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1、11万吨/年乙酸乙烯酯装置工艺设计目录第1章 总论11.1 项目概况11.2 设计依据21.3 设计原则21.3.1 反应器设计原则21.3.2 塔设备设计原则21.4 建设规模及产品方案31.5 建设规模及产品方案31.5.1产品及其规格31.5.2 建设规模31.5.3 产品方案41.6 厂址选择41.7 能量利用及环境保护51.7.1 节能措施51.7.2 主要污染物61.7.3 环保措施61.8 存在问题及建议8参考文献8第2章 工艺流程设计92.1 生产方案选择92.1.1 产品性质及规格标准92.1.2 原料路线确定原则和依据92.1.3 工艺技术方案比较和选择依据102.1.4
2、操作条件的确定112.2 工艺流程设计132.2.1 反应原理132.2.2 装置工艺原则流程图132.2.3 工艺流程简述13参考文献14第3章 物料衡算153.1 物料衡算及全流程模拟概述153.2 主要设备的物料衡算153.2.1 反应器R0101的物料衡算153.2.2脱氧罐V0201的物料衡算173.2.3脱乙酸塔T0201的物料衡算193.2.4脱水塔T0301的物料衡算203.2.5乙酸乙烯酯精制塔T0401的物料衡算223.3全装置的物料衡算233.4 操作条件汇总253.5 全装置工艺物料平衡图设计及绘制（PID绘制详见附录）263.6 物料衡算结果及小结26参考文献27第4
3、章 热量衡算284.1 热量衡算概述284.2 主要设备的热量衡算294.2.1 反应器R0101能量衡算294.2.2 脱氧罐V0201能量衡算304.2.3 脱乙酸塔T0201能量衡算314.2.4脱水塔T0301能量衡算324.2.5乙酸乙烯酯精制塔T0401能量衡算334.2.6压缩机C0101能量衡算344.3 全装置的能量衡算344.4 热量合理利用方案及换热网络优化354.5 各换热器热负荷及介质用量汇总354.6 全装置热量平衡图设计及绘制（附图1-2）364.7 热量衡算汇总及小结36参考文献36第5章 设备选型375.1 设备工艺设计概述375.2 反应器的设计385.2.
4、1 概述385.2.2 主体设备的设计395.3 精馏塔的设计425.3.1 概述425.3.3乙酸乙烯酯精制塔的设计425.3.4主要工艺尺寸的设计425.3.4 塔高的计算485.3.5塔附属设备的设计485.3.6乙酸乙烯酯精制精馏塔接管的设计495.4 脱水塔（T0301）计算和校核525.4.1精馏塔设计525.4.2脱水塔塔的校核525.4.3精馏塔塔高的计算545.5 换热器的计算及选型545.5.1概述545.5.2原料气冷却器（E0102）的计算及选型545.5.3乙酸乙烯塔塔顶冷凝器（E0401）的计算及选型555.5.4脱乙酸塔塔底再沸器（E0201）的计算及选型565.
5、5.5产品冷却器（E0103）的计算及选型585.6 机泵的计算及设计605.6.1加压泵（P0204）设计605.6.2粗产品加压泵（P0306）设计615.7容器的设计645.7.1 脱氧罐（V0201）的设计645.7.2脱乙酸塔回流罐（V0202）设计655.7.3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697.1 典型设备自控方案概述697.2 反应器的自控697.3 精馏塔的自控697.3.1 精馏塔塔顶部分控制方案707.3.2 精馏塔塔底部分控制方案717.4 换热器的自控727.5 容器的自控737.6 机泵的
6、自控747.7 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758.1 设计依据758.2 设计范围758.3 车间平面布置方案758.4 车间平面布置图的设计及绘制(见附录附图11)768.5 设备布置原则768.6 典型设备布置方案768.6.1 塔设备的布置768.6.2 换热器的布置768.6.3 泵的布置768.6.4 罐的布置778.6.5 反应器的布置778.7 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789.1 管道布置设计依据789.2 管道布置设计范围789.3 管道布置原则789.4 管道布
7、置方案789.4.1 容器的管道布置789.4.2 换热器的管道布置789.5 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8010.1 本次设计的总结8010.2 本次设计的缺陷8010.3 对教学的意见和建议81附录82附图1 11万吨/年乙酸乙烯酯装置原则流程图（A05-01）82附图2 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PFD图(B05-1)82附图3 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PFD图(B05-2)82附图4 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-1)82附图5 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-2)82附图6 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PI
8、D图(C05-3)82附图7 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-4)82附图8 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-5)82附图9 11万吨/年乙酸乙烯酯装置PID图(C05-6)82附图10 11万吨/年乙酸乙烯酯装置设备平面图(D05-1)82附图11 11万吨/年乙酸乙烯酯装置设备平面图(D05-2)82附图12 11万吨/年乙酸乙烯酯装置设备立面图(D05-3)82附图13 11万吨/年乙酸乙烯酯装置设备立面图(D05-4)82附图14 11万吨/年乙酸乙烯酯装置车间平面图(E05-2)82附图15 11万吨/年乙酸乙烯酯装置管道平立面图(F05-1)82附图16 1
9、1万吨/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
10、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,197
11、7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
12、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 GBJ2287 工业企业总平面设计规范 GB5018793 压缩机厂房建筑设计规定 HG/T2067389
13、化工管道设计规范 HG/T2069587 化工设备管道外防腐设计规定 HG/T2067990 化工工厂总图运输施工设计文件编制深度规定 HG/T20561941.3 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）
14、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ASPEN PLUS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
