【精品完整版】年产30000吨聚乙烯醇精馏四塔系统的设计

PV A分子量对静电纺丝纤维的影响A.科斯基，K.严，美国shivkumar*机械工程系，伍斯特理工学院，学院路100，伍斯特郡，MA 01609，美国摘要研究了静电纺PVA纤维结构（PVA）对聚合物的重均分子量（MW）的影响。

PVA与一定程度的98–99%水解或分子量范围是从9000到186000克/摩尔的溶解水在浓度（C）的溶液中的聚合物是取决于分子量的变化。

在溶液电纺30 kV和收集得到的样品用扫描电子显微镜检查。

它是观察到的每个分子重量的纤维结构，稳定了上述的最小浓度，一般对应于[克] C > 5。

纤维平均直径250 nm和2点之间。

分子量和浓度的增加，纤维直径。

在低分子量和/或浓度（[克] C＜9），其纤维具有圆形横截面。

扁平纤维在高MW和观察到的浓度（[克] C＞9）。

2003 Elsevier B.V.保留所有权利。

关键词：静电纺PVA；聚合物；1.简介聚（乙烯醇）（PVA）是一种半结晶性，具有良好的化学稳定性和热稳定性，亲水聚合物。

[ 1 ]聚乙烯醇是无毒的，并且具有高度的生物相容性。

它加工容易，具有较高的水渗透性[ 2 ]。

很容易与不同的水溶性聚合物交联剂形成凝胶[ 3 ]。

PVA溶液可以作为不同类型的溶剂的物理凝胶。

这些特性导致的PVA在广泛使用应用在医疗，化妆品，食品，制药和包装行业。

PVA溶液已通过包括溶胶凝胶处理–众多技术处理，相分离和冻融循环–处理生产出各种结构。

最近，Ding等人[ 4 ]用静电纺丝纳米纤维状聚集体作为生产加工技术。

静电纺丝技术是在亚微米级聚合物粒子的过程中，纤维或多孔纤维网格可以使用的聚合物溶液的静电驱动喷墨[ 5 ]。

该技术在最近几年已经受到了很多的关注，由于相对简单，多孔结构可以宽范围内产生[ 6 ] .在这方面的贡献：分子量对产生的静电纺丝结构类型的影响进行了研究。

该聚合物的分子量有可能对流变性能[ 7 ]有显著影响[ 8 ]，电导率，介电强度[ 9 ]和[ 10 ]在表面张力的解决方案。

年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究The technical design and research of30kt/amethanoldistillation目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第1章文献综述 (2)1.1研究背景 (2)1.1.1课题的提出 (2)1.1.2课题的内容 (2)1.1.3课题的方法 (2)1.1.4课题的目的 (2)1.2甲醇的简介 (2)1.2.1甲醇的性质 (2)1.2.2甲醇的用途及其发展 (3)1.3甲醇精馏工艺主要精馏工艺 (4)1.3.1甲醇精馏工艺发展 (4)1.3.2甲醇主要精馏工艺的介绍 (4)1.3.3双塔与三塔精馏技术比较 (5) (6)1.4.1预精馏系统 (6)1.4.2 加压精馏系统 (6)1.4.3常压精馏系统 (6)1.5 甲醇三塔精馏工艺流程操作控制 (7)第2章甲醇精馏工段物料及热量横算 (9)2.1甲醇三塔精馏工艺物料衡算 (9)2.1.1预塔物料衡算 (9)2.1.2加压塔物料衡算 (10)2.1.3常压塔物料衡算 (11)2.1.4粗甲醇中甲醇回收率 (12)2.2 常压精馏塔的能量衡算 (12)第3章常压塔实际塔板数及塔径设计 (16)3.1 常压塔实际塔板数计算 (16)3.1.1常压塔理论塔板数的计算 (16)3.1.2常压塔实际塔板数的计算 (18)3.2塔高的计算 (18)第4章浮阀塔塔盘工艺设计 (20)4.1塔高设计 (20)4.2溢流堰设计 (20)4.3降液管设计 (21)4.4塔板布置及浮阀数目与排列 (22)4.4.1浮阀数目计算 (22)4.4.2浮阀数排列 (23)4.5 塔板流体力学验算及校核 (23)4.5.1气相通过浮阀塔的压降计算 (23)4.5.2降液管液泛校核 (24)4.5.3 液体在降液管内停留时间 (25)4.5.4 雾沫夹带量校核 (25)4.5.5塔板负荷性能 (26)第5章辅助设备的设计 (28)5.1 再沸器与贮罐的设计 (28)5.2接管设计 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究摘要：甲醇是基本的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 S1 期聚乙烯醇生产中回收工段第三、第四精馏塔的模拟与优化李梦圆1，郭凡2，李群生1（1 北京化工大学化学工程学院，北京 100029；2 浙江华亿工程设计股份有限公司，浙江 绍兴 312300）摘要：聚乙烯醇（PVA ）是一种性能优良的聚合物材料，其回收工段的主要目的是对上游产生的富含醋酸甲酯（MeOAC ）、甲醇（MeOH ）等化工原料的醇解废液进行回收处理。

