乙醛氧化法制醋酸的生产装置的设计书

乙醛氧化法制醋酸的生产装置的设计书第一篇设计说明第1章醋酸醋酸的生产史醋酸的性质与用途一、醋酸的物理化学性质醋酸学名为乙酸，分子式CH3COO分子量为60.05,是无色透明带有强刺激性气味的液体，是最为重要的一种有机酸，其主要物理性质如下表：表1—1醋酸的物性项目数据熔点16.75C沸点(760mmHg118.1C密度（d：0）31049.2kg/m粘度(40C)0.9x10-3Pa.s临界温度321.6C临界压力56.1X105Pa临界密度3351kg/m燃烧热876.7kJ/mol生成热-486.5kJ/mol闪点41.7C比热(20C)1.976kJ/kg(118〜140C)6.2802kJ/kg(140〜180C)5.317kJ/kg熔解热(16.58C)187.15kJ/kg汽化热(118.3C)405.28kJ/kg自燃温度565c爆炸极限(空气中)4〜17%(体积)毒性蒸汽刺激呼吸道及气管粘膜，液体可烧灼皮肤醋酸是典型的有机酸，由于游离厥基有很高的稳变异构现象，因二活性能力较强，切特别稳定。当氢离子离介时，这种稳定现象可被加强，默基在某种状况下能活化临近的甲基，从而使之发生特殊的加成或取代反应。醋酸还有缔合特性，它能通过氢键形成二元络合物。在沸点温度下的水溶液中醋酸以二聚物形式存在，甚至在气相中，它仍以双分子缔合状态存在。二、醋酸的主要用途制醋酸乙快醋酸乙快是聚乙烯醇、维尼纶纤维的主要原料；它也可作为胶乳、涂料、织物整理剂、胶粘剂的原料，生产醋酸乙烯是目前醋酸的最大用途之一。制醋酸纤维素生产醋酸酎，再加工成醋酸纤维素是醋酸的第二大用途。醋酎和醋酸纤维素均广泛应用于制造塑料、人造丝、喷漆、照相底片、透明纸以及染料、医药等。制取醋酸酯类溶剂醋酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和戊酯大量用作工业溶剂。多用于喷漆、增塑剂、医药、香料。制取氯醋酸与醋酸盐一氯醋酸是制造除草剂2,4-D等的原料。醋酸纳是制草、织物、染料、照相底片的中和剂和媒染剂。作织物的整理剂醋酸可作为尼纶、丙烯纤维织物的整理剂，是生产染料、颜料的重要中间体。用于制药功业醋酸还可作为生产纤维素、抗生素、荷尔蒙和其他药物的原料；。制取乙酰化合物醋酸还可生产乙酰氯、乙酰胺、二甲基乙酰胺、乙酰苯胺等。.3安全生产制度一、操作规程：.生产安全技术规程(1)氧化塔液面应不低于液面计200mm防止废气串入蒸发系统引起爆炸。(2)氧化塔防爆膜每年大修更换一次，爆炸膜的厚度不得超过0.3mm安装前应作定压实验，爆破压力不得超过2.3Kg/cm3。(3)经常定期分析醋酸镒得含量在0.08-0.12%控制气相温度不得超过液相温度，一旦超过液相温度10以上，或气相温度突然急剧上升，应立即采取措施，否则可能发生剧烈爆炸。浓乙醛贮罐，在每年大修时，应进行强度试验。浓乙醛贮罐得安全阀几氧化塔得管道上得止逆阀应灵活好用每年应检修一次。.设备运转安全技术规定：(1)运转设备在开车前，应该先盘车，如盘不动，应找机械工检修，正常后方可启动。(2)转动设备在运转时，禁止在设备内进行清扫，注油和检修。(3)开启压力大的蒸汽阀门时要慢慢打开，时先将泄水阀打开，人应站在阀门的侧面。(4)采暖用蒸汽压力，经减压阀后不大于表压1.5atm,暖风的压力不大于3个表压。(5)凡使用润滑油的设备，一方面要注意油面，同时要防止漏油，如油漏油在地面上时，应及时擦净，以防伤人。设备或管道上的温度计、压力表、液面计、安全阀等装置必须安全好用，所用的遥控仪表必须符合易燃、易爆生产的安全要求。(6)传动设备的转动部分如背轮及皮带等必须要有完整的保护罩。(7)各种一个月以上的电机，在开车前应通知电工进行电动机的绝缘试验，合格后方可开车，特殊情况下，要随时进行绝缘试验。3.安全防火规定：蒸发器清洗时，应打开放空阀。保证氧化塔顶乙醛含量小雨％超过时应立即处理。接触醋酸得操作，必须戴好防护眼镜和胶皮手套。氧化塔管道极其阀件必须通过脱脂后，才可使用。经常打扫厂房，操作间极其连接通道得墙壁，玻璃及地面卫生，防止润划油等物质漏在地面，使人滑倒受伤。所用得设备必须有良好得接地措试，榛洗设备及冲洗地面切勿使水接触电气开关插座、电动机等设备。装置及车间周围严禁吸烟，不准带入火柴，打火机和穿钉子鞋，不准使用有色金属工具拧紧螺栓或打击管道及设备。设备不得有跑、冒、滴、漏，容器装得不能超过90%贮罐得压力和安全阀得使用压力不得超过规定。所有的操作人员必须严格遵守车间的各项规章制度，未经车间批准或伴随人员时，禁止外来人员进入生产现场。严禁在车间内非吸烟室及车间附近吸烟。车间的所有消防设备、如消火柱、灭火器、砂箱、铁锹等要齐全好用，定期检查，不得随意移动火做其它使用，在交接班时进行交换。车间内外部的所有管道、通道必须保持畅通，不准堵塞。易燃，易爆物质禁止放在电动机及高温地点附近。当发现火灾时，应立即切断电源，并立即通知值班长，消防调度室。消防设备着火时，只能用绝缘灭火器材进行灭火，如四氯化碳、二氧化碳等，绝对禁止用水和泡沫灭火器灭火。禁止将二氧化碳灭火器贮存在高鱼0以上的地方。凡是易燃、易爆的器件，管道及设备动火前，必须用氮气进行置换处理，分析合格，办理动火手续后方能动火。凡是扩建或改建施工动火时，应与生产系统的易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的物料管道切断。1.4三废处理表1—2三废处理序号名称排出地点成分排放量处理方法1废渣二级品蒸发器E1135醋酸80.15%16.345kg/hr蒸发器排污时间断的，压入12号酸性下水送污水厂处理高沸物19.76%.醋酸镒0.09%2废气尾气洗涤塔T1109氧气1.33%455.95Kg/h经气液分离冷凝、冷却水洗后放入大气二氧化碳41.55%氮气55.77%乙醛125%其他0.6%3废水冲地水稀酸0.5%不定期排放检修水在醋酸生产中，副产品有醋酸甲酯、稀乙烯、醋酸标准：醋酸甲酯＞=90%稀醋酸＜15%第2章工艺流程的论证乙醛氧化制醋酸的基本原理乙醛很容易被氧化，即使在常温下，如果吸收空气中的氧化，也能被氧化成醋酸。工业生产醋酸以醋酸镒为催化剂，反应方程式如下：CH3CHO+1/2OCHCOOH该反应的产物较为复杂，除了醋酸以外，还生成一定量的醇、醛、酯、酊、酮、二氧化碳等，工业上为了得到高纯度的醋酸，应选择合适的工艺流程。工艺流程的探讨一、工艺流程设计原则和要求通常，设计出的流程要求技术先进，经济合理，符合国情和切实可行。流程设计的具体原则和要求可归纳如下：.设计的流程符合工业化学过程的目地和要求，确保生产合格的产品并达到设计的要求；.尽量采成熟的先进技术、高效率设备和最适宜的操作条件，以体现流程的先进性；.充分利用原料，未反应物应与生成物的产品分离回收和循环利用；副产物要加工成副产品，并减少废料的产生和排放；.合理安排各种不同品位能量的交换利用，充分利用反应热，注意回收一切可利用的能量尽量减少能量损失。.对大宗产品的生产，宜采用连续作业，大型化单系列设备和仪表自动控制，以提高产品的质量和降低生产成本；.对于精细化工产品，这样的小批量多品种产品的生产，设计的流程应有一定的灵活性，以适应改变产量和更换产品品种的需要；.生产过程中产生可能产生的废气、废液和废渣应得到妥善处理，尽可能回收和综合利用，不能随便排放污染环境；

