31萬t/a醋酐生產(chǎn)工藝設(shè)計前言醋酸酐也被稱為醋酸酐和無水乙酸，無色透明，有刺激性氣味和催淚效果，可在水中溶解。在乙酸中慢慢溶解的水，溶解于乙醇等有機溶劑中，酯，丙酮等醋酸酐是一種重要的有機化學(xué)原料，2具有化學(xué)活性，制藥工業(yè)用于制鞋、苯并唑侖、阿司匹林等；在染料工業(yè)中，用于制造分散的藍色HGL、分散性炎癥、分散黃色棕色s-2rec等；；香水行業(yè)用于制香豆、醋酸酯、麝香草等，醋酸酐也可用于漂白劑、乙?；瘎┑鹊纫宜狒怯卸净瘜W(xué)品，濃度為0.36毫克/平方米，可刺激眼睛。濃度為0.18毫克/米時，可腐蝕人體皮膚。導(dǎo)致組織細胞蛋白質(zhì)變質(zhì)。其蒸汽更具刺激，容易燒灼皮膚和眼睛?；瘜W(xué)活性活潑。在一定溫度的水中分解為乙酸鹽，還可用來制作乙酰化劑、硝酸鹽或硫酸脫水劑?？墒咕凭椒?，氨和胺分別形成乙酸和乙酰氨基。如果存在劉易斯酸，乙酸酐也可以乙酰芳香烴或烯烴。4第1章緒論1.1設(shè)計依據(jù)、指導(dǎo)思想及設(shè)計原則1.1.1設(shè)計依據(jù)、指導(dǎo)思想本設(shè)計依據(jù)燕京理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書、《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度的統(tǒng)一規(guī)定》及相關(guān)化工工藝手冊進行參考，完成此次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。同時本設(shè)計以保障產(chǎn)品質(zhì)量、最大限度節(jié)能環(huán)保、保障生產(chǎn)的安全性、車間布置符合規(guī)范標(biāo)準這幾方面指導(dǎo)思想。1.1.2設(shè)計原則在設(shè)計原則方面，通過前期進行了文獻資料的查閱參考了解到：(1)遵守法律和規(guī)章，執(zhí)行黨的基本建設(shè)方針，適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件；(2)正確的使用公共資源，發(fā)揮自然設(shè)施的內(nèi)部潛力，節(jié)約資本。(3)采用科技程度相對較高的工藝生產(chǎn)設(shè)備，努力研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)，爭取更進一步，實現(xiàn)產(chǎn)品自動化和現(xiàn)代化，提高科技含量；(4)使用耐腐蝕材料，最大限度地提高生產(chǎn)設(shè)備的尺寸、濃度和可靠性(5)盡可能創(chuàng)造有利于勞動者積極工作和身心健康的工作條件和條件。生產(chǎn)醋酐的工藝路線主要是乙醛氧化法、乙烯酮法、醋酸甲酯羰基化法三種。5在醋酐生產(chǎn)工藝中，乙醛氧化法和乙烯酮法的生產(chǎn)工藝成本很高、經(jīng)濟效益差、生產(chǎn)率低，受到污染，逐漸被廉價羰基合成工藝所取代6。1.2廠址的選擇從安全和健康的角度考慮到該地區(qū)的自然條件。建造工作若想順利進行，必須要遠離人口密度高的地區(qū)，如城鎮(zhèn)、文化場所。還要有便利的供水、供電條件、運輸條件，并考慮三廢的排放問題71.3車間布置及生產(chǎn)制度車間布置設(shè)計是從課本中的理論邁向?qū)嵺`的重要一步，通過輸油管道的布置和各種輔助設(shè)備的配置來展現(xiàn)。車間結(jié)構(gòu)的主要組成部分包括確定車間工藝設(shè)備的水平和高度以及設(shè)備的空間位置。主要道路和車間通道，不同管道的位置和方向，多個裝置的計劃布置應(yīng)該是經(jīng)濟上合理的，方便的。