万吨醋酸生产工艺模拟与回收工段设计

v1.0可编辑可修改v1.0可编辑可修改年产5万吨醋酸生产工艺模拟与回收工段设计摘要本设计过程中主要运用了PRO/II等模拟工具，查阅了化工原理课程设计、化学工艺手册以及化工原理、分离工程、化工设计教材等资料，参考了中国石油吉林石化公司电石厂醋酸车间的装置。在设计过程中，主要对年产5万吨醋酸生产装置中的回收工段用化工模拟软件PRO/II运用进行了模拟，其中氧化塔物料衡算和热量衡算及醋酸回收塔和稀酸回收塔及设备计算进行手算，并对附属的换热器进行选型。醋酸回收塔和稀酸回收塔的物料衡算和热量衡算利用PRO/II模拟得出。同时设计出了回收工段的工艺流程，绘制了带控制点的工艺流程图、管道布置图和设备布置图。关键词：醋酸；工艺设计；工艺流程；PRO/II；回收Annualoutputof50000tonsofaceticacidproductionprocesssimulationandrecyclingsectiondesignAbstractThisdesignprocessmainlyUSESthePRO/IIsimulationtool,refertotheprinciplesofchemicalengineeringcoursedesign,aswellastheprinciplesofchemicalengineering,separationengineering,chemicalprocessmanualchemicaldesignteachingmaterialsandotherinformation,refertotheChinapetroleumjilinpetrochemicalcompanyofaceticacidcalciumcarbidefactoryworkshop.Inthedesignprocess,themainrecyclingsectionofannualoutputof50000tonsofaceticacidproductiondeviceinchemicalprocesssimulationsoftwarePRO/IIusingsimulated,includingoxidationtowermaterialbalanceandheatbalanceandaceticacidrecoverytoweranddiluteacidrecoverytowerandequipmentcalculationbyhand,andtheselectionofattachedheatexchanger.AceticacidrecoverytoweranddiluteacidrecoverytowermaterialbalanceandheatbalanceofPRO/IIsimulation.Atthesametimetodesigntheprocessflowofrecoverysection,mappedthecontrolpointsofprocessflowdiagram,pipinglayoutandequipmentlayout.Keywords:Aceticacid;Processdesign;Theprocessflow;PRO/II.recycling目录TOC\o前言 7 8 8 17 20 20 31 40 44初步设计 47液体分布器核算 48已知条件 53 56物料： 57管程数和传热管数 58平均传热温差校正及壳程数 58传热管排列和分程方法 59壳体内径 60折流板 60接管 60热量核算 61壳层对流传热系数 61管程对流传热系数 61传热系数K 62传热面积A 62换热器内流体的流动阻力 62管程流动阻力 62壳程阻力 63物料： 66管程数和传热管数 67平均传热温差校正及壳程数 68传热管排列和分程方法 69壳体内径 69折流板 69接管 69热量核算 70壳层对流传热系数 70管程对流传热系数 71传热系数K 71传热面积A 71换热器内流体的流动阻力 72管程流动阻力 72壳程阻力 72 74 75前言本设计是依据北京化工大学下达的任务书和模拟中国石油吉化电石厂醋酸装置设计而成。在此，我要感谢指导教师杨祥民和同学们对我的大力支持。虽然经过了三年的系统学习，但是只是初步掌握工艺设计的一般程序和方法，综合运用能力有待进一步提高。在今后的工作实践中仍然希望得到老师的指导和同学们的帮助，使自己分析、解决工程技术问题的能力得到提高。