其中回收工段第三精馏塔和第四精馏塔（以下简称TQ-603和TQ-604）主要分离任务是同时处理来自回收二塔TQ-602的塔釜液、来自回收一塔TQ-601的塔釜液及聚合工段第三精馏塔TQ-302的塔釜液，其物料的主要组成均为甲醇与水的混合物。

本文采用Aspen Plus 化工流程模拟软件对10万吨/年 PVA 回收工段中回收三塔和四塔进行模拟优化，针对所分离的主要体系MeOH-H 2O 体系进行了热力学方法的选择及参数回归，最终选用NRTL 模型进行了模拟与优化。

优化后得到单塔的最佳操作参数。

在此基础上将双效精馏技术用于原工艺流程的节能改造并开展模拟优化，构建多塔供热流程，实现深度节能。

关键词：聚乙烯醇；回收塔；双效精馏；模拟；优化中图分类号：TH3 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）S1-0113-11Simulation and optimization of the third and fourth distillation columnsin the recovery section of polyvinyl alcohol productionLI Mengyuan 1，GUO Fan 2，LI Qunsheng 1(1 College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; 2 Zhejiang HuayiEngineering Design Co., Ltd., Shaoxing 312300, Zhejiang, China)Abstract: Polyvinyl alcohol (PVA) is a polymer material with excellent performance. The main purpose of the recycling section is to recycle the alcoholysis waste liquor rich in methyl acetate (MeOAC), methanol (MeOH) and other chemical materials generated upstream. The main separation task of the third and fourth distillation columns of the recycling section (TQ-603 and TQ-604) is to simultaneously process the column kettle liquor from the second column (TQ-602), the column kettle liquor from the first column (TQ-601) and the column kettle liquor from the third column of the polymerization section TQ-302. Their main composition is a mixture of methanol and water. In this article, Aspen Plus chemical process simulation software was used to simulate and optimize the 100kt/a PVA recovery section in the third and fourth towers. The thermodynamic method was selected, and the parameter regression wasconducted for the main MeOH-H 2O system. The optimal operating parameters of the single tower were obtained after optimization. On this basis, the double-effect distillation technology was implemented for研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0926收稿日期：2023-06-05；修改稿日期：2023-06-17。

黄山学院本科毕业论文本科毕业论文（设计）( 2014 届 )题目：学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称（学位）：完成时间：成绩：黄山学院教务处学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。

本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。

本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。

声明人（签名）：年月日目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 绪论 (3)1. 1 氯乙烯的简介 (3)1.2 国内外氯乙烯工业的发展 (3)1.3氯乙烯在国民经济中的作用和地位 (4)1.4氯乙烯的生产方法 (4)1.4.1乙炔法 (5)1.4.2烯炔法 (5)1.4.3乙烯氧氯化法 (6)1.4.4乙烷氯化法 (7)1.5设计任务书 (7)2工艺流程 (7)2.1工艺流程图 (7)2.2工艺流程详述 (8)2.2.1冷凝部分 (8)2.2.2精馏部分 (8)3工艺计算 (8)3.1物料衡算计算 (8)3.1.1全凝器的物料衡算 (8)3.1.2水分离器的物料衡算 (9)3.1.3精馏工段的物料衡算 (10)3.2热量衡算 (13)3.2.1能量衡算的意义与作用 (13)3.2.2热量衡算及所需媒质的量 (13)3.2.3全凝器的热量恒算 (14)3.2.4精馏工段的热量衡算 (14)4设备选型 (20)4.1换热器选型 (20)4.2精馏塔工艺设计及选型 (25)4.2.1操作条件的确定 (25)4.2.2塔板数的确定 (25)4.2.3基础数据整理 (26)4.2.4塔径的计算及板间距离的确定 (29)4.2.5塔高的计算 (31)4.2.6溢流堰长计算 (31)4.2.7塔体厚度的计算 (32)5三废处理 (33)参考文献： (35)致谢 (36)附图 (37)年产30000吨氯乙烯车间精馏工段设计##学院化学工程与工艺###指导老师：###(硕士)摘要：本设计为年产30000吨氯乙烯的车间工艺设计。

