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1、毕业论文（设计）题 目：年产8万吨乙酸乙酯生产车间的设计学生姓名：学 号：2011010680所在学院：材料与化工学院专业班级：化工1103届 别：2011 届指导教师：目 录1前言22工艺设计方案32.1原料路线确定的原则和依据32.2四种工艺优缺点比较43设计方案的确定63.1反应原理63.2工艺流程图74物料衡算94.1（1）全流程的工艺数据9（2） 催化剂的配方9（3） 操作条件9（3）原料和产品的控制指标94.2 一步缩合反应釜的物量衡算104.3二步缩合反应釜的物料衡算124.4单效蒸发器的物料衡算134.5脱乙醛塔的物料衡算144.6脱乙醇塔154.7脱重组分塔155热量衡算17
2、5.1基本数据175.2一步缩合釜的热量衡算：185.3二步缩合反应釜热量衡算：195.4单效蒸发器的热量衡算195.5冷凝器的热量衡算205.6脱乙醛塔的热量衡算215.6.1 再沸器的热负荷225.6 .2冷凝器的冷凝量225.7脱乙醇塔的热量衡算235.7.1再沸器的热负荷235.7.2 脱乙醇塔冷凝器热量衡算235.8脱组分精馏塔的热量衡算245.8.1再沸器的热负荷245.9 脱重组分的冷凝器的热量衡算246 主要设备的设计与辅助设备的选型266.1 一步缩合反应釜的设计266.1.1缩合釜釜体的设计266.1.2 搅拌装置设计286.2 单效蒸发器的设计与选型296.2.1 蒸发器
3、的选择理由296.2.2 蒸发器计算与设计296.3脱乙醛塔的设计与计算316.3.1脱乙醛塔的基础数据316.3.2塔径的确定316.3.3 塔板结构设计326.3.4 对设计塔板进行校核336.3.5 负荷性能图346.3.6 塔高的确定376.4 辅助设备的选型396.4.1 泵的选型396.4.2 再沸器的选型26396.4.3 冷凝器选型416.4.4 工艺设备一览表417.车间布置设计437.1概述437.2车间布置437.3本设计的生产车间布置448.总结45参考文献46附录:47致谢47摘要乙酸乙酯其分子式为CH3COOC2H5，乙酸乙酯是一种无色透明的特殊的水果味的液体，沸点
4、为77摄氏度，熔点83.6，密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、甘油、丙二醇、乙醚和苯等有机溶剂。在行业中有多种用途，可广泛应用于涂料，医药，化工，纺织原材料，如各种产品，医学的有机酸提取剂，染料生产。此外其特殊的果香还可用作生产水果香精和各种调香组分以及食品工业中，用途十分广泛，发展前景看好。当代生产乙酸乙醋的方法有以下几种:乙醇醋酸直接醋化法、乙酸直接加成法、催化精馏法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法。结合我国的国情和社会因素的影响，本文将利用乙酸乙酯和工厂的物料平衡和热平衡计算乙醛缩合产生。关键词：乙酸乙酯；乙醛缩合法；工艺车间设计；衡算Ethyl acetate (EA) and it
5、s molecular formula for CH3COOC2H5 acetic acid, ethyl acetate is a colorless transparent liquid with special fruit aroma, its boiling point is 77 , melting point is 83.6 , the density of 0.901 g/cm3, soluble in ethanol, chloroform, glycerin, propylene glycol. In the industry have a variety of purpos
6、es, it is widely used in paint, pharmaceutical, chemical, textile raw materials and also as extracting agent for organic acid production of various products, medicine, dye and so on, its special aroma also can be used for production of fruit essence and various flavouring components as well as the f