.流程中各设备生产能力应配套一致，设置必要的备用件，注意加强可能出现的薄弱环节；.设计流程和设备，应考虑适当的操作裕度和弹性，以适应操作条件波动和情况变化的要求；.除了满足正常生产要求外，还要满足开停工，催化剂还原和事故处理的需要；.操作方便，生产安全；.在满足生产任务要求的前提下流程应尽量简化，节省投资。尽量简化流程中的水、汽、冷冻系统的要求，最好采用单一系统，尽可能减少物料循环量，力求采用新技术简化流程。。二、工艺流程叙述.氧化工序由乙醛车间来的乙醛，先进入乙醛贮罐V0101A/B用4〜4.5atm氮气，按氧气加入量，经比例调节后，1压入氧化塔T0101底部，该量由远距离自动调节阀FRC0101进行控制，并保持稳定。氧气来自空分车间，压力为16atm,经远距离自动调节阀PRC0104$制为3.5〜4.0atm,连续送入氧气缓冲罐V0103,按加乙醛量经比例调节后分成五段进入氧化塔T0101（冬季为了防止氧气温度过低及氧气中的水结冰，要先经氧气预热器E0102预热再进入氧化塔）。总氧量由远距离自动调节阀F0102控制，分氧量由第1〜5节的手动调节遥控阀HC0101、HC0102HC0103HC0104HC0105进行调节，其量由相应的各仪表FR0101、FR0102、FR0103FR0104FR0105显示。由空分车间来的氮气，压力为14atm,经远距离自动调节阀FRC0103减压至4〜4.5atm后连续送入氮气缓冲罐V0102,再经远距离自动调节阀FRC0104调节后，视氧化塔塔顶废气含氧情况送入塔顶部，将乙醛蒸汽与氧气混合物冲淡，以免发生爆炸。催化剂醋酸镒由触媒配制槽V0104配制后，由泵P0102A/B加入氧化塔底部，控制氧化液中醋酸镒含量在0.08〜0.16%之间，二小时后关闭阀门，停止加入醋酸能，开始循环镒工艺。氧化塔内连续氧化成粗醋酸，反应生成的热量由设置在氧化塔内的冷却蛇管中通入的冷水带走。氧化塔各节温度控制为：1〜3节70〜85C,4~5节65〜75c液相温度绝对不允许小于40C,也绝对不允许高于90C,气相温度不得超过第五节液相温度，以防止过氧醋酸的分解，而引起爆炸，各节温度由远距离调节阀TRC010卜TRC0105调节冷却水流量进行控制。氧化塔顶部排出的废气，经尾气旋风分离器X0101气液分离，分出的液体返回氧化塔底部，气体进入尾气冷凝器E0104冷凝液回流到氧化塔底部，未凝气体进入尾气洗涤塔。当洗涤液含酸量大于50%寸,由远距离自动调节阀FRC0105a入氧化液蒸发器E0201A/B。总酸大于95%勺粗醋酸从氧化塔塔顶部分连续流入氧化液中间槽V0107以备精制，氧化塔的液面由FRC0103和LRC0101串级调节自动控制出料量，使液面控制在溢流口上方200〜800mm当氧化反应出现异常，塔顶压力急剧上升，可紧急手动CKS0105电磁阀解除压力以防塔顶爆炸。塔V0106A/B内，然后再送入蒸发器E0201顶还装有防爆片，当塔顶压力升至V0106A/B内，然后再送入蒸发器E0201当氧化塔发生事故或停车检修时，氧化液放入事故放料槽进行处理。.蒸储工序粗醋酸不断由氧化液中间槽V0107流至蒸发器E0201中，以远距离自动调节阀FRC0202调节控制氧化液中间槽V0107的液面和蒸发液面。用FRC0201和FRC0204调节蒸汽量，以维持蒸发温度为125~130C,将醋酸气化，醋酸蒸气及低沸物、部分高沸物进入脱低沸塔T0201中。停留在蒸发器底部的醋酸镒及一些胶状高沸物约3-6周清洗一次，两台蒸发器交替使用，连续生产。被切换的蒸发器对残留器内的残渣，加入少量水并以蒸汽加热，蒸出其中部分的稀酸，以稀酸冷凝器E0202冷凝后，回流至另一蒸发器进行精播。脱低沸物塔从下数第32块板进料，经精储，塔顶温度由FRC0209和TRC0204串级调节冷水量，控制温度为104~108C,塔顶储出物有乙醛、醋酸甲酯、甲酸、水等沸点低于醋酸的低沸物和醋酸。经脱低沸物之后的醋酸蒸汽由自动调节阀FRC02080控制流量，在脱低沸塔的最下面的一块板出料，连续稳定地流入脱高沸塔T0202中下部。脱低沸塔T0201塔底温度由再沸器E0203的远距离调节阀FRC0207调节蒸汽流量，控制温度为128-135C,由TI0206指示。为了避免高沸物在塔底积累，以20~150kg/h的流量将釜液连续排入蒸发器E0201A/B,其量及液面由FRC0206和LRCS0201串级控制。进入脱高?物塔T0202的醋酸，经分储，塔顶温度由远距离调节阀FRC0210TRC0202串级调节，控制温度为118~120C,塔顶储出的醋酸蒸汽进入成品醋酸冷凝器E0205中，经冷凝可得一级品醋酸。去成品罐。在成品醋酸冷凝器E0205中，未被冷凝的部分酸气和不凝气体，经放空气液分离罐，不凝气放入大气，酸气自然分离，冷凝酸液回流入成品管道内。塔底温度由再沸器E0204的远距离自动调节阀FRC0212调节蒸汽流量，控制温度在125~130C,其值由TI0205指示，为保证一级品醋酸质量，避免高沸物在塔底积聚，以20~150kg/h的流量，抽出釜液连续送入事故放料槽V0107A/B内，其量及液面由FRC0205和LRCS0202串级控制。2.原料、公用工程及产品规格(1)原料规格表1—3原料规格序号名称原料名称指标备注1乙醛乙醛99.5质量标准为设计任务书中所要求水0.36丁烯醛0.04三聚乙醛0.102氧气氧气99氮气13循环镒醋酸97

