《年产12万吨乙二醇工艺设计》11000字（论文）

第1章乙二醇的总体描述乙二醇（ethyleneglycol）简称EG，又称为“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”。化学式为(CH2OH)2，是不可或缺的重要有机化工产品。一直以来,乙二醇在我们国民经济和社会的发展中一直处在非常高的领导地位,在化工产业中是非常重要的主导作用。乙二醇主要用于聚酯涤棉、聚酯树脂、吸湿溶液、增塑物、表面活性剂、彩妆、火药等,还能够作为染料、墨水等的溶液,也用于汽车发动机配方的抗冷剂,废气脱水药剂,制备环氧树脂材料,玻璃纸。用于制作合成树脂PET,化纤类PET主要是工业生产涤棉化纤等,瓶片类PET主要用来工业生产矿泉水瓶片等。此外也可制备醇酸树脂和乙二醛,作抗冻溶液。乙二醇在化工上是一种重要的基础化工原料。目前我国已成为世界最大的乙二醇生产国之一,其年产量达20万吨以上,居全球第二,仅次于美国。乙二醇用途广泛。主要用于石油化工领域。它除可作为车辆的抗冷剂以外,也可作为运输或工业冷却器(俗称载冷剂)

第2章工艺概述2.1乙二醇的性质2.1.1乙二醇的物理性质乙二醇（简称EG),也称为甘醇，又名1，2-亚乙基二醇，分子式：C2H6O2，分子量：62.068，沸点197.3摄氏度，熔点-12.9摄氏度。相对密度（水）：1.1155。室温下通常表现为没有颜色，没有味道，有一定的甜味液体。2.1.2乙二醇的化学性质其化学性质乙醇相似，主要可与无机酸或有机酸反应生成酯，通常只有一个羟基先发生反应，在温度升高、酸量增加等情况下，才可使两个羟基形成酯。如果它与硝酸和硫酸发生反应，就会形成二硝酸酯。另外，在碱存在下，乙二醇还可以直接水解成酯。酯化过程中需加入一定的催化剂，如过硫酸钾等，以加速反应速度，提高收率；也可加一些氧化剂。酰氯或酸酐使两个羟基容易形成酯。因此，必须加入少量催化剂，才能使酯得到较高收率。常用的催化剂有：1.碳酸钾或氯化钾，2.氢氧化钠，3.草酸，4.硼氢化钠，5.当被催化剂（二氧化锰，氧化铝，氧化锌或硫酸）加热时，乙二醇会引起分子内或分子之间的水分损失。金属通常溶解在二醇中，只剩下一元醇盐：二甘醇和乙二醇的合成条件需要在180℃~210℃的氢气流。此外，还可以用乙二醇二钠来加热乙二醇。如将它溶于氢氧化钠溶液中，再加入氯化钾水溶液，即可生成乙二醇单钠盐。用氢氧化钠溶液调节pH值，可以制得乙二醇单钾盐。乙二醇还可制得多种醇类化合物。a碳链断裂发生在酒精与高碘酸氧化时，而不是与其他二醇氧化时。2.2乙二醇的生产方法评述及选择乙二醇的工业生产方法主要为煤化工生产路线和石油化工生产路线。2.2.1煤化工生产路线1直接合成法直接合成法是比较简单的，主要是将煤气化产生氢气和一氧化碳的合成气，然后由氢气和一氧化碳合成气在催化剂下进一步制得乙二醇，反应方程如下式(1)。反应比较的单一，所以利用率也较高，但是这个反应也存在弊端：需要高温的反应条件，产物也不好分离，所以许多公司都在研制新型的催化剂，并使得副反应减少，最大化提高产能。2间接合成法由氢气和二氧化碳合成气再通过中间转化，再合成到乙二醇就叫做间接合成法。其中间接合成法又有不同的反应。（1）甲醛羰化法生产乙二醇甲醛羰化法：首先由氢气与一氧化碳合成气经过反应得到甲醇，再经过甲醇脱氢转化为甲醛。接着由甲醛与CO、Ｈ2在催化剂作用下生成羟基乙酸，羟基乙酸再与甲醇发生酯化反应生成乙醇酸甲酯，最后由乙醇酸甲酯加氢得到乙二醇。主要反应方程式如式(2)～式(4)HOCHO＋CO＋H2→HOCH2COOH(2)HOCH2COOH＋CH3OH→HOCH2COOCH3＋H2O(3)HOCH2COOCH3＋2H2→HOCH2CH2OH＋CH3OH(4)（2）甲醛缩合法生产乙二醇甲醛缩合法：首先由甲醛自身发生缩聚反应生成羟基乙醛，下一步由羟基乙基在通过加氢反应，发生以下反应(5)～式(6)。（3）草酸酯合成法生产乙二醇此方法需要的原料（氢气，一氧化碳，一氧化碳，醇等）。先由醇类与一氧化氮和氧气反应生成亚硝酸酯（RONO）。