7、ood industry, application is very extensive, good prospect of development. Contemporary acetic vinegar production method has the following kinds: direct acetification of ethanol to acetic acid, acetic acid direct addition method, catalytic distillation method, acetaldehyde condensation method, ethan
8、ol dehydrogenation method. Based on Chinas national conditions and the factors to consider all aspects of the society, acetaldehyde condensation method is adopted in this paper, production of ethyl acetate material and heat balance of the plant.Key words: ethyl acetate; Acetaldehyde condensation met
9、hod. Process plant design; balance1前言乙酸乙酪又名醋酸乙醋，在行业中有多种用途，可广泛应用于涂料，医药，化工，纺织原材料，如各种产品，医学的有机酸提取剂，染料生产，此外其特殊的果香还可用作生产水果香精和各种调香组分以及食品工业中，用途十分广泛，发展前景看好。近年来，随着世界经济持续增长，各行各业都得到了发展迅速，尤其是建筑、汽车等行业，同时环保法规日益严格，采用各种环保高档溶剂生产涂料、染料、胶合剂等产品已成大势所趋。 乙酸乙酯在一些发达的国家有渐渐取代一些对人体和环境有害的类溶剂，环保无害已成为时代的主题，环保的乙酸乙酯将更受人们接受和发展。乙酸乙酯当代合
10、法的生产方法，乙醇脱氢和乙烯硅氢加成反应以及乙醇乙酸的酯化反应和乙醛缩合法。乙醛缩合法是二十世纪七十年代发展起来的新技术，在日本、美国等国家有较好发展。其优点在于成功率和转化率较高，对工业设备要求较低，在适当条件下反应温和反应成本较低，批量生产和有效使用乙酸乙酯，基本符合我国基本国情，对经济和环境的协调发展有横好的促进作用。因此，乙醛缩合法是一个很好的选择，可以根好适合我国的发展。 为了满足行业日益增长的对绿色溶剂及原料的需求以及启东滨江精细化工园自身发展规模以及乙醇的供给量，确定项目生产规模为年产8万吨乙酸乙酯中型化工厂2工艺设计方案2.1原料路线确定的原则和依据乙酸乙酯当代合法的生产方法，
11、乙醇脱氢和乙烯硅氢加成反应以及乙醇乙酸的酯化反应和乙醛缩合根据项目要求，我们要对以上几种方法做出相应的比较，从各个方面例如工艺的技术对比。下面将比较一下4种方法的优缺点。（1）直接脂化法 乙酸和乙醇在硫酸等催化剂作用下直接醋化合成乙酸乙醋，合成反应式如下: 反应式： 此法是我国一直使用的一项传统工艺，投资少，高收益。但是由于要使用硫酸做催化剂，拥有强腐蚀性，造成了各种损失，设备腐蚀严重，污染难以处理，导致生产成本更高，无法完成企业的 工业化。（2）乙醛缩合法 由两分子乙醛经缩合反应成一分子乙酸乙醋，反应式如下: 反应式： 此方法受地域的影响，如果工厂靠近原料的产地，运输方便，可以在生产的成本上
12、体现优势。同时此路线在常温低压下就可以进行，条件温和，各种消耗小，不会造成设备的腐蚀损坏 且原料消耗也较少。此方法大多被美国和日本所使用，工艺简单，他们有原料来源广泛，有成本优势。但是反应的催化剂难以制备，容易水解损失。（3）乙醇催化脱氢法该反应以乙醇为原料，催化剂采用Cu/Zn0/A1203，反应压力1.OMPa，反应温度250反应历程如下:反应式：该法是一个新开发的路线，前景广阔。各种反应条件要去较低，乙醇歧化反应流程简单，、条件温和，其生产过程中不含各种废水、气等污染，所得的产品浓度高，不损坏反应设备，这一切使得成产成本较低。但是由于技术不成熟，乙醇的转化率较低，只有50%-60%转化率