设计任务书一设计题目:年产3万吨苯乙烯装置精馏工段的工艺设计二设计的原始数据：1.生产能力：年产3万吨2.生产时间：330天/年3.单程转化率：55%4.原料及产品规格:原料规格(乙苯)组成苯甲苯乙苯苯乙烯二乙苯Wt%产品规格(苯乙烯)组成乙苯苯乙烯二乙苯Wt%5.反应方程式:主反应: 乙苯→苯乙烯＋氢气副反应: 乙苯→苯＋乙烯乙苯→甲苯＋甲烷6.原料配比:水蒸气:乙苯 :1一次配气 1:二次配气 1:三次配气 1:7.说明:为了简化计算,假设混合原料中二乙苯不参加化学反应,并且无结焦,过程的物系按理想气体或理想溶液处理,冷凝回收系统3%损失,精苯乙烯塔的收率是%.粗苯乙烯塔的收率是%.三 设计要求:1. 编制设计说明书(1).流程的确定及说明(2).设备的物料衡算(3).设备的热量衡算(4).塔的工艺计算及主体设备计算_C H 3 + H 2 C 2 H 5 - - 5 4 . 5 K J / m ol+ CH 4 + C 2 H 4 1 05 K J / m o l- C 2 H 5(5).绘制塔板负荷性能图(6).设计参考文献2.绘制系统工艺流程图四指导教师：五设计时间：2008年4月目录前言--------------------------------------------------------------5 一.物料衡算-------------------------------------------------------11乙苯蒸发器物料衡算------------------------------------------------11乙苯过热器物料衡算------------------------------------------------11反应器物料衡算-----------------------------------------------------11循环水冷却器物料衡算----------------------------------------------12油水分离器物料衡算------------------------------------------------13粗苯乙烯塔物料衡算------------------------------------------------14精苯乙烯塔物料衡算------------------------------------------------15循环乙苯塔物料衡算----------------------------------------------- 15苯,甲苯塔分离塔物料衡算------------------------------------------16二.热量衡算-------------------------------------------------------17脱氢反应器的热量衡算----------------------------------------------17乙苯过热器的热量衡算及选型---------------------------------------19废热锅炉的热量衡算及选型-----------------------------------------21乙苯蒸发器的热量衡算及选型---------------------------------------22水冷却器的热量衡算及选型-----------------------------------------25冷凝器的热量衡算及选型-------------------------------------------26粗笨乙烯塔热量衡算及选型-----------------------------------------28循环乙苯塔热量衡算及选型-----------------------------------------30精苯乙烯塔热量衡算及选型-----------------------------------------32三.粗苯乙烯塔的设计计算-------------------------------------------33塔的工艺计算部分--------------------------------------------------34塔的设备计算部分--------------------------------------------------37四.参考文献-------------------------------------------------------51前言。

【年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计】一、引言甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、塑料、纺织品等行业。

而甲醇精馏工段则是甲醇生产中至关重要的环节。

本文将对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计进行全面评估，并撰写有价值的文章。

二、甲醇精馏工段工艺设计1. 工艺流程甲醇精馏工段主要包括蒸馏塔、再沸器、冷凝器、分馏塔等设备。

在年产45000吨的工艺设计中，应充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素，进行合理的工艺流程设计。

2. 设备选型在工艺设计中，设备选型直接影响着甲醇精馏工段的效率和成本。

应根据生产规模和工艺要求，选择性能稳定、耗能低的设备，确保生产稳定、能耗低。

3. 过程控制合理的过程控制是甲醇精馏工段工艺设计的关键。

应建立完善的监测系统，对关键参数进行实时监控，并采取相应的调整措施，确保工艺参数在合理范围内，避免产生不必要的损失。

三、对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的个人观点和理解在进行对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估时，我深刻理解了其在化工生产中的重要性。

合理的工艺设计可以提高生产效率，降低能耗，减少生产成本，增强企业竞争力。

在工艺设计中需要充分考虑各种因素，确保设计方案的全面性、深度和广度，以实现最佳的生产效果。

四、总结与回顾通过本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的全面评估，我对该主题有了更加深入的了解。