在使用、符合生產(chǎn)安全要求時，設(shè)備必須訂購，設(shè)計這個總計劃主要是為了滿足生產(chǎn)、安全和發(fā)展的需求8在完成設(shè)備的初步設(shè)計和選擇之后，今后的任務(wù)是為每一段管道鋪設(shè)管道，根據(jù)生產(chǎn)工藝和安裝工藝的室內(nèi)布局和不同的車間布局?？偱渲脩?yīng)首先確保生產(chǎn)線的直徑和簡單性，盡量避免和運輸各種材料同時盡量減少車間需要盡量集中，水、電和蒸汽消耗量都很高，它構(gòu)成一個負載中心，必須靠近供應(yīng)來源，以盡量減少水、電和蒸汽的傳輸。車間總體布置還應(yīng)簡化人員和貨物運輸路線，避免交叉路口和擁擠9第2章工藝論證2.1工藝原理本設(shè)計采用醋酸甲酯羰基化法，以一氧化碳與醋酸甲酯反應(yīng)生成醋酐。圖2.1流程圖2.2原料規(guī)格、產(chǎn)品規(guī)格 表2.1反應(yīng)器進口物料成分表物質(zhì)COCHCHH質(zhì)量（kg/h）10963.9838244.73764.89192.18質(zhì)量百分比（%）21.8676.241.520.38反應(yīng)器出口物料總量：50165.78kg/h表2.2羰基化反應(yīng)器出口物料成分表物質(zhì)CO(CCHCHCH質(zhì)量（kg/h）219.2839141.41749.599561.18122.41124.04232.57質(zhì)量百分比（%）0.4478.051.4919.06反應(yīng)器出口物料總量：50150.48kg/h。2.3產(chǎn)品的性質(zhì)、用途表2.3醋酐理化性質(zhì)別名乙酸酐、醋酐化學(xué)式(C分子量102.09外觀無色透明液體熔點（℃）-73.1沸點（℃）138.6水溶性能溶于水相對密度（水=1）1.08相對蒸氣密度（空氣=1）3.52飽和蒸氣壓（kPa）1.33（36℃）燃燒熱（kJ/mol）1804.5臨界溫度（℃）326臨界壓力（MPa）4.36閃點（℃）49危險性描述低毒，易燃，有腐蝕性折射率1.390溶解性溶于冷水、氯仿、乙醚和苯醋酸酐是生產(chǎn)乙酰纖維素、醋酸塑料和易燃薄膜的一種重要乙?；镔|(zhì)；香水業(yè)——用于香草、醋酸月腦酯、向日葵麝香、瀝青、樹脂、醋酸苯乙酸、香葉醚等；醋酸酐）（醋酸酐）生產(chǎn)過乙酰過氧化物，這是聚合和增白劑的催化劑。乙酸酐是有毒化學(xué)品，濃度為0.36毫克/平方米，可刺激眼睛。濃度為0.18毫克/米時，可腐蝕人體皮膚。10導(dǎo)致組織細胞蛋白質(zhì)變質(zhì)。其蒸汽更具刺激，容易燒灼皮膚和眼睛?；瘜W(xué)活性活潑。在一定溫度的水中分解為乙酸鹽，還可用來制作乙?；瘎?、硝酸鹽或硫酸脫水劑?？墒咕凭?，苯酚，氨和胺分別形成乙酸和乙酰氨基。如果存在劉易斯酸，乙酸酐也可以乙酰芳香烴或烯烴。2.4產(chǎn)品的合成工藝路線2.4.1醋酸甲酯羰基合成法當(dāng)前世界醋酐生產(chǎn)技術(shù)最具代表性的就是醋酸甲酯羰基化法，CO與醋酸甲酯反應(yīng)生成醋酐，反應(yīng)式為：CC主要副反應(yīng)：C2.5“三廢”及其處理在裂化過程中會有廢氣CO2，C2.6安全生產(chǎn)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水可中和至pH值6至9，并在凈化廠進行處理。132.7醋酐的儲存（1）儲存于干燥通風(fēng)的環(huán)境中（2）遠離火種，溫度不能超過32℃（3）保持容器密封（4）以鋁桶或鋁罐裝承（5）運載醋酐時，防止劇烈震動2.8健康危害表2.4醋酐危害類別危害毒性屬低毒類續(xù)表2.4醋酐危害類別危害危險特性醋酐蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與強氧化劑可發(fā)生反應(yīng)。燃燒（分解）產(chǎn)物一氧化碳、二氧化碳。侵入途徑吸入、食入、經(jīng)皮吸收健康危害吸入后對有刺激作用，引起咳嗽、胸痛、呼吸困難。眼直接接觸可致灼傷；蒸氣對眼有刺激性。皮膚接觸可引起灼傷?？