13、，乙酸乙酯的选择性也不高，由此造成无法工业化。（4）乙酸/乙烯合成醋化法主要过程的乙烯为原料，螯合在二氧化硅多使用酸为催化剂的杂多酸盐。在压力为1.OMPa、反应温度150度左右的条件下反应合成乙酸乙醋。反应式如下: 反应式：该法在国外被大力开发，工艺的优势明显，副反应难以发生。而且乙酸乙酯的出产量和选择性都很高，分别达到90%和95%以上。该路线的工业化应用试验正在国外大力开发。2.2四种工艺优缺点比较工艺方法优点缺点酯化法浓硫酸催化剂的使用使反应均匀，容易控制。而且浓硫酸吸水性强、价格低廉，在反应中混合，性能稳定，全塔催化，达到最优控制投资少，高收益。但是由于要使用硫酸做催化剂，拥有强腐蚀
14、性，造成了各种损失，设备腐蚀严重，污染难以处理，导致生产成本更高乙醛缩合法在常温低压下就可以进行，条件温和，各种消耗小，不会造成设备的腐蚀损坏 且原料消耗也较少受地域的影响，要工厂靠近原料的产地乙醇脱氢法反应流程简单，、条件温和，其生产过程中不含各种废水、气等污染，所得的产品浓度高，不损坏反应设备技术不成熟，乙醇的转化率较低，只有50%-60%转化率，乙酸乙酯的选择性也不高乙烯乙酸加成法乙酸乙酯的出产量和选择性都很高，分别达到90%和95%以上受地域影响，生产成本取决于乙炔的价格波动从以上的各种方法相比较，结合工艺和一些成本要求等等。我们在对我国实现经济比较方案相比，比表1.6年产800000
15、0吨乙酸乙酯不同的技术经济指标。表1.6 三种工艺的经济情况指标14工艺路线乙醛缩合法乙烯加成法酯化法原料单耗乙烯0.335乙醛1.02乙酸0.7180.692乙醇0.533其他0.0050.010.005公用工程单耗电26.114176.46715，442冷却水150.298166.98766.765纯水008.344蒸汽0.444.2蒸汽1.100冷冻1161.200综合能耗68831562714663 3设计方案的确定目前在世界范围内，生产乙酸乙酯基本使用以上四种方法，但我国的技术有限，只有以下三种酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法路线，乙酸/乙烯加成法受原料限制等等无法通入运行。上述三法在
16、我国也有一些优缺点，乙醇脱氢法受原料乙醇和地域限制较多、酯化法中新催化剂的技术还不成熟。而乙醛缩合法在国外有相当成熟的工艺，在中国上海石化股份公司也已经建有新型设备，达到技术要求，所以本想不将采用乙醛缩合法生产乙酸乙酯。3.1反应原理用乙醛缩合法制乙酸乙酯将会有三个阶段：催化剂的制备、乙醛的缩合反应、催化剂的脱除和精馏提纯。（1） 催化剂的制备：把一定量的铝粉和乙酸乙酯加入催化剂的合成釜中，蒸汽渐热，再加入适量乙醇进行反应，将会生产出乙醇铝的催化剂（2）乙醛的缩合反应缩合反应将进行两步缩合进行，第一步用釜式的反应器，第二步将采用管式的反应器，两者是相互串联的反应方程式为：这样做的好处是，两步缩
17、合反应更完全，分级调节，更易控制。第一步釜式的反应器的应用可以把反应剧烈放出大量的热量轻易排出，且搅拌均匀易于控制，安全性高。第二步管式的反应器的应用将有利于转化率的提高，而且之后反应所产热量已经不多，步影响反应。图2.2为缩合工序的流程简图。 图2.2 缩合工序的流程简图(3)催化剂的脱除由于催化剂易水解，我们可以加水使催化剂加速水解，然后在蒸发器的作用下将蒸发出粗乙酸乙酯，再分离出氢氧化铝残液，再用一个分离器对残液进行处理，在剩下的液体分离出氢氧化铝，蒸发器可以对剩余的液体进行再利用图2.3 蒸发工序流程简图（4）精馏提纯 我们使用三塔形式，三塔都是常压操纵，一塔操作脱乙醛，第二塔可以用来
18、对乙醇脱出，用来生产催化剂; 第三柱塔下获得的产品，然后对重组分进行结构调整，将其中有效成分地分离，再设计分离较纯副产物乙缩醛，合理有效利用。图2.4 精馏提纯工序的流程简图3.2工艺流程图 以下为乙醛缩合法合成乙酸乙酯各个工序的简述。图2.5为乙醛缩合法生产乙酸乙酸工艺流程简图。在催化剂乙醇铝作用下，乙醛进入两个反应单元反应最终得到乙酸乙酯和副产物乙醇、乙缩醛。通过蒸发器的蒸发可得到氢氧化铝残液，催化剂一水解加水使其破坏。在通过三塔的操纵，由除醛精馏塔脱除乙醛、脱乙醇粗馏塔脱除乙醇、脱重组分塔得到产品。图2.5 乙醛缩合法的工艺流程简图4物料衡算4.1（1）全流程的工艺数据（1）生产规模 年
