的缺点:其通量较小、压降较大、效率也较低，所以进入90年代以来，人们又开始寻求板式塔的新突破。欧美各国，尤其是美国的各大塔器生产商，研制、开发出大批新型塔板。这些新型塔板既克服了以前的一些缺点，同时又保留了以往普通塔板的优点，以更好适应现在对于大直径蒸馏设备大通量、高效率的要求达到相际间传质与传热的目的。当用这些新型高效塔板改造