再在催化剂的作用下由一氧化碳与亚硝酸酯反应生成草酸二酯(ROOCCOOR）。最后，草酸二酯经催化加氢反应制备得到乙二醇。主要反应方程式如式(8)～式(10)。2ROH＋2NO＋1/2O2→2RONO＋H2O(8)2RONO＋2CO→ROOCCOOR＋2NO(9)ROOCCOOR＋4H2→HOCH2CH2OH＋2ROH(10)从以上的反应过程我们可以看到，草酸酯合成法过程中是不需要一氧化氮和醇类的，而是需要、氢气和氧气和一氧化碳通过以上反应合成乙二醇，总反应过程如下式(11)。通过直接法和间接法我们可以发现，直接法需要的条件比较高，并且得到产品的效率也比较高，相反，间接法由于是通过中间反应进行的，所以具有更高的效率，并且选择性也会更高，条件也相对简单，产品的纯度也更高，所以间接法更具有优势。2.2.2用石油制取乙二醇路线1环氧乙烷水合法生产乙二醇环氧乙烷水合法是由环氧乙烷在一定的反应条件下与水反应生成乙二醇，其反应方程式如式（12）。C2H4O＋H2O→HOCH2CH2OH(12)用环氧乙烷制取乙二醇有两种方法（催化水合法；直接水合法），其中，直接水合法是需要在190℃～200℃、2.24Mpa的条件下反应，得到的产物中三乙二醇等副产物，还另外需要进行分离提纯来得到乙二醇。2碳酸乙烯酯催化法碳酸乙烯酯催化法的原料为环氧乙烷，是先由环氧乙烷与二氧化碳反应生成碳酸乙烯酯，再由碳酸乙烯酯水解得到乙二醇，其反应方程式如式(13)～式(14)。C2H4O＋CO2→C3H4O3(13)C3H4O3＋H2O→HOCH2CH2OH＋CO2(14)该工艺方法既可以使环氧乙烷与CO2、水在反应器内经碳酸乙烯酯中间体来一步生成乙二醇；也可以先由环氧乙烷与CO2反应，再分离出来碳酸乙烯酯进行水解反应，经两步制得乙二醇。表2.1乙二醇工艺生产路线优缺点乙二醇工艺生产路线优点缺点石油化工路线技术比较成熟，应用非常的广泛，产品的收率高。油耗比较大，成本比较高，不符合我国相对缺乏油气的国情。煤化工路线油耗小，成本比较低，比较符合我国煤炭资源较多的情况。比较依赖催化剂，但目前的催化剂有效时间比较短，同时稳定性较差。通过上述表格可知，我们应该选择煤化工制取乙二醇路线，同时草酸酯法制乙二醇得反应条件比较容易，温和，并且得到的产品也比较好。综上所述，此设计使用草酸酯加氢合成法。2.3乙二醇生产原理2.3.1草酸二甲酯的制取CO气相偶联合成草酸二甲酯由两步化学反应组成。第1步：偶联反应亚，硝酸反应生成一氧化氮与草酸二甲酯（CO为催化剂），反应方程式如下：第2步反应为偶联反应：氧气与一氧化碳，甲醇，氮气共同反应合成亚硝酸甲酯，反应方程式如下：亚硝酸甲酯可以进行重复，总反应式为:2.3.2草酸二甲酯加氢制乙二醇草酸二甲酯加氢：首先由草酸二甲酯加氢生成乙醇酸甲酯，乙醇酸甲酯再加氢生成乙二醇，总反应：2.4催化剂选择经过研究表明，Cu/SiO2加氢催化剂，在相应的反应条件下时（温度为210℃，氢酯比为60，压力为2.5Mpa）,在此情况下草酸二甲酯转化率可以达到80%，乙二醇选择性达到92.5%。在条件为（温度为260℃，氢酯比为80，压力为2.8Kpa）草酸二甲酯的转化率达到96%,乙二醇的选择性达到97.5%。2.5乙二醇生产工艺流程第一步，进一步提升一氧化碳的效率：合成气净化装置中的一氧化碳原料气经过催化氧化技术脱氢、脱氧后，再经过相应的脱水过程。在催化剂的作用下，使氢气转化成二氧化碳、水或其他化合物。反应后用水洗去杂质；再用盐酸溶液洗涤至中性，然后干燥即得产品。按百分比混合一般氧气或空气送入固定床反应器，该反应器具有去除氢气的催化反应气体和氧气。第二步，草酸酯的合成：将纯化的一氧化碳的一氧化碳原料气与含有亚硝酸酯的数量（体积比）：将25%~90%的一氧化碳和5%~40%的亚硝酸酯引入列管反应器，用氧化铝支持钯催化剂进行催化反应；金属含量为载体的0.1％到5%，接触时间0.1秒~20秒。反应温度是80~200摄氏度。在此条件下对苯甲醛和甲醇合成甲酸甲酯进行了研究，得到较高的收率；同时也考察了反应过程中各种影响因素及最佳操作条件。实验结果表明：在本试验范围内。草酸酯是通过冷凝和分离得到的.第三步，尾气再生：反应尾管分离草酸酯进入再生塔中，按NO和O2分子比4.1:6.5，氧气氧化，酒精与NO的分子比2-620%以上的醇水溶液接触反应，控制塔温高于相应酯的沸点，分离回收酒精水溶液。当温度高于40℃,继续向溶液中加入甲醇或乙醇，使其逐渐升高至50℃左右后再用碱水洗涤；同时控制碱用量和PH值；将滤液回收重复使用。