水1.02甲酸0.27丁烯酸0.15醋酸镒0.19三聚乙醛0.20乙基一醋酸酯0.17.产品说明产品名称：工业冰醋酸又名乙酸、冰醋酸、醋酸。分子量60.05,分子式CHCOOH.醋酸规格：符合GB1628-79产品标准表1—4醋酸规格序号指标名称指标分析法■级品二级品1外观钳钻30号钳卒30号比色法2乙酸含量（Wt%）>=99.0>=98.0中和法3甲酸含量（Wt%）<=0.15<=0.35冰澳酸钠法4乙醛含量（Wt%）<=0.05<=0.10无水业硫酸氢钠法5残渣（Wt%）<=0.02<=0.03重量法6重金属（以Pb计）<=0.0002<=0.0005比色法7铁含量（Wt%）<=0.0002<=0.0005比色法8氧化值（分）>5比色法.公用工程规格:表1—5公用工程规格序号名称指标名称指标备注1工业水温度15压力6个大气压2蒸汽压力8个大气压3电电压380/220V4冷量盐水温度-155氮气氧含量<=1%Wt%纯度>=99%Wt%6消防水温度15压力>=6个大气压7仪表压缩空气压力>=5个大气压第3章工艺设备的选择乙醛贮罐乙醛在氧化过程需要的量大，对于贮罐的选择应注意以下几个问题：(1)在相同的容积、相同强度下，减小壁厚以降低设备的材料费用；(2)当容积相同时，尽量取最小的内表面积，减小腐蚀面；(3)要考虑占地面积小，操作方便。所以满足上述条件，只有球形容器才能符合，最好取球形容器。氧化塔此反应是气液相反应，而且放出大量的热，介质具有强烈的腐蚀性，所以选择反应器必须考虑以下几个问题：此反应有大量的热生成，过程的温度控制要求严格，防止温度过高。因为产品的副反应多，易发生飞温现象，还容易造成过氧醋酸的快速分解而发生爆炸危险；温度过低，产率下降，过氧醋酸易结晶而爆炸。所以采用液相为连续相，液体容量较大的鼓泡塔式反应器。由于此反应是液-气比较大的反应，反应不是瞬间完成的，反应属于液膜控制，为了增大反应的转化量，提高生产能力，就要增加气液传质的表面积和气泡而引起的塔内液体的循环运动。而且，此反应是强的放热反应，必须提供充分的换热面积，并且要求反应均匀，防止局部过热。因而，就必须设氧气分布盘和分段地加入氧气。冷却器的选择要考虑冷却量的控制的难易、检修是否方便以及动能消耗等问题。采用蛇管内冷却控制容易，没有动力消耗。为增大冷却器，可采用分段冷却。它占地面积小，外冷却器具有检修方便、冷却量大等优点。但要有泵的动力设施，浪费了设备、材料和占地面积，以及动能的消耗。综合考虑只有内冷蛇管冷却器比较合理。为防止尾气中夹带大量的醋酸溶液，必须使尾气减速，使其在重力作用下返回液相。这样，应该在氧化塔顶设置扩大缓冲部分，以达到应有的效果，在塔顶还应该设置防爆装置，以备及时泄压。要考虑设备的耐腐蚀性，取耐腐蚀性钢材。氧化液中间蒸发器设计蒸发器之前，必须对蒸发器的型式有恰当的选择，一般选型时应考虑以下因素：溶液的粘度；溶液的热稳定性；有晶体析出的溶液；易发泡的溶液；有腐蚀性的溶液；易结垢的溶液；溶液的处理量。由于氧化液出口量较大，需要提高较大的容积，而且为能满足一定的加料量，这样选择卧式蒸发器能满足上述要求；而且，操作比较方便。又因加热量很大，所以蒸汽量很大，所以取内蛇管直接加热，传热效果好，容易控制。对于立式的蒸发器，在相同的体积下，蒸发器的负荷太大，而且，蛇管长度受到很大的限制，满足不了上述生产的要求。所以应造卧式内蛇管加热蒸发器。脱低沸塔和脱高沸塔选择一个精微塔是由被精微介质的性质、状态及其操作条件所决定的。所以选择时必须考虑到以下实际问题：由于精储过程中取液相为湍流，气相分散为气泡传质速率由液相控制，所以应选择板是式塔；要求分离的效率高，必须增加气液接触面积；L/V比较小。这些条件板式塔能满足。但是，评价塔设备性能的主要指标为：生产能力；塔板效率；操作弹性；塔板压强降。这些指标和塔板结构及塔内气液两相流体的流动状况密切相关。板式塔中筛板塔虽然控制容易、结构简单、制造方便，但它的操作性能低，对于本设计不太适用。而泡罩塔虽然操作弹性大，但价格相对可以说很高，设备费用增加。我们设计采用浮阀塔，它不仅能提高操作弹性，而且换热量也可以实现，浮阀塔的传质与传热比较好，价格也比泡罩塔便宜。综上所述，用浮阀塔能使气体阻力减小、操作弹性大、传质传热效率高、分离效果好、制造也简单等优点。所以，按设计条件和经济条件取浮阀塔比较合适。泵的选取离心泵结构简单紧凑，对于一定的流量和压头，体积较其他泵为小。它又能直接用电动或气轮机带动，对地基的要求也不十分牢固(与往复泵相比)，因而，它安装及使用方便，流量均匀，并且易于调节，又能输送有腐蚀性的含悬浮物的液体；它的缺点是压头较小，没有自吸能力，效率只是在一定的流量范围内相比较高，一般来说比往复泵稍低。往复泵结构简单的优点是压头高、有自吸作用、效率较高、但其结构比较复杂、用电机带动时，还需要一套转变动力往复运动的机构。所以适用于压头高、流量较大的情况下使用。若所需的压头不很高，可以用离心泵代替，若所需的压头虽高而流量不大，它可用旋转泵代替。旋转泵一般采用对小流量流体输送，而且所需压头高时比较适合。它又特别适用于高粘度的液体的输送，旋转泵的效率介乎于往复泵与离心泵之间，输出压力很高时效率有所下降。所以选择以上三种泵时一般应遵循以下原则：先根据所输送的液体及操作条件，确定所用的泵型；然后，根据流量和压头，确定所需泵的大小；若流动有变化，Q一般应以最大流量为准，H应以输送系统在此最大流量下的压头为准。为了保证操作条件得到满足，并备有一定的潜力，所造的泵可以稍大一些；但若选的过大，它的工作点便远离设计点(最高效率点)，在设备费和操作费两方面都造成浪费。输送所需的压头应尽量估计准确，而不宜在所估计出的总压头值上再加安全系数。综上所述我们应该选择离心泵，在此泵中选择耐腐蚀泵。离心泵的选择一般可按下列的步骤进行：确定输送系统的流量及压头；选择泵的类型与型号；核算泵的轴功率；换热器的选型我们一般按换热器的用途，分为加热器、冷却器、冷凝器、汽化器。我们主要用间壁式换热器，按传热特征分：直接接触式；蓄热式；间壁式；所以我们一般选择换热器为列管式换热器，选列管式换热器的主要步骤：.试算并初选设备规格确定流体在换热器中的流动途径；根据传热任务计算热负荷Q;确定流通在换热器两端的温度，选择列管换热器的型式；计算定性温度，并确定在定性温度下的流体物性；计算平均温度差，并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则，决定壳程数；根据总传热系数的经验值，或按生产实际情况，选定总传热K值；由总传热速率Q=KSktm,初步算出传热S,并确定换热器的基本尺寸，或按系列标准选择设备规格；.计算管、壳程压降.核算总传热系数在第一步骤中，流体流径的选择应注意以下几个问题：不洁净和易结垢的流体应走管内，因为管内清洗比较方便；腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修；压强高的饿流体宜走管内，以免壳体受压，可节省壳程金属消耗量；饱和蒸汽宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较清洁，它对清洗无要求；有毒流体宜走管内，使泄露机会减少；被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果；(7)粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re值(Re>100)下即可达到湍流，以提高对微2传热系数；(8)对于刚性结构的换热器。若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与“大的流体温度相近，可以减少热应力。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾。例如首先考虑流体的压强、防腐蚀和清洗等要求，然后再较核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择第4章工艺条件及控制项目生产设备控制一览表1—6生产设备控制一览表序号设备位号设备名称及详细规格材质台数单位备注11101AB乙醛贮罐44600V950m16MnR2台21102氮气缓冲罐Vg2.32m3①1200X1600A3F1台31103氧气缓冲罐Vg4m①1400X1800A3F1台41104氧化塔F=500m1Cr18Ni12MO2Ti1台51105醋酸镒低位槽Vg1.4m1000X21621Cr18Ni9Ti1台61106尾气旋风分离器①300X11551Cr18Ni9Ti1台71107AB尾气冷凝器F40m1Cr18Ni9Ti2台