受时间，水平有限等因素影响，并且还是初次搞设计，因此，设计中的错误和存在的问题是在所难免的，敬请给予批评指正，使我在此基础上得到更大的提高。本设计的指导思想主要包括：（1）生产过程采用自动控制，机械化操作。（2）采用乙醛氧化生产技术，确保产品质量高，生产过程安全。（3）对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，报警消防设施。（4）厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产和正常进行及操作人员的安全。（5）设计中按规定达到环保的要求，对生产过程中的化学污水的排放要进行处理，以保证环保要求。醋酸是最重要的有机化工原料之一，主要用于合成醋酸乙烯、醋酸酯、醋酸盐和氯代醋酸等产品，是合成纤维、胶粘剂、医药、农药和染料的重要原料，也是优良的有机溶剂，在塑料、橡胶、印刷、印染等行业中也有十分之泛的用途。近年来，由于PTA及醋酸下游产品的发展，已促使醋酸成为少数产能和需求量迅速增长的少数几个石化产品之一。目前，我国共有醋酸生产厂约50家，生产能力达到135万吨，约占世界的15%，产量约占世界的%，达到97万吨左右。其中醋酸乙烯、聚乙烯醇等约占醋酸总消费量的20%，对苯二甲酸约占18%，醋酸乙酯/醋酸丁酯，乙腈等占15%，染料占14%，醋酐占8%，医药占10%，其它占15%。中国醋酸工业的发展前景持乐观态度。但是，目前装置小而散和生产工艺结构不合理的状况必须改变。目前世界上低压甲醇羰基合成法已占总生产能力的70％以上，而我国醋酸的生产还是乙烯法、乙醇法、羰基化法“三分天下”，这已经不能适应国际竞争的需要。因此，加快发展低压甲醇羰基合成法工艺是当务之急，首先，对现有的企业进行改扩建，使其生产能力至少达到20万吨-30万吨以上。同时在有条件的地区，再新建1-2套30-50万吨的生产装置，使我国低压甲醇羰基合成工艺的比例至少提高到60%，这样才能不断提高我国醋酸在国内外市场上的竞争能力，才也可能满足国内醋酸及其下游衍生物市场发展的需要。本设计主要基于吉化电石厂醋酸车间的生产基础上，设计一套年产9万吨的醋酸生产装置。本设计的设备布置，既满足了生产实际需要，又考虑了设备的安装、检修方便，节约空地。布置设备时，注意远近相结合。既紧凑又要符合生产工艺和安装要求，生产装置界区根据工艺流程和安全的需要，尽可能缩短装卸物料线。本着满足工艺条件的原则，首先确定关键设备的位置，其他设备则尽可能在主要设备四周，以便于操作、检修和配管。在厂房的四面，从一楼至二楼配有走梯。阀门、仪表等部件距地面较近，以利于手工操作和检修。界区明确，工艺流程通畅，安全合理。本车间的年工作日是300天，即7200h，大修30天，其余为小修或其它原因。本车间采用连续生产操作，工作制度采用四班倒制，连续三班操作，每班定员6人其中有一班负责车间维修及卫生等工作。车间平面为生产区，包括工段、控制室及办公生活区。表1-1车间定员时间职务人数职务人数8点——16点班长1书记116点——24点操作工4安全员10点——8点仪表工2工段长1另一班休息分析工2采购员1包装工4材料员1核算员1技术员21.严格遵守操作规程，特别是氧化塔的操作，在氧化过程中生成过氧醛酸，不仅在90—100oC时能突然分解爆炸，即便在低压时，也会因过多的积累而引起爆炸，生产过程中应经常分析氧化液中醋酸锰的含量—%，当过氧醋酸含量过高时，应立即采取措施。同时万一仪表失灵，气相温度一旦超过液相温度10oC以上或气相温度突然急剧上升，应立即关闭氧气。否则可能发生爆炸。2.氧化塔所用的检测仪表需经常检查，防要爆膜耐压不超过3kg/cm2（表压），需要做爆破预检，爆破膜需定期更换，一般使用不能超过半年。3.装置同装置周围严禁吸烟，不准穿带钉鞋，不准使用有色金属打击管道，避免设备产生火花造成爆炸。4.本装置中除了生产需要的原料外，不准堆放其他易燃易爆物品。任何情况下必须保持安全通道的畅通。5.如果装置中任何设备或管道发生泄露，应立即报告执班负责人，并采取相应的措施解决。6.定期检查安全阀，不得变动规定的使用压力。7.乙醛管道避免同蒸汽管道一起铺设，以防乙醛自燃而发生火灾。8.对较高设备应考虑避雷措施，以免发生雷击火灾，各设备管道及设备（室外）考虑接地防止静电。本车间应建于吉林市江北化工区，地处松花江畔，水源充足，水质优良。同时有铁路与全国各地相连，交通便利。而且这里是全国最大的化工生产基地，原料充足，便利。附近有动力厂、电厂，所需动力、蒸汽供应方便、经济合理，特别是化工区地处吉林市的东北部，而该地区的主导风向为西南、西北风，对市区居民的生活及附近的工农业生产均无影响。下游还有污水处理厂，能将工业、生活污水进行有效的处理。因此，该处建厂，地址最佳。吉林市地处东北腹地长白山脉，向松嫩平原过渡地带的松花江畔，三面临水、四周环山。气候类型属于温带大陆性季风气候，四季分明。春季少雨干燥，夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷。交通便利。醋酸生产中产生的三废：废水，废渣，废气。废渣主要是粘稠的高废物。废气为氧化塔废气。副产品有醋酸甲酯和稀醋酸。三废处理情况见下表：