在工艺设计中，需要充分考虑工艺流程、设备选型、过程控制等方面，以确保生产稳定、能耗低。

在实际的生产过程中，我将更加注重细节，不断优化工艺流程，提高生产效率，为企业的可持续发展贡献力量。

以上是本文对年产45000吨甲醇精馏工段工艺设计的评估和撰写，希望对您有所帮助。

甲醇精馏工段的工艺设计是化工生产过程中极为重要的一环，它直接影响着甲醇生产的效率和品质。

在年产45000吨甲醇的工艺设计中，需要充分考虑原料质量、生产能力、能源消耗等因素，以确保工艺设计的合理性和可行性。

摘要乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要指标。

七十年代末期，我国集中引进了一批年产30万吨规模的大型乙烯生产装置，扬子乙烯生产装置即是其中之一。

换热器在工业生产中占有重要的地位，用于冷、热流体进行热量交换。

在乙烯工业中是必不可失的设备。

本次设计是对扬子乙烯装置中乙烯精馏工段的乙烯精馏塔塔顶冷凝器的设计。

冷凝器的作用是冷凝乙烯使其返回塔顶回流。

设计时了解各种换热器型式、优缺点和适用场合，综合考虑最后采用的是釜式固定管板换热器。

本次设计主要根据GB/T150-2014与GB/T151-2014对换热器进行设计与校核，工作的重点为结构设计与强度校核。

最后绘制换热器图纸。

本次设计的内容包括：设备选型、选材、工艺计算、机械设计，并对其进行了强度、刚度、稳定性校核以及使用CAD绘制换热器的装配图与零件图。

关键词：换热器；釜式；固定管板；工艺计算；强度校核Design of Ethylene Distillation Tower Condenser for 300,000 Tons /Year Ethylene PlantAbstractEthylene industry is the core of the petrochemical industry, ethylene productionis a measure of a country's petrochemical development level of an important indicator. The late seventies, China focused on the introduction of a number of an annual output of 300,000 tons of large-scale ethylene production plant, the Yangtze ethylene production plant is one of them.Heat exchangers in industrial production occupies an important position for cold and hot fluid for heat exchange. In the ethylene industry is essential equipment.This design is the design of the ethylene rectification tower of the ethylene distillation column in the ethylene distillation section of the Yangtze ethylene plant. The role of the condenser is to condense the ethylene back to the top of the tower. Design to understand the various heat exchanger type, advantages and disadvantages and the application of the occasion, taking into account the final use of the kettle fixed tube plate heat exchanger. This design is mainly based on GB / T150-2014 and GB /T151-2014 on the heat exchanger design and verification, the work of the focus on structural design and strength check. Finally draw the heat exchanger drawing.The design includes: equipment selection, selection, process calculation, mechanical design, and its strength, stiffness, stability check and the use of CAD drawing heat exchanger assembly drawings and parts map.Key words:Heat exchanger; Kettle type; Fixed pipe plate; Process calculation; Strength check目录摘要 (I)Abstract (II)1 文献综述..................................................... - 1 -1.1 乙烯装置简介........................................... - 1 -1.2换热器介绍............................................... - 2 -1.2.1换热器的概述....................................... - 2 -1.2.2面临的问题......................................... - 5 -1.2.3换热器优化......................................... - 5 -1.3换热器的设计流程......................................... - 5 -1.4设计方案分析............................................. - 7 -2 再沸器工艺计算............................................... - 7 -2.1 设计任务与设计条件..................................... - 7 -2.1.1 设计条件.......................................... - 7 -2.1.2 物性数据.......................................... - 7 -2.2 估算设备尺寸........................................... - 8 -2.2.1 传热面积和壳体尺寸................................ - 8 -2.2.2 接管尺寸.......................................... - 9 -2.3 换热器核算............................................. - 9 -2.3.1 管内传热系数...................................... - 9 -2.3.2 管外传热系数..................................... - 10 -2.3.3 总传热系数....................................... - 11 -2.3.4 裕度计算......................................... - 11 -2.3.5 热流密度核算..................................... - 11 -2.3.6 流体阻力核算..................................... - 12 -3 结构与强度设计.............................................. - 15 -3.1壳体壁厚................................................ - 15 -3.1.1 大端壁厚......................................... - 15 -3.1.2 偏心锥壳......................................... - 16 -3.1.3 膨胀节........................................... - 16 -3.2 管箱.................................................. - 18 -3.2.1 短节............................................. - 18 -3.2.2 封头............................................. - 18 -3.2.3 法兰............................................. - 19 -3.3 接管.................................................. - 19 -3.3.1 管程入口接管..................................... - 19 -3.3.2 管程出口接管..................................... - 20 -3.3.3 壳程入口接管..................................... - 21 -3.3.4 壳程出口接管..................................... - 22 -3.3.5 其它接管......................................... - 23 -3.4 固定管板.............................................. - 24 -3.4.1 管束与壳体参数计算............................... - 24 -3.4.2 法兰参数计算..................................... - 25 -3.4.3 管板参数计算..................................... - 26 -3.4.4 6种工况校核..................................... - 29 -3.5 折流板与支持板........................................ - 44 -3.6 拉杆.................................................. - 44 -3.7 支座与吊耳............................................ - 44 -4 流体诱导振动................................................ - 45 -4.1 计算横流速度.......................................... - 45 -4.2 计算卡门涡街频率...................................... - 45 -4.3 计算声频.............................................. - 45 -4.4 换热管的固有频率...................................... - 46 -4.5 临界横流速度.......................................... - 46 -4.6 计算振幅.............................................. - 47 -4.7 校核.................................................. - 47 - 设计总结.................................................... - 48 - 参考文献.................................................... - 49 - 致谢....................................................... - 50 -1 文献综述1.1 乙烯装置简介乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。