①350X300081108放空乙醛冷凝器F16m①3550X300AsF1台91109尾气洗涤塔①700X47841Cr18Ni9Ti1台101110AB事故放料槽Vg15m①2600X29001Cr18Ni12Mo2Ti2台111111AB催化剂输送泵Q=4.67-8.64m3/hrH=63.5-67m1Cr18Ni12Mo2Ti121112催化剂配制槽①=1800X17501Cr18Ni12Mo2Ti131113AB触媒循划、泉屏敝泵141114冷却器F5m①89/57AMTi2台151115氧气预热器F100m①1400X20001Cr17Ni13Mo2Ti1台161127氧化液中间槽Vg3m①1800X24900Cr17Ni13Mo2Ti1台171116AB蒸发器F100m①1200X48661Cr17Ni13Mo2Ti2台181117脱低沸塔塔头F=120m浮阀数31块①1000X20200X101Cr17Ni13Mo2Ti1台191118再沸器F-170m①1000X3000X61Cr17Ni13Mo2Ti1台201119脱高沸塔塔头F25m①1200X31641Cr17Ni13Mo2Ti1台211120再沸器F80m①500X3000Ti1台221128成品冷凝器F-40m①500X3000Ti1台生产控制一览表表1—7生产控制一览表序号样品名称取样地点分析项目控制指标分析方法分析次数分析人备注1浓乙醛1101乙醛>=99.5%色谱1次/班分析工

水<=0.3%三聚乙醛<=0.1%2氮气1102氧气<=1%焦性未食子酸2次/班分析工氮气>=99%3氧气1103氧气>=99%氯化俊铜溶液2次/班分析工所用的百分均为质量百分比氮气<=1%4醋酸镒原料库醋酸镒>=95%化学法进厂检验科5氧化塔1104醋酸>=95%色谱及化学法4次/班分析工乙醛0.2-0.5%水<=2.5%甲醇<=0.15%内酮<=0.03%醋酸甲酯<=0.45%镒0.08-0.16%过氧醋酸<=0.5%6氧化塔尾气二氧化碳<=50%化学法4次/班分析工氧气<=3%乙醛<=0.5%7尾气洗涤塔总酸>=50%化学法4次/班分析工81117出料管1117塔顶乙酸化学法4次/班分析工91117塔底塔底乙酸化学法4次/班分析工10脱高沸塔出料1119醋酸水甲酯化学法4次/班11■级品醋酸1128醋酸>=99%色谱4次/班分析工外观>=30#氧化值>=5min12成品醋酸1201醋酸>=99%分析工外观<=30#氧化值>=5min铁<=0.0002乙醛<=0.05%残渣<=0.02重金属<=0.00024.3生产工艺条件一览表表1—8生产工艺条件一览表工序序号名称上2条件单位范围备注氧化岗位1乙醛加料罐压力105Pa4.0-4.52氮气缓冲罐压力105Pa4.0-4.53氧气缓冲罐压力105Pa3.5-4.0氧化工序4氧化物塔顶压力105Pa0.6-1.0塔底压力105Pa2.5-3.5保安氮气M3/hr50-80反应温度第1-3节C70-85第4-5节C65-75进料配比。2：AAM3/Kg1:(30-3.5)醋酸镒Wt%0.08-0.12加镒指标0.08-0.16循环镒指标总酸Wt%95%甲酸Wt%0.2-0.5乙醛Wt%0.2-0.5废气流量M3/hr100-400尾气中二氧化碳V%50尾气中氧气V%3尾气中乙醛V%0.55工业水压力105Pa66冷冻水温度C-157蒸发器液向局于加热管

温度C125-130压力105Pa0.3-0.58脱低沸物塔顶温C104-108顶压105Pa0.1-0.3底温C128-135底压105Pa0.4-0.69脱高沸物塔顶温C118-120底温C125-130顶压105Pa0底压105Pa0.4-0.610成品冷凝器温度C25-3011事故放料槽量吨1812催化剂配制槽混合温度c90混合时间Hr4-6含酸Wt%45-55含镒Wt%8-1213出口温度C40-55流里t/hr1-214出口压力105Pa4.0-4.5第二篇工艺计算第1章物料衡算设计基础一、原料及产品规格:表1-1原料及产品规格序号名称分子式指标wt%1乙醛CHCHO99.5H2O0.36CH3CH=CHCHO0.04(CHCHO)0.102氧气Q99Na13氮气Na99Q14循环镒CHCOOH97.00H2O1.02HCOOH0.27CHCH=CHCOOH0.15Mn(CH3COO)1.19(CH3CHO)0.20CHCH(OCO@H0.175成品醋酸CHCOOH99.5HCOOH0.02H2O0.46CH3CHO0.02、塔串料情况:表1-2塔串料情况

塔名塔底物料名称组成（wt%）脱低沸物塔底排醋酸98甲酸0.40水0.47高沸物1.13脱高沸物塔底排醋酸83.07甲酸0.54水0.1高沸物16.29三、其它工艺条件:表1-3其它工艺条件序号名称指标序号名称指标1纯氧利用率99.5%6年工作时间80002乙醛转化率99.3%7冷却水入口温度15C3乙醛损失系数0.3%8氧化塔传热系数5004产品产量3.25万吨9醋酸精制过程损失3.0%5设备热损失5%10氧化液中镒离子含量0.08-0.16%四、各物质分子量:表1-4各物质分子量名称分子式分子量乙醛CH3CHO44.05水HO18.0丁烯酸CHCH=CHCOOH86三聚乙醛(CHCHO)132.15醋酸C^HCOOH60甲酸HCOOH46亚乙基一醋酸酯CHCH(OOCH2146丁烯醛CHCH=CHCHO70乙酸甲酯CHCOOCH74二氧化碳CO44乙酸乙酯CHCOOCHH86氧气O32氮气N228醋酸镒Mn(CHCOO)173氧化塔（R0101）的物料衡算氧化塔物料衡算示意图工业鼠工业鼠催化捌以投入1000kg乙醛为计算基准，计算主、副产物量一、原料乙醛的组成及用量•••进料为1000kg工业乙醛，且乙醛损失系数为3%，原料乙醛的组成及用量列于下表：表1-5原料乙醛的组成及用量名称分子量质量kg摩尔量kmol乙醛44.05992.01522.5202水183.58920.1994丁烯醛700.39880.0057三聚乙醛132.150.9970.0075二、生成各主、副产物的量.乙醛的总转化率、主反应及各副反应的转化率分配乙醛总转化率为99.3%,其中分配(衿如下：主反应：CH3CHO+/2Q—CHCOOH96%副反应：2CHCHO3/2O—CHCOOC+H2O+CO0.95%(1)3CHCHO+O>CHCH(OCOCH+H2O0.25%(2)3CHCHO3O—HCOOH+23COOH++H+CO1.4%(3)2CHCHO5O-4CO+4HO1.4%(4)CH3CH=CHCH1O+O2^CHCH=CHCOOH(全部)(5).生成各主、副产物的量