表1-2三废处理情况表名称排除地点成分排除量处理方式废渣蒸发器醋酸%200t/a用清水和蒸馏水清洗蒸发器各三次,回收稀醋酸后用大量水清洗然后排入污水处理厂高沸物%醋酸锰%废气氧化尾气吸收塔氧气%900m3/h经旋风分离器，冷凝器水洗塔分离，冷凝分离洗涤后排入大气二氧化碳%氮气%有机物%废水冲地水、检修清洗水醋酸%9000t/次不定期排放目前世界上生产醋酸的工业化方法约有六种：亚丁烷法，轻油氧化法，甲醇法，乙烯法，酒精法，电石法。1）乙烯法：乙烯法制醋酸国内有4套装置，生产能力为万吨/年，占醋酸的生产能力的60%，乙烯收率和转化率高达95%，这是其最大的优点。2）丁烷或轻油氧化法：该方法转化率低，选者性差，生成的副产物较多。3）甲醇羰基化法。该方法采用了活性高、选择性好的铑系催化剂，它一方面可以节约设备投资，另一方面促进原料利用率的提高，减少了用于回收副产物的设备投资，提高了它的工艺的经济性。另外，该法的反应系统和精制系统呈一体，可以采用电子计算机控制系统巧妙的进行工艺控制，实现操作条件的最优化。乙醛很容易被氧化，即使在常温下，如果吸收空气中的氧气也能被氧化成醋酸。工业生产醋酸以醋酸锰为催化剂，方程式如下：该反应的产物较为复杂，除了醋酸以外，还可生成一定量醇、醛、酮和二氧化碳等。工业上为了得到高纯度的醋酸，应选择合适的工艺流程。原料规格见下表：表2-1原材料规格—览表No名称指标名称指标%备注1乙醛乙醛含量≥吉Q/JH2012-87A装置HG/T2034-912氧气氧含量≥3醋酸锰醋酸锰≥硫酸根≤氯离子≤水不溶物≤硫离子≤公用工程规格见下表：表2-2公用工程规格—览表No名称指标名称指标备注1工业水入口温度15oC温度为年平均值入口压力≥mpa2蒸汽入口压力≥mpa3电电压220/380V4氮气氧≤%5仪表压缩空气入口压力≥mpa6消防水温度15oC温度为年平均值压力≥mpa产品规格见下表：表2-3产品规格—览表No指标名称优等品一等品合格品分析方法1外观铂钴色号≤102030比色法2乙酸含量％≥中和法3水分含量％≤－－卡尔·费休法4甲酸含量％≤次溴酸钠法5乙醛含量％≤无水亚硫酸氢钠法6蒸发残渣％≤重量法7铁含量％≤比色法8高锰酸钾氧化值分≥305－比色法※允许铝制包装桶所产生的混浊1.制醋酸乙炔醋酸乙炔是聚乙烯醇、纤维的主要原料；它可以作为胶乳、涤料、织物整理剂、胶粘剂的原料，生产醋酸乙烯是目前醋酸的最大用途之一。2.制醋酸纤维素生产醋酸酐，自加工成醋酸纤维是醋酸的第二大用途。醋酸和醋酸纤维素被广泛的应用于制造塑料、人造丝、喷漆、照相底片、透明纸、染料及医药等。3.制醋酸酯类溶剂醋酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和戊酯被大量用于工业溶剂。多用于喷漆、增塑剂、制药和香料等。4.制取氯醋酸和醋酸盐一氯醋酸是制造除草剂2，4—D等的原料。醋酸钠是制除草剂、织物、染料、照相底片的中和剂和媒染剂。5.作织物整理剂醋酸可以作为尼龙、丙烯纤维、织物的整理剂，是生产染料、涤料的重要中间体。6.用于制药醋酸在医药工业方面可用制维生素B1烟酸、乙酰胺、阿司匹林、黄连素、甲基硫氧嘧啶、磺胺硫脲和磺胺甲基嘧啶等重要原料。7.制取乙酰化合物醋酸可以生成乙酰氯、乙酰胺、二甲基乙酰胺和乙酰苯胺等。从脱低塔T0101塔顶脱除的低沸物气体，进入醋酸回收塔T0301中。经蒸馏，从塔底得到浓度≥85%的醋酸，经液位控制，流量调节后，连续流入高沸物蒸发器内，重新蒸馏。T0301塔底温度TI0305由再沸器E0301远距离自动调节阀FRC0302调节蒸汽流量控制在115—120℃。液位LIC0301控制在仪表刻度的40—60%。压力控制在5－40KPa，由PI0303记录。T0301塔顶温度由TRC0301、FRC0301加水串级调节，温度控制在95—102℃，压力PI0301控制在0—15KPa。