【年产10万吨醋酸乙烯工艺流程设计（论文）4100字】

年产10万吨醋酸乙烯工艺流程设计目录10一、成果简介 16844二、设计思路 128743三、设计过程 18430（一）醋酸乙烯生产工艺 121652（二）物料衡算 273021、主要的反应方程式 2166262、物料平衡关系 2123113、醋酸乙烯生产过程物料衡算汇总 36623（三）热量衡算 344961、基础数据 3151812、反应系统的热量衡算 4153233、分离系统的热量衡算 528754（四）主要设备的工艺设计和选型 6251471、固定床反应器 624392、醋酸乙烯精馏塔 7234883、板式分离塔 738844、乙炔发生器 7121175、醋酸蒸发器 8136996、主要设备一览表 927947四、设计特点 911532五、收获与体会 1010384参考文献 1030078附录 11一、成果简介醋酸乙烯属于世界上最大的化工原料之一。从它被发现以来，已经持续发展了有100年之余。本篇设计就是基于目前醋酸乙烯的实际需求和研究现状，对年产10万吨醋酸乙烯工艺流程进行设计，根据设计任务书的具体要求，收集相关的文献资料，进而完成设计任务。此下一个年产10万吨醋酸乙烯酯的设计过程的目的是培养我们的能力，以充分利用我们所学到的知识来解决实际的化学问题，以便我们可以独立进行化学方面的初步培训设计，以便将来快速适应相关工作并且做好准备。二、设计思路该提案旨在完成年产10万吨醋酸乙烯酯的工艺设计。乙烯法涉及在Pd催化剂存在下气相中乙烯，乙酸和氧气反应形成乙酸乙烯酯。乙炔法涉及在乙酸锌催化剂的作用下气相中乙炔和乙酸的反应。用于生产乙酸乙烯酯。乙烯法由于其在工艺和经济方面的优势而占据主导地位。通过比较分析，发现该设计使用了基于碳化钙的乙炔气相技术，特别是瓦克工艺。与其他方法相比，采用的工艺方法具有“工艺先进，设备要求低，产品质量好”的优点。要确定工艺流程图，请参见乙酸乙烯酯生产工艺数据及其参考。然后，根据某些产品质量标准和技术生产技术指标，计算反应过程中涉及的各种物质的物料和热量，并在此基础上，计算聚合段中涉及的各种生产设备的参数和设备的选择被计算；最后，完成了设计特征的总结。我们希望通过这种设计将有可能进一步支持醋酸乙烯酯工艺设计的发展。三、设计过程（一）醋酸乙烯生产工艺电石和水之间产生了一定的化学反应，出现了乙炔从反应器上方溢出并且转移到净化装置中。净化出其中的混合物并将它们分离。然后转移至校正区进行调整，以使目标乙酸乙烯酯的收率可以达到99.5％的纯度。图2-1显示了使用此方法制备乙酸乙烯酯的过程。图3-1电石乙炔气相法合成醋酸乙烯工艺流程图物料衡算1、主要的反应方程式方程式主要是反应了合成乙炔的出现的各种不同的反应。2、物料平衡关系图3-2物料平衡关系图3、醋酸乙烯生产过程物料衡算汇总表3-1醋酸乙烯生产过程物料衡算表（三）热量衡算1、基础数据（1）反应压力为常压，反应器进料温度为平均140°C，反应温度为185°C平均，反应器物料出口温度为205°C平均，计算的参考温度=25°C。（2）计算时基为1小时。（3）“基本物理化学”检查显示每种物质为=A+BT+CT2，其单位A，B和C的系数如表2-2所示。质量恒定压力下的比热容=/M，单位k。恒压下的平均热容。表3-2各物质摩尔定压热容与温度的关系的系数表（4）在《化学工程手册》里可以查到各种物质（气态）的标准生成热数据。表3-3各物质（气态）的标准生成热（单位kJ/mol）（5）在《化学工程手册》里可以查到各种物质在沸点下的蒸发焓数据表3-4各物质沸点下的蒸发焓（单位：kJ/mol）2、反应系统的热量衡算（1）平均等压比热容的计算把反应物乙炔当做实验例子，T0--1之间的平均等压热容的计算为：T0--2之间的平均等压热容的计算为：T0--3之间的平均等压热容的计算为：表3-5各物质在两个不同温度区间的平均等压比热容（单位：kJ·kg-1·K-1）3、分离系统的热量衡算（1）各种物质之间温度变化引起的焓变

