【醋酸乙烯生产工艺及设备装置布局设计12000字（论文）】

醋酸乙烯生产工艺及设备装置布局设计目录1.概述 -1-1.1.设计依据 -1-1.2醋酸乙烯 -1-1.2.1醋酸乙烯性质 -1-1.2.2醋酸乙烯的用途 -1-1.3醋酸乙烯的技术来源 -2-1.3.1醋酸乙烯的合成来源 -2-1.4醋酸乙烯得合成 -4-1.5醋酸乙烯生产工艺流程 -4-2.厂址选择 -4-2.1选择的原则 -4-2.1.1.对区域地理上的要求 -4-2.1.2对厂址面积的要求 -4-2.1.3对地形的要求 -5-2.1.4.对工程地质、水文地质条件的要求 -5-2.2厂房选址：广东省揭阳大南海石化工业区附近 -5-2.2.1建厂地方的自然条件 -5-3.物料衡算及热量衡算 -7-3.1计算依据 -7-3.2反应工段的物料衡算 -7-3.2.1各工序的物料衡算 -9-3.3热量衡算 -11-3.3.1反应工段的热量衡算 -12-3.3.2精制工段的热量衡算 -14-3.3.3水的用量 -16-4.精馏工段 -16-4.1理论塔板数计算 -16-4.2实际塔板数的求取 -18-4.2.1全塔效率 -18-4.3操作压强的计算 -19-4.4操作温度的计算 -19-4.5平均摩尔质量的计算 -19-4.6平均密度的计算 -20-4.6.1气体 -20-4.6.2液相 -20-4.7液体粘度的计算 -20-4.8塔体工艺尺寸计算 -21-4.8.1塔径的计算 -21-4.8.2塔高的计算 -23-4.9塔板主要工艺尺寸计算 -23-4.9.1溢流装置的计算 -23-4.9.2塔板布置的计算 -25-4.10浮阀的排列 -26-4.11、筛板的流体力学验算 -26-4.11.1塔板压降 -26-4.11.2液沫夹带 -27-4.11.3液泛 -28-4.12塔板负荷性能图 -29-4.12.1漏液线 -29-4.12.2雾沫夹带线 -29-4.12.3液相负荷下限线 -29-4.12.4液相负荷上限线 -30-4.12.5液泛线 -30-4.12.6操作弹性 -31-5.其他设备的计算 -32-5.1主要管道管件的设计与计算 -32-5.1.1乙烯的进料管 -32-5.1.2醋酸的进料管 -32-5.1.3氧气的进料管 -33-6.安全生产及三废处理 -33-6.1安全生产 -33-6.2三废处理 -33-总结 -34-参考文献 -35-1.概述1.1.设计依据设计规模：年产四万吨醋酸乙烯生产装置，设计该工艺先使反应物进入混合器，再通过加热器加热进入反应器中，冷却后，初步分离，由输送泵将物体输送至板式精馏塔中，分离提纯得到产物。产品要求：醋酸乙烯≥99%1.2醋酸乙烯1.2.1醋酸乙烯性质物理性质：醋酸乙烯，亦称醋酸乙烯酯，简称Vac，是一种有机化合物，化学分子式C4H6O2，分子量为86.09，沸点为90~92︒C，醋酸乙烯是一种无色液体，微溶于水；能溶于醇、丙酮、苯、氯仿；具有甜的醚味。醋酸乙烯的危险特征：醋酸乙烯为易燃液体，其蒸气和空气混合后能形成爆炸性混合物，而且与氧化剂能发生强烈的反应，极易受到光、热或微量的过氧化物的影响而聚合，即使在含有抑制剂的物品与过氧化物接触也能快速聚合。由于其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。醋酸乙烯的毒性：对人的眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道由刺激性，长期接触有麻醉作用。1.2.2醋酸乙烯的用途醋酸乙烯主要用于生产聚醋酸乙烯、共聚树脂、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或聚乙烯醇、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、聚丙烯腈共聚单体以及缩醛树脂等衍生物，在涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、皮革加工、合成纤维、土壤改良等方面具有广泛的，因此国内的开发前景还十分广阔。