塔顶未凝之乙醛、醋酸甲酯、水及醋酸混合蒸汽，经稀酸冷凝器E0305冷凝，液相流入稀酸回收塔T0302中，未凝之气体连续进入稀酸回收塔T0302顶部。通过稀酸回收塔T0302的分馏，从塔底得到总酸浓度≤35%的稀醋酸、甲酸和水的混合物，经流量调节LIC0302调节控制，进入包装工序稀酸贮罐V0301内。塔底温度由TI0310指示由加热蒸汽量FRC0304调节，控制在80－90℃。液位LIC0302控制在仪表刻度的50－60%，压力PI0307控制在5－40KPa。稀酸回收塔T0302塔顶温度由FRC0303、TRC0303加水串级调节控制在35－45℃，顶压PI0305控制在0－15KPa。塔顶馏出之乙醛、醋酸甲酯等混合蒸汽进入醛酯冷凝器136，经冷凝，液相连续进入醛酯回收塔T0303中。通过醛酯回收塔T0303的分馏，从塔底得到浓度≥80%的混合甲酯，经液面控制，流量调节，进入包装工序V0303储罐内。塔底温度TI0314由加热蒸汽FRC0306调节控制在45－55℃，压力PI0311控制在0—10KPa。塔底液位LIC0303控制在仪表刻度的50－60％。醛酯回收塔T0303塔顶温度由FRC0305、TRC0305加水串级调节控制在19－21℃，塔顶压力为常压。从塔顶馏出之乙醛含量≥85%的乙醛蒸汽，经乙醛尾凝器E0304冷凝，冷凝液流入乙醛中间槽V0302中，经分析合格后用氮气压到乙醛加料罐01中，未凝气体经回收乙醛放空缓冲罐放入大气。醋酸的出厂价格为3600元/吨，（东北地区吉化出厂报价）醋酸的年销售收入万元我国化工行业的销售收入流动资金率一般较国外较高，所以，取销售收入流动资金率为20%，则：流动资金额=销售收入资金率×年销售收入取流动资金年利率为%，则：流动资金年利息（1）原材料费，取原料乙醛（≥%）的消耗定额为h；氧气（≥%）的消耗定额为h；氮气（≥99%）的消耗定额为h，已知原料乙醛单价为：4590元/t；氧气单价为：元/m3；氮气单价为：元/m3，则：原材料费为（2）燃料及动力费取工业水（）的消耗定额为75t/t；电（380V）的消耗定额为16kwh/t；蒸汽的消耗定额为（≥MPa）：2t/t。已知：工业水单价：元/t，电单价：元/度，蒸汽单价：1800元/t所以，燃料及动力费（3）直接工资，取生产工人工资为万元/年则（4）其他直接支出费用按直接工资费用的12%计算，则：（5）制造费用则：制造成本=原材料费+燃料及动力费+直接工资+制造费用（1）管理费用取制造成本6%，即：（2）财务费用取流动资金利息2倍，即（3）销售费销售费=销售收入×2%=18000×2%=360万元总成本费用：总成本费=制造成本+期间费用期间费用=管理费+财务费用+销售费=179++360=万元则：总成本费用=+=万元1、增值税=销项税额-进项税额增值税额=销项税额-进项税额=万元2、城乡维护建设税城乡维护建设税=增值税额×城建税率=×7%=万元3、教育费附加教育费附加=增值税额×3%=×3%=万元4、消费税取销售收入的17%为：18000×17%=3060万元则：销售税金及附加税=+++3060=万元年利润总额＝年销售收入－年成本估算－年期间费用－年销售税金及附加税＝18000－－－＝万元乙醛和氧气反应生成醋酸各反应方程式以及乙醛分配率如下：A%B%C%D%E%已知原料组成见表1-1。表1-1原料组成产物分类组成工业乙醛乙醛%丁烯酸%水%三聚乙醛%工业氧气氧气99%氮气%工业氮气氮气99%氧气%工业乙酸乙酸97%水%甲酸%醋酸锰%循环锰催化剂中醋酸锰含量占%，催化剂醋酸锰量占1000kg乙醛的%表1-2产物组成产物分类组成氧化塔尾气（mol%）乙醛氮气氧气与二氧化碳%%33%成品组成（wt%）醋酸甲酸水乙醛%%%%表1-3物质分子的量物质名称分子量物质名称分子量604474467086146132173氧化塔T0104进料及排料情况：图1-1氧化塔物料衡算醋酸产量：5万吨/年，一年按300天计，每天24小时，共7200小时1、每小时醋酸的产量：2、醋酸的纯度为%，则每小时纯醋酸的产量：3、醋酸精制过程中损失%，所以纯醋酸的实际生产量：4、乙醛用量计算：以100工业乙醛进料为基准进行氧化塔的物料衡算：工业乙醛纯度为%，则纯乙醛的量为：%=乙醛的转化率为%，则转化的乙醛为：则未转化的乙醛量：5、生成醋酸总量：主反应%副反应1%2%3%4%生成醋酸总量为则：得乙醛进料量：比例因子：6、已知乙醛纯度%，乙醛转化率%未反应的乙醛：7、氧化塔：