合成乙酸乙烯酯___初步设计说明书Word格式文档下载.docx
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第2章工艺流程设计 9
2.1生产方案选择 9
2.1.1产品性质及规格标准 9
2.1.2原料路线确定原则和依据 9
2.1.3工艺技术方案比较和选择依据 10
2.1.4操作条件的确定 11
2.2工艺流程设计 13
2.2.1反应原理 13
2.2.2装置工艺原则流程图 13
2.2.3工艺流程简述 13
参考文献 14
第3章物料衡算 15
3.1物料衡算及全流程模拟概述 15
3.2主要设备的物料衡算 15
3.2.1反应器R0101的物料衡算 15
3.2.2脱氧罐V0201的物料衡算 17
3.2.3脱乙酸塔T0201的物料衡算 19
3.2.4脱水塔T0301的物料衡算 20
3.2.5乙酸乙烯酯精制塔T0401的物料衡算 22
3.3全装置的物料衡算 23
3.4操作条件汇总 25
3.5全装置工艺物料平衡图设计及绘制(PID绘制详见附录) 26
3.6物料衡算结果及小结 26
参考文献 27
第4章热量衡算 28
4.1热量衡算概述 28
4.2主要设备的热量衡算 29
4.2.1反应器R0101能量衡算 29
4.2.2脱氧罐V0201能量衡算 30
4.2.3脱乙酸塔T0201能量衡算 31
4.2.4脱水塔T0301能量衡算 32
4.2.5乙酸乙烯酯精制塔T0401能量衡算 33
4.2.6压缩机C0101能量衡算 34
4.3全装置的能量衡算 34
4.4热量合理利用方案及换热网络优化 35
4.5各换热器热负荷及介质用量汇总 35
4.6全装置热量平衡图设计及绘制(附图1-2) 36
4.7热量衡算汇总及小结 36
参考文献 36
第5章设备选型 37
5.1设备工艺设计概述 37
5.2反应器的设计 38
5.2.1概述 38
5.2.2主体设备的设计 39
5.3精馏塔的设计 42
5.3.1概述 42
5.3.3乙酸乙烯酯精制塔的设计 42
5.3.4主要工艺尺寸的设计 42
5.3.4塔高的计算 48
5.3.5塔附属设备的设计 48
5.3.6乙酸乙烯酯精制精馏塔接管的设计 49
5.4脱水塔(T0301)计算和校核 52
5.4.1精馏塔设计 52
5.4.2脱水塔塔的校核 52
5.4.3精馏塔塔高的计算 54
5.5换热器的计算及选型 54
5.5.1概述 54
5.5.2原料气冷却器(E0102)的计算及选型 54
5.5.3乙酸乙烯塔塔顶冷凝器(E0401)的计算及选型 55
5.5.4脱乙酸塔塔底再沸器(E0201)的计算及选型 56
5.5.5产品冷却器(E0103)的计算及选型 58
5.6机泵的计算及设计 60
5.6.1加压泵(P0204)设计 60
5.6.2粗产品加压泵(P0306)设计 61
5.7容器的设计 64
5.7.1脱氧罐(V0201)的设计 64
5.7.2脱乙酸塔回流罐(V0202)设计 65
5.7.3乙酸乙烯酯储料罐(V0501)设计 66
参考文献 67
第6章原材料、动力消耗定额及消耗量 68
第7章自动控制 69
7.1典型设备自控方案概述 69
7.2反应器的自控 69
7.3精馏塔的自控 69
7.3.1精馏塔塔顶部分控制方案 70
7.3.2精馏塔塔底部分控制方案 71
7.4换热器的自控 72
7.5容器的自控 73
7.6机泵的自控 74
7.7全装置PID设计及绘制(见附录附图1-6) 74
参考文献 74
第8章车间及设备布置依据 75
8.1设计依据 75
8.2设计范围 75
8.3车间平面布置方案 75
8.4车间平面布置图的设计及绘制(见附录附图11) 76
8.5设备布置原则 76
8.6典型设备布置方案 76
8.6.1塔设备的布置 76
8.6.2换热器的布置 76
8.6.3泵的布置 76
8.6.4罐的布置 77
8.6.5反应器的布置 77
8.7设备平立面布置图设计及绘制(见附录10-13) 77
参考文献 77
第9章管道布置设计 78
9.1管道布置设计依据 78
9.2管道布置设计范围 78
9.3管道布置原则 78
9.4管道布置方案 78
9.4.1容器的管道布置 78
9.4.2换热器的管道布置 78
9.5管道布置图平立面设计及绘制(附图15-16) 79
参考文献 79
第10章设计总结 80
10.1本次设计的总结 80
10.2本次设计的缺陷 80
10.3对教学的意见和建议 81
附录 82
附图111万吨/年乙酸乙烯酯装置原则流程图(A05-01) 82
附图211万吨/年乙酸乙烯酯装置PFD图(B05-1) 82
附图311万吨/年乙酸乙烯酯装置PFD图(B05-2) 82
附图411万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-1) 82
附图511万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-2) 82
附图611万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-3) 82
附图711万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-4) 82