1.3醋酸乙烯的技术来源1.3.1醋酸乙烯的合成来源醋酸乙烯的工业生产方法主要分为乙炔法和乙烯法。国外采用较多的是乙烯气相法，它的工艺流程是将氧气、乙烯和乙酸，在金属催化剂，并且在压强为0.78MBa条件下，在列管式固定床反应器生成醋酸乙烯。乙炔气相法则是由乙炔和醋酸，通过活性炭为载体的醋酸锌催化剂，在常压、温度为170-230℃下，反应生成醋酸乙烯酯，经过粗分离、精馏得到。其工业化到如今已有60多年历史，催化剂、工艺流程和主要设备都很成熟。以乙烯为原料的两种工艺流程，即Bayer气相法和USI气相法，他们不同的地方在于于催化剂的不同。Bayer法催化剂活性较高，且空时收率约为USI法的两倍，但其的操作条件较为苛刻，且催化剂寿命不及USI法长，虽然如此，但总体而已均有1年以上。USI法催化剂活性虽然没有Bayer法的高，空时收率低，但操作条件比较方便，催化剂寿命较长。可以看出Bayer法的优势多于USI法。因此，世界各国以乙烯法生产醋酸乙烯多于用Bayer法的。目前，国外的BP、Celanese等公司均在传统的技术基础上进行优化，开发出更为先进的技术如BPLeap技术和CelaeseVaantage技术。（1）乙炔法合成醋酸乙烯乙炔法原料是醋酸和乙炔。其合成醋酸乙烯反应会产生许多的副产物。主要反应方程式C₂H₂+CH₃COOH→CH₃COOCHCH₂。合成工段是乙炔和醋酸在流化床反应器中通过催化合成醋酸乙烯，分离则是将合成气中的醋酸和醋酸乙烯等液化，与氮气、乙炔、二氧化碳等气体分离。（2）乙烯法制醋酸乙烯乙烯法因为其工艺经济性好而占主导地位。乙烯法是醋酸、乙烯和氧气在气相中反应生成醋酸乙烯，通常用Pd—Au，Pd—Pt，Pd—cd负载型催化剂，载体主要为SiO₂和Al₂O₃。乙烯法包括固定床和流化床两种工艺。固定床工艺：固定床工艺使用的催化剂，其活性组分主要集中于载体的外壳。一般的制备步骤包括：用Pd和Au溶液浸渍载体，用碱沉淀Pd和Au，还原剂还原Pd和Au，水洗、干燥，最后用碱金属溶液浸渍、干燥。该工艺的乙烯单程转化率为8%～10%，醋酸单程转化率为8%～20%。流化床气相工艺：用乙烯、醋酸、和氧气制备醋酸乙烯的流化床工艺包括：将乙烯、醋酸(汽化)加入到流化床反应器中、氧气通过另外的管道进入反应器，乙烯、氧气和醋酸在反应器内混合，同时在催化剂作用下生成醋酸乙烯。流化床使用的催化剂的活性组分基本和固定床相同，但主要集中于外壳和内层之间，即所谓的蛋白型催化剂。流化床工艺克服了固定床中催化剂累积失活、受热不均、氧含量限制等缺点。与乙烯法相比，天然气乙炔法装置投资大，技术难度大；以电石乙炔为原料的路线，技术简单，在一样的规模下建造，投资比起石油乙烯法、天然气乙炔法要少很多。但电石工业耗能高、污染环境，而且电石乙炔的价格高于石油乙烯，因而生产的成本比较高。但是，随着石油价格不断上涨，在电石和天然气丰富，且水、电价格低的地区，电石乙炔法醋酸乙烯产品开始有一定的市场。1.4醋酸乙烯得合成主反应：C2H4+1/2O2+CH3COOH=CH3COOCHCH2+H2O副反应：C2H4+3O2=2CO2+2H2OC2H4+1/2O2=CH3CHO1.5醋酸乙烯生产工艺流程2.厂址选择2.1选择的原则2.1.1.对区域地理上的要求（1）要尽量靠近原材料、燃料地区;（2）要远离高压输电线路，不靠近地区地下管线;（3）对于产生废水，应位于地区下游;2.1.2对厂址面积的要求对厂址面积应满足生产区、三废处理场及其他设施的用地要求和环境条件，并考虑留有适当的发展用地。2.1.3对地形的要求（1）能满足生产工艺流程和运输布置的要求.（2）不受自然灾害影响.（3）厂址外形简单，地形坡度不要太大.（4）利用山坡地形建设，生产工艺过程通过靠重力自流而降低生产费用;2.1.4.对工程地质、水文地质条件的要求（1）岩土的地基承载力应尽量满足工程要求。（2）尽量避免因工程地质、水文地质问题造成基础工程复杂化;（3）避免在工程地质恶劣地区以及滑坡、泥石流等直接危害地区选厂。