第四步,亚硝酸酯回收过程：将再生塔中生产的亚硝酸盐再倒进冷凝分离塔。通过控制好相应得温度(亚硝酸酯沸点)，通过对亚硝酸盐气体中的水和醇进行分离。亚硝酸酯再被送回合成塔进行回收，另外很少的亚硝酸酯气体被送到压缩冷凝塔进行处理。第五步，非反应气体排放：将含有非反应气体的亚硝酸酯引入压缩冷凝塔，并且控制冷凝温度为-20至40℃，通过气化后，不凝气体主要是氮气和少量甲烷、氩气、一氧化碳和一氧化氮。采用草酸酯加氢制备生产乙二醇的工艺流程为：原料气经过预脱氧、精馏、吸收、加氢、水洗等工序得到合格产品。本文介绍了该工艺的流程设计及操作要点。在反应器的两端填充40到60目的催化剂和20到40目的石英砂，以防止气体在反应器中流动并固定催化剂床层。草酸乙二醇溶液通过高压计量泵蒸发到汽化器中，氢气通过高压质量流量计蒸发。产品由循环水冷却，液体产物在精馏装置中精炼，生产乙二醇的纯度也比较高。

第3章物料衡算3.1乙二醇流量年产12×104t，工作日：300天，工作时长：7200h按照国家标准（GB/T4649-2008）优等品乙二醇（其质量分数≥98%），我们计算数值：99.8%主要反应：乙二醇的质量流量：12×107/（300×24）×99.8%=16633.33kg/h乙二醇的摩尔流量：制备乙二醇工段CH3ONO(MN)的CH3ONO选择性：92%，转化率：85%，(COOCH3)2(DMO)收率：75%乙二醇合成工段DMO转化率：96%，选择性：98%。EG收率：93.1%氢脂比：60：13.2制取乙二醇的主要原料的物料衡算3.3草酸二甲酯固定床反应器将亚硝酸与一氧化碳经过混合器加热后得到的亚硝酸甲酯与经过纯化的CO经混合器与加热器加热后，送入固定床反应器进行催化偶联反应。操作压力2.2Mpa，反应温度130℃。DMO转化率85%，选择性92%，收率75%。反应如下主反应：2CO＋2CH3ONO=(COOCH3)2+2NO副反应：2CH3ONO+CO=CH3OCOOCH3(DMC)+2NO反应器出口：(COOCH3)2:268.28/0.931=288.16kmol/hNO:800.45×0.85=680.38kmol/hCO:800.45×0.15=120.06kmol/hCH3ONO:800.45×0.15=120.06kmol/hDMC:800.45×0.1=80.45kmol/h3.4加氢制乙二醇过程我们可以将合成气制乙二醇分为两个部分（草酸二甲酯加氢和草酸二甲酯合成），我们需要计算草酸二甲酯的加氢制备乙二醇的过程。转化率96%，选择性95%，收率93.1 反应器出口：

第4章热量衡算4.1草酸二甲酯固定床反应器能量衡算：我们可以设反应器的进口热为Q1；反应器的反应热为Q2;反应器出口热量Q3;反应器带走热量Q4。忽略热损失，有Q1+Q2=Q3+Q4.表4.1在130℃时各物质的比热容与标准焓组分NOCODMOMNDMC摩尔质量30281186190Cp/m1.021.061.411.151.89∆fH029890.37-110.53-704.22-124.89-584.55CP30.629.6620.570.171704.2氢气与草酸二甲酯混合加热器（1）计算依据在45℃时候，让草酸二甲酯与氢气进行混合后进入加热器中，进口温度为45℃，出口温度为205℃.混合气流量H2=69159.8kmol/h，DMO=288.16kmol/h.