・「乙醛总转化率为99.3%，参加反应的乙醛量：992.015X99.3%=985.0709kg(22.3626kmol)未参加反应的乙醛量：992.015-985.0709=6.9441kg(0.1576kmol)在主副反应中消耗及生成各物质的量列于以下几个表中表1-6生成产物量，单位kg(括号内为kmol)\物料醋酸醋酸甲酯水二氧化碳二醋酸酯甲酸丁烯酸主反应1289.159(21.4681)////副反应(1)/7.86(0.1062)1.912(0.1062)4.673(0.1062)/副反应(2)0.335(0.0186)/2.72(0.0186)/副反应(3)12.532(0.2087)1.879(0.1044)4.594(0.1044)/4.80(0.1044)副反应(4)11.272(0.6262)27.553(0.6262)上副反应(5)77X0.4902(0.0057)总计1301.69(21.677)7.86(0.1062)15.40(0.855)36.82(0.837)2.72(0.0186)4.80(0.1044)0.4902(0.0057)表1-7消耗反应物的量，单位kg(括号内为kmol)主反应副反应(1)副反应(2)副反应(3)副反应(4)副反应(5)总计乙醛945.670(21.4681)9356(0.2124)2.462(0.0559)13.792(0.3131)13.792(03131)/985.07(22.363)氧气343.488(10.7340)5.098(0.1593)0.595(0.0186)10.019(0.3131)25.050(0.7828)0.0896(0.0028)384.34(12.011)丁稀醛//0.490(0.0057)0.490(0.0057)三、氧气用量的计算由表2-3可知，氧气的消耗量为384.34kg，可知所需工业氧用量384.3499%99.5%390.17kg其中氧气量=386.27kg=12.071kmol氮气量=3.902kg=0.139kmol未反应的氧气量=12.071-12.011=0.06kmol四、催化剂溶液用量设计进料时镒离子浓度为0.1%(wt),设催化剂加入量为W(kg/h)(1000+vyx0.1%=w<1.19%X55/(55+59X2)解得W=359.294kg由表1-1可解得催化剂中各物质的组成醋酸=97%x359.294=348.52kg水=1.02%X359.294=3.66kg甲酸=0.27%X359.294=0.97kg丁烯酸=0.15%X359.294=0.54kg醋酸镒=1.19%X359.294=4.28kg三聚乙醛=0.20%x359.294=0.72kg二醋酸酯=0.17%x359.294=0.61kg五、尾气的计算.塔顶尾气中带出乙醛的量设溶于氧化液中乙醛的量为Wg/h,已知氧化液中乙醛含量0.3%(wt)0.3W0.3W1301.697,8615.402.724.80359.29992.0150.7%0.49W=5.113kg，氧化液中溶解乙醛的量为5.113kg尾气中乙醛的量=6.9441-5.113=1.831kg=0.04167kmol.尾气的组成设塔顶尾气中乙醛的体积百分含量为2%尾气总、量为设塔顶尾气中乙醛的体积百分含量为2%尾气总、量为Mkmol/h0.0417M0.02M2.0852kmol尾气总量为2.0852kmol.二氧化碳全部排出，总量为0.837kmol所占体积百分率=0.837100%40.13%2.0852.保安氮气的量设加入保安氮气的量为Wg其中氮气：0.99W氧气：0.01WN2%(V)O2%(V)CH3CHO%(V)CO2%(V)10.1390.99W/280.1390.99W/280.060.01W/322%40.14%12.0852W28.245kg2.0852.尾气含量结果列于下表表1—8尾气含量结果组分质量（kg）物质的量（kmol）V%N231.851.137754.56O2.200.068833.30CO36.820.83740.14CHCHO1.8310.04172六、扩大•••醋酸精制过程损失系数为3.6%,得到的产品规格为99.5%.•・可知1000kg工业乙醛可得产品1301.69（13.6%）1261.13kg99.5%则时投料乙醛量=10004062.53221.305则时投料乙醛量=10004062.53221.305kg/h1261.13，扩大倍数为n3221.3053.22131000重新以1小时为计算基准进行衡算，将所得结果列于下表:表1—9计算结果物质名称»kg/h组成wt%摩尔量kmol/h组成mol%工业乙醛乙醛3205.2099.572.7699.06水11.600.360.06440.09三聚乙醛3.220.10.02440.03丁烯酸1.290.040.01840.03总量3221.3110073.447100工业氧气氧气1244.299938.8898.86氮气12.5110.451.14总和1256.8610039.33100保安氮氮气90.08993.2299.12氧气0.9310.0290.88总和91.011003.229100循环镒醋酸1122.679718.7195.61

甲酸3.120.270.0680.35水11.811.020.663.37丁烯酸1.740.150.0200.10二醋酸酯1.970.170.0130.07三聚乙醛2.310.200.0180.09醋酸镒13.771.190.0790.41总和1157.3910019.57100进料总计5726.37kg/h氧化液醋酸5315.8396.9688.6094.25乙醛16.470.300.370.39乙酸甲酯25.320.460.340.36二醋酸酯10.730.200.0730.08丁烯酸3.320.060.0390.04水73.001.334.064.32甲酸18.580.340.400.43三聚乙醛5.530.100.040.04醋酸镒13.770.250.080.09总和5482.5510094.01100尾气氮气102.6043.813.66454.56氧气7.0873.030.2213.30二氧化碳118.6150.642.69640.14乙醛5.902.520.1342总和234.201006.796100出料总计5726.37kg/h.3氧化液蒸发器的物料衡算氧化液蒸发器物料衡算示意图如下：•・•脱低沸塔底排100kg/h,其组成：醋酸98%水0.4%,甲酸0.47%,高沸物0.13%，可算得：醋酸98kg/h,水0.4kg/h,甲酸0.47kg/h,高沸物0.13kg/h.•・可计算得到由蒸发器向脱低沸塔串料情况：醋酸=98+5315.83-1122.67=4291.16kg/h乙醛=16.47kg/h醋酸甲酯=25.32kg/h水=0.4+73-11.81=61.59kg/h甲酸=0.47+18.58-3.12=15.93kg/h高沸物=3.32+10.73+5.53+13.77+1.13-1.74-13.77-2.31-1.97=14.69kg/h

衡算结果列于下表:表1—10氧化液蒸发器物料衡算结果物质名称质量kg/h组成wt%摩尔量kmol/h组成mol%氧化液进料醋酸5315.8396.9688.6094.25乙醛16.470.300.370.39乙酸甲酯25.320.460.340.36二醋酸酯10.730.200.0730.08丁烯酸3.320.060.0390.04水73.001.334.064.32甲酸18.580.340.400.43三聚乙醛5.530.100.040.04醋酸镒13.770.250.080.09总和5482.5510094.01100脱低沸物塔底排醋酸98981.633396.82水0.400.400.0221.307甲酸0.470.470.010.594高沸物1.131.130.0191.129总和1001001.683100循环镒醋酸1122.679718.7195.61甲酸3.120.270.0680.35水11.811.020.663.37丁烯酸1.740.150.0200.10二醋酸酯1.970.170.0130.07三聚乙醛2.310.200.0180.09醋酸镒13.771.190.0790.41总和1157.3910019.57100串料醋酸4291.1696.9771.51993.80乙醛16.470.370.3740.49高沸物14.690.330.2470.32乙酸甲酯25.320.570.3420.45甲酸15.930.360.3460.45水61.591.403.4224.49总和4425.1610076.25100.4脱低沸塔和脱高沸塔的物料衡算流程示意图如下：低沸构成品错酸.脱高沸塔底排的计算•••反应所产生的高沸物均在脱高沸塔中脱除，且高沸物占脱高沸塔底排的16.29%（质量），反应过程所产生的高沸物=14.69-1.13=13.56kg/h脱高沸塔底排=13.5683.24kg/h16.29%•••脱高沸塔底排可算得如下：醋酸=83.24X83.07%=69.15kg/h水=83.24x0.1%=0.08kg/h甲酸=83.24X0.54%=0.45kg/h高沸物=13.56.脱低沸塔顶排的计算醋酸=4291.16-98-69.15-4062.5X99.5%=81.82kg/h乙醛=16.47-4062.5X0.02%=15.66kg/h醋酸甲酯=25.32kg/h水=61.59-0.4-0.08-4062.5X0.46%=42.42kg/h甲酸=15.93-0.47-4062.5X0.02%-0.45=14.20kg/h.去脱高沸塔物料的计算醋酸=4291.16-98-81.82=4111.34kg/h乙醛=16.47-15.66=0.81kg/h水=61.59-0.4-42.42=18.77kg/h甲酸=15.93-0.47-14.20=1.26kg/h高沸物=13.56kg/h.脱低沸塔和脱高沸塔物料衡算结果列于下表表1—11脱低沸塔和脱高沸塔物料衡算结果物质名称质量kg/h组成wt%摩尔量kmol/h组成mol%脱低沸物塔底排醋酸98981.63396.97水0.400.400.0221.307甲酸0.470.470.0100.594

