聚乙烯醇精餾項目設計方案-文庫吧

【正文】 酸合成反應，生成的反應液經過精餾得到醋酸(VAc)，VAc在引發劑的作用下聚合生成聚醋酸乙烯(PVAc)；PVAc再醇解得到最終產品PVA。這是乙炔法生產聚乙烯醇的原理。 圖15 聚乙烯醇的工藝流程圖【13】，我國聚乙烯醇的生產基本上能夠滿足國內實際需求。生產工藝技術正在向低堿醇解方向發展但是，目前我國生產的聚乙烯醇品種仍然比較單一．大多數為普通粘度和醇解度的常規產品，主要用于建筑膠粘劑、低檔紡織漿料等領域，中、低聚合度和高聚合度的產品極少，低醇解度(小于80％(摩爾比))及嵌段品種等高精細化和特種產品很少，主要依靠進口來解決。、皖維等廠正在進行或者計劃進行新一輪的聚乙烯醇擴產工程．我國聚乙烯醇的生產能力將大大增加．屆時的生產能力將出現過剩各個企業應在考慮提高聚乙烯醇產能力的同時．重點考慮如何自身增加聚乙烯醇分流消化能力．在做大做強聚乙烯醇產業鏈上多下功夫，我國聚乙烯醇生產原料主要采用電石乙炔．雖然具有許多優點．符合我國目前的資源利用情況，原油價格走高也是必然的趨勢，電石乙炔路線在一定時期內仍將保持一定的成本優勢。但從長遠、可持續發展的角度看，還是應該在恰當的時機．適當發展天然氣乙炔路線和乙烯路線．逐步實現多種生產工藝共存。，我國聚乙烯醇及其下游產品的出口已有進一步擴大的趨勢在擴大聚乙烯醇的生產規模和開發生產高精細化、特種產品聚乙烯醇品種的項目勢在必行。除了積極開拓新的應用領域外．還應該充分利用我國聚乙烯醇產品價格相對比較便宜的優勢，通過技術進步，進一步提高產品質量，降低生產成本，積極擴大出口，以規避市場風險，保證聚乙烯醇行業健康穩步發展 第二章 設計方案的確定 本次設計所針對的聚乙烯醇精餾塔系統的設計，他所對應的是粗醋酸乙烯酯精制流程。而精餾工序中四塔所精餾的醋酸乙烯酯是能夠達到聚合原料的純度要求，所以本設計應確定對四塔設備的設計。 確定設計方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學技術上的最新成就，使生產達到技術上最先進、經濟上最合理的要求，符合優質、高產、安全、低消耗的原則。為此，必須具體考慮如下幾點： (1)滿足工藝和操作的要求 所設計出來的流程和設備，首先必須保證產品達到任務規定的要求，而且質量要穩定，這就要求各流體流量和壓頭穩定，入塔料液的溫度和狀態穩定，從而需要采取相應的措施。其次所定的設計方案需要有一定的操作彈性，各處流量應能在一定范圍內進行調節，必要時傳熱量也可進行調整。因此，在必要的位置上要裝置調節閥門，在管路中安裝備用支線。要考慮必需裝置的儀表(如溫度計、壓強計，流量計等)及其裝置的位置，以便能通過這些儀表來觀測生產過程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應措施。 （2） 滿足經濟上的要求 要節省熱能和電能的消耗，減少設備及基建費用。如前所述在蒸餾過程中如能適當地利用塔頂、塔底的廢熱，就能節約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。又如冷卻水出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量，另方面也影響到所需傳熱面積的大小，即對操作費和設備費都有影響。同樣，回流比的大小對操作費和設備費也有很大影響。 降低生產成本是各部門的經常性任務，因此在設計時，是否合理利用熱能，采用哪種加熱方式，以及回流比和其他操作參數是否選得合適等，均要作全面考慮，力求總費用盡可能低一些。而且，應結合具體條件，選擇最佳方。（3）保證安全生產 例如醋酸乙烯酯屬易燃物料， 不能讓其蒸汽彌漫車間， 也不能使用容易發生火花的設備。又如，塔是指定在常壓下操作的，塔內壓力過大或塔驟冷而產生真空，都會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。以上三項原則在生產中都是同樣重要的。但在化工原理課程設計中，對第一個原則應作較多的考慮，對第二個原則只作定性的考慮，而對第三個原則只要求作一般的考慮。 總的原則是盡可能多地采用先進的技術， 使生產達到技術先進、 經濟合理的要求，符合優質、高產、安全、低能耗的原則，精餾所進行的是氣(汽)、液兩相之間的傳質，而作為氣(汽)、液兩相傳質所用的塔設備，首先必須要能使氣(汽)、液兩相得到充分的接觸，以達到較高的傳質效率。但是，為了滿足工業生產和需要，塔設備還得具備下列各種基本要求： (1) 氣(汽)、液處理量大，即生產能力大時，仍不致發生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現象。 (2) 操作穩定，彈性大，即當塔設備的氣(汽)、液負荷有較大范圍的變動時，仍能在較高的傳質效率下進行穩定的操作并應保證長期連續操作所必須具有的可靠性。 (3) 流體流動的阻力小，即流體流經塔設備的壓力降小，這將大大節省動力消耗，從而降低操作費用。對于減壓精餾操作，過大的壓力降還將使整個系統無法維持必要的真空度，最終破壞物系的操作。 (4) 結構簡單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 (5) 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調節和檢修。 (6) 塔內的滯留量要小。 實際上， 任何塔設備都難以滿足上述所有要求， 況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨特的優點， 設計時應根據物系性質和具體要求， 抓住主要矛盾，進行選型。 裝置流程的確定 精餾裝置包括精餾塔，原料預熱器，再沸器，冷凝器等裝備，熱量自塔底輸入，物料在塔中多次部分被汽化和冷凝進行精餾操作，由冷凝器中冷卻介質將熱量帶走。工業生產中多應用連續蒸餾，具有生產能力大，產品質量穩定等優點，塔頂冷凝裝置采用全凝器以便準確的控制