(2)进行热量衡算进口：Q1=1.07×108(KJ/h)出口Q2=(212.5×288.16+28.26×69159.6)×205=4.13×108(KJ/h)Q3=4.13×108-1.07×108=3.06×108(KJ/h)热损比按10%算，2.40Mpa水蒸汽冷凝潜热为1850KJ/Kg，加热水蒸气用量：W=3.06×108/1850=1.65×108Kg/h4.3加氢制乙二醇过程表4.1在205℃时，各组分的定压热容与298K标准焓组分H2EGDMOCH3OHC2H5OHH2OCP28.26123.1212.5127.2153.335.5∆fH02980-389.32-704.22-200.66-235.1-241.88

第5章设备计算5.1反应器设计我们可以选取固定床反应器作为草酸二甲酯加氢的反应器，查阅资料可以了解到草酸二甲酯催化加氢反应器温度为205℃，压力为2.0MPa，氢酯比为60时，依据文献查的，当反应的时间在1.1s附近时，转化率可以达到最高，乙二醇的选择性基本为99.8%。并且后面无论反应如何进行，转化率都不会改变，所以可以定性1.1s为最佳反应时间，所以可以取1.1s为停留时间，液体的体积流率为7.56m3/s，根据以上的数据我们可以进行计算。催化剂体积为7.56m3，存在的空隙部分占总体积比可以取0.3，可以求得体积为：5.1.1Cu/SiO2型催化剂床层直径设空床时的气体速度为0.5m/s床层直径根据计算数据取整后可以得到为1.7m5.1.2Cu/SiO2型催化剂床层高度催化剂直径可以取4mm，床层孔隙率ε取0.3；床层高度5.1.3反应器装填催化剂的量孔径为4mm，比表面积为0.3m2/g，可以计算催化剂的总质量为5.1.4反应器管数DNO加氢反应器管道有φ30×2.5mm，故管内径dt为30mm，即为0.030m；管长为7.5m，催化剂充填高度L为7.24m，管心距40mm。因此故DMO加氢反应器管数为2094根，呈正三角形排列如图(4)。5.1.5反应器壳体内径DMO加氢反应器总反应管数为2094根，采用了正三角形排列。连接方法可以采用焊接法，可以得到反应器管心间距为图(4)反应管排列方式横过管束中心线的管数为反应器壳体的内径为本反应器设计取e=1.25do=1.25×30=37.5mm则反应器壳体内径为D=37.5×(62-1)+2×37.5=2362mm所以DMO加氢反应器壳体内径为D=2.4m。5.2乙二醇精馏塔设计依据原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数乙二醇的摩尔质量：MA=62.07kg/mol副产物的摩尔质量：MB=76.03kg/mol则可以算出原料里面的乙二醇的摩尔占比：XF=0.41/62.07/（0.41/62.07+0.59/76.03）=0.46排出液体中乙二醇的摩尔占比：XD=0.96/62.07/(0.96/62.07+0.04/76.03)=0.967反应塔中液体的乙二醇产物的摩尔占比：XW=0.01/62.07/(0.01/62.07+0.99/76.03)=0.012原料及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量MF=0.46×62.07+(1-0.46)×76.03=69.56kg/kmolMD=0.967×62.07+(1-0.967)×76.03=62.46kg/kmolMW=0.012×62.07+(1-0.012)×76.03=75.83kg/kmol原料处理量为F=16633.33/69.56=239.12kmol/h总物料衡算：239.12=D+W乙二醇物料衡算：239.12×0.46=0.967D+0.012W联立解的D=112.17kmol/hW=126.95kmol/h5.3精馏塔塔顶、塔釜、进料板温度的计算相平衡常数可按照该公式求得：在反应塔顶部位置的反应绝对压强：P顶=2280mmHg＝304Kpa在反应塔底部位置的反应绝对压强：P釜=3830mmHg=510.5Kpa根据相关表可以了解到，在正常压力下，两种不同类型的混合物的沸腾温度分别是：乙二醇=197.3℃和水=100℃假定乙二醇用字母B代表，水用字母T代表。