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1、吉林化工学院成人教育学院毕业设计6800吨/年醋酐装置精馏工段工艺设计 学生学号 学生姓名 专业班级111 化学工程与工艺指导教师丁 斌教 授完成日期2011.09.03吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology摘 要本毕业设计主要着眼于醋酐精馏工段的工艺设计，分为说明书、计算书、图纸等三大部分。在设计的过程中，参考了吉化电石厂醋酐装置的现有流程及设备，计算部分的主要依据是质量守恒定律和能量守恒定律；设备计算主要以化工原理为依据，参考了醋酐车间的现有设备的数据。毕业设计是二学历学习的最后一个阶段，主要是对我们所学知识的一个全面检验，培养我们在思维、
2、计算、绘图等方面的一个整体认识，为今后工作打下良好基础。在本毕业设计中，操作控制采用DCS集中控制，效率高，损耗少，产品质量稳定；流量表安装在调解阀之前，介质相态稳定，确保仪表运行稳定。本设计的重点是醋酐精馏塔，通过计算，合理选择了浮阀塔作为醋酐精馏塔，回流比10.453，理论板数25块，实际板数44块，进料板位置第12块，塔径0.800m，塔高15.6m，精馏段浮阀个数42个，提馏段浮阀个数27个，精馏段操作弹性1.86，提馏段操作弹性塔顶温度107.8，进料温度124.2，塔釜温度127.0，操作压力550mmHg。关键词： 醋酐；精馏；物料守恒 AbstractThe graduatio
3、n design focus on acetic anhydride distillation section of process design, brochures, books, drawings and calculations. In the design, the reference to jihua Carbide factory acetic anhydride installations existing processes and equipment, the main part of the calculation is based on the law of conse
4、rvation of mass and energy conservation; device to calculate mainly in chemical engineering, reference to the existing acetic anhydride workshop.Graduation is a second degree in the final stage of the study, mainly on what we have learned a comprehensive inspection, cultivating our thinking, calcula
5、tions, drawings and other aspects of an overall awareness, to lay a good foundation for future work.In this thesis, operation control adopts DCS centralized control, high efficiency, low loss, product quality stability; flow valve installed in the conciliation phase stability before, the media, to e
6、nsure that the meter is running stable.The design focuses on acetic anhydride, distillation, by calculating the float valve selection as acetic anhydride distillation Tower, reflux ratio 10.453, theoretical plate number 25 blocks, the actual number of plates, feed 44 block position 12 block, diamete
7、r 0.800m, Tower high 15.6m, distillation segment valve number 42, stripping float valve number 27, distillation operation elasticity 1.86, stripping operations elastic top temperature 107.8 , feeding temperature 124.2 c, bottom c, the temperature 127.0 550mmHg operating pressure.Keywords: acetic anh
8、ydride; distillation; materials conservation.目 录第1章 设计说明书（1）第1.1节 绪论（1）第1.2节 醋酐装置自然条件和原料状况（1）第1.3节 原料、辅助物料、成品的主要特性（2）第1.4节 产品指标（4）第1.5节 工艺流程（5）第1.6节三废处理及防火防爆（9）第1.7节 车间定员（9）第1.8节 控制分析及工艺条件（10）第2章 设计计算书（14）第2.1节 物料衡算（14） 设计原则（14） 设计依据（14） 基础数据（14） 全塔物料衡算（15）第2.2节 醋酐精馏塔计算（26） 物料衡算（26） 操作条件确定（26）蒸发工序热量