2.2厂房选址：广东省揭阳大南海石化工业区附近2.2.1建厂地方的自然条件揭阳大南海石化工业区规划总面积133.4平方公里，位于广东省东南方南海突出部，珠三角与海峡西岸的中心位置，距离国际航线5海里，距离揭阳市区及揭阳机场走高速大约40分钟车程；工业区所在区域属亚热带季风性湿润气候，日照充足，雨量充沛，终年无雪少霜，年平均气温21.4度，平均降水量1723毫米。建厂地方交通运输条件高速公路：深汕高速直达工业区；揭惠高速从揭阳市区及揭阳国际机场40分钟即可到达工业区。地方路网：双向八车道石化大道贯穿全区，省道337、338线穿境而过。建厂地区基本设施建设及原料来源工业区的电力资源丰富，周边有2×60+2×100万千瓦机组的电厂，总装机容量20万千瓦的石碑山、仙庵风电场。此外工业区周边拥有惠来一中等国家一级重点中学，正在开工建设揭阳第一所本科院校—广工揭阳理工学院。而酒店餐饮方面，工业区周边拥有惠来宾馆、富林大酒店以及在建的金贤酒店等星级酒店。并且在工业区周边拥有金海湾高尔夫球场、八国风情度假村、海滨度假村、黄光山风景区、客鸟尾石笋风景区、黄大仙龙藏洞、海角甘泉等一批自然景观及休闲服务场所。工业区周边拥有惠来县人民医院（二甲）、慈云中医院（二甲）以及工业区配套建设中的南海综合医院（三甲）等医疗卫生单位。大南海工业区基础设施完善。人才、旅游、娱乐、酒店、医疗等各方面应有尽有，而在这个地方预计在2022年6月30日正式完成，石化炼化一体化项目120万吨/年乙烯装置，这有利于醋酸乙烯原材料的来源，大大减少了运输的成本，而且大南海石化工业区的温度适宜，减少了化工生产过程中所需要的热量，从而能更加节省能源的损耗。各方面良好的条件都为化工厂的发展创造了良好的条件。醋酸乙烯的市场前景随着现代化水平的提高，人们对醋酸乙烯的下游建筑和涂料产业的需求逐渐提高，呈稳步增长的趋势。而且近几年，随着中国的光伏及电缆等行业快速的发展，带动了乙烯-醋酸乙烯共聚物光伏膜料、高端电缆料需求逐年上升。2019年，EVA在发泡料领域消费占33.2%，太阳能电池胶膜领域消费占30%，电缆料领域消费占17.3%，热熔领域消费占17.3%，涂覆料、农膜消费占为7%和1%，其他消费领域占4%。而作为VAC的下游产业EVA是乙烯和醋酸乙烯组成的无规共聚物，醋酸乙烯作为EVA分子链中的柔性链段，质量含量在26%~40%之间，乙烯作为结晶链段，整体表现出一定的柔软度和高弹性。而且纯EVA发泡的回弹性比一般在40~45%，远比PVC、橡胶等材料回弹性好，更重要的是具有材质轻、加工易的特点，这使得EVA的下游产业链又多出一条分支。3.物料衡算及热量衡算3.1计算依据操作周期：8000小时/年塔顶产品含醋酸乙烯≥99.9%塔底产品含醋酸乙烯≤0.1%3.2反应工段的物料衡算主反应：C2H4+1/2O2+CH3COOH=CH3COOCHCH2+H2O副反应：C2H4+3O2=2CO2+2H2OC2H4+1/2O2=CH3CHO反应文献文献数据主反应以乙烯为主的收率为96.6%，因副反应生成CO2和乙醛的比重较大，其他副反应的比重较小，忽略不计。所以乙烯生成CO2和乙醛的比为5：1[4]。所以乙烯生成CO2的占2.8%和生成乙醛占0.6%。本反应的进料摩尔比为n(乙烯)：n(醋酸乙烯)：n（氧气）=83：12：5[5]。因此年产4万吨醋酸乙烯，生产量为6250kg/h。以乙烯为主，投入量乙烯为m=因此按96.6%反应，质量应为2106.5kg/h，即75.23kmol/h。乙烯总投入量：42.88÷0.05×0.83=711.81kmol/ℎ不参与反应的为636.58kmol/h。副反应乙烯生产CO2的量为58.98kg/h，乙烯生成乙醛的量为12.64kg/h。