诜苽谇缓拖溃霈F(xiàn)腹痛、惡心、嘔吐和休克等。慢性影響受醋酐蒸氣慢性作用的工人，可風(fēng)結(jié)膜炎、畏光、上呼吸道刺激等2.9急救消防措施醋酐屬于危險物品，在生產(chǎn)時一定要時刻謹記急救消防措施，避免悲劇的發(fā)生。2.9.1急救措施表2.5急救措施皮膚接觸立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)眼睛接觸立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)吸入迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如出現(xiàn)呼吸困難應(yīng)立即就醫(yī)處治。食入誤服入口立即就醫(yī)處治2.9.2消防措施表2.6消防措施有害燃燒產(chǎn)物CO,CO2滅火方法用水噴射逸出液體，使其稀釋成不燃性混合物，并用霧狀水保護消防人員。滅火劑霧狀水、抗溶性泡沫、干粉2.9.3泄漏應(yīng)急處理表2.7泄漏應(yīng)急處理應(yīng)急處理迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，立即切斷泄漏源，訊速將盛裝容器乙酯安全區(qū)域，應(yīng)急處置人員應(yīng)佩戴安全放回用品。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防酸堿工作服。不要直接接觸泄漏物。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間小量泄漏用砂土、干燥石灰或蘇打灰混合大量泄漏構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。立即切斷泄漏源，訊速將盛裝容器乙酯安全區(qū)域，應(yīng)急處置人員應(yīng)佩戴安全放回用品，對污染現(xiàn)場、污染產(chǎn)品、清洗廢H2O，應(yīng)急處置用具等進行無害化處理，達到環(huán)保要求。嚴防污染擴大，次生災(zāi)害發(fā)生。第3章工藝流程設(shè)計3.1工作任務(wù)及管理范圍一年預(yù)計工作330天，年生產(chǎn)醋酐31萬噸。管理員工、生產(chǎn)、事故、紀律等。3.2工藝流程根據(jù)文獻資料，合理設(shè)31萬噸醋酸酐的方法是醋酸甲酯的羰基化。其優(yōu)點是流程短、質(zhì)量好、消耗低、污染小。因此我選擇醋酸甲酯羰基化法。醋酸甲酯和一氧化碳進入反應(yīng)器在碘甲烷催化下產(chǎn)生醋酐，反應(yīng)液冷凝后進入氣體分離器，氣相在反應(yīng)器中回收，液相進入精餾塔，反應(yīng)液中的重組分從塔中除去，輕組分冷凝后返回反應(yīng)器。第4章物料衡算4.1各工段的物料衡算圖4.1反應(yīng)器物料衡算簡圖生產(chǎn)31萬噸醋酸酐產(chǎn)品，其精純度達99%，每年工作330天約7920小時。4.1.1反應(yīng)器的物料衡算醋酐每小時的產(chǎn)量為：m=310000000醋酸甲酯生成醋酐轉(zhuǎn)化率為75%，選擇行為99%。已知MCmCCO每小時的消耗量為：39141.41×28設(shè)CO有2%的余量，CO每小時加入羰基反應(yīng)器的量為：mCO每千克醋酸甲酯添加0.02kg甲烷碘化物，則需碘甲烷加入量：mC反應(yīng)中碘甲烷的損耗量2%：m99.5%醋酸甲酯每小時的損耗質(zhì)量為：m因反應(yīng)中有反應(yīng)CH3雜質(zhì)水m醋酸甲酯的量為：m由物料配比衡算知：水的質(zhì)量為69.77kg/h，甲醇的質(zhì)量為124.04kg/h，醋酸的質(zhì)量為232.57kg/h，產(chǎn)物中各物質(zhì)的質(zhì)量：mmm甲醇：124.04kg/h醋酸：232.57kg/h通過計算可知反應(yīng)前后物質(zhì)物料守恒。