则按照Antoine方程的要求，Lg(Ps/mmHg)=A-B/(T+C)根据热工书籍，可以知道表5.1乙二醇与水组分组分ABC乙二醇7.881957.00193.80水7.971668.21227.445.4回流比和所需板数5.4.1相对挥发率反应塔顶部的挥发概率比较值：a=PBS×γb/(PTS×γt)=1.9233反应塔挥发概率的比较值：a=PBS×γb/(PTS×γt)=2.5914整个反应塔的挥发概率比较值：α=√1.9233×2.5914=2.235.4.2最小的回流比计算可以采用泡点进料的方法进行计算，更加的简单方便，故，q=1Xq=XF=0.46yq=αxq/(1+(α-1)xq)=2.23×0.46/1+(2.23-1)×0.46=0.65Rmin=XD-yq/yq-xq=0.967-0.65/0.65-0.46=1.675.4.3适宜回流比一般来说，最适宜的回流比是最小回流比的1.5~2倍，我们可以设置为两倍。R=2Rmin=2×1.67=3.345.4.4计算加料板和实际塔板数精馏塔的气，液相负荷L=RD=3.34×112.17=374.6kmol/hV=(R+1)D=4.34×112.17=486.8kmol/hL’=L+F=374.6+239.12=613.72kmol/hV’=V=486.8kmol/hNmin={log｛(x1/x2)D/(X1/X2)W}/logα}-1=log{0.967/(1-0.967)/(1-0.012)/0.012}-1=8.7Rmin)/(R+1)=(3.34-1.67)/(3.34+1)=0.385查吉利兰关联图可知Nmin)/(N+2)=0.32(N-8.7)/(N+2)=0.32N=14(不包括再沸器)Nmin’={log｛(XD/1-XD)(1-XF/XF)}/logα’}-1=5.45Nmin)/(N+2)=0.32N=8.95由上计算可得加料板位于从塔顶往下数第9块板.5.4.5理论塔板数的确定EO=NT/NP×100%T均=（t顶+t底）/2=（45+176）/2=110.5℃根据查阅资料可知塔的内部的塔效率的关联图可以知道EO=0.52可以计算总的塔板数为：NP=NT/E0×100%=14/0.52=275.5塔径的计算5.5.1精馏部分1温度计算塔顶温度td=89.2℃进料板温度tF=130℃精馏段平均温度tm=(89.2+130)/2=109.6℃2平均密度计算气相平均密度：由理想气体状态方程pvm=PmMvm/RTm108.8×70.11/8.314×(109.6+273.15)=2.39kg/m3液相平均密度；1/PLM=Σai/pi由TD=89.2℃,查手册得pA=805.6kg/m3,pB=801.4kg/m3P均=1/(0.96/805.6+0.04/801.4)=805.4kg/m33直径计算L=RD=3.34×112.17=374.6kmol/hV=(R+1)D=4.34×112.17=486.8kmol/h精馏段的气相体积流量为××VS=VMvm/3600pvm=486.8×70.11/3600×2.39=3.96m3/sLS=LMLM/3600×PLM=374.6×72.46/3600×805.4=0.0094m30.0094×3600/3.96×3600×(805.4/2.39)1/2=0.0436取板间距HT=0.4m,板上液层高度hL=0.06m,则HT-hT=0.4-0.06=0.34m查图可得C20=0.072C=C20(δL/20)0.2=0.072×(20.41/20)0.2=0.0723Umax=0.0723√805.4-2.39/2.39=1.324m/s取不装料的反应塔安全系数为0.7，则空气塔速为U=0.7umax=0.7×1.324=0.927m/s按标准塔径圆整后为2.4m塔截面积为5.5.2提馏的部分L’=L+F=374.6+239.12=613.72kmol/hV’