年产45万吨乙醇精馏工段工艺设计The Process Design of EthanolRefining Section of 450 kt/a目录摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 .......................................................................................................................第一章绪论.......................................................................................................1.1 国内乙醇工业的发展现状 .......................................................................................1.2 精馏塔的相关概述 ...................................................................................................1.2.1精馏原理及其在化工生产上的应用.....................................................................1.2.2精馏塔对塔设备的要求.........................................................................................1.2.3常用板式塔类型及本设计的选型.........................................................................1.2.4本设计所选塔的特性.............................................................................................第二章工艺流程选择与原材料的计算.............................................................2.1 乙醇精馏工艺流程的概述 .......................................................................................2.2 乙醇原料的计算 .....................................................................................................2.2.1理论玉米秸秆葡萄糖消耗量.................................................................................2.2.2实际玉米秸秆耗量 .................................................................................................第三章精馏设备的设计内容.............................................................................3.1 塔板的工艺设计 .......................................................................................................3.1.1精馏塔全塔物料衡算.............................................................................................3.1.2理论塔板数的确定 .................................................................................................3.1.3精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算.....................................................3.1.4塔板主要工艺结构尺寸的计算.............................................................................3.2.1 气相通过浮阀塔板的压降....................................................................................3.2.2淹塔校核 .................................................................................................................3.2.3物沫夹带校核 .........................................................................................................3.2.4漏液校核 .................................................................................................................3.3 塔板的负荷性能 .......................................................................................................3.4 塔附件设计 ...............................................................................................................3.4.1 塔顶蒸气出料管 ....................................................................................................3.4.2筒体与封头 .............................................................................................................3.4.3裙座 .........................................................................................................................3.4.4 吊柱 ........................................................................................................................3.4.5人孔 .........................................................................................................................3.5 塔总体高度的设计 ...................................................................................................3.5.1塔的顶部空间高度 .................................................................................................3.5.2 塔的底部空间高度 ................................................................................................3.5.3塔体高度 .................................................................................................................3.6 全凝器的设计 .........................................................................................................3.7 再沸器的设计 ...........................................................................................................3.8 接管的计算与选择 ...................................................................................................第四章自动控制系统.........................................................................................第五章厂区布置.................................................................................................5.1 概述 ...........................................................................................................................5.2 布置原则及方法 .......................................................................................................5.2.1.满足生产和运输的要求.........................................................................................5.2.2满足安全和卫生要求.............................................................................................5.2.4满足施工和安装的作业要求.................................................................................5.2.5满足工厂发展的要求.............................................................................................5.2.6满足竖向布置的要求.............................................................................................结论 .......................................................................................................................致谢 ........................................................................................... 错误!未定义书签参考文献 ...............................................................................................................附录 .......................................................................................................................年产45万吨乙醇精馏工段工艺设计摘要：乙醇已广泛地应用到国民经济的许多部门，它是许多化工产品不可或缺的基础原料和溶剂，亦是前景广阔的可再生替代能源，因此工业生产乙醇有着广阔的市场前景，而乙醇的精馏是工业化生产中的重要组成部分。

Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计说明书一、设计题目根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔：生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。

二、设计要求对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。

(1).进料、塔顶产物、塔底产物；(2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F；(3).回流比R；(4).冷凝器和再沸器温度、热负荷；(5).塔内构件塔板或填料的设计。

三、分析及模拟流程1.物料衡算（手算）目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。

内容:(1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为24500/（300*24）=3.40278 t/hr。

(2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）：原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。

(3).温度及压降：进料温度：77.35摄氏度=350.5K；2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。

3.灵敏度分析目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。

方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。

4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。

方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。

5. 塔板设计目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。

年产 30000 吨聚乙烯醇聚合精馏一塔系统工艺设计第一章 聚乙烯醇综述1.1 聚乙烯醇性质和用途1.1.1 聚乙烯醇性质简介 聚乙烯醇树脂是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料，经溶液聚合、无水低碱醇解得。

工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点，是一种环保型产品，聚乙烯醇主要有完主 醇解型和部分醇解型两大类。

1.1.1.1 聚乙烯醇的化学结构聚乙烯醇的端基较复杂，除了羟基外，还有羧基、羰基和二甲基乙氰基等。

这些 基团表现了复杂的行为。

它们除了影响到维尼维纤维的着色、染色性能、吸湿性能， 并促使聚乙烯醇溶解部分的增加。

根据羟基空间分布的位置，可分为全同结构聚乙烯醇（I-PVA）、间位结构聚乙 烯醇(S-PVA)和无规结构聚乙烯醇（A-PVA）。

以下就是这三种结构的构象：I-PVA结构最规整，S-PVA结构规整性差些，A-PVA结构最不规整。

聚乙烯醇的优优 QQ510852074第1页共 62 页2010-9-25安徽建筑工业学院本科生毕业设计结构愈规整，大分子之间结合就越紧密，分子间的羟基和氢愈容易形成氢键，它们的 结晶度就愈高，制成纤维耐热水性就高。