19、产8万吨乙酸乙酯（2）生产时间 年工作时间为7680小时（2） 催化剂的配方（1）催化剂的原料配比：见表3.1表3.1 催化剂的原料配比18(单位：g)乙酸乙酯乙醇铝氯化铝氯化汞碘总计1402852微量微量175（2）催化剂与原料的质量比将控制在1:8。（3） 操作条件（1）操作压力：全流程的操作为常压操作（2）操作温度：两步反应缩合釜都为15。 单效蒸发器的操作温度为90。 （3）原料和产品的控制指标表3.2 原料乙醛和产品乙酸乙酯的标准项 目优 等 品 指 标乙酸乙酯乙醛纯度/% 99.799.7水分/% 0.30.03项 目优 等 品 指 标乙醇含量 0.14.2 一步缩合反应釜的物量衡
20、算对于连续运行的设计，所以公斤/小时的单位为基准。在重组的输出量去除纯乙酸乙酯应为：=。要乙醛加料（纯度0.999）： 。由于在反应过程中的损失，入口流量乙醛10380kg /小时。302.1201.1201.2201.0R201图3.2 一步缩合物料平衡简图201.0中含有：乙醛：水：201.1中含有：催化剂用量为：则催化剂原料中含：乙酯： 铝：乙醇：氯化铝：乙醇和铝在催化剂的作用下生成乙醇铝：催化剂中的乙醇铝容易水解损失，因此可以在201.1物流中需加入60公斤/小时的乙醇，防止其水解201.1中含有： 乙酸乙酯：铝：乙醇：其它轻组分：(15.56)乙醇铝：在301.1流股中基本大半为乙醛
21、，乙醛纯度高达99.9%，只有少量的乙酸乙酯。因此在301.1物料中含有：乙醛：乙酸乙酯： 反应器主反应方程式如下：副反应方程式如下：总进口流为：=780.61+10369.62+132.17+10.38+12.38+152.12=11663.86总出口流量为：=10069.72+1014.07+166.64+42.35+206.58+12.38+152.12=11663.86表3.3 一步缩合釜物料衡算表进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯780.6110069.72乙醛10369.621014.07乙醇132.17166.64水10.3842.35乙缩醛206.58206.
22、58轻组分12.3812.38乙醇铝152.12152.12总计11663.8611663.86202.1201.2R2024.3二步缩合反应釜的物料衡算图3.3 第二步缩合物料平衡简图表3.4 第二步缩合釜物料衡算表进口物料kg/h出口物料kg/h乙酸乙酯10069.7210923.24乙醛1014.07110.32乙醇115.60321.53水42.3545.36乙缩醛206.58233.52乙醇铝152.12152.12总计11663.8611663.864.4单效蒸发器的物料衡算催化剂易水解，本过程主要目的是为了加水使乙醇铝催化剂水解破坏。301.1301.2301.3202.1E30
23、1图3.4 单效蒸发器物料平衡简图表3.5 单效蒸发器物料衡算表进口物料kg/h出口物料kg/h乙酸乙酯10827.3410827.34乙醛153.21153.21乙醇172.34342.53水123.7242.35乙缩醛234.58234.58乙醇铝152.13总计11663.8611663.864.5脱乙醛塔的物料衡算在该塔中，我们可以分别取塔顶和塔底轻组分乙醛的质量分数xD1=0.999和xw=0.0001。302.1302.2302.3301.3C302图 3.5 脱乙醛塔物料平衡简图表3.6 脱乙醛塔物料衡算表进口物料kg/h出口物料kg/h乙酯10763.5110763.51乙醇2
