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1、xx大学xx学院专业课程设计说明书题 目： 年产xx万吨醋酸乙烯合成反应器设计专 业： xxxxxx 学 号： xxxxx 姓 名： xxx 指导教师： xxx 完成日期： 2021年x月xx日 xx大学xx学院专业课程设计任务书设计题目： 年产xx万吨醋酸乙烯合成反应器设计 学号： xxxxx 姓名： xxxx 专业： xxxx 指导教师： xxx 系主任： xxx 一、主要内容及基本要求 1、设计任务及操作条件 （1）设计任务：生产量为9.5万吨/年；生产周期30024=7200小时/年；反应器进料组成：乙炔3511.6、醋酸乙烯9788.16、水212.784、乙酸酐15.9139、乙醛
2、1.71E-18、乙酸乙烯19.0217、丁烯醛1.6933、丙酮1.94E-07、二氧化碳1.64651（质量流量kg/hr）；要求主产品纯度达优等品99.8%，副产1000吨/年纯度为0.998的乙醛 。 （2）操作条件：进料温度为141.9；反应温度为180；反应压力为4bar；反应器进、出口气相分率为1；反应进口流量V0=9442.56m3/h；反应器类型：列管式固定床反应器；催化剂：乙酸锌-活性炭催化剂，催化剂密度为580Kg/m3；床层孔隙率B为0.4。 2、主要内容 1）设计方案的确定及流程说明；2）流程模拟与操作条件优化；3）物料衡算和能量衡算；4）反应器选型；5）反应器工艺尺
3、寸的计算；6）绘制反应器设备结构图；7）工艺流程图纸绘制；8）车间平立面布置图以及主体设备装配图；9）对本设计的评述和心得。 二、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1集中学习、文献调研、确定方案并进行论证2单元设备设计，完成单元设备条件图3工艺设计，完成工艺流程图4车间设计，完成车间布置图5初稿修改，绘制完善并整理出最终设计材料三、应收集的资料及主要参考文献1 柴诚敬，张国亮等. 化工流体流动与传热（第二版）M. 化学工业,2007. 2 贾绍义，柴诚敬等. 化工传质与分离过程（第二版）M. 化学工业2007. 3 柴诚敬, 贾绍义等. 化工原理课程设计M. 高等教育出版社, 2015. 4
4、 朱炳辰. 化学反应工程（第五版）M. 化学工业出版社，2012. 5 梁志武，陈声宗等. 化工设计（第四版）M.化学工业出版社，2015. 6 刘光启, 马连湘, 刘杰. 化学化工物性数据手册(有机卷)M. 化学工业出版社,2002, 5:299-306.7 刘光启, 马连湘, 刘杰. 化学化工物性数据手册(无机卷)M. 化学工业出版社,2002, 5:299-306 8 黄燕青,陈辉.醋酸乙烯生产工艺对比J.山东化工,2020,49(13):57-60. 9 林晓.天然气乙炔法醋酸乙烯装置主要设备设计及优化J.石油化工设备技术,2014,35(04):10-14+6. 10 潘鸣. 乙炔法
5、制醋酸乙烯分离过程模拟及优化研究D.华东理工大学,2010. 11 聂颖.乙炔法合成醋酸乙烯技术研究进展J.乙醛醋酸化工,2015(09):11-15. 目录第一章 前言51.1 设计概述51.1.1 设计题目51.1.2 设计背景51.1.3 设计条件51.1.4 设计内容51.2 设计原理6第二章 工艺方案72.1 工艺技术方案的选择72.2 全厂总流程简介82.2 工艺流程叙述82.2.1 原料预处理及VAC合成工段82.2.2乙炔回收工段92.2.3乙醛回收工段102.2.4热泵精馏工段112.2.5 VAC精制工段112.3 T0503醋酸乙烯精制塔优化122.3.1 确定塔板数13
6、2.3.2 确定进料位置132.3.3 确定溜出比14第三章 VAC合成反应器的工艺设计153.1 反应器类型153.1.1 固定床反应器153.1.2流化床反应器163.1.3 反应器类型的确定163.1.4 VAC合成反应器设备装配图173.2 设计过程173.2.1 设计条件173.2.2 催化剂床层计算203.2.3 传热面积的计算203.2.4 列管尺寸的计算213.2.5 核算换热面积213.2.6 空管流速223.3 反应器筒体直径223.4 反应器高度223.5 筒体和封头壁厚223.5.1 反应器筒体壁厚的设计223.5.2 筒体封头设计233.5.3 反应器附件设计243.