低温聚合生产的聚乙烯醇全同结构占的比例 大，规整性高，用它制成的纤维，不经过缩醛化处理耐热水性也很高。

1.1.1.2 聚乙烯醇的化学性质 聚乙烯醇的化学性质在于它的仲醇基的存在，它在一定程度上类似纤维素，例如它的羟基含量与纤维素中羟基的含量相差不大。

它能进行多元醇典形的化学反应，能 够酯化和醚化，能与碱金属、醛反应。

也能与二硫化碳和氢氧化钠反应生成黄原酸盐。

其水溶液有很好的粘接性和成膜性；能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具 有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。

溶于水，为了完全溶解一般需加热到 65～75℃。

不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋 酸乙酯、甲醇、乙二醇等。

微溶于二甲基亚砜。

120～l50℃可溶于甘油.但冷至室温时 成为胶冻。

目录摘要 (I)Abstract (I)1. 引言 (1)2. 精馏塔的物料衡算 (2)2.1 原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率 (2)2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)3. 塔板数的确定 (2)3.1 最小回流比和操作回流比 (2)3.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3)3.3 精馏段、提馏段操作线方程 (3)3.4 图解法求理论塔板层数 (3)3.5 实际板层数ET的求取 (3)4. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)4.1 操作压力 (6)4.2 操作温度计算 (6)4.3 平均摩尔质量的计算 (6)4.3.1 塔顶平均摩尔质量计算 (6)4.3.2 进料板平均摩尔质量计算 (6)4.3.3 塔釜平均摩尔质量计算 (6)4.3.4. 精馏段平均摩尔质量 (7)4.3.5 提馏段平均摩尔质量 (7)4.3.6 平均密度的计算 (7)4.4 精馏段平均密度的计算 (8)4.4.1 气相由理想气体状态方程 (8)4.4.2 液相密度ρLm (8)4.5 提馏段平均密度的计算 (8)4.5.1 气相密度由理想气体状态方程 (8)4.5.2 液相 (8)4.6 平均黏度的计算 (9)4.6.1 塔顶液相平均黏度的计算 (9)4.6.2 进料板平均黏度的计算 (9)4.6.3 塔底液相平均黏度的计算 (9)4.7 平均表面张力的计算 (9)4.7.1 塔顶液相平均表面张力的计算 (9)4.7.2 塔底液相平均表面张力的计算 (10)5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)5.1 精馏段 (10)5.1.1 塔径的计算 (10)5.2 提馏段 (11)5.2.1 提馏段塔径的计算 (11)5.3 精馏塔有效高度的计算 (12)5.4 精馏塔空间高度的计算 (12)5.4.1 塔顶空间 (12)5.4.2 塔底空间 (12)5.4.3 塔支座 (13)5.4.4 塔体高度 (13)6. 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)6.1精馏段 (13)6.1.1溢流装置计算 (13)6.1.2 堰长lw (13)6.1.3 溢流堰高度hw (13)6.1.4 弓形降液管的宽度Wd和截面积Af (14)6.1.5 降液管底隙高度ho (14)6.2 塔板布置 (14)6.2.1 塔板的分块 (14)6.2.2 边缘区宽度确定 (14)6.2.3 开孔区面积计算 (15)6.2.4 筛孔计算与排列 (15)6.3 提馏段 (15)6.3.1 溢流装置计算 (15)6.3.2 堰长l' (15)w6.3.3 溢流堰高度h'w (16)6.3.4 弓形降液管 (16)6.3.5 降液管底隙高度h'o (16)6.4 塔板布置 (17)6.4.1 塔板的分块 (17)6.4.2 边缘区宽度确定 (17)6.4.3 开孔区面积计算 (17)6.4.4 筛孔计算与排列 (17)7. 筛板的流体力学验算 (18)7.1 精馏段 (18)7.1.1 干板的阻力hc计算 (18)7.1.2. 气体通过液层的阻力hl的计算 (18)7.1.3 液体表面张力的阻力hσ计算 (18)7.1.4 液面落差 (19)7.1.5 液沫夹带 (19)7.1.6 漏液 (19)7.1.7 液泛 (19)7.2 提馏段 (20)7.2.1 干板的阻力h'c计算 (20)7.2.2 气体通过液层的阻力h'l计算 (20)7.2.3 液体表面张力的阻力h'σ计算 (20)7.2.4 液面落差 (21)7.2.5 液沫夹带 (21)7.2.6 漏液 (21)7.2.7 液泛 (21)8. 塔板负荷性能图 (22)8.1 精馏段 (22)8.1.1 过量泄露线 (22)8.1.2 过量雾末夹带线 (22)8.1.3 液相负荷下限线 (23)8.1.4 液相负荷上限线 (23)8.1.5 淹塔线 (23)8.2 提馏段 (25)8.2.1过量泄露线 (25)8.2.2 过量雾沫夹带线 (25)8.2.3 液相负荷下限线 (26)8.2.4 液相负荷上限线 (26)8.2.5 淹塔线 (26)9. 筛板塔设计计算结果 (28)10. 辅助设备的计算及选型 (29)10.1 原料贮罐 (29)10.2 产品贮罐 (29)10.3 原料预热器 (29)10.4 塔顶全凝器 (30)10.5 塔底再沸器 (30)10.6 产品冷却器 (30)10.7 管径的设计 (31)10.8 泵的计算及选型 (31)11. 参考文献 (33)12. 设计评述和有关问题的讨论 (32)13. 附录 (34)14. 主要符号说明 (36)致谢.................................................................................................. 错误！未定义书签。