24、82.51282.51乙醛251.68251.68水42.5242.52乙缩醛171.51171.51总计11511.7311511.734.6脱乙醇塔302.3C303303.2图3.6 脱乙醇塔物料平衡简图表3.7 脱乙醇塔物料衡算表进口物料kg/h出口物料kg/h乙酯10563.6210563.62乙醇242.62242.62乙醛7.87.8水38.2138.21乙缩醛306.58306.58总计11058.8311058.83303.2304.1304.2C3044.7脱重组分塔图4.7脱重组分塔物料平衡简图该塔除去重组分乙缩醛，从蒸馏塔顶部得到乙酸乙酯产品。表4.8 脱重组分塔物料衡
25、算表进口物料kg/h出口物料kg/h乙酯10563.6210563.62乙醇242.62242.62乙醛7.87.8水38.2138.21乙缩醛306.58306.58总计11058.8311058.835热量衡算5.1基本数据表 4.1气体热容温度关联式系数19-21物质乙醇4.3860.6385.566-7.0242.695乙醛4.3890.0643.750-4.5771.651水4.395-4.1861.405-1.5640.632乙酸乙酯10.238-14.95813.043-15.7365.989表 4.2液体热容温度关联式系数物质ABCD乙醇59.35236.359-12.1651
26、.8031乙醛45.05744.854-16.6082.7000水92.054-3.9953-2.11030.53468乙酸乙酯65.83384.098-26.9973.6632表 4.3物质的沸点及正常沸点下的蒸发焓物质沸点/蒸发焓/KJmol-1乙醇78.438.93乙醛20.825.20乙酸乙酯77.0732.33水10040.73乙缩醛102.735.835.2一步缩合釜的热量衡算：该工段中反应温度为102号物流由25降到10的热料衡算如下： 3号物流由21降到10： 主反应产生的热量： + +副反应产生的热量： +一步缩合反应釜需要承受的热量为： +可以用-5的冷冻盐水将反应放出的热
27、进行冷却,由于进口温度为-5,出口温度为5。冷冻盐水的比热容为：则单位时间内需要冷冻的量为：5.3二步缩合反应釜热量衡算：主反应的反应热： + +副反应的反应热： + +二步缩合反应釜承受的热负荷为：+反应放出的热同样用-5的冷冻盐水进行冷却,进口温度为-5,出口温度为5。冷冻盐水的比热容为：则单位时间内需要冷冻的量为：5.4单效蒸发器的热量衡算该蒸发器的蒸发温度为90，有少量的水占用的热量小，可忽略不计，且设单效蒸发器的热量损失为1%。此中流股5囊括流股8，则进料流料5由本来的15升高到95放出的热量为:如果蒸发掉乙酸乙酯有46.582kmol，则需要的热量为： Q1=+蒸发掉的乙醛需要的热
28、量为：Q2=+蒸发的乙醇2.83kmol，你需要热：Q3=+乙缩醛0.855kmol已经蒸发了，你需要的热量Q4=乙醇铝在蒸发器里面因为加水水解生成氢氧化铝和乙醇汲取热量为：Q5=若301.1流股的温度为90，将其中的除氢氧化铝外的其它组分算成50kg/h的乙酸乙酯，,则需要额外提供的热量为：Q6=需外界为蒸发器提供的热量为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6=外面热蒸发器，100的饱和水蒸汽作为热源，温度在100水蒸气会成为热源入口，100C热水出口需外界为蒸发器提供的热量， 100的饱和水蒸气将充当热源， 100的水蒸气将成热源进口， 100度的水作出口，100度的饱和蒸气压下，汽化潜
29、热1.0 R = 2257.6 ，因此饱和水蒸气在单位时间内的质量为：5.5冷凝器的热量衡算把90的蒸气温度降低到饱和进料温度，饲料和乙醛精馏塔的饱和温度是20.8把46.594kmol的990度乙酯蒸气温度降到到20.8的液体放热为： +=把 1.4kmol的90乙醛蒸气温度降到20.8的液体放出热量为：=把2.84kmol的90乙醇蒸气温度下降到20.8的液体放出热量为：+=把0.855kmol的90乙酯蒸气温度下降到20.8的液体放出热量为： =3.92则冷凝总共放出热量为：该冷凝器的冷却盐水进口与两釜的出口相连接。其出口盐水的温度将被控制在10左右。5的冷冻盐水在单位时需要的的质量为：