7、6 反应器床层压降26第四章 工艺流程图的绘制274.1 工艺流程图（PFD）的绘制274.2 带控制点的工艺流程图（PID）的绘制27第五章 车间布置设计285.1 总述285.1.1 设计的基本依据285.1.2 车间布置理念285.2 车间的平立面布置28第六章 结论与致谢29参考文献30第一章 前言1.1 设计概述1.1.1 设计题目年产xx万吨醋酸乙烯合成反应器设计1.1.2 设计背景本项目以乙炔与醋酸为主要生产原料年产xx万吨醋酸乙烯，产品纯度达到优等品99.8%，副产1000吨/年纯度为0.998的乙醛。1.1.3 设计条件1.主要原材料、辅助材料和燃料表1-1主要原材料、辅助材
8、料和燃料来源表项目名称数量运输方式来源原料乙炔30813.4t/a管道中石化四川维尼纶厂乙酸74610.7t/a运输车重庆鑫富化工有限公司辅助材料醋酸锌/活化碳催化剂4.9t/a运输车中石化上海石油化工股份有限公司空气（104m3/a）6067.48管道重庆长寿区工业园区工艺软水（104t/a）10.25管道重庆长寿区工业园区燃料燃气（104m3/a）244.23管道重庆长寿区工业园区2.生产能力：年开工时间7200小时，其中醋酸乙烯年产9.5万吨，副产乙醛1000吨/年；3.反应条件：进料温度为141.9，反应温度为180，反应压力为4bar。1.1.4 设计内容1.运用Aspen Plus
9、完成工艺流程搭建以及设备操作条件优化；2.运用Aspen Plus导出相关物性和流股数据完成反应器设备选型及工艺尺寸设计；3.运用AutoCAD绘制工艺流程图（PFD）、带控制节点的工艺流程图（PID）以及典型设备装配图；4. 运用AutoCAD对醋酸乙烯合成及分离工段进行车间布置设计并完成车间平立面布置图的绘制。1.2 设计原理反应器是化工生产过程中一系列设备中的核心设备。化工技术过程开发的成功与否很大程度上取决于反应器内流体的温度、浓度、停留时间及温度分布、停留时间分布的控制水平和控制能力。化工生产的工艺过程决定了反应器的结构型式，反应器的结构型式对工艺过程又有一个促进和完善的作用，同时反
10、应器的结构型式在某种程度上也决定着产品的质量和性能。因此，化学反应器的选型、设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中极为重要的课题。本设计中，我们选用列管式固定床反应器进行醋酸乙烯的合成反应，其中原料为乙炔和醋酸，主产品醋酸乙烯，副产品乙醛。第二章 工艺方案本项目为中石化年产xx万吨醋酸乙烯项目，利用来总厂的乙炔和醋酸为主要工业原料，包括原料预处理及合成VAC工段、乙炔回收工段、乙醛回收工段、热泵精馏工段和醋酸乙烯精制五个主要工段。2.1 工艺技术方案的选择目前，醋酸乙烯的工业生产方法有电石乙炔法（Wacker技术）、天然气乙炔法（Borden技术）、乙烯气相法，其中乙烯气相法中的塞拉尼斯固定床乙烯工艺（Vantage工艺）和美国石油公司（BP）的Leap流化床工艺是目前比较成熟先进的醋酸乙烯生产技术，占全世界总生产能力的70%以上。我国由于具有煤炭资源丰富，石油资源相对贫乏的能源结构，决定了我国醋酸乙烯生产以乙炔法为主，约占我国生产能力的80%左右。另外，在我国石油资源相对比较充足的地方，也有采用乙烯法生产的厂家。表2-