反應(yīng)器物料衡算見表4.1 表4.1反應(yīng)器進口物料成分表物質(zhì)COCHCHH質(zhì)量（kg/h）10963.9838244.73764.89192.18質(zhì)量百分比（%）21.8676.241.520.38反應(yīng)器出口物料總量：50165.78kg/h表4.2羰基化反應(yīng)器出口物料成分表物質(zhì)CO(CCHCHCH質(zhì)量（kg/h）219.2839141.41749.599561.18122.41124.04232.57質(zhì)量百分比(%)0.4478.051.4919.06反應(yīng)器出口物料總量：50150.48kg/h。4.1.2氣液分離器的物料衡算圖4.2氣液分離器物料衡算簡圖氣液分離器在20℃，5個大氣壓下，進口物料的總量為50165.78kg/h。氣相（主要為CO）出料量為219.28kg/h;液相出口總質(zhì)量為:50165.78-219.28=49946.50kg/h；通過衡算可以知道物料在反應(yīng)前后質(zhì)量守恒。表4.3氣液分離器物料衡算表物料進口質(zhì)量（kg/h）出口質(zhì)量（kg/h）CO219.28219.28（CH3C39141.4139141.41CH749.59749.59CH9561.189561.18H122.41122.41CH124.04124.04CH232.57232.57合計50150.4850150.484.1.3精餾工段的物料衡算在70℃，101.325kPa下進行精餾操作，碘甲烷和醋酸甲酯大部分被蒸餾從塔頂出去，而絕大部分醋酐從塔釜餾出。水、甲醇、醋酸忽略不計14表4.4進口物料組成表物質(zhì)(CCH合計質(zhì)量（kg/h）39141.419561.18749.5949452.18質(zhì)量百分比（%）79.1519.331.521.0由《化工原理》15知：表4.5各物質(zhì)沸點表物質(zhì)沸點(CH139℃續(xù)表4.5各物質(zhì)沸點表物質(zhì)沸點CH42.5℃CH56.9℃FXXX由得:D=10281.89kg/hW=39170.29kg/hWWW塔頂質(zhì)量流量:WWW摩爾流量：d1d2d3總摩爾流量為：134.06kmol/h質(zhì)量分數(shù)：WW2W摩爾分數(shù)：WWWd3塔底質(zhì)量流量：WWW3摩爾流量：d1d2d3總摩爾流量為：384.17kmol/h質(zhì)量分數(shù)：WW1WW摩爾分數(shù)：Wd1WW表4.6塔頂和塔釜物料組成表物質(zhì)進料量（kg/h）塔頂出料量（kg/h）塔釜出料量（kg/h）（39141.4110.2839131.13CH749.59749.590CH9561.189522.0239.16合計49452.1810281.8939170.29對加熱器進行物料衡算表4.7加熱器物料衡算表物料進料量（kg/h）出料量（kg/h）CH749.59749.59CH9561.189561.18合計10310.7710310.77表4.8物料衡算一覽表進料量（kg/h）出料量（kg/h）物料醋酸甲酯碘甲烷一氧化碳醋酐雜質(zhì)醋酸甲酯碘甲烷一氧化碳醋酐雜質(zhì)反應(yīng)器質(zhì)量38436.91764.8910963.989561.18749.59219.2839141.41479.02總量50165.7850150.48氣液分離器質(zhì)量9561.18749.59219.2839141.41479.029561.18749.59219.2839141.41479.02總量50150.4850150.48精餾塔質(zhì)量9561.18749.5939141.419561.18749.5939141.4149452.1849452.18第5章熱量衡算5.1設(shè)備熱量衡算表5.1物質(zhì)的比熱容物質(zhì)比熱容（kJ/kg·℃）一氧化碳0.754甲醇2.48乙酸1.99醋酐1.207水4.379醋酸甲酯2.1碘甲烷反應(yīng)器的熱量衡算在溫度448K，壓力3647.7KPa下進行羰基化反應(yīng)，選取273K為計算基準由公式Q=c×m×(t?