30、5.6脱乙醛塔的热量衡算由以上对精馏一塔物料衡算得：F=4376.65kg/h,D=52.62kg/h用解析法计算最小回流比：代入数据求得： 取那么上涨蒸汽流量：V =（R + 1）D = 245.73kg/h5.6.1 再沸器的热负荷（1）塔顶上升混合气带出的热量一起都是20.8度的进料和塔顶的回流液，那么就塔顶散出的热量为：25.20=（2）塔釜残液带出的热量： +=（3）侧线料带出的热量则再沸器的热负荷为：如果100的水作为冷却水，在1.0巴饱和水蒸汽作为加热介质，100的冷却水，水蒸气的量：5.6 .2冷凝器的冷凝量入口温度为-5，5以上的冷冻盐水出水温度，以冷冻盐水质量为：5.7脱乙
31、醇塔的热量衡算由以上对精馏一塔物料衡算得：F=4185.75kg/hD=420.43kg/h用解析法计算最小回流比：代入数据求得： 取那么上涨蒸气质量流量V=(R+1)D=1276.43kg/h5.7.1再沸器的热负荷(1)塔顶上升混合气带出的热量要是一起为77.2度的进料与塔顶回流液，那么要塔顶散发气带出的热量为： (2)塔釜残液带出的热量脱乙醇塔承受的热负荷为：把100的饱和水蒸气加入再沸器进行加热。那么需要饱和水蒸气质量为：5.7.2 脱乙醇塔冷凝器热量衡算脱乙醇塔顶冷凝器需要的冷凝量冷凝器进口加入10下的盐水，比出口温度低10，10盐水在单元时间内需要的质量为：5.8脱组分精馏塔的热量
32、衡算由以上对精馏一塔物料衡算得：F=3767.44kg/hD=3666.38kg/h用解析法计算最小回流比：，代入数据求得：取则V=(R+1)D=7002.79kg/h5.8.1再沸器的热负荷（1）塔顶上升混合气带出的热量如果要一起同为20.8度进料与塔顶回流液，那么塔顶散发气所带出的热量为： （2）塔釜残液带出的热量则再沸器的热负荷为：饱和水蒸气需要被再沸器加热到100，饱和水蒸气在单元时间内需要质量为：5.9 脱重组分的冷凝器的热量衡算则冷凝器的冷凝量为10的盐水加入冷凝器入口，比出口温度低40，那么10的盐水单元时间内需要为：6 主要设备的设计与辅助设备的选型6.1 一步缩合反应釜的设计
33、6.1.1缩合釜釜体的设计（1）缩合釜中混合物的平均密度+则混合物的体积为： m查得，装料系数为0.8.。则反应釜的体积为： m（2）确定筒体与封头型式以及连接方式通过设计聚合条件和过程性能的设备，我们可以知道它属于低压反应釜搅拌型。在过去的习惯的基础上，我们将选择一个圆柱形筒体和椭圆形封头。同时由于对密封要求较高，我们选用采用焊接连接。（3）确定筒体与封头的直径根据机械基础化工设备检查，当=1.3 。该反应器的直径估计如下： m （式中，D反应釜筒体直径；筒体高度H.）筒体公称直径查资料可以满足标准，D = 2000mm。封头将使用相同的内径（4）确定筒体高度如果公称直径DN2000mm时，
34、标准椭圆形封头的容积V1.1257，每米筒体高的容积V3.142/m。则筒体高度为： （4-1）该反应器的体积。单位为立方米可将的值近似相等成为1.3，将可得：解得 7.11 m 取H1.3 D2m。（5）标准椭圆封头的封头高度与直边高度根据化工设计手册查得，记载标准椭圆封头的封头高度为：直边高度为500mm。（6）确定夹套直径根据机械基础，化工设备，夹套直径： DD1002100mm夹套封头与夹套筒体将采用相同直径，其中封头将采用椭圆形。（7）确定夹套高度夹套筒体的高度估算如下：m取H为1.8m。（8）传热面积F根据化工设备机械基础查处，封头内表面积Fh4.494m，每米筒体的内表面积F15
35、.66 m。则传热面积为：FFh 1.1F19.8790 m（9）夹套筒体与封头厚度夹套体与焊缝连接内筒，由于在检测的困难，所以采取焊缝系数= 0.6，从安全护套焊接带= 0.6，封头由钢板标准椭圆封头 22 。材料均为Q235-B钢。根据机械基础化工设备发现，夹套厚度：夹套封头厚度为：式中，p设计压力，0.1MPa；Q235-B钢在本项设计要求的温度下的许用压力，113MPa； C腐蚀裕量，2mm。，根据化工设备机械基础调查，夹夹套体和封头部厚度用圆整钢板表8mm（10）内筒筒体厚度与封头厚度根据化工设备机械基础查处，内筒筒体厚度与封头厚度有计算均取10mm。6.1.2 搅拌装置设计（1）搅