各种物质之间相态变化引起的焓变（四）主要设备的工艺设计和选型1、固定床反应器用于气相合成乙酸乙烯酯和乙炔的反应器主要包括固定床反应器和流化床反应器，它们基于转化率，选择性，反应热或转移方法，性能和催化剂寿命等。固定床反应器广泛用于固相催化和非催化反应中。它们特别适用于需要高转化率和高选择性的反应。这次，在化学版本中使用了固定床反应器。固定床反应器根据催化剂床与外界之间是否发生热交换，可以分为绝热反应器和热交换反应器。热交换反应器通常用于工业中，特别是管式和热交换反应器。（a）气体分布装置为了消除进入的气体的初始过剩动能并将气体均匀地供入床段中，通常在供应管线的出口端处设置一个预歧管。预分配器选择单级偏转器气体分配器，该分配器由带小孔的穿孔气体分配板和连杆组成。平板的开口面积为180mm2，通过的气体的压降很小，气流可以分散。此外，在床的顶部和底部放置一层基于氧化铅的惰性填料层，其厚度为10mm，填料的粒径为6mm，以防止直接影响催化剂层的表面。排干并防止灰尘进入催化转化器。（b）催化剂床层的选型对于一定尺寸的粒状催化剂，催化剂的堆积质量将直接影响床强度的均匀性，并与反应结果直接相关。在填充催化剂期间，对催化剂进行预称重，以使每个管的填充量相同，并且填充物具有相同的宽度，以确保相对均匀的密度。交付后测试每个填充管的压降，并根据偏差程度通过吸取少量催化剂或添加惰性容器将其调节至所需的压差。（c）支承结构选用反应塔直径较大，因此由一块块状的格子板支撑，格子的开口面积超过70％。将金属丝网筛放置在催化剂格栅和载体之间。根据催化剂的最小直径选择筛孔尺寸，并且其中有足够的自由空间。反应器必须开有检查孔（集水箱Dg被认为是450毫米），以便于检查和维修各个部件。2、醋酸乙烯精馏塔第三蒸馏塔是乙酸乙烯酯蒸馏塔，它也是整个乙酸乙烯酯蒸馏单元的主要辅助设备。由于研磨塔数量众多，该项目选择他为工艺设计和研磨塔选择的代表。考虑到生产能力大，效率高，流阻低，一定的操作灵活性，结构简单，成本低，安装和维护方便以及满足材料系统的某些工艺特点这六个方面，这次选择塔式磨床。3、板式分离塔气液传质装置的类型很多：阶梯式接触器的类型主要是板式塔，而差动式接触器的类型主要是填料塔。醋酸乙烯酯分离装置使用逐步分离方法，因此该设计使用塔盘作为分离装置的主要设备。基于高通量，高油箱效率，低油箱压力，高操作灵活性，结构简单和生产成本低的五个标准进行了综合评估。结合特定的设计条件，在此设计中使用带有塔板的筛塔。筛板上有两相气液接触，传质主要在网孔区域。4、乙炔发生器该发生器配备有供应管，通风管，压碎的电石供应口，冷却和洗涤塔，溢流口和排渣口。从填充孔中手动添加碳化钙，并与水反应形成乙炔气和氢氧化钙。气体进入洗涤器进行清洁，冷却和排放，而氢氧化钙沉入底部并定期从排渣口排放。通过自动DCS控制，直观，稳定和友好的操作界面。电石的运输和储存由DCS程序自动控制。在DCS程序中，还可以设置和调整电石的供应量以及添加到发生器中的水的量，并且水循环系统还可以执行稳定的程序控制和操作。5、醋酸蒸发器根据“化学工程设计原理”部分中的简要说明，通过选择循环蒸发器来选择工业上常用的各种蒸发器的结构特征和其中的液体流动条件。蒸发器由加热室，流动或循环通道和气液分离空间组成。根据工艺和热量要求，此设计使用循环蒸发器。热源加热水蒸气，热量来自与固定床的反应，反应器的反应热并行流动。主要设备一览表设计特点本课题是聚碳酸酯制备中聚合工段的工艺设计，其设计特点如下：有许多合成醋酸乙烯酯的方法。该项目使用的过程路径在各个方面都是相对先进的路径，也是使用的主要过程。所以，我们可以在现有的基础上，充分利用先进的技术借鉴其他设计的的经验和优点，充分实现规模扩大生产并且符合市场的需求，为自身带来最大程度的经济利益和社会效益。（2）本次设计将实施了以下的几个过程。准备工作：乙炔工艺，合成工艺是基础工作：合成工艺。分离和维修的过程是直接影响了产品的质量，也是过程中的重要任务。温度应调节良好，修复完成后才能获得更高的性能。这些过程的设计已成功完成，并实现了预期目标。五、收获与体会年产10万吨醋酸乙烯酯工艺的设计已完全完成，并取得了丰硕的成果。