物料進入反應(yīng)器所帶入的熱量為：Q出口物料所帶出的熱量為：Q每千克反應(yīng)物反應(yīng)的釋放熱量：Q=2.798kJ總的反應(yīng)放出熱量：Q則該反應(yīng)損失的熱量為：Q=14044900.26+13678671.80?17322104.65=表5.2反應(yīng)器的熱量衡算表帶入熱量kJ/h（+）帶出熱量kJ/h（-）物料17322104.65物料13678671.80熱損10401467.41放熱14044900.26總計27723572.06總計27723572.065.1.2氣液分離器熱量衡算物料進入氣液分離器帶入熱量為：Q氣液分離器在壓力為506635KPa，溫度為293K情況下操作。氣液分離器氣相物料帶出熱量：Q氣液分離器液相物料帶出熱量：Q則Q使換熱劑水的溫度從20℃上升為80℃來讓熱度降至Q2Q3Q需水量為：m=熱損失設(shè)為2%，則實際用水量：m表5.3氣液分離器的熱量衡算表帶入熱量kJ/h（+）帶出熱量kJ/h（-）物料13678671.80氣相CO3306.74液相1559970.04冷卻熱量12115395.02總計13678671.8013678671.805.1.3進料加熱器液相物料帶入熱量為1559970.04kJ/h將物料加熱到70℃，所需熱量為：Q=39141.41×1.207+12.5×749.59+2.1×9561.18+4.379×122.41+2.48×124.04+1.99×32.57熱源需提供熱量Q則物料總帶出熱量為:Q表5.4加熱器的熱量衡算表帶入熱量kJ/h（+）帶出熱量kJ/h（-）物料1559970.04物料7031438.76熱源5471468.72合計7031438.767031438.765.1.4精餾塔熱量衡算進料溫度為70℃選取0℃為計算基準：熱量衡算式Q塔進料液帶入熱量tF=70℃當(dāng)t=30℃查得：CCP2=12.5×0.0152=0.1900CCQ(2)塔頂出料帶出熱量tD=60℃，則定性溫度當(dāng)t=30℃時，求得：Q(3)塔底餾出液帶出熱量當(dāng)t=75℃，求得：Q(4)塔頂冷凝器帶出熱量QIt?H?HIQ(5)冷卻水的用量選用20℃的冷卻水，溫度升至40℃。T=(t=(t1W(6)塔釜蒸汽帶入熱量QQ塔釜熱量損失設(shè)為10%，則：Q選用180℃，8.08atm氣壓的水蒸氣，?H=W表5.5精餾塔的熱量衡算表帶入熱量kJ/h（+）帶出熱量kJ/h（-）進料5.384334×塔頂物料1780362.01塔釜蒸汽2.2841867×塔底物料1.1691382×續(xù)表5.5精餾塔的熱量衡算表帶入熱量kJ/h（+）帶出熱量kJ/h（-）塔頂冷凝器1.2470271×熱損2.2841867×合計2.8226201×2.8226201×5.2熱量衡算一覽表表5.2熱量衡算一覽表物料帶入熱量（kJ/h）物料帶出熱量（kJ/h）換熱劑帶走熱量（kJ/h）反應(yīng)熱（kJ/h）熱量損失（kJ/h）反應(yīng)器17322104.6513678671.8013999723.6710356290.82反應(yīng)器總量17322104.6517322104.65氣液分離器17322104.65氣相液相13678671.803306.741559970.041563276.78氣液分離器總量17322104.6517322104.65精餾塔塔頂1780362.01塔釜2.8226201×1.1691382×精餾塔總量2.8226201×2.8226201×第6章設(shè)備選型6.1各設(shè)備計算6.1.1反應(yīng)器的計算（1）反應(yīng)器體積的計算由化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程：?