实际参加反应的的量=生成的量生成的量生成的量生成的量生成的量生成的量生生成物总量(不包含)消耗总量已知氧气纯度99%，利用率99%,则消耗工业氧气摩尔总量:未反应的氧气量：氧气中夹带的氮气的量：工业氧气量：8工业各物质的量及组成见下表表1-4原料乙醛中各物质的量的组成物质名称物质的量的百分含量实际物质的量乙醛%水%聚甲醛%丁烯酸%已知催化剂中醋酸锰含量占%，催化剂中醋酸锰量占1000kg乙醛的%，设的量为m,则，得循环锰量根据循环锰的组成分别求出各组分的量表1-5循环锰溶液量成分质量数kg/h摩尔数kmol/h质量分率%摩尔分率%醋酸97水甲酸丁烯酸亚乙基二醋酸酯醋酸锰三聚乙醛总计100100设计尾气中二氧化碳摩尔分率为%，设尾气总量，则：得：则尾气中各物质含量：表1-6尾气各组分含量物质摩尔分率%摩尔数kmol/h质量数kg/h质量分率%氮气氧气乙醛二氧化碳总计尾气计算尾气中总氮气为h工业氮气中纯氮气为中氮气纯度为99%，需工业氮气氮气带入的氧气量氧化液中各物质的量=反应生成的量+循环锰带入的量醋酸质量=反应生成的量+催化剂带入的量：水质量=催化剂带入量+工业乙醛带入量+反应生成的量：乙醛质量(液相)=乙酸甲酯质量=亚乙基二醋酸酯质量=反应生成的量+催化剂带入的量：甲酸质量=反应生成的量+催化剂带入的量：三聚乙醛质量=催化剂带入量+工业乙醛带入量：丁烯酸质量=催化剂带入量+工业乙醛带入量：醋酸锰质量=各物质的量见下表：表1-7氧化液组成物质质量(kg/h)质量分率（%）摩尔数(kmol/h)摩尔分率（%）醋酸乙醛乙酸甲酯水亚乙基二醋酸酯甲酸三聚乙醛丁烯酸醋酸锰总计100100表1-8氧化塔物料衡算结果物质名称质量数(kg/h)总计进塔工业氧气工业氮气工业乙醛循环锰出塔尾气氧化液∑M进≈∑M出，所以物料守恒。醋酸回收塔通过PRO/II软件的模拟计算则：醋酸==h水==h甲酸=46= kg/h乙醛==h甲乙基醋酸酯==h水==h甲酸==h乙醛==h甲乙基醋酸酯==h醋酸：=h水:=h甲酸：46=h乙醛：44=h甲乙基醋酸酯：146=h表1-9T0201物料平衡表稀酸回收塔的进料=醋酸回收塔塔顶出料水:=h甲酸：=h乙醛：=h甲乙基醋酸酯：=h乙醛：=h甲乙基醋酸酯：=h水:=h甲酸：=h甲乙基醋酸酯：=h表1-10T0201物料平衡表表2-1物性数据名称状态ΔcHθ(298K)kcal/kg分子Cp(kcal/kmol·k)Cp(kcal/kmol·k)a1000bCH3CHOl-280500CH3COOHl-208300HCOOHl-64500-CH3COOCH3l-427800(CH3CHO)3lCH3CH=CHCOOHl-477800CH3CH(0C0CH3)2l-698000Mn(CH3C00)2H2Og0-CO2g0O2g0N2g0图2-1氧化塔热量情况表2-2Q1氧气带入热（20℃）Q6反应热（80℃）Q2进料氮气带入热（20℃）Q7尾气带走热（55℃）Q3进料乙醛带入热（20℃）Q8氧化液带走热（70℃）Q4循环锰带入热（40℃）Q9热损失×（Q3+Q6）Q5回收乙醛带入热（25℃）Q10循环水带走热冷却水进口温度15℃，出口60℃以0℃为温度基准(1)Q:O带入热(20℃)通入量h,Cp(O2)=kcal/kmol·k(2)Q2:N2带入热(20℃)N2通入量h,Cp(N2)=kmol·k(3)Q3:CH3CHO带入热(20℃)CH3CHO通入量h,Cp(CH3CHO)=kmol·k(4)Q4:循环锰带入热(40℃)各组分热量=摩尔数×Cp表2-2循环锰带入热成分质量数kg/h摩尔数kmol/hCp(kcal/kmol·k)热量kcal/h醋酸水甲酸丁烯酸亚乙基二醋酸酯醋酸锰三聚乙醛总计(5)Q5:回收乙醛带入热，可以忽略不计，(6)Q6:反应热(80℃)

则：主、副反应所放出总热量(7)Q7:尾气带走热(55℃)表2-4尾气带走热量物质质量数kg/h摩尔数kmol/hCpkcal/kmol·K热量kcal/h氮气氧气二氧化碳乙醛总计乙醛汽化潜热为5944kcal/kg分子所以(8)Q8:氧化液带走热(70℃)氧化液中醋酸占绝大部分，其他组分带走热量可以忽略不计，则(9)Q:热损失由热量守恒即：++++.13=++得：循环水用量注：正负号只代表吸热还是放热，不代表大小。由Pro/Ⅱ模拟及计算响应数据得：表2-5醋酸回收塔热量衡算名称热量MkJ/h总计MkJ/h进塔S2塔釜热负荷出塔S6S7塔顶热负荷.，所以醋酸回收塔热量守恒。由Pro/Ⅱ模拟及计算响应数据得：