9、衡算（29）精馏工序热量衡算（32）塔顶冷凝器选型（35）第2.3节 设备计算（37） 基础数据（37） 塔板数的确定（42）塔高的计算（45）塔径的计算（46）塔板结构设计（48）塔板流体力学验算（53）塔板负荷性能图（57）第2.4节 泵的计算（66）第2.5节 接管设计计算（67）2.5.1 进料管（67）2.5.2 回流管（68）2.5.3釜液出口管（68）2.5.4塔顶蒸汽管（69）2.5.5加热蒸汽管（69）结论（71）参考文献（72）附录（73）第1章 设计说明书第1.1节 绪论 工业生产状况醋酸酐，又称乙酸酐，简称醋酐，它的生产自50年代末期在我国开始，至今已有50年的历史。醋
10、酐的工业生产除普遍采用乙醛氧化法、烯酮法外，新兴的羰基合成法以其投资少、运行成本低越来越受到关注，在我国还是以烯酮法为主。吉林化学工业公司电石厂醋酐车间现有A、B、C三套醋酐生产装置，均采用醋酸裂解法生产醋酐，总设计生产能力为4.4万吨年，实际生产能力达到5.5万吨年，产品质量均已达国家一级品标准。 醋酐的用途醋酸酐可制造醋酸纤维（三醋酸纤维、主要制安全胶片，二醋酸纤维，主要制香烟过滤嘴）、制药（阿司匹林、维生素B、B等）制染料（分散深蓝、黄棕、分散大红等）、制香料（豆香素、子香、酮香等）、制试剂、溶剂（环氯乙酰蓖麻酸甲酯、桂皮酸等）、还可制麻醉剂、海洛英、RDX炸药、橡胶改性剂等。 本设计的
11、指导思想烯酮法虽然正逐步被羰基合成法所替代，但醋酐的精馏类比性较强，设计理论一致，本设计以吉化公司电石厂醋酐装置为基础，对醋酐精馏工段不合理的地方进行改进，在经济合理，生产可靠的基础上，力求技术进步，提高醋酸生产的科技含量，降低生产成本，增强企业的竞争能力。第1.2节 醋酐装置自然条件和原料状况 醋酐装置自然条件拟建装置位于吉林市龙潭区中部工业区。年平均气压：99342Pa，夏季平均气压：98452Pa，冬季平均气压：100125Pa；年平均气温：4.5，极端最高气温：36.6，极端最低气温：40.2；平均相对温度：70%；最大冻土深度：-1.9m；基本地震烈度：7度（麦卡里）；最大雪深度：4
12、60mm，基本雪压：0.5kN/m2；全年主导风向频率：14西南，夏季主导风向频率：13%东南，冬季主导风向频率：11.8%西南，最大风速：27m/s，年平均风速：3.4m/s，地面以上10米处平均最大风速：27.5m/s，基本风压：0.45kN/m2。5 原料状况生产醋酸酐所用的原料为工业冰乙酸、工业乙酸乙酯、磷酸三乙酯、液氨。工业冰乙酸由本厂醋酸车间利用管道输送，乙酸乙酯及磷酸三乙酯均由原料库用桶装形式供应，液氨由本公司用槽车运送。原料供应充足。5第1.3节 原料、辅助物料、成品的主要技术特性 醋酸（1）规格：乙酸98.5%；甲酸0.35%；乙醛0.1%；水1%；杂质0.05%。（2）性质
13、：分子量：60；冰点：16.7；密度：1050kg/m；爆炸极限：4.05-5.4%（V）；沸点：118.2；安全浓度：0.1mg/l；闪点：426.7；自燃点：500。纯净的醋酸是无色透明的液体，具有特殊的刺激气味，可以任意比溶于水。（3）毒性及中毒症状醋酸蒸汽能使粘膜受到严重刺激，长期接触，能使人的鼻咽部、眼脸、喉咙发生疾患，也可以引起结膜炎及支气管炎，能烧伤皮肤，溅到眼睛里引起严重烧伤。 液氨（1）规格：氨含量99.9%；残留物含量0.1%；水分0.1%；铁含量5mg/kg；油含量2mg/kg。（2）性质：分子量：17；爆炸极限：17-26.4%；密度：500kg/m3；自燃点：631；
14、安全浓度：0.2mg/l 。氨为无色气体，有强烈刺激性气味，易被溶化极易溶于水，生成氨的水溶液，呈弱碱性，在空气中不燃烧，易在氧气中燃烧。（3）毒性及中毒症状氨中毒能引起粘膜炎，对上呼吸道刺激性很大，氨浓度较高时能引起剧烈的落泪，咳嗽头疼，呕吐，严重者能死亡，氨渐到皮肤上时能引起严重烧伤特别是眼睛更为严重。 磷酸三乙酯（1）规格：外观：无色透明；水分：与石油醚不混浊；氯离子：无；密度D20/20:1068-1072 kg/m;折光率n20/0:1.404-1.406；酸度（以HPO计）0.01%；灼烧残渣0.1%。（2）性质：分子量：182；熔点：-50；沸点216。纯净的磷酸三乙酯为无色透明
15、液体，微有酯的香味，不纯者带有淡黄色。（3）毒性及中毒症状接触高浓度的磷酸三乙酯时能引起麻醉，甚至失去知觉，因此在操作中不能误以为有香味而长期接触。 乙酸乙酯（1）规格:外观：透明液体；色度20（铂铝）号；密度：D20/30：897-902 kg/m；乙酸乙酯：97.00%；水份：0.40%；游离酸：0.010%；不挥发物0.010%。（2）性质：分子量：88；沸点：77.15（1atm下）；溶点：-82.4；无色透明易挥发有香味的液体，是极易燃烧的有机物质，是麻醉剂。（3）毒性及中毒症状 蒸汽对粘膜有中等程度的刺激作用，长期接触对眼、鼻、咽喉及气管有刺激作用。 成品醋酐（1）性质：分子量：102；密度：1075 kg/m；闪点： 55（开放式），49（封闭式）；沸点：139.6；熔点：73；自燃点：400；安全浓度：0.023