醋酸的投料量：m=n=72.67kmol/ℎ醋酸的总投入量42.88÷0.05×0.12=102.91kmol/ℎ不参与反应的为102.91-72.67=30.24kmol/h氧气的投料量为：m=n=42.88kmol/ℎ生成物水的生成量：m=乙醛的生成量：m=CO2的生成量：m=反应的质量：2106.5+4360.46+1372.23=7839.2kg/h生成的质量：6250+1383.97+19.86+185.37=7839.2kg/h总物料平衡表原料kmol/h摩尔分率（%）产物kmol/h摩尔分率（%）醋酸102.9112醋酸（未反应）30.243.68乙烯711.8183乙烯（未反应）636.5877.53氧气42.885CO24.210.51乙醛0.450.05水76.899.36醋酸乙烯72.678.85Σ857.6100Σ821.0499.983.2.1各工序的物料衡算3.2.1.1反应工段的物料衡算（1）反应器的物料衡算原料kmol/h摩尔分率（%）产物kmol/h摩尔分率（%）醋酸102.9112醋酸（未反应）30.243.68乙烯711.8183乙烯（未反应）636.5877.53氧气42.885CO24.210.51乙醛0.450.05水76.899.36醋酸乙烯72.678.85Σ857.6100Σ821.0499.98（2）气液分离器进料kmol/h气体kmol/h液体kmol/h醋酸30.24醋酸0醋酸30.24乙烯636.58乙烯636.58乙烯0CO24.21CO242.88CO20乙醛0.45乙醛0乙醛0.45水76.89水0水76.89醋酸乙烯72.67醋酸乙烯0醋酸乙烯72.67Σ821.04Σ679.46Σ180.253.2.1.2精制工段的物料衡算馏出产品含醋酸乙烯≥99.9%馏出产品含醋酸乙烯≤0.1%（1）低沸精馏塔用AspenPlus流程模拟得以下数据组分F（kmol）D（kmol）xD,iW（kmol）xW,i醋酸乙烯72.6772.600.70230.070.0009水76.890.080.000876.810.9991乙醛0.450.450.004400醋酸30.2430.240.292500Σ180.25103.37176.881（2）高沸精馏塔用AspenPlus流程模拟得以下数据组分F（kmol）D（kmol）xD,iW（kmol）xW,i醋酸乙烯72.6072.530.99230.070.0023水0.080.080.001100乙醛0.450.450.006200醋酸30.240.030.000430.210.9977Σ103.3773.09130.2813.3热量衡算热量衡算式：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5Q1：物料带入热Q2:过程热效应Q3：加热或冷却时带入的热量Q4：物料离开时的热量Q5：设备向环境消耗的热量假设热量损失为5%，Q5=0.05Q33.3.1反应工段的热量衡算3.3.1.1加热工序（1）示意图醋酸乙烯、氧气、乙烯进料时为25︒C，加热至120︒C组分cp进cp出m(kg)醋酸1.34911.30786174.6乙烯1.53091.871519930.68氧气0.91710.93791372.16取列管式换热器，压强为270.25kPa，即水蒸气温度为130︒C进料温度为25︒C，物料进料时热量：Q×汽化过程无化学反应：Q加热所吸收的热量：Q×Q3Q水蒸气的用量为1297kg/h∆∆T∆F=根据换热面积和热衡算，选用两台规格型号BESX（Y）500-4.0-65-6/19-4Rea（b）换热面积为134.4m3.3.1.2反应器的热量衡算进料温度为120︒C，出口温度为142︒C物料入口/KJ物料出口/KJ醋酸3.16106醋酸1.02106乙烯1.47107乙烯1.44107氧气2.54105氧气0醋酸乙烯0醋酸乙烯3.80106水0水1.09106乙醛0乙醛12577二氧化碳0二氧化碳6.9105水蒸气3.05106损失152556Σ2.12107Σ2.121073.3.1.3气液分离器的热量衡算假设设备没有热量损失组分进料(KJ)出口1（KJ）出口2（KJ）醋酸1.0210601.02106乙烯1.441071.441070CO26.91056.91050乙醛12577012577水1.0910601.09106醋酸乙烯3.8010603.80106Σ210125771509000059225773.3.2精制工段的热量衡算3.3.2.1冷却器的热量衡算进料温度为142︒C，出口温度为44.63︒C物料入口/KJ物料出口/KJ醋酸1.02106醋酸7.66105醋酸乙烯3.80106醋酸乙烯3.73106水1.09106水1.85106乙醛12577乙醛8044水蒸气4.54105损失2.27104Σ6.38106Σ6.38106冷却水选择进料温度25︒C，出口温度25︒C∆∆∆F=选择最小的换热面积6.4m2，型号为AESX(Y)325-2.5-5-3/25-4Rea（b）。