高那物1.131.130.0191.129总和1001001.684100顶排醋酸81.8245.601.36428.205甲酸14.207.910.3096.390乙酸甲酯25.3214.110.459.305水42.4223.642.35748.739乙醛15.668.730.3567.361总和179.421004.836100向高沸物塔串料乙醛0.810.020.0180.03甲酸1.260.030.0270.04水18.70.451.0431.49醋酸4111.3499.1768.52298.12高沸物13.560.330.2260.32总和4145.7410069.836100脱高沸物塔顶排醋酸4042.1999.567.37098.43甲酸0.81250.020.0180.03水18.68750.461.0381.52乙醛0.81250.020.0180.03总和4062.510068.444100底排醋酸69.1583.071.15382.77甲酸0.450.540.0100.72水0.180.100.0040.29高沸物13.5616.290.22616.22总和83.241001.3931001.5尾气冷凝器的物料衡算设CQQ、N在冷凝器中放空，乙醛回收率为98%剩余乙醛放空回收乙醛=5.90X98%=5.782kg/h尾气冷凝器的物料衡算结果列于下表表1—12尾气冷凝器的物料衡算结果物质名称质量kg/h摩尔量kmol/h组成mol%尾气二氧化碳1183612.69654.56氮气102.603.6643.30氧气7.0870.22140.14乙醛5.900.2152.00

总计234.206.796100放空气二氧化碳118.612.69640.95氮气102.603.66455.65氧气7.0870.2213.36乙醛0.1180.00280.04总计228.4186.584100冷凝液乙醛5.7820.131100第2章热量衡算在化工生产中，能量的消耗是一项重要的经济指标，它是衡量化工生产或操作水平是否合理，先进的重要标志之一，如果我们能够在物料衡算的基础上作出热量衡算，就能合理地设计出反应器和其他设备，既能稳定生产操作，又能合理利用热量，因此热量衡算是化工设计很重要的一部分。2.1氧化塔(R0101)的热量衡算、热量衡算的示意图如下:工止氧25七催化剂4Q'C催化剂4Q'C二、说明:.热量衡算的温度基准:25C.热量衡算的温度基准:25C.计算用热力学数据列与表6-1，表6-2中,.物料量按每小时醋酸实际生产量计算；.本章计算所用到的物料量均按上一章物料衡算结果，本章不再列出;.下表数据按？基本有机化学工艺学？基准。

表1-13气体热力学性质表物质名称abX103cX106dX10-5△Hf,298AH,298Q36.1620.845-4.313Na27.8654.268CO28.6635.702-393795.72HO30.02110.7190.335-242000.23CHCHJg)31.075117.273-36.577-166475.12-1042479.26CHCOOHg)21.772193.272-76.831公式气体CP:Cp=a+tT+cT2或G=a+bT+df‘单位J/mol-KkJ/kmol表1-14液体热力学性质物质名称G(kJ/kmol.k)AHf298(kJ/kmol)AHC298(kJ/kmol)CHCOOH121.961-487366.8-873408.2CHCOOCH145.201-463500.9-1596084.4H2O75.366-286043.28CHCH=CHCOOH180.041CHCH(Ac)2280.265-2903684.5HCOOH101.309-409488.6-270354.59CHCHO96.276-1167335.6(CHCHO3237.926Mn(Ac)2398.393CHCH=CHCHO199.720三、各物流进料带入热量1、由于氮气，氧气的进口温度均为25C,所以Qn2Qo202、液体按公式：q=WXCXATkJ/h计算(1)工业乙醛带入的热量Q乙醛=72.76X96.276X(20-25)=-35025.21kJ/hq水=0.644X75.366X(20-25)=-242.68kJ/hQ三聚乙醛=0.0244X237.926X(20-25)=-33.42kJ/hQ巴豆醛=0.0184X199.72X(20-25)=-18.37kJ/h.•・进料工业乙醛总带入的热量：Q乙醛=-35319.68kJ/h(2)循环镒带入的热量计算设计循环镒物料：温度40C,物料及其组成见上章表1-7按公式Q=MCptQ醋酸=18.71X121.691X(40-25)=34152.58kJ-hQ甲酸=0.068X101.309X(40-25)=103.34kJ-h-11Q水=0.66X75.366X(40-25)=746.12kJ-h1Q丁烯酸=0.02X180.041X(40-25)=54.01kJ-h-Q二醋酸酯=0.013X280.265X(40-25)=54.65kJ-h-Q三聚乙醛=0.018X237.926X(40-25)=62.24kJ-h-Q循环镒=0.079X398.393X(40-25)=472.10kJ-h-所以，循环镒带入的热量为-1Q循环镒=35645.04kJ-h四、氧化塔中反应热的计算，q3205.296%293927.420531492.81kJ/h44.05Q13205.20.95%369293.4255272.70kJ/h44.05Q23205.20.25%199440.836279.66kJ/h44.05Q33205.21.4%494945.3504190.27kJ/h44.05Q43205.21.4%1167335.61189140.00kJ/h44.05Q=0.0184X150624=2771.48kJ/h，反应产生的总热量Q反应热=22519146.92kJ/h五、尾气带出的热量的计算T设尾气温度为70C,T=343K按公式QM丁CpdT得343Q乙醛0.134298(31.075117.273103T36.577106T2)dT=391.15kJ/h343cQ二氧化碳2.696刈(28.6635.70210T)dT298=4865.23kJ/h343cQ氮气3.664(27.8654.26810T)dT298'=4819.92kJ/h343Q氧气0.221(36.1620.845103T4.31105T2)dT298=362.32kJ/h•••尾气带入总热量为：Q尾气=10438.62kJ/h六、氧化液带出的热量Q氧化液的设计计算