反應(yīng)溫度為200℃，則：r=1.25expC=CDMF反應(yīng)進料時CH3I的初始濃度Cr=1.193×V進料時CH3IV反應(yīng)器內(nèi)催化劑裝填系數(shù)一般為50-60%，按裝填量的50%計算：V=經(jīng)圓整后，反應(yīng)器的定型體積是2.4m3（2）反應(yīng)器的直徑和高度已知當(dāng)長徑比取6到12時，反應(yīng)器中氣體流速穩(wěn)定，則取長徑比為6：H=6D=16RV=πR=0.25m可知反應(yīng)器直徑D=0.67m，固定床反應(yīng)器長度H=4.0m。（3）反應(yīng)器筒壁厚的設(shè)計設(shè)計參數(shù)的確定：①設(shè)計壓力的確定計算壓力=設(shè)計壓力+液柱靜壓力設(shè)計壓力P：P=(1.05-1.1)P取P=1.1液體靜壓PPP計算壓力P②設(shè)計溫度的相關(guān)確定該反應(yīng)器在175℃條件下操作，所以用15GrMo不銹鋼鋼板。取焊接接頭系數(shù)?=查化工設(shè)備設(shè)計手冊16可知15GrMo不銹鋼鋼板材料在175℃時的許用應(yīng)力：腐蝕裕量C③筒壁的壁厚σ計算厚度：δ已知鋼板腐蝕裕量C2=1mm；負偏差δ（4）筒體封頭設(shè)計選用標(biāo)準橢圓形封頭（JB1154-73）,其內(nèi)徑與筒體相同。采用15GrMo不銹鋼鋼板材料制造。相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)：公稱直徑：DN曲面高度：h直邊高度：h內(nèi)表面積：F=2.29容積：V=0.398對于標(biāo)準橢圓形封頭，其計算厚度按下式計算：t=經(jīng)計算得t=10.64mm6.1.2附件的設(shè)計（1）筒體法蘭的設(shè)計根據(jù)筒體直徑和壓力及溫度，查尋數(shù)據(jù)表，選擇15GrMo為法蘭材料。查找與墊片標(biāo)準相關(guān)資料，法蘭標(biāo)記為：法蘭C-RF1700-0.3JB/T4720-2000。圖6.1乙型平焊法蘭結(jié)構(gòu)示意圖查標(biāo)準《壓力容器用纏繞墊片》17（2）螺栓根莖和螺栓個數(shù)的設(shè)計依據(jù)GB150《鋼制壓力容器》18（3）人孔的設(shè)計根據(jù)標(biāo)準HG/T21514-1995《鋼制人孔和手孔的類型與技術(shù)條件》19，操作壓力<圖6.2常壓人孔簡圖查標(biāo)準HG/T21515-1995《常壓人孔》20（4）人孔補強確定按照標(biāo)準JB/T4736-2002《補強圈》21圖6.3人孔補強圈示意圖所選人孔筒節(jié)內(nèi)徑為500mm，外徑為516mm、壁厚為9mm。補強圈材料采用為15GrMo不銹鋼材料，尺寸確定如下:補強圈外徑D2=760mm，內(nèi)徑補強圈厚度：δ其中:δ補δ1——人孔筒節(jié)厚度，mmδ2——器壁厚度di——人孔筒節(jié)內(nèi)徑，mm其補強厚度圓整至標(biāo)準值，取58mm厚。6.1.3理論板數(shù)的計算（1）精餾段理論板數(shù)的計算（逐板計算法）由物料衡算y1RXX相對揮發(fā)度αRR=所以取最適回流比為2.6。yx由精餾段操作線方程得：y表6.1精餾段理論塔板數(shù)計算表（逐板計算法）x0.9980x0.999x0.9966x0.9983x0.9944x0.9972x0.9914x0.9957x0.9871x0.9935x0.9809x0.9904x0.9721x0.9859x0.9598x0.9795x0.9428x0.9706x0.9201x0.9584x0.8904x0.9420x0.8527x0.9205x0.8701x0.8933x0.7550x0.8604由x14=0.7750小于（2）提餾段理論板數(shù)的計算（簡捷法）圖6.4吉利蘭關(guān)系圖查化工原理，簡捷法求理論板數(shù)Y=0.545827?0.591422X+0.002743/X式中X=R?RY=0.545827?059422X+000243/XX=Y=0.3398NY=n=29.7精餾塔共需要29塊板，進料板在第14塊，精餾段13塊，提餾段16塊。