通过特定的工艺设计，工艺计算，设备设计和其他特定的设计项目，此设计完成了工艺设计，年产量为10万吨醋酸乙烯酯。通过这次设计培训，我可以更直观，更理性地了解我的职业生涯。这对于我们如何继续我们的教育是一个很好的指导。我们了解工程和化学设计的基本内容。主要步骤和方法提高了分析和解决实际技术问题的能力。同时，通过设计，它还使我们能够树立正确的设计思想，树立一种寻找事实，严肃性，团结和帮助的真相的工作作风。加强工程设计技能培训并树立严谨而现实的科学风格尤为重要。参考文献[1]罗先金.化工设计[M].北京：中国纺织出版社，2016(1).[2]柴诚敬.化工原理课程设计[M].天津：天津大学出版社,2016（5）[3]李仕超,孔艳.浅谈醋酸乙烯生产技术[J].四川化工,2016(5):28-30[4]于政锡.乙炔气相法合成醋酸乙烯催化剂的研究[M].化学工业出版社,2017（2）[5]迟洪泉.国内外醋酸乙烯供需分析[J].当代石油石化,2017(6):28-30[6]郑洪键.全球乙烯市场分析与预测[J].化工科技市场,2017(8):7-10[7]宋佳珉.中国－全球醋酸乙烯新消费中心[J].易贸资讯,2017(3):47-48[8]薛红.醋酸乙烯市场现状及发展建议[J].化工技术经济，2017（10）：25-28[9]仇洪建.年产10万吨醋酸乙烯项目可行性研究[J].中国学位论文全文数据库,2017（11）[10]李宗会.醋酸乙烯生产技术发展动向[J].化学工程师，2018（11）：26-28[11]白泽双.醋酸乙烯的技术发展和应用[D].贵州工业学院，2018（3）：34-40[12]程学杰.醋酸乙烯生产技术发展综述[J].化工时刊,2019(6):68-72[13]湛虹.醋酸乙烯生产技术的比较[J].石油化工技术经济，2019（3）：54-57[14]李贵.乙炔法合成醋酸乙烯反应条件的分析[D].贵州化工，2019（4）：38-42[15]陈敏恒.化工原理[M].化学工业出版社，2019（12）附录计算HPC2H2的物理状态变化引起的焓变HP1=[(27752.511.86160)-(27752.511.82115)]+[(23312.111.87180)-（23312.111.86160)=-2450546.63kJ+909172.29kJ=3359718.92kJ。HAc的物理状态变化引起的焓变HP2=[(25617.701.39160)-(25617.701.34115)]-[(15677.601.42180)-(15677.61.39160)]=1749688.91kJ+520496.32kJ=2270185.23kJ。H2O的物理状态变化引起的焓变HP3=[92.221.91160)-(92.221.89115)]-[(13.861.92180)-(13.861.91160)]=8138.42kJ+554.40kJ=8692.82kJ。VAc的物理状态变化引起的焓变HP4=(14246.861.59180)-(14246.861.56160)=521435.08kJ。ALd的物理状态变化引起的焓变HP5=(157.811.65180)-(157.811.63160)=5712.72kJ。Cr-ALd的物理状态变化引起的焓变HP6=(53.801.74180)-(53.801.71160)=2130.48kJ。综上，HP=HP1+HP2+HP3+HP4+HP5+HP6=6167875.25kJ。（2）HR的计算HR=Hr+HS=+HS，式中HS是反应物的状态变化热。（a）C2H2+CH3COOHCH3COOCH=CH2=-357.52-[227.48+(-484.50)]=-118.50kJ/mol（放热反应），m（VAc）=14246.86kg，M（VAc）=86，则==-19630847.79kJ。（b）CH3COOCHCH2+H2OCH3CHO+CH3COOH=[-484.50+(166.19)]-[-357.52+(-285.83)]=325.14kJ/mol（吸热反应），m（ALd）=225.44kg，M（ALd）=44，则==1665899.13k