表2-6稀酸回收塔热量衡算名称热量MkJ/h总计MkJ/h进塔S8塔釜热负荷出塔S9S10塔顶热负荷，所以醋酸回收塔热量守恒。PRO／II是一个在世界范围内应用广泛的工艺模拟软件，在WINDOWS95、98以及NT上运行。PRO／II功能强大，除了具备上述软件具有的功能之外，它的模拟特征被世界上许多工艺工程师所熟知，结合PROVISION窗口界面，能够很容易地建立和模拟包括精馏塔、压缩机、反应器、换热器、混合器等工艺装置在内的工艺流程。容易操作，便于学习与应用。应用流程：1、建立一个新的流程：从File菜单中选择new选项，从浮动PFD图板中选取工艺装置、物流线等，用于设计流程图可以一步一步地在PFD上选取处理单元、物流线等，建立一个工艺流程图。2、在图中画出物流线：浮动PFD图板可以用鼠标点住面板顶部，移动到屏幕的任何位置。在浮动PFD图板上单击Stream按钮，就能够在流程图上加上物流线。只要选择了Stream，所有单元图上可能的出口部分都将出现。出口部分为红色显示，被连接后变为绿色。加物流线时装置出口或外部引入物流连续上述操作，直到图上的所有物流线都连上为止。再次单击Stream或按ESC键取消S。3、定义组份表：在屏幕顶部的Input菜单中，单击Componentselect选项这时可以输入一个组份。单击ADD或回车，将组份NITROGEN移入ListofSelectedComponent。4、定义一个热力学方法：在工具条上单击图标，可以在普通热力学方法、归纳相关系数、液体活性方法、特殊包、状态法方程表中进行选择。或者在屏幕顶部单击Input，在菜单中选择单击Thermodynamicdata选项。PRO－II允许指定预定的热力学计算方法系统。5、指定工艺装置和物流数据：需要输入每一个工艺装置或物流所需数据时，可以对其双击，出现相应的数据输入窗口后进行数据的输入。另一种方法：在选定的单元或物流上单击一次，使之变成高亮的绿色。在菜单棒中单击Input，打开Input菜单。单击DataInput选项，出现相应的数据输入菜单。6、物流数据：在上述窗口单击UOM按钮，出现ConvertUnitofMeasure（改变计量单位）窗口，选择气体体积流量单位M3／S（每秒立方米），如图1－14所示。在Basis数据域选择气体体积（），在第二个表中选择M3（立方米）在第三个表中选择SEC（秒）。当所有成份数据输入完之后，单击OK按钮，返回StreamData（物流数据）窗口输入入口物流的温度和压力在FirstSpecification（第一个参数）数据域单击向下箭头的按钮，在出现的信息菜单中选择Temperature（温度）选项。7、运行模拟：一旦建立了流程图，输完全部所需数据，你就可以运行模拟流程。在PRO／II的主窗口上的工具条上单击“运行”按钮，程序就开始计算。另外，如果调出了RunPalette（运行图板），可以在浮动RunPalette上单击CHECKDATA按钮，检查流程图中是否有错误。如果有错误或警告，浮动RunPalette上的Status按钮将变红或变黄。单击Status按钮，出现FlowsheetStatu窗口，这个窗口显示由流程中数据产生的错误和警告。在流程图上改正错误。如果无任何错误存在，Status的边框为黑色。可以继续运行：在浮动RunPalette上单击RUN按钮开始计算几秒种后，可以看到结果。8、查看运行结果：随着流程计算的完成，流程图上的图标的颜色也由绿变蓝。在浮动RunPalette上单击Message按钮，出现Message（信息）窗口。这个窗口将显示整个计算过程的每一个步聚。再次单击Message按钮，关闭Message（信息）窗口。看输出报告：在工具条上单击按钮，出现GenerateReportofSession1窗口。一旦PRO／II完成输出报告的生成，物流和处理装置的结果（在输出报告中）自动出现在Programmer’sFileEditor（程序文件编辑器）窗口。表3-1模拟数据与工厂控制参数工厂控制参数模拟参数名称单位控制范围数据脱低沸物塔顶温℃105-110底温℃125-132顶压kPa5-5020底压kPa30-6050脱高沸物塔顶温℃112-118底温℃122-128顶压kPa0-150底压kPa15-4015醋酸回收塔顶温℃95-102103底温℃115-120顶压KPa0-150底压KPa5-4010塔底出料醋酸含量%≥84稀酸回收塔顶温℃35-4542底温℃80-90顶压KPa0-150底压KPa5-4010塔底出料醋酸含量%≤35醛酯回收塔顶温℃19-21底温℃45-55顶压KPa00底压KPa0-1010回收乙醛含量%≥85100回收混合甲酯%≥80从上表可以看出模拟数据与工厂控制参数基本复合，所以模拟基本是合理的。