设计氧化液的出口温度为70C,则At=70-25=45C,按公式Q=MC^t计算，醋酸：Q=88.60X121.691X45=485182.02kJ/h乙醛：Q=0.37X96.276X45=1602.99kJ/h乙酸甲酯:Q=0.34X145.201X45=2221.58kJ/h二醋酸酯：Q=0.073X280.265X45=920.67kJ/h丁烯酸：Q=0.039X180.041X45=316.62kJ/h水：Q=4.06X75.366X45=13769.37kJ/h三聚乙醛：Q=0.04X273.926X45=493.07kJ/h醋酸镒：Q=0.08X398.393X45=1434.21kJ/h甲酸：q=0.4X101.39X45=1825.02kJ/h，氧化液带出的热量：Q*化液=507765.55kJ/h七、汽化潜热和溶解热：.氧化反应中未反应乙醛汽化后从塔顶排出，其汽化潜热查《石油化工基础数据手册》得70c时，丫汽化=-23798.81kJ/kmolQ汽彳t=0.134X(-23798.81)=-3189.04kJ/kmol.丁烯酸溶于氧化液中，放出的热量Q溶查《石油化工基础数据手册》得：70C时，R=9127.66kJ/kmolQ溶=3.56/86X9127.66=377.84kJ/h八、热损失：2Q进入=QA+Q氧+Q氮+Q率s+Q反+Q汽+Q溶=-35319.68+35645.04+22519146.92-3189.04+357.93=22516641.17kJ/h损失系数5翅UQ损=5%Qa=1125832.059kJ/h九、冷却水的用量：Q人=Q出+Q损+Q冷Q冷=Q入-Q出-Q损=20872.604kJ/hQ冷=WCXT设计冷却水的进口温度为15C,出口温度为65C,则At=65-15=50C假设冷却水量为W(Kg/h),Q冷=WCpAtQ冷/20872604.94__0......AW=r八===5539.00kmol/h=99701.96kg/hCpt75.36650取安全系数1.10.4:0.3:0.15:0.1:0.05AW=1.1W=1.1X99701.96=109672.154kg/h0.4:0.3:0.15:0.1:0.05设计氧化塔从上到下每节需水量分配比为:则每节用水量为：W=0.4W=43868.86kg/hW=0.3W=32901.65kg/hW3=0.15W=16450.82kg/hW4=0.1W=10967.22kg/hW5=0.05W=5483.61kg/h十、氧化塔热量衡算结果见表2-15表1-15氧化塔热量衡算结果表输入输出物料热量(kJ/h)物料热量(kJ/h)工业乙醛-35319.68尾气10438.62氧气0氧化液507765.55氮气0热损失1125832.095循环猛35645.04冷却水20872604.94反应热22519146.92熔解热357.93汽化热-3189.04总量22516641.17总量22516641.172.2泡点、露点和回流比的计算程序如下(TrueBasic语言)：.泡点：dima(3),b(3),c(3),aa(3,3),x(3),r(3),p(3)fori=1to3reada(i),b(i),c(i)forj=1to3readaa(i,j)nextjnextidata18.3036,3816.44,-46.13,1,1.90994,0.97324data16.9882,3599.58,-26.09,1.67194,1,0.23965data16.8080,3405.57,-56.34,0.75595,1.67589,1lett=373inputprompt"pa=":painputprompt"x(1)=":x(1)inputprompt"x(2)=":x(2)inputprompt"x(3)=":x(3)dofori=1to3lets=0forj=1to3lets=s+x(j)*aa(i,j)nextjleth=0fork=1to3letm=0forj=1to3letm=m+x(j)*aa(i,j)nextjleth=h+x(k)*aa(k,i)/mnextkletr(i)=exp(1-log(s)-h)nextifori=1to3letp(i)=exp(a(i)-b(i)/(c(i)+t))nextiletf=(r(1)*p(1)*x(1)+r(2)*x(2)*p(2)+r⑶*p(3)*x(3))/paletft=abs(f-1)lett=t+0.01loopuntilft<=0.001print"t=";tprint"ft=";ftend.露点dima(3),b(3),c(3),aa(3,3),x(3),r(3),d(3),y(3)fori=1to3reada(i),b(i),c(i)forj=1to3readaa(i,j)nextjnextidata18.3036,3816.44,-46.13,1,1.90994,0.97324data16.9882,3599.58,-26.09,1.67194,1,0.23965data16.8080,3405.57,-56.34,0.75595,1.67589,1fori=1to3readx(i)nextidata0.48739,0.0639,0.44871lett=300inputprompt"pa=":painputprompt"y(1)=":y(1)inputprompt"y(2)=":y(2)inputprompt"y(3)=":y(3)deff1(x())=x(1)+x(2)+x(3)dodoletf2=f1(x())fori=1to3lets=0forj=1to3lets=s+x(j)*aa(i,j)nextjleth=0fork=1to3letm=0forj=1to3letm=m+x(j)*aa(i,j)nextjleth=h+x(k)*aa(k,i)/mnextkletr(i)=exp(1-log(s)-h)nextifori=1to3letd(i)=exp(a(i)-b(i)/(c(i)+t))*r(i)/paletx(i)=y(i)/d(i)nextilete=f2-f1(x())letx(i)=x(i)/f2nextiloopuntile<=0.01fori=1to3letft=abs(y(i)/d(i)-1)nextilett=t+0.01loopuntilft<=0.001print"t=";tprint"ft=";ftend.回流比dima(3),b(3),c(3),x(3),z(3),k(3),a1(3),p(3)inputprompt"Pa=":Painputprompt"t=":tfori=1to3reada(i),b(i),c(i)nextidata18.3036,3816.44,-46.13,16.9882,3599.58,-36.01data16.8080,3405.52,-56.35fori=1to3readx(i)nextidata.48739,.0639,.44871fori=1to3readz(i)nextidata.01306,.00594,.981fori=1to3letp(i)=exp(a(i)-b(i)/(c(i)+t))nextifori=1to3letk(i)=p(i)/panextifori=1to3nextiletQ0=.99dolets=-1letr=0fori=1to3lets=s+a1(i)*z(i)/(a1(i)-Q0)letr=r+a1(i)*z(i)/(a1(i)-Q0)A2nextiletQ=Q0-s/rletQ0=Qloopuntilabs(Q-Q0)<=.001print"Q=";Qleth=0fori=1to3leth=h+a1(i)*x(i)/(a1(i)-Q)nextiletrm=h-1print"rm=";rmend4.结果蒸发器顶排1.3atm398.08K底排1.3atm398.36K脱高沸塔底压1.4atm底温402.39K顶压1.1atm顶温393.34K脱低沸塔串料1.3atm399.3K顶压1.2atm顶温378.13K底压1.4atm底温401.89K回流比R=22.89492.3蒸发器(E0201)的热量衡算、热量衡算示意图:

去贬低沸塔125七氧化海71七肮修一♦，排1291ca出口蒸汽Y人口蒸汽器坏疑125七、不同温度下各物质的恒压热容如下：表2—16不同温度下各物质的恒压热容表单位：kJ/kmol125c129c醋酸144.89145.60水76.9977.11甲酸108.51109.20乙酸甲酯164.22166.23三聚乙醛245.49247.73乙醛139.38141.84二醋酸酯191.10194.13丁烯酸191.10194.13注：查自《石油化工基础数据手册》以丁烯酸代替二醋酸酯三、循环镒带出热量Q的计算，循环镒出口温度为125C,物料量及其性质见表5-12按公式Q=WQXt计算Qac=18.71X144.89X(125-25)=25015.27kJ/hQ水=0.66X76.99X(125-25)=5081.34kJ/hQcoo=0.068X108.51X(125-25)=737.87kJ/hQ丁烯酸=(0.02+0.079+0.013)X191.10X(125-25)=2140.32kJ/hQ三聚乙醛=0.018X245.49X(125-25)=441.882kJ/h循环镒带出的热量：Q循环镒=汇Q=279490.60kJ/h四、氧化液带出的热量的计算，由于从氧化塔带出的热量即为氧化液带入的热量，所以Q氧化液=507765.55kJ/h五、蒸发器带出的热量的计算，蒸发器的温度为125C,物料量及其组成见表5-12125c时，各物质的始值及恒压热容列于下表:表1—17物质的始值及恒压热容数值表单位：kJ/kmol物质名称AHCp水39475.834.24醋酸23386.4981.83甲酸20928.7263.93乙酸甲酯25115.72101.21乙醛18784.9865.98高沸物23386.4981.83注：高沸物以醋酸计按公式：Q=WQt+AH-W=WGAt+AH)得Qa?(71.519+0.247)X[81.83X(125-25)+23386.49]=2265600kJ/hQ水=3.422X[34.24X(125-25)+39475.8]=148500kJ/hQ甲酸=0.346X[53.93X(125-25)+20928.72]=9107kJ/hQ醋酸甲酯=0.342X[101.21X(125-25)+25115.72]=12050kJ/hQ乙醛=0.374X[65.98X(125-25)+18784.98]=9493kJ/h去脱低沸物塔的蒸汽带出的热量：Q蒸发汽=EQ=2444785.07kJ/h六、脱低沸物塔底排的带入热量，底排温度为129C,按公式：QWCpT计算Q醋酸=(1.633+0.019)X145.60X(129-25)=25015.14kJ/hQ水=0.022X77.11X(129-25)=176.43kJ/hQ甲酸=0.01X109.20X(129-25)=113.53kJ/h脱低沸物塔底排带出热量：Q底排=汇Q=25305.20kJ/h