附图811万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-5) 82
附图911万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-6) 82
附图1011万吨/年乙酸乙烯酯装置设备平面图(D05-1) 82
附图1111万吨/年乙酸乙烯酯装置设备平面图(D05-2) 82
附图1211万吨/年乙酸乙烯酯装置设备立面图(D05-3) 82
附图1311万吨/年乙酸乙烯酯装置设备立面图(D05-4) 82
附图1411万吨/年乙酸乙烯酯装置车间平面图(E05-2) 82
附图1511万吨/年乙酸乙烯酯装置管道平立面图(F05-1) 82
附图1611万吨/年乙酸乙烯酯装置管道平立面图(F05-2) 82
参考文献 83
第1章总论
1.1项目概况
醋酸乙烯是一种重要的有机化工中间体,主要原料为工业冰醋酸和电石,是世界产量最大50种化工原料之一。
广泛应用于纤维、粘接剂、涂料、乳化剂、纺织品上浆及整理剂、制鞋、薄膜、安全玻璃、水溶性膜、土壤改良剂等方面;
还用于建筑、机械、汽车、造纸、包装、纺织、印染、卷烟、家具、印刷等行业。
随着科学技术的进步,新的应用领域还在不断拓展
尽管国内醋酸乙烯产业近几年发展虽然较快,但随着对其应用领域的不断开拓以及国家经济发展速度的加快,使醋酸乙烯的需求量逐年上升,市场供需矛盾仍然存在,每年仍有较大的进口量。
2004年全国产能已达97万吨,生产装置约15套,每年仍需10万吨以上的进口量,且仍不能满足国内的需要,国内的需求量每年以5%的速度增长,2010年消费量达到142万吨,仍然存在一定的市场缺口。
加之下游用途越来越广泛,市场需求量继续扩大。
目前,世界醋酸乙烯生产能力为485万吨/年,2002年产量为408万吨。
预计到2010年,世界醋酸乙烯需求量将达到650万吨。
目前我国现有醋酸乙烯生产厂16家,生产能力为106万吨/年,产量为96万吨。
我国自1965年北京有机化工厂从日本引进电石乙炔法生产醋酸乙烯技术以来,依靠自己的力量先后建设了10套万吨级维纶厂。
1972年上海石油化工二厂又引进了乙烯法醋酸乙烯装置,1977年四川维尼纶厂引进天然气乙炔法醋酸乙烯装置,13套装置原设计能力为376kt/a醋酸乙烯,全是为维纶纤维配套。
近几年,由于醋酸乙烯需求量大幅上升,各厂都将原有生产装置进行改扩建扩能,但醋酸乙烯在我国缺口仍然很大。
国内醋酸乙烯价格基本在左右,但各地区差异较大。
我国有醋酸乙烯生产装置16套,其中乙烯法仅有2套,年产22万吨,占总生产能力的25.161%;
天然气乙炔法一套,年产12万t,占13.197%;
电石乙炔工艺12套,年产51.190万吨,占总生产能力的60.142%。
由于我国醋酸乙烯装置大部分建成于20世纪60年代和70年代,其技术水平仅相当于国外20世纪70年代初水平,虽然近年努力改造,醋酸乙烯产量有所增长,但仍落后于世界先进水平。
其次我国醋酸乙烯装置规模偏小,国外一般都在10万t/a以上,加拿大1985年己建成了36万t/a的装置,差距很大。
1.2设计依据
(1)化工工程设计相关规定。
(2)国家经济、建筑、环保等相关政策。
(3)本章内容主要包括厂址概况,总平面布置,竖向设计,工厂运输等,设计
依据如下:
《化工企业总图管理规定》原化工部文件
《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009
《建筑设计防火规范》GB50016-87(2006)
《厂矿道路设计规范》GBJ22—87
《工业企业总平面设计规范》GB50187—93
《压缩机厂房建筑设计规定》HG/T2067389
《化工管道设计规范》HG/T20695—87
《化工设备管道外防腐设计规定》HG/T20679—90
《化工工厂总图运输施工设计文件编制深度规定》HG/T20561—94
1.3设计原则
以节能减排为目标,减少尾气、污水等对环境的污染,并尽可能优化流程,减少设备和管道的使用,减少投资。
采用最合适的设备类型,提高产品的收率和纯度,增大经济效益。
1.3.1反应器设计原则
(1)具有适宜的流体力学条件,流动性能好,有利于热量传递和质量传递;
(2)合理的结构,能有效的加速反应和水的脱除;
(3)保证压力和温度符合操作条件;
(4)操作稳定,调节方便,能适应各种操作条件的变化。
1.3.2塔设备设计原则
(1)具有适宜的流体力学条件,达到气液两相的良好接触;
(2)结构简单,处理能力大,压降低;
(3)强化质量传递和能量传递。
1.4建设规模及产品方案
化工厂设计是一种创造性的活动,它包括工艺设计和非工艺设计。
工艺设计是化工厂设计的核心,决定了整个化工设计的概貌。
非工艺设计时以工艺设计为依据,按照各专业的要求进行的设计,它包括总图运输、公用工程、土建、仪表及其控制等。
具体设计内容如下:
1.查阅文献,完成设计课题的文献综述;
2.对ASPENPLUS模拟作业的计算结果进行分析说明,有条件的话继续优化;
3.对主要设备及全装置的物料衡算和热量衡算(包括热负荷及传热剂用量的计算)结果进行总结整理,列出物料平衡表、热量平衡表等表格;
4.绘制工艺
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- 关 键 词:
- 合成 乙酸 乙烯 _ 初步设计 说明书