通过PRO/II软件的模拟，该塔选取金属塔波纹250Y型填料塔较合适。模拟得气相体积流量液相体积流量气相密度液相密度液相表面张力液相粘度经查的250Y型填料塔的有关数据：将以上数据代入贝恩（Bain）-霍根（Hougen）关联式中得：圆整后实际气速安全系数，符合要求液体喷淋密度散装填料，其最小密度对于直径大于75mm的填料，可取最小润湿则最小喷淋密度，符合要求，合理。利用等板高度法经查的h选通过PRO/II软件的模拟得塔板数所以塔高=填料层高度+附属部件的高度+塔顶空间+塔底空间a.塔的上部空间高度塔的上部空间高度的作用：在塔填料层以上，有一足够的空间高度，以使随气流携带的液滴能从气相中分离出来，该高度一般取~.本塔取值2m。b.安装液体分布器和再分布器(包括液体收集器)所需空间高度其高度值依据分布器的形式而定，一般取1~的空间高度。本塔取2mc.裙坐高度定为液面上方的气液分离高度要求：满足安装塔底气相接管所需空间高度和气液分离所需空间高度。因此，塔高H=+2+2+=12m气体通过填料层的压降采用Eckert关联图计算填料压力降气体通过填料层的压力降采用Eckert关联图计算其中横坐标为查得纵坐标为查图得填料层压力降采用孔盘式分布器通过PRO/II软件的模拟数据见表4-1表4-1液体分布器计算已知条件1喷淋密度2淋降点数N3升气管数此塔设计不设生气通道选聚氯乙烯管则4升气管高度喷淋降孔直径初选孔径5mm则初选升气管高度H为500m5支撑装置设计本设计采用波纹板网支撑板，板网支撑结构简单，重量轻，自由截面大，但强度低。本设计塔填料层高度较低，故此支撑板使用。主要支撑装置的数据见表4-2表4-2支撑装置数据半外径板高近似重量45020506设置升气管和淋降孔、统计管、孔数管孔均按等边三角形排列，中心为加料区不布孔，离塔壁500mm宽度内不补孔，统计得升气管数为18，淋降孔数为40。7加料管设计取进液管速度s,则管径为：标准选硬聚氯乙烯管1喷淋密度2升气管压降3极限液位高度4弹性比值校核弹性比值分布器允许的弹性比值[T]>T满足要求5分布质量DQ根据作图法求得分布质量在75-90%之间，是中性液体分布器，满足要求。吸收塔内气体动能因子为气体动能因子在常用的范围内。稀酸回收塔也选用规整填料，金属板波纹250Y型填料。通过PRO/II软件的模拟，该塔选取金属塔波纹250Y型填料塔较合适。模拟得气相体积流量液相体积流量气相密度液相密度液相表面张力液相粘度经查的250Y型填料塔的有关数据：将以上数据代入贝恩（Bain）-霍根（Hougen）关联式中得：圆整后实际气速安全系数，符合要求液体喷淋密度散装填料，其最小密度对于直径大于75mm的填料，可取最小润湿则最小喷淋密度，符合要求，合理。利用等板高度法经查的h选通过PRO/II软件的模拟得塔板数所以塔高=填料层高度+附属部件的高度+塔顶空间+塔底空间a.塔的上部空间高度塔的上部空间高度的作用：在塔填料层以上，有一足够的空间高度，以使随气流携带的液滴能从气相中分离出来，该高度一般取~.本塔取值。b.安装液体分布器和再分布器(包括液体收集器)所需空间高度其高度值依据分布器的形式而定，一般取1~的空间高度。本塔取c.裙坐高度定为液面上方的气液分离高度要求：满足安装塔底气相接管所需空间高度和气液分离所需空间高度。因此，塔高H=+++=9m气体通过填料层的压降采用Eckert关联图计算填料压力降气体通过填料层的压力降采用Eckert关联图计算其中横坐标为查得纵坐标为查图得填料层压力降与醋酸回收塔一样采用孔盘式分布器查寻模拟数据，计算液体分布器需要的已知条件见表4-3表4-3液体分布器计算已知条件Vmaxm3/sVminm3/sLmaxm3/sLminm3/sρVkg/m3ρLkg/m3一初步设计1选择喷淋密度2计算淋降点数N填料塔截面积3升气管数ng此塔设计不设生气通道选φ50mm×5mm聚氯乙烯管η=35%则4升气管高度hmax喷淋降孔直径初选孔径10mm初选升气管高度H为900m5支撑装置设计醛脂回收塔同样采用波纹板网支撑板。主要支撑装置的数据见表5-8表5-8支撑装置数据半外径板高近似重量20520206设置升气管和淋降孔、统计管数、孔数管孔均按等边三角形排列，中心为加料区不布孔，离塔壁500mm宽度内不补孔，统计得升气管数为3，淋降孔数为5。