七、热量衡算基准：设加热蒸汽带入热量Q蒸气，汇Q进=EQ出损失的热量：Q损=（Q氧化液+Q底排+Q蒸气）x5%则Q氧化液+Q底排+Q蒸气=Q蒸发汽+Q循环镒+Q损经整理后得：Q蒸气=（Q蒸发汽+Q循环镒）/0.95-Q氧化液-Q底排=（2444785.07+279490.60）/0.95-507765.55-25305.20=2334587.85kJ/h八、蒸汽通入量的计算：由于工业汽水蒸气8个大气压的水蒸气，所以9个绝对大气压下水的汽化潜热为2029.18kJ/kgW/Q蒸气RW/Q蒸气R2334587.852029.181150.51(kg/h)取安全系数为1.2,则实际通人蒸汽量为：W=1.1W=1.2XI150.5=1380.612kg/h九、蒸发器热量衡算结果（如下表）：表1—18蒸发器热量衡算结果进入出去物质名称热量(kJ/h)物质名称热量(kJ/h)氧化液507765.55循环镒279490.60脱低沸物塔25305.20蒸发汽2444785.07加热蒸汽2334587.85损失热143382.93总量2867658.6总量2867658.62.4脱低沸物塔（T0201）热量衡算一、流程示意图二、蒸发汽带入的热量Q蒸发汽：所以Q蒸发汽=2444785.07kJ/h三、底排带出的热量：Q底排=25035.20kJ/h四、顶排带出的热量Q顶排的计算：.塔顶物料量及组成见上章表2—9。.T=109C时的物性表，表2—19T0201顶排物质物性表78.7324669.80物质名称CTH78.7324669.80醋酸（g）

水(g)34.1040419.0甲酸(g)52.1321764.03乙醛(g)63.4720842.87醋酸甲酯(g)96.7926759.12注：查自《石油化工基础数据手册》按公式：QWCpt+WH=WCpAt+AH)计算Q乙酸=1.364X[78.73X(105-25)+24669.80]=42240.62kJ/hQ水=2.357X[34.10X(105-25)+40419.0]=101697.48kJ/hQ甲酸=0.309X[52X(105-25)+21764.03]=8030.30kJ/hQ乙醛=0.356X[63.48X(105-25)+20842.87]=9227.68kJ/hQ醋酸甲酯=0.45X[96.79X(105-25)+26759.12]=15526.04kJ/h塔顶排带出的总热量为Q顶排=汇Q=176722.13kJ/h五、冷却水移走的热量Q及其用量，最小回流比由计算机算得：Rm=22.8949所以，实际回流比为：R=1.2X22.8949=27.5所以，冷却水带出的热量Q冷却水=RQ顶排=27.5X176722.13=4855242.59kJ/h设计冷却水的进口温度为11=15C出口温度为65C,则At=50C设理论冷却水的用量为WW/Q5W/Q5/(Cpt)7K=4855242.59/(4.187X50)=23191.99kg/h取安全系数为1.2,则实际用水量：W=1.2W=27830.39kg/h六、脱低沸物塔向脱高沸物塔串料所带的热量Q串料的计算查得在126c时各物质的基础数据:表1—20各物质的基础数据组分CpAH醋酸81.9023341.69乙醛66.0318672.35水34.2639420甲酸53.9720885.59出口温度为129C,按公式Q=W(Cp\t+AH)计算Q乙酸=(68.522+0.226)X[81.90X(126-25)+23341.69]=2173371.09kJ/hQ水=1.043X[34.26X(126-25)+39420]Q甲酸=0.027X[53.97X(126-25)+20885.59]=7111.09kJ/hQ乙醛=0.018X[66.03X(126-25)+18672.35]=456.14kJ/h，脱低沸物塔向脱高沸物塔串料所带的热量Q串料=EQ=2219262.43kJ/h七、热损失Q损的计算：Q蒸发汽+Q水蒸气=Q底排+Q®排+Q串料+Q冷却水+Q损即Q水蒸气=(176722.13+25305.20+2219262.43+4855242.59)/0.95-2444785.07=5214722.67kJ/hQ损=(Q水蒸气+Q蒸发汽)X5%=382975.39kJ/h八、加热蒸汽量的计算，查《石油化工基础数据手册》(6)得绝对压力为9atm,水的汽化潜热为R=2029.18(kJ/kg)理论加热蒸汽量：W=Q水蒸气/R=5214722.67/2029.18=2569.87kg/h取安全系数1.1,则实际加热蒸汽量：W=1.1W=2826.25kg/h九、脱低沸物塔热量衡算汇总表1—21脱低沸物塔热量衡算表进入kJ/h放出kJ/h蒸发汽2444785.07顶排176722.13加热蒸汽5214722.67底排25305.20冷却水4855242.59串料2219262.43热损失382975.39总和7659507.74总和7659507.742.5脱高沸物塔(T0202)的热量衡算一、流程示意图：二、串料带入的热量Q串料=2219262.43kJ/h三、底排出的热量Q的计算：129c时，物性表见表6-8,按公式.Q=MCpt计算Q醋酸=(69.15+13.56)X145.6X(129-25)Q水=0.004X77.11X(129-25)=32.08kJ/hQ甲酸=0.01X109.20X(129-25)=113.57kJ/hQ底排=!2Q=21019.44kJ/h四、塔顶排出热量Q顶排的计算：醋酸出口温度为120c时，表1—22120C塔顶各物质物性值表Cp(kJ/kmol•K)AH(kJ/kmol)醋酸80.8923610.49水34.2139693.6甲酸53.6421144.35乙醛64.67193482.13按公式Q=V(CPAT+AH)计算，各物质带出的热量Q醋酸=67.370X[80.89X(120-25)+23610.49]=2108346.85kJ/hQ水=1.038X[34.21X(120-25)+39693.6]=44575.40kJ/hQ甲酸=0.018X[53.64X(120-25)+21144.35]=472.32kJ/hQ乙醛=0.018X[64.67X(120-25)+19348.13]=458.85kJ/hQ出料=汇Q=2153853.42kJ/h五、损失热量Q损的计算Q损=(Qk蒸气+Q串料)X5%且Q水蒸气+Q串料=Q出料+Q底排+Q损，Q水蒸气=(Q出料+Q底排)/0.95-Q串料=(2153253.42+21019.44)/0.95-2219262.43=70077.43kJ/h.加热蒸汽同前，R=2029.18kJ/kg理论加热蒸汽量：W=Q水蒸气/R=70077.43/2029.18=34.53kg/h取安全系数为1.1,则实际加热蒸汽量：W=1.1W=37.99kg/h热损失：Q损=(Q蒸发汽+Q串料)X5%=114466.99kJ/h六.脱高沸物塔热量衡算汇总：表1—23脱高沸物塔热量衡算表进入（kJ/h）放出（kJ/h）串料2219262.43成品醋酸2153853.42加热蒸汽70077.43底排21019.44热损失114466.99总和2289339.86总和2289339.85尾气冷凝器（E0104）的热量衡算一、进气带入的热量Q的计算：Q=10438.62kJ/h二、损失热量Q的计算：Q=QX5%=521.93kJ/h三、带出热量Q的计算：Q=0（温度为25C）四、冷却水带出的热量Q的计算则Q=Q-Q-Q=9916.69kJ/h五、冷却水的用量：设出水温度为30C,则At=15C一,，/Q,理论加水：W——=9916.69/（4.187X15）=157.90kJ/hCpt取安全系数1.2,则实际加水量W=1.2W=1.2X157.90=173.69kg/h成品冷凝器热量衡算一、进气带入热量Q=2153853.42kJ/h（成品醋酸）二、损失的热量Q的计算，Q=QX5%=2153853.42X5%=107