3.3.2.2低沸塔的热量衡算用Aspen模拟得低沸塔焓计算值表进料出料1出料2温度/︒C44.6381.4597.18压强/kPa104.425101.325110.325ΣH/kW17097.0710893.225989.59热负荷：2227.74kW低沸塔能量衡算表QQQ6956929961549454607781053.3.2.3高沸塔的热量衡算用Aspen模拟得高沸塔焓计算值表进料出料1出料2温度/︒C93.8972.71117.88压强/kPa105.825101.325110.325ΣH/kW10148.846932.473941.4热负荷：2026.01kW高沸塔能量衡算表QQQ6490534936535821391459363.3.3水的用量换热器E0101用水量为1297kg/h，换热器E0102用水量为337kg/h总的用水量为1634kg/h。4.精馏工段4.1理论塔板数计算VAC的摩尔质量MA=86.09kg/kmolHAC的摩尔质量MB=60.05kg/kmolxxx总物料衡算F=D+W塔顶易挥发组分衡算Fx72.060.6307=0.9985D+0.0007W(1)72.06=D+W(2)(1)(2)联立得D=45.5kmol/h；W=26.56kmol/h理论塔板数查数据得q=0.8，在x−y曲线查得yRR取最小回流比的1.5倍得R=1.5求精馏塔气、液相负荷L=RD=0.6525×45.5=29.68kmol/ℎV=(R+1)D=(0.6525+1)×45.5=75.19kmol/ℎLV求操作线方程精馏段操作线方程y=提馏段操作线方程y=1.44通过逐板计算法得到图，精馏段塔板数为9块，提馏段9为块，进料段为第10块塔板。4.2实际塔板数的求取用AspenPlus可以得到tF=83.27⁰C,tW=117.95⁰C，tD=72.73⁰C，4.2.1全塔效率塔的平均温度tm平均温度下的气液组成xm=0.34用Aspen求得醋酸与醋酸乙烯的粘度分别为μA=0.48mPa‧sμB=0.0098mPa‧s平均粘度为μm=0.00980.34+0.48（1-0.34）=0.3201mPa‧s相对挥发度进料挥发度α进料塔顶挥发度α塔顶塔底挥发度αα塔板效率为E4.3操作压强的计算塔顶压强：P=101.325kPa取每层塔板压降：ΔP=0.5kPa进料板压强：P精馏段的平均压强：Pm塔底压强：提馏段的平均压强：P4.4操作温度的计算通过AspenPlus可以得到当y=xD时，塔顶的温度tD=72.71℃当y=xF时，进料段的温度tF=93.89℃当y=xW时，塔底的温度tW=117.88℃精馏段的平均温度为tm提馏段的平均温度为t全塔的平均温度为t4.5平均摩尔质量的计算塔顶：由y1=xD=0.9985,由图得x1=0.9925MM进料板：由理论板得yF=0.6309,由图得xF=0.2903MM塔底：由理论板得yn=0.0007,由图得xn=0.0002MM平均摩尔质量精馏段:MM提馏段:MM4.6平均密度的计算4.6.1气体由理想气体状态方程计算，得精馏段ρV提馏段ρ4.6.2液相精馏段平均液相密度ρ提馏段液相平均密度ρ4.7液体粘度的计算μ塔顶：x=0.9925，tD=72.71℃，根据内插法可求得的：μμ则塔顶液体粘度为：μ进料板：x=0.2903，tF=80.66℃，根据内插法可求得μμ则进料板液体粘度为：μ塔底：xi=0.0002,tW=117.88℃，根据内插法可求得：μμ则塔底液体粘度为：μ精馏段的液体平均粘度：μ提馏段的液体平均粘度：μ全塔液相的平均粘