年产10000吨PVA的TQ-205结构参数计算示例一、五塔物料平衡计算方法基准：年产10000吨聚乙烯醇。

1、精馏送出醋酸乙烯量：已知皖维采用低碱法生产的聚乙烯醇平均纯度为94%，按照年生产时间8000小时计算，收率为99.5%，聚合转化率为50%，则10000×1000÷8000×0.94÷44=精馏送出醋酸乙烯量÷86×99.5%精馏送出醋酸乙烯量=2308kg/h。

2、一塔加料即反应液中各组成的含量：已知反应液的组成为：则根据一塔加料中醋酸乙烯×99.8%=精馏送出醋酸乙烯量：(假定收率99.8%)3、假定醋酐、二醋酸亚乙酯和水反应产生的醋酸和由ZF-208釜排出系统的醋酸及系统醋酸消耗相当，可认为五塔中采送出的醋酸为一塔进料中的醋酸含量。

（不考虑乙醛氧化产生的醋酸或假定乙醛经TQ209提纯后作为一个产品外售）则：五塔中采送出的醋酸=3152.9 kg/h。

已知原皖维公司某生产线侧线采出精醋酸的组成和本设计如下表。

(比例系数：3152.9÷4137.9=0.762)表3 侧线采出精醋酸表4 进料注：塔内加水51公斤/小时.表5 馏出液表6 排出釜残液二、操作条件和物料平衡表7 操作条件表8 物性数据汇总表三、气液负荷计算因为该塔中分子汽化潜热不等，所以不能用恒分子流的方法计算气液负荷。