=V=486.8kmol/h精馏段的气相体积流量为VS=VMvm/3600pvm=486.8×70.11/3600×2.39=3.96m3/sLS=LMLM/3600×PLM=613.72×72.46/3600×805.4=0.0153m3其中c=Lh/×Vh(PL/PV)=0.0153×3600/3.96×3600×(805.4/2.39)1/2=0.071取板间距HT=0.4m,板上液层高度hL=0.06m,则HT-hT=0.4-0.06=0.34m查图可得C20=0.072C=C20(δL/20)0.2=0.072×(21.2/20)0.2=0.0746Umax=0.0746√805.4-2.39/2.39=1.373m/s取不装料的反应塔安全系数为0.7，则空气塔速为U=0.7umax=0.7*1.373=0.961m/s按标准塔径圆整后为2.4m塔截面积为5.6塔高的计算蒸馏塔的整体高度等于底座部分+上顶部分+裙座+实际总高+物料进入口高度+进料层高度在设计的初期阶段我们可以计算到蒸馏塔的直径DT=2.4m，提馏塔的直径DT'=2.4m。由于我们的塔整体高度是比较高的，我们需要在塔的部位设置三个人孔，这样方便与之后的观察和检修。我们的反应塔板之间的间距可以设HT为0.40m，一般情况下。我们分析塔高时是不需要考虑到考虑物料塔板的高度。塔顶第一块板距顶部距离HB设计为1.5m，设置这个高度主要是减少塔顶出口处液体的含量。塔底外设再沸器，为使塔底馏出液有一个更加充足的反应时间(可以停留在10到20分钟左右)，塔底馏出液出口与最后一块塔板之间的高度为HD=4.0m。塔裙高度HC为2.5m。则全塔的塔高为：(27-1)×0.4+2.4+2.4+1.5+2.5=19.2m5.7塔板结构尺寸及溢流装置的确定一般情况下，根据计算可以知道精馏塔塔径为2.4m，提馏塔径均为2.4m。最后根据设计部分的基本原则就可以知道我们设计的项目是需要单溢流型，管道可以选择弓形放水管。5.7.1堰长本设计采用单溢流平直堰溢流设计，取Lw为塔径的0.7倍，即：精馏部分的堰长Lw=2.4×0.7=1.68提馏部分堰长Lw=2.4×0.7=1.685.7.2溢流堰高堰高hw与堰上液层how高度相加即为液层的高度hL，即hw+how=hL(1)精馏部分how=0.00284E(Lh/Lw)2/3近似取E=1则how=0.00284×1×(0.0094×3600/0.7)2/3=0.038m取板上清夜层高度hL=0.06mhw=0.06-0.038=0.022m提馏部分how=0.00284E(Lh’/LW)2/3近似取E=1则how=0.00284×1×(0.0153×3600/0.7)2/3=0.053m取板上清夜层高度hL=0.06mhw=0.06-0.053=0.007m5.7.3弯曲的放水管的直径和大小：Wd和Af放水管要能够让液体保留一定的时间，这样便于去除气泡。由LW/LD=0.7查书本可以得：WD/DT=0.2,WD=0.2×2.4=0.48m在同一图上查得放水管的横面大小Af/At=0.16AF=0.16×4.52=0.7232θ=AFHT/VL=0.7232×0.4/0.0094=30.7s>5s放水管的大小是合理的。由于精馏塔与提馏塔的直径相同所以也是合理的。5.7.4降液管底隙高度ho通常计算这个高度是为了使得液体能够顺利流出，避免造成堵塞，所以：取U0’=0.5m/s则ho=0.0094×3600/3600×0.7×0.08=0.026mhw-ho=0.06-0.026=0.034>0.006m故降液管设计合理5.8塔板的布置5.8.1塔板分布由于塔板的直径是大于800mm的，所以要分区放置塔板，并且要分为六块塔板，以便于后期的修改和观察。Ab-出水管直径大小Ac-反应器横截面积Ad-冒泡部分冒泡部分：将液体与气体合在一起的部分，这里可以安装浮阀。水流冒出的部分：出水部分和装水的地方。边上区域：在反应塔附近的区域，厚度为50mm的位置，取WC=50mm泡沫发生破裂的部分：是冒泡部分与降流区之间没有空隙地方的位置。