設(shè)塔板間距為HN所以設(shè)計精餾塔塔高位為16米。6.1.4精餾塔塔徑的計算ρρLVL得H圖6.5史密斯關(guān)聯(lián)圖查史密斯關(guān)聯(lián)圖23，得C=VU=0.8塔徑：D=圓整取1400mm。6.1.5冷凝器冷卻水進口溫度tQ溫度推動力：?t取總傳熱系數(shù)k=600w/m傳熱面積：A=6.1.6原料預(yù)熱器原料在25-70℃下預(yù)熱采用130℃過熱飽和蒸汽加熱平均溫度：t在該溫度下：CC取k=1100w/Q=13707627.51kJ/h?t?t?t=60?25=35℃?t換熱面積：A=6.1.7再沸器再沸器熱負荷：選用170℃的飽和水蒸氣。Q再沸器液體入口溫度t加熱蒸汽t回流蒸汽化為上升蒸汽時的溫度t加熱蒸汽t加熱蒸汽冷凝為液體的溫度t用潛熱加熱可節(jié)省蒸汽量從而減少熱量損失?t?t?。?tK=800kJ/A6.1.8泵的計算與選型選取進料泵計算計算依據(jù)：進料液流量Q=162Z管邊彎頭9個，球心閥1個，孔板流量計1個，總管長19m查《化學(xué)工程手冊》24表6.2泵局部阻力系數(shù)表阻力系數(shù)ξ當(dāng)量長度/管徑（lC標(biāo)準彎頭（90°）0.7535標(biāo)準閥（全開）6.0300孔板流量計d1.8?110×5（不銹鋼）中間有兩個換熱器（2）設(shè)備工藝計算①流動型態(tài)確定物性：tρρρμ=1.085×μlgμ流速：μ流動形態(tài)：Re=duρ可知流動在湍流區(qū)域②阻力系數(shù)的計算：查《化工原理》λ③需泵揚程計算：列柏努力方程：P分項計算：P1Zh計算：(u進口阻力：0.5×出口阻力：1×標(biāo)準彎頭阻力損失：9×0.75×孔板阻力損失：1.8×球心閥阻力損失：（標(biāo)準）6×管路阻力損失:0.064910×列管固定管板換熱器阻力損失：單根管計算：Q=162Re=0.042×0.1734×1065.05λ=6阻力損失：進出口:1.5×管子：λL0.001097551m+0.004512m=0.00560955m兩個換熱器：0.00560955×2總阻力損失：H=泵的選擇：ISW125,轉(zhuǎn)速2900r/min,流量1726.1.9精餾塔附件的選型計算（1）原料儲罐原料中間通過的流量為：F=49452.18kg/h

原料也在原料儲罐的V=取（2）塔頂產(chǎn)品罐塔頂產(chǎn)品在塔頂產(chǎn)品罐的?為0.9，停留時間四小時，罐容積V:V=取(3)塔底產(chǎn)品罐塔底產(chǎn)品在塔底產(chǎn)品罐?為0.9，停留時間七十二小時，罐容積V:V=取V=2.0(4)側(cè)線產(chǎn)品罐中間產(chǎn)品在罐中?取0.9，停留時間四十八小時，罐容積V:V=取(5)回流罐回流罐塔頂?shù)牟沙隽緿=回流罐通過的物流量L設(shè)凝液在回流罐中停留10min管的填充系數(shù)取0.9容積算得：V=取V=8.06.2設(shè)備一覽表表6.3設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格1反應(yīng)器筒體DN=670mmH=4.8mm2反應(yīng)器筒體封頭DN=670mmV=0.398mF=2.29m續(xù)表6.3設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格3醋酐精餾塔Φ14004原料預(yù)熱器A=40.10m5冷凝器A=244.63m6再沸器A=175.30m7進料泵ISW125-1258原料儲罐D(zhuǎn)N=2200mmL=4600mm9塔頂產(chǎn)品罐D(zhuǎn)N=2200mmL=4600mm10塔底產(chǎn)品罐D(zhuǎn)N=900mmL=2800mm11側(cè)線產(chǎn)品罐D(zhuǎn)N=2200mmL=8000mm12回流罐D(zhuǎn)N=1200mmL=3200mm第7章經(jīng)濟衡算（1）年售出金額醋酐售出價格：9300元/噸。