7加料管设计取进液管速度s,则管径为：标准选φ180mm×5mm硬聚氯乙烯管二液体分布器核算1选择喷淋密度2升气管压降3极限液位高度4弹性比值校核弹性比值分布器允许的弹性比值[T]>T满足要求5分布质量D根据作图法求得分布质量在75-90%之间，是中性液体分布器，满足要求。吸收塔内气体动能因子为气体动能因子在常用的范围内。本设计需要采用130℃热水将醋酸回收塔塔底物料从60℃加热至120℃，循环水出口温度为110℃。由于循环热水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程,物料走壳程,选用的碳钢管,管内流速取s。通过PRO/II软件的模拟，得出以下数据：热流股：密度定压比热容导热系数粘度物料：密度定压比热容导热系数粘度管程传热系数带入克恩公式：假设管壁的导热系数总传热系数K算的定性温度可取流体进出口平均温度壳程的定性温度为管程的定性温度为热流量加热水用量对数平均温差取安全系数，则依据传热管内径和流速确定单程传热管数按单程计算所需的传热管长度为按单程设计传热管过长,宜采用多管程结构.现取传热管长l=6m,则该换热管程数为传热管总根数平均传热温差校正系数查图5-1，求温差修正系数F，由于该店难以从图上读出，需进一步进算E、R以代替E、R图5-1壳侧单程,管侧2程的换热器温差修正系数图从图5-1读得F=平均传热温差传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列.取管心距,则横过管束中心线的管数采用多管程结构,取管板利用率则壳体内径为圆整可取采用弓形折流板；取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的,则切去的圆缺高度假定折流挡板间距是壳体内径的倍，则取折流板间距,B可取240mm。折流板数可取20块。折流板圆缺面水平装配.壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为则接管内径为：圆整后d=100mm。管程流体进出口接管：取接管内循环水流速,则接管内径为：圆整后d=100mm。壳层对流传热系数对圆缺形折流板,可采用克恩公式量直径,由正三角形排列得壳程流通截面积壳程流体流速黏度校正故管程对流传热系数管程流通截面积管程流体流速黏度校正故传热系数K算的传热面积A该再沸器的实际传热面积改再沸器的面积裕度为：传热面积裕度合适,该再沸器能够完成生产任务。管程流动阻力由,取传热管相对粗糙度，查莫狄图得,所以：管程流动阻力在允许范围之内.壳程阻力流体流经管束的阻力,流体流经折流板缺口的阻力总阻力壳层流动阻力也比较适宜.

T122塔再沸器主要结构和尺寸见表5-1表5-1T122塔再沸器主要结构和尺寸名称管程壳程物料名称加热水醋酸混合物料操作压力MPa操作温度℃130/11060/120流量kg/h流体密度kg/m3流速m/s传热量KW总传热系数W/m2·K阻力降MPa程数91推荐使用材料碳钢碳钢管子规格φ25×管数20管间距mm32排列方式管长2000mm折流板型式上下间距60mm正三角形壳体内径mm630切口高度25%本设计需要采用20℃热水将醋酸回收塔塔底物料从110℃加热至70℃，循环水出口温度为80℃。由于循环热水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程,物料走壳程,选用的碳钢管,管内流速取s。通过PRO/II软件的模拟，得出以下数据：热流股：密度定压比热容导热系数粘度物料：密度定压比热容导热系数粘度管程传热系数带入克恩公式：假设管壁的导热系数总传热系数K算的定性温度可取流体进出口平均温度壳程的定性温度为管程的定性温度为热流量加热水用量对数平均温差取安全系数，则依据传热管内径和流速确定单程传热管数按单程计算所需的传热管长度为按单程设计传热管过长,宜采用多管程结构.现取传热管长l=4m,则该换热管程数为传热管总根数平均传热温差校正系数查图5-2，求温差修正系数F，由于该店难以从图上读出，需进一步进算E、R以代替E、R图5-2壳侧单程,管侧2程的换热器温差修正系数图从图5-2读得F=平均传热温差传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列.取管心距,则横过管束中心线的管数采用多管程结构,取管板利用率则壳体内径为圆整可取采用