度为：μ塔底与塔顶平均温度T=此温度下的相对挥发度为：α=根据奥康奈尔关联法：E4.8塔体工艺尺寸计算4.8.1塔径的计算4.8.1.1精馏段VLs1由umax=CρL−ρVρV，C由公式L初选板间距HT=0.42m，取板上液层高度hL=0.07mHT-hL=0.42-0.07=0.35m由史密斯关系图得C20=0.07C=u取安全系数为1.4，则空塔气速为uD按标准，塔径为1m塔截面积A实际空塔气速u=4.8.1.2提馏段Vs2Ls2LHT-hL=0.42-0.07=0.35m查图得C20=0.073C=uuD按标准，塔径圆整为1m塔截面积：A实际空塔气速:u=4.8.2塔高的计算4.8.2.1精馏塔的有效高度精馏段Z精馏=（N精馏提馏段Z提馏=（N提馏在进料板上方的开一人孔，提馏段开一人孔，其高度为0.6m，则有效高度为：Z有效=Z精馏+Z提馏+4.8.2.2全塔实际高度取进料板板件距0.8m，人孔处的板件距0.7m，塔底空间高度2.0m，塔顶空间高度0.7m，封头高度0.6m，裙座高度2.5m，则全塔高:H=(19−1−2−1)×0.42+0.8+0.7×2+0.7+2.0+0.6+2.5

4.9塔板主要工艺尺寸计算根据塔径和液体流量，选用单溢流弓形降液管，凹形受液盘，塔板采用单流和分块式组装。4.9.1溢流装置的计算4.9.1.1堰长l4.9.1.2堰高由ℎL查图得E=1.02,选用平直堰，堰上液层高度由弗兰西斯公式求得精馏段：ℎ故hw=0.05-0.0071=0.0429m提馏段：L查图得E=1.03,选用平直堰，堰上液层高度由弗兰西斯公式求得ℎ故h上下段hw=0.04m4.9.1.3降液管面积当lwWdDA塔的相对操作面积为（4.9.1.4液体在降液管里停留的时间精馏段：θ提馏段：θ故降液管设计合理4.9.1.5降液管底隙高度h0ℎ精馏段和提馏段降液管下端与塔板间出口处的液体流速分别取：u'1=0.精馏段：

ℎ提馏段：

ℎ上下段h0均取0.015m4.9.2塔板布置的计算4.9.2.1浮阀采用F1型浮阀，重量为33g(重阀)，孔径为39mm，阀片直径48mm,阀片厚度2mm，最大开度8.5mm，静止开度2.5mm。精馏段：u提馏段：u上下两段相应的阀孔动能因子为：FF02均属正常范围4.9.2.2开孔率 φ=uu0×100%式中：精馏段φ提馏段φ为了塔板加工方便，上下两分段开孔率均采用φ=12%阀孔速度和相应的动能因子为：u01'=5.83m/su02'=6.67m/s4.9.2.3阀孔总面积A4.9.2.4浮阀总数N4.9.2.5塔板上布置浮阀的有效操作面积已知Wd=0.16m，取破沫区宽度Wx=r=有效操作面积A=2×=0.4083m2有效操作面积率ε=44.10浮阀的排列浮阀采用等腰三角形交叉排列。设垂直于液流方向的阀孔中心距为t，与此相应每排浮阀中心线之间的距离，则t=A取t=0.07m。4.11、筛板的流体力学验算4.11.1塔板压降ℎ4.11.1.1干板阻力hc精馏段u0c1u01<提馏段uu02>4.11.1.2气体通过液层的阻力h1取充气系数ε0=0.5液体表面张力阻力hσ气体通过每层塔板的液柱高度hp可按下式计算：hh气体通过每层塔板的压降为ΔΔ上下两段单板压降均符合设计任务要求。4.11.2液沫夹带泛点率=泛点率=板上液体流经长度Z板上液流面积Ab醋酸和醋酸乙烯是正常系统，因此物性系数K=1.0，查图的泛点负荷系数CF1=0.124.11.2.1精馏段泛点==48.9%泛点=精馏段两泛点率都在80%以下，雾沫夹带量能满足eV4.11.2.2提馏段泛点==46.6%泛点精馏段两泛点率都在80%以下，雾沫夹带量能满足eV4.11.3液泛为了防止液泛现象的发生，要求控制降液管中清液层高度Hd≤φ(4.11.3.1与气体通过塔板压降所相当的液柱高度精馏段h提馏段h4.11.3.2液体通过降液管的压头损失精馏段h提馏段h4.11.3.3板上液层高度精馏段和提馏段皆为hL=0.05m因此，取φ=0.7，降液管中清液层高度如下：精馏段Hφ(提馏段Hφ(可见，精馏段和提馏段均符合防止液泛的要求。