年售出金額：9300×310000（2）成本計算原料成本：7200×10963.98水、電、氣消耗費用：12511×10總共資支出估算：40×3200×12成本總計：12511（3）增值稅=產(chǎn)值×17（4）凈利潤=結(jié)論醋酐以其廣泛的應(yīng)用，使著生產(chǎn)醋酐的工藝快速發(fā)展，醋酐生產(chǎn)工藝中，乙醛氧化法和乙烯酮法的缺點逐漸被放大，其生產(chǎn)工藝理念越發(fā)的不符合世界潮流，逐漸被羰基合成法所取代；羰基合成法生產(chǎn)醋酐其特點是能耗少、成本低、無污染、能大規(guī)模生產(chǎn)?，F(xiàn)今，國外大都采用醋酸甲酯羰基化法生產(chǎn)醋酐，我國業(yè)已實現(xiàn)液相羰基合成法工業(yè)化，采用醋酸與醋酐發(fā)展相結(jié)合，該設(shè)計采用醋酸甲酯羰基化法，該方法符合發(fā)展趨勢同時降低了投資成本。(1)首先對醋酐的生產(chǎn)工藝進行了分析，并對比出最優(yōu)選擇。(2)乙酸酐生產(chǎn)部的物理和熱平衡關(guān)于材料均衡的基礎(chǔ)，可以獲得每一個供應(yīng)鏈的組成和質(zhì)量。出口然后使用熱平衡法來計算每個部件在系統(tǒng)中的能量變化。用于熱平衡的方法和為設(shè)備選擇奠定基礎(chǔ)的方法(3)根據(jù)熱量衡算和物料衡算結(jié)果進行計算選擇了反應(yīng)器的定型體積是2.4m3，選取反應(yīng)器直徑0.67m，固定床反應(yīng)器長度4.0m。壁厚12.64mm，反應(yīng)釜的封頭選用標(biāo)準橢圓形封頭（JB1154-73）。墊片1700-0.3JB/T4702-2000，選擇GB/T3077作為螺栓法蘭材料244個，（4）關(guān)于聚合液加料泵的計算，計算了泵的量程，確定了泵的選擇：ISW125,轉(zhuǎn)速2900r/min,流量172(5)根據(jù)醋酸酐的生產(chǎn)方法，對投料和產(chǎn)品、人身安全和車間安全進行了分析。(6)簡述醋酐生產(chǎn)工藝的主要廢氣，廢水和廢渣的來源以及處理方法。工藝流程圖和車間配置圖將溫度和壓力與每個工廠運行所需的熱量結(jié)合起來。為了方便。考慮各種經(jīng)濟有用工具的經(jīng)濟核算選擇工具。總的來說，產(chǎn)品設(shè)計合理，生產(chǎn)方法安全可靠，以節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，保持產(chǎn)品具有市場競爭力和較大的相關(guān)性。參考文獻[1]邰燕芳,石春杰,魏清.萘在硝酸／醋酸酐體系下選擇性硝化.光譜實驗室,2013,30(2):595-598.[2]李瑞端,王華,戴傳波,韓博平.醋酸酐分離塔改造的模擬研究.化工自動化及儀表,2013,40(5):616-618.[3]聶穎,燕豐.國內(nèi)外醋酸酐的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景.乙醛醋酸化工,2014(11):9-13.[4]崔小明.醋酸酐供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景.化學(xué)工業(yè),2014,32(10):39-43.[5]崔小明.國內(nèi)外醋酸酐的供需現(xiàn)狀及發(fā)展前景.維綸通訊,2015,35(1):1-6.[6]UHMSUNGJIN.醋酸、醋酸甲酯和醋酸酐的聯(lián)產(chǎn)方法.乙醛醋酸化工,2016(12):