本计算用热量平衡与物料平衡联立的方法计算气液负荷。

（一）通过全塔热平衡计算再沸器的热负荷Q s图1 全塔热平衡Q F=0.473×3509.53×80=132800千卡/小时Q R=0.581×327.02×6×45=51299千卡/小时Q P=0.581×327.02×(6+1)+188.18×327.02×(6+1)=432100千卡/小时Q m=（0.473×3177.36×126）+(98.42×3177.36)=502080千卡/小时Q W=0.475×74.71×126=4471千卡/小时假设全塔热损失为：Q E=0.03Q S全塔热平衡：Q S+Q F+Q R=Q P+Q m+Q W+Q EQ S－0.03Q S=( Q P+Q m+Q W)－(Q F+Q R)∴97.0)51299 132800()4471502080432100(+-++=SQ=777888千卡/小时（二）由第2块板以下的热量平衡和物料平衡，求提馏段上升汽量SV'和下降液体量SL'用C代表比热千卡/公斤〃℃H i 代表汽化潜热 千卡/公斤 热量平衡Q L +Q S =Q V +Q W +Q m （1） 物料平衡L'=V'+m+W （2）Q L =C L'T=C (V'+m+W)T=CV'T+CmT+CWT （3） Q V = V'H i +CV'T （4） Q W =CWT （5） Q m =mH i +CmT （6）图1 热量平衡（千卡/小时） 图2 物料平衡（公斤/小时） 将式（3）（4）（5）（6）代入式（1），得： CV'T +CmT +CWT +Q S = V'H i +CV'T +CWT +mH i +CmT 消去两边同类项，得： Q S =V'H i +mH i ∴iiS H mH Q V -=' （7）将有关数据代入式（7），得：42.9842.98*36.3177777888-='V =4726.4公斤3/小时19.236004.4726⨯='s V =0.599米3/秒将有关数据代入式（2），得：L'=V'+m+W=4726.4+3177.36+74.71=7978.5公斤/小时∴104636005.7978⨯='s L =0.0021米3/秒（三）求精馏段气液负荷18.117.10017.100)80118(473.0=+-=δ进料板以上第一块板的气相负荷V s1 ∵Fs s F V V γδ3600)1(1-+='Fs s F V V γδ3600)1(1--'=19.23600)118.1(53.3509599.0⨯--==0.519米3/秒精馏段顶板气相负荷V s21、由于回流液温度低产生的内回流量()塔顶汽化潜热馏出液温度塔顶温度馏出液比热回流比馏出量-⨯⨯=∆18.188)45108(602.327518.0-⨯⨯==340.3公斤/小时2、p s R V γ3600)1(2∆++=馏出量3.136003.340)16(02.327⨯++==0.562米3/秒精馏段平均气相负荷221s s s V V V +=2562.0519.0+==0.541米3/秒 进料板上一块板的液相负荷L s1∵F s sFL L γδ36001+='∴Fss FL L γδ36001-'=1047360053.350918.10021.0⨯⨯-==0.00100 米3/秒精馏段顶板液相负荷L s2Rs L γ36002∆++=工艺水回流量102736003.34051602.327⨯++⨯==0.00064米3/秒精馏段平均液相负荷L s221s s s L L L +=200064.000100.0+==0.00082米3/秒 (下面请你按照公式自己完成) 四、精馏段计算（一）塔径计算设板间距H T =0.4米，Lh '=0.07米 则H T －Lh '=0.4－0.07=0.33米2121)775.11037(838.000135.0)(=V L s s V L γγ=0.0389 查史密斯图，得C 20=0.072.020)20(σσC C ==0.069 最大允许空塔速度VV L C W γγγσ-=max 775.1775.11037069.0-==1.67米/秒W'取（0.6~0.8）W max 之间，取0.6W max W'=0.6×1.67=1.002米/秋 D'=21785.0838.0⨯=1.033米取塔径D 为1.4米，则实际空塔速度为： W=2785.0D V s =24.1785.0838.0⨯=0.546米/秒（二）溢流堰及降液管的设计 堰长L W 一般取（0.6~0.8）D ，取下限 L W =0.6×1.4=0.84米 堰上液流高度h 0W ：5.25.284.000135.0810810⨯=WsL L =1.68查图得E=1.0283/20)3600(100084.2W s W L L E h =3/2)84.000135.03600(028.100284.0⨯⨯==0.0094米 液面梯度△： 1、鼓泡层高度h fh f =2.5L h '=2.5×0.07=0.175米2、弓形降液管的宽度W d W d =0.14米3、内外堰之间的距离Z 1 Z 1=D －2W d =1.4－2×0.14=1.12米4、平均液流长度b2D L b W +=24.184.0+==1.14米 Lf s f bh Z L h b γμ312)1000(3600)1000250(215.0+=∆1037)175.014.11000(1037)175.014.11000(12.10013.036004.0)175.0100014.1250(215.0332⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯==0.0000116米水柱液面梯度很小，可以略去。

高效塔器技术在聚乙烯醇生产中的应用研究开发张龑【摘要】在聚乙烯醇行业,塔器设备是一种最重要的生产设备.聚乙烯醇的生产流程长且复杂,一共有很多座塔设备,而且物料种类相对较多,并容易堵塔或液泛等,这些均是精馏设计的难点,也制约着聚乙烯醇质量的提高和能耗的降低.为此,主要研究了高效塔器技术在聚乙烯醇生产中的应用.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2018(044)012【总页数】2页(P16,105)【关键词】高效塔器技术;聚乙烯醇;生产;应用【作者】张龑【作者单位】中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司,宁夏银川 750001【正文语种】中文【中图分类】TQ325.91 项目目的本项目中，生产聚乙烯醇的工艺系统有40多个塔器，引入高效塔器技术，将分离效率由20%～40%升至60%～80%，主要改造了以下几类塔器，年创效益经济指标约达到310万元，具体如下：1.1 精馏一塔（1）釜液中降低了乙醛含量，将其由0.09%降至0.04%。

通过乙醛节约，可以创效益21.41万元/a。

（2）回流比被降低，从1.2降至0.7；回流量也被降低，从1 900L/h降至1 100L/h。

通过蒸汽节约，可以创效益5.4万元/a。

1.2 精馏二塔（1）釜液中降低了醋酸乙烯含量，将其由0.9%降至0.4%。

通过醋酸乙烯节约，可以创效益176.78万元/a。

（2）回流比被降低，从1.9降至1.1～1.4，回流量也被降低，从15 000L/h降至11 600L/h。

通过蒸汽节约，可以创效益20.4万元/a。

1.3 精馏四塔（1）塔顶馏出物中降低了醋酸乙烯含量，从16%降至9%。

通过醋酸乙烯节约，可以创效益12.19万元/a。

（2）回流比被降低，从37降至23，回流量也被降低，从1900L/h降至1100L/h。

通过蒸汽节约，可以创效益3.2万元/a。

1.4 精馏六塔塔顶馏出物中降低了醋酸含量，可从110g/L降至50g/L。