此部分不设置浮阀，我们可以计算出安定区的宽度直径是大于1.5米的。所以WF=80mm。5.8.2浮阀数目开孔区面积的计算即Aa=2精馏部分：X=D/2-(WD-WS)=2.4/2-(0.48+0.0.5)=0.67mR=D/2-WC=2.4/2-0.05=1.15m可以去计算出Aa筛孔计算以及排列所处理的物系无腐蚀性，可以选用3mm的碳钢板，取筛孔直径为10mm筛孔按照正三角形排列，取孔的中心距t=3d=3×10=30mm筛孔数目n=1.155AO/t2=1.155×1.898/(0.03)2=2425开孔率为提馏部分：X=D/2-(WD-WS)=2.4/2-(0.48+0.0.5)=0.67mR=D/2-WC=2.4/2-0.05=1.15m可以去计算出Aa筛孔数目n=1.155AO/t2=1.155×1.898/(0.03)2=2425开孔率为5.9塔板校核5.9.1干板阻力hc的计算由公式由于do/θ=10/3=3.33.查图可知co=0.7125.9.2气体通过液层的阻力h1的计算即h1=βhLF0=0.309×√2.39=0.489kg1/2/(s.m1/2)查图可知β=0.75故H1=βhL=β(hw+how)=0.75×(0.022+0.007)=0.0225m液柱5.9.3液沫夹带计算Hf=2.5hL=2.5×0.06=0.15m故本设计中液沫夹带量在允许范围内5.9.4漏液计算漏液点气速计算实际孔速为21.8m/s稳定系数为K=uo/uomin=21.8/6.113=3.56>1.5故在本设计中无明显漏液5.10辅助设备及选型与计算5.10.1反应塔上方位置的气体传管计算可得V=486.8kmol/h,WS=8.38kg/s,设：u=20m/sVS=WSRT/PM=8.38×8.314×318.15/304×62.07=1.175m3/s通过计算可以知道气体蒸出管道的型号为GB8167-86，尺寸为DN280×5mm。5.10.2反应塔顶部用于输入冷凝液的管线计算可得V=486.8kmol/h,Ws=8.38kg/h，取u=0.8m/sVS=8.38/848.9=0.00987通过计算可知冷凝管道的型号为GB8167-86，大小为DN140×5mm。5.10.3输入原料的管道直径假设在进口处液体单位时间内的速度为u=0.5m/sVS=166667.6/848.9=196.3m3/h=0.054m3/s通过计算可以知道管道的型号GB8167-86，管道大小为DN400×5mm5.10.4再沸器内部气体上升管道V’=V=486.8kmol/h,WS=486.8×20/3600=2.7kg/s,取u=10m/sVS=WSRT/PM=2.7×8.314×386.7/(304×11.24)=2.54m3/s通过计算可以知道管道尺寸型号式GB8163-87,大小=DN600×10mm5.10.5回流罐尺寸的计算(1)反应塔上方水分含量非常少，可以忽略不计，因此，密度值：ρL=848.9kg/m3(2)反应塔上方的温度为50℃(3)假设将水全部排除需要10h，装液常数为0.75所以经过计算后：D=6.10m,H罐=1.5D=9.15m,H液=0.75H罐=6.862m进一步处理后：DN6100×9200mm5.10.6回流泵的选择回流泵一般选择离心泵，同时也有一些基本原则：(1)流过液体的性质尽量选取能够耐受各种有害及污染液体。(2)泵的单位时间内水体通过量通过对单位时间水体通过量的计算，更加方便我们对泵的功率和压力的计算，使得我们选择合适的泵，更加符合我们的工艺。(3)水泵能将水提升最大高度能够找到水泵能够将水提升的最大的高度，能够满足液体的流过量，并适当增大泵的功率，使得选择最合适的泵。(4)校核电动机的功率电动机的功率是否能满足差不多液体的运输。如果能够满足，选择便宜好用的泵。已知：Pg=105Kpa,Pt=225kpa经过计算可得P1=Pg+Pgh=105000+848.9×9.81×4.5=142.47kpaP2=Pt+pgh=225000+848.9×9.81×19.2=384.89kpa水泵的单位时间传送液体量VL=40m3/h,泵进出口阻力损失Hf=14m,∆Z=9.56mNe=VLHepg=60/3600×52.67×9.81×848.9=7.31kw根据以上的计算数据，我们可以采用型号IS80-50-250的泵