36、拌器的型式与主要参数考虑工艺条件和混合能力，查检查化工设备设计基础、化工设备机械基础，本设计采用直叶搅拌桨。其主要结构参数：D0.51DN0.5120001020mm则b0.20 D400mm；H0.50 D1000mm；Z2。（2）搅拌轴直径根据化工设备机械基础调查，45钢可以制搅拌轴，可以达到搅拌功率20kW；转速为80 r/min。则 d365 式中，d搅拌轴直径，mm； P搅拌功率，kW；n搅拌轴转速，r/min；材料许用压力，MPa。 查45号钢得，取为30MPa。则表5.1 缩合釜设计结果一览表设计项目设计结果反应釜体积 V/m37.11筒体与封头连接方式焊接筒体和封头的直径 D/
37、mm2000筒体高度 H/mm2000夹套直径 Dj/mm2100封头高度 h/mm50夹套高度Hi/mm1800传热面积 F/m29.8795内筒筒体厚度/mm106.2 单效蒸发器的设计与选型6.2.1 蒸发器的选择理由为了实现粗酯混合物的蒸发，设计必须参考的蒸发器，在蒸发器的选择过程中，考虑到蒸发材料和工程造价的因素特征将作为第一件事。其次，常用设备能耗高，效率低的缺点，因此以上两个因素的影响，蒸发器的设计会选择中央强制循环蒸发器6.2.2 蒸发器计算与设计经热量衡算可知道蒸发加热过程中，降膜蒸发器需要向外界提供的热量为：Q=2.147106 kJ/h=（1）传热面积A=其中 Q为单位时
38、间的热量K约为1500 t为换热面上的平均温差平均温差：则可求得单效蒸发器的换热面积：A=将A=10.91作为设计结果。（2）加热管的选择与管数的设计根据实际情况，由于生产时会有易结垢物质，加热管长度将选择长度为1.4m，蒸发器的加热管将选择型号25, 。那么加热管的管子数：取管子数为48。（3）循环管的选择我们可以用加热管的总截面积来替代中央循环管式蒸发器的循环管的管截面积，取为 0.4-1.0：求得循环管的内径为：经圆整得，选用热轧无缝钢管：。（4）加热室直径该加热器中加热管的排列方式为正三角形。则加热室直径：（5）分离室的直径和高度分离室的体积为：取，那么克制分离室高度H=1.8m，分离
39、室径直为：D=2.7m。表5.2 单效蒸发器设计结果一览表设计项目设计结果蒸发器传热面积 A/m210.91加热管的管数 n48循环管的内径 D1/mm273加热室直径D/mm380分离室直径H/mm2700分离室高度D/mm18006.3脱乙醛塔的设计与计算6.3.1脱乙醛塔的基础数据已知：气体流量：Vs=0.10317m3/s 气体密度 ：=4.0677kg/m3液体流量：Ls=0.00145m3 液相密度：=841.7538kg/m3液体表面张力：=0.0206N/m 液体黏度 ：=0.2510-3 Pas6.3.2塔径的确定初估塔径可以估测塔板之间的距离HT=0.3m 则用hl=0.0
40、7m查史密斯关联图得： uop=0.8uf=0.275m/s肯定现实中的塔径，可以把计算值进行圆整，取值为0.8m。6.3.3 塔板结构设计（1）选管选用单流程弓形降液管（2）堰的计算我们可以计算堰长度lw=0.71D=0.5m，高hw=0.06m L/lw2.5=36000.0014/0.52.5=10.37查表得E=1.2how=0.002851.2（36000.00145/0.5）2/3=0.01623mhl=hw+how=0.06623ho=hw-0.015=0.045m（3）液面梯度b=(Lw+D)/2=0.6由于lw/D=0.7 可以有图得 Wd=0.098mZ=D-2Wd=0.5
41、04m可以算出很小忽略。（4）塔板布置从上面的描述可以抉择筛孔直径d0=0.004m,t/d0=3.0,t=0.012m。因为从附近的泄漏线为工作点，使开孔率降低为0.06由以上叙述可以选择选择安定区宽度Ws=0.05m，那么边缘区Wc=0.04m。X=D/2-（Wd+Ws）=0.20mr=D/2-Wc=0.31mx/r=0.645Aa=0.229m2，AT=0.385Aa/ AT=0.595计算筛孔的总面积：A0=Aa=0.228*0.06=0.018m2。算出筛孔数：N=A0/a0=0.018/(3.14/4)0.0042=11176.3.4 对设计塔板进行校核（1）板压降我们可以选择拿板厚=3mm 根据表得c0=0.84=7.37=0.016mF0=14.74kg0.5/(m0.5s)那么Hp=h1+hc=0.064m(液柱)（2）雾沫夹带Af/At=0.085然后：AF = 0.0
