万吨_年聚酯车间醋酸精馏工段初步设计开题报告.doc

齐齐哈尔大学本科生毕业设计(论文)开 题 报 告 题 目 20万吨/年聚酯车间醋酸精馏工段初步设计 学 生 姓 名 葛 鹏 专 业 班 级 化工125班 指导教师姓名 陈朝晖 一、选题的依据及意义醋酸(Acetic Acid)是一种极为重要的有机化工产品，其衍生物多达数百种，其动态常常会反映整个有机化学工业的面貌。醋酸主要用于合 成醋酸乙烯、对苯二甲酸、醋酸纤维、醋酸酯、 金属醋酸盐及氯代醋酸和醋酐等，是合成纤维、 胶粘剂、医药、染料和农药的重要原料。醋酸的精馏技术广泛应用于各类精细化学品的生产中，它不仅用于最终产品的精制，还用于原料的提纯、所用溶媒(剂)和废料的回收等各方面，而且在某些精细化学品的生产中，还直接应参与反应过程。一般而言，精馏作为常用的分离方法，占整个化工生产能耗的大部分，有的比例超过了80以上，因而提高精馏水平，对于降低化工过程的能耗，提高生产效率有重要意义。同时先进的精馏技术，还可大幅度提高产品的质量，减少生产过程中的废品率，提高原料的利用率，并可极大促进绿色精细化工的发展。二、课题的国内外的研究现状醋酸精馏的生产历来受到国内外的重视，美发达国家，均将精细化工的精馏作为重要、优先的发展方向。1911年，德国建成第一套乙醛氧化生产醋酸 的工业化装置，1952年，美国Celanese公司开发 了低碳烷烃氧化生产醋酸工艺。50年代以前，国 际上醋酸生产主要是以乙炔或乙醇为原料的乙醛 氧化法，60年代乙烯一乙醛法得到了较大的发展。 1960年德国BASF公司开发了以铬为催化剂的甲 醇高压羰基合成工艺并实现了工业化。1968年 Monsanto公司开发了甲醇低压羰基合成工艺，该 工艺采用以铑为主体的催化剂，该催化剂具有活 性好、选择性高等优点，并于1970年在美国Texas 州实现工业化生产。该工艺为醋酸工业的快速发 展奠定了基础。 19992003年，全球醋酸的产能、产量分别 以38和31的年增长率递增。目前，世界醋 酸的总生产能力约为9570万ta，产量约为 8500万ta。我国醋酸精馏技术的研究水平已接近或达到国际先进水平，许多先进技术也在大型化工中得到了应用，但在精细化工生产中，所使用的精馏技术大都很原始，技术含量低。这一方面是因为精细化工生产的多样性与复杂性造成的，但更重要的是因为精馏作为分离手段，还没有引起足够的重视，往往只是作为一个附属过程，而且由于精细化工的生产特点，企业也不重视生产过程的能耗水平及环保指标。但随着精细化工的发展，及环保要求的日益严格，这一情况正得到改变。2012年以来，随着房地产市场持续下行，醋酸酯、醋酸乙烯和PTA等醋酸下游市场持续低迷，导致醋酸行业萎靡不振，但冰醋酸产量增速依旧维持在较高水平，2012年1-12月全国冰醋酸产量累计4302790吨，同比增长1.4%。2013年全球十大醋酸生产商中有7家是中国公司，中国醋酸生产能力从2003年的130万吨/年增加到了2013年的930万吨/年 我国不仅大量进口醋酸，而且醋酸下游衍生 物的进口量也逐年增长。据预测，2005年我国醋 酸需求量达160180万t，2010年将达230270 万t。3、 本课题研究的内容及拟采取的方法1设计研究内容：氧化塔来的氧化液进人氧化液蒸发器(E201)，醋酸等以气相去高沸塔，蒸发温度120130C。蒸发器上部装有四块大孔筛板，用回收醋酸喷淋，减少蒸发气体中夹带催化剂和胶状聚合物等，以免堵塞管道和蒸馏塔塔板。醋酸锰和多聚物等不挥发物质留在蒸发器底部，定期排人高沸物贮罐(V-202)，目前一部分去催化剂系统循环使用。高沸塔常压蒸馏，塔釜液为含醋酸90x102以上的高沸物混合物，排人高沸物贮罐，去回收塔(T-205)。塔顶蒸出醋酸和全部低沸点组分(乙醛，酯类、水，甲酸等)。回流比为1：1，醋酸和低沸物去低沸塔(T-202)分离。 低沸塔也常压蒸馏，回流比15：1，塔顶蒸出低沸物和部分醋酸，含酸约7080，去 脱水塔(T-203)。低沸塔釜的醋酸已经分离了高沸物和低沸物，为避免铁离子和其他杂质影响质量。在成品蒸发器(E-206)中再进行一次蒸发，经冷却后成为成品，送进成品贮罐(V-402)。2设计的范围：本设计为20万吨/年，20万吨/聚酯车间醋酸的连续蒸馏为重点工段。该设计包括工艺方法及流程的选择论证，物料衡算，热量量衡算，设备选型，设计并绘制图纸等。3设计的方法：1、通过物料衡算、热量衡算确定主要结构参数及热负荷及热损失。2、根据工艺要求，要求确定结构形式及尺寸及选材。3、根据零部件结构形式、受力条件及材料的机械性能和腐蚀情况，进行强度计算，确定其结构尺寸。例如塔釜的壁厚及轴等。在计算中严格按标准进行。四、难重点以及解决的方法主要难重点：1精馏塔版上流体分布不良，精馏效率较低，填料层中流体分布不良，局部效率损失。2换热器器加热效果不好，以及灵敏点温度票高。解决方法：1通过查找，阅读醋酸精馏生产工艺研究及发展现状的相关文献，对他的操作条件和参数进行逐步调整，使塔的负荷，逐步而有尽快地达到正常操作值，转入正常操作。开车是精馏过程中重要的环节，目标是缩短开车时间，节省费用，尽快得到合格产品。2对换热器进行细致的检查，降低灵敏点的温度，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质。塔中氧量和水分含量必须符合规定。五、日程安排2016年3月7日-3月20日 完成开题报告、英文文献查找内容包括：工作任务及题目意义、文献综述、工作计划、主要困难及解决办法等，同时应提交英文文献的原文。 2016年3月17日 开题报告会，提交文献的原文。 2016年3月18日- 20日修改完成开题报告，25日上交至专业。 2016年3月21日- 4月22日1.完成设计说明书部分 内容包括：总论，工艺设计及计算，公用工程用量计算。2.提交英文译文。 2016年4月25日 中期检查报告会，提交1、2两部分工作内容、中期工作报告。2016年4月26日-5月10日 车间的平立面布置，生产控制部分，空调部分，电气部分，建筑部分，结论，参考文献等内容。 2016年5月11日-6月11日 完成图纸绘制及设计说明书的打印装订工作。 2016年6月12日-6月17日 指导教师结题验收及专业评阅工作 验收内容含：设计说明书、译文（包括草稿）及原文、设计图纸，开题报告、中期报告及终期总结等，以确定工作内容的真实、可信性。2016年6月14日 学校毕业论文设计查重。 2016年6月20日-22日 毕业答辩会六、参考文献 1.张爱娟醋酸生产综述J乙醛醋酸及其衍生物2001,1