第6章厂址选择6.1建设地区的选择厂址的选择是一项十分复杂的工作，我们既要考虑到环境因素也要考虑经济因素，为了最大程度的满足建设和生产经营的要求，乙二醇的生产选址应遵循以下原则：我们应该选择尽量靠近原材料产地或者销售比较好的地区。2.交通状况也是比较重要的，能够让生产的乙二醇能够更快的销售，所以应该选择路况比较好的平原地区，尽量避免多条弯曲的道路，长度也要避免过长。3.生产的辅助资源也要齐全，比如说水资源，尽可能地选择靠近水资源的地方，这样可以节省水资源的浪费以及不必要的投资。4.厂址应该建设在居民区的下风向和江流的下方，这样可以最大程度的减少对人和环境的影响。5.厂址的地理位置要好，尽量做到不占用农田，同时不受到一些自然灾害的影响。6.国家对于一些区域的政策也要关注到。乙二醇的产地主要分布在江苏，上海，河南等内陆地区。所以工厂建设地选在河南比较合适。6.2厂址选择及介绍通过对河南石油化工园区的了解,决定将化工园区建在济源化工区，洛阳石油化工公司与济源市人民政府达成了整体的合作框架，更加明确了该园区的未来发展方向,根据十二五文件要求,要充分发挥园区的优势，吸引更多的优秀人才，更好的资源配置，能够将各个产业链联系起来，提高效率的同时使得生产更为紧凑。共同推进化工园区能够集中力量，向更好的方向发展。该园区的路线规划非常适合材料的运输，拥有小浪底专用线，北达新郑航空港，南至济运高速。工程用地的总面积为50平方公里，规划面积总面积6.89平方千米。目前投资40亿元来打造园区。据了解,济源市化学工业园内国土面积约为四十平方千米。其中,工业土地面积4.17平方公里,占规划的工业土地面积百分之六十点五七;化学工业园内将以循环经济理念为引导,以石油化工、煤化工生产为核心,以新材料加工、油田精密化肥、橡塑加工等为主要特色,充分运用中原经济发展地带地域和交通优势资源优势,积极承接中国东南沿海地区的石油化工产品转移,主动拓展中西区化工产品交易市场,建设立足济源、业务于新疆、放射中西部地区的先进石油化工生产培训基地。二零一一年,化学工业园内共招商项目三个,包括由丰原石化公司总投资的三十万吨/年幼烃综合利用项目、20万吨/年产品加工项目等,10年共投入资金七点五亿多元。抢抓长江三角洲经济区工业转移战略和中国河南省石油化工行业发展重点专项整治的历史机遇,以市场经济导向,选取合理的工业发展策略与方向。进一步优化工业园区招商引资环境,充分发挥园内外部的二种资源利用,采取合理产业链设计,利用园内与项目周围各种资源利用,实现资源综合利用与生产线外延扩张,逐步建立规模化化工产业聚集区。项目位于河南济源开发区,附近人烟稀少，面积广阔，道路通畅,非常适合化工厂的建设。再根据一些基本因素考虑(例如：水资源是否充分，环境是否合适等),加上国家目前政策的支持科学，在此处建立工厂是非常合适。第7章车间布置7.1车间布置的设计要求1.车间的布置要根据要求进行，能够保证工艺流程完整，并且要考虑到经济问题，最大程度上节约空间和资源。2.尽可能的布置在室外，使得厂房在以后修建上有更大的灵活性，在安全性方面也有很大的提升。3.对于年产12万吨来说，我们可以采取集中式的分布，可以建立在地势平坦的地方，保证相应得采光和运输比较充足。4.厂房的整体布局可以成一条直线，这样设备的排列是比较简单的，以及更好的设置出入口和交通运输。7.2车间设备布置的原则1.生产中不需要经常观察的设备或者受气候影响比较小的设备可以放在露天位置。2.在工艺流程方面的要求需要让管线更短一些,生产流程更加顺畅,员工的作业简单和安全,并且尽量不限制原材料和成品的运送。3.在安全方面要保证布置的时候符合防火防爆的要求,尽可能地使危险等级相同的设