4.12塔板负荷性能图4.12.1漏液线精馏段:Vs1,min提馏段:V4.12.2雾沫夹带线泛点率=V按泛点率为70%计算精馏段：V 整理得：V提馏段：V 整理得：V在操作范围内任取两个Ls，计算出Vs的值列于表1中表1雾沫夹带线计算结果液沫夹带线（精馏）液沫夹带线（提馏）Ls，m3/s0.00030.000370.00030.00037Vs，m3/s0.877840.87641.01441.0131由上表可作出雾沫夹带线2。4.12.3液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度how=0.006m作为最小液相负荷标准。h取E=1，则L据此可作出与气相负荷无关得垂直液相负荷下限3。4.12.4液相负荷上限线以θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下限。θ=故L据此可作出与气相负荷无关得垂直液相负荷下限4。4.12.5液泛线φ(HT+hWφ(精馏段0.7×(0.42+0.04)=5.34×(1+0.5)×[0.04+整理得：V提馏段0.7×(0.42+0.04)=5.34×(1+0.5)×[0.04+整理得：V在操作范围内，任取几个Ls值，依上式计算出Vs，计算结果列于表2中表2液泛线计算结果液泛线（精馏）液泛线（提馏）Ls，m3/s0.00030.000320.000340.00370.00030.000320.000340.00037Vs，m3/s1.62481.62401.62321.62191.77841.77751.77661.7752根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，在负荷性能图上，作出操作点，与坐标原点相连，即作出操作线。4.12.6操作弹性操作条件下精馏段D提馏段D在精馏段负荷性能图，即图3中，精馏段气相负荷上限（Vs)max=在提馏段负荷性能图，即图4中，提馏段气相负荷上限（Vs)max图3精馏段塔板负荷性能图图4提馏段塔板负荷性能图5.其他设备的计算5.1主要管道管件的设计与计算5.1.1乙烯的进料管管道采用SUS304：100mm13mm流量：0.38m3/s流速：15m/s5.1.2醋酸的进料管醋酸进料管道采用SUS304：325mm10mm流量：0.93m3/s流速：3m/s5.1.3氧气的进料管管道采用SUS304：159mm9mm气体流量：1.04m3/s气体流速：15m/s6.安全生产及三废处理 6.1安全生产对于车间的员工，进入时需要进行培训，教会每一个员工，怎么在危险中逃生，并把伤害程度降低。如遇火灾地震等大型事故，应及时向报案，并向上级申报处理。乙烯为危险气体，易燃易爆有毒气体，因此在工业的管道设置上应当严格按照要求进行安装，不得偷工减料。每天应该安排专门人员对车间进行检查，防止车间中的管道破损造成物质泄露，或者零件腐蚀导致该工段无法正常进行，遇到此类问题及时上报。原料的放置应该远离火源，在厂区安放避雷装置，防止因雷电引起的火源。6.2三废处理本设计的中，三废主要为产生大量的废气，乙烯占达94%，其他杂质占4%，主要是CO2、氮气、甲烷、乙烷、CO等，采用的方式是对设置乙烯回收塔，并对现行装置直接排至火炬焚烧的精制装置中进行回收处理[6]。处理完成可以将剩余无毒的气体排放至空气中，这样大大减少了乙烯的成本。总结目前在我国乙炔法制作醋酸乙烯的工厂还有相对一部分保留，但是随着全球开始推行环保，而我国对此需要承担着重大的责任，因此对国内的各大工厂进行严格处理，对于污染较为严重的工厂直接关闭，相比乙炔法而言，乙烯法相对节能环保，符合我国现在推行的共造和谐家园的策略，但由于乙烯法制备醋酸乙烯的工厂相对较少，要逐步取代乙炔法生产的工厂还需一段较长的时间。而科学家正在研究的新的方法相对来说难度较大，需要的时间过长，因此乙炔法从目前来看比较符合我国生产醋酸乙烯的需要。2020年是新冠病毒爆发的时期，全球大部分地区开始停产，而我国在此期间因为冰醋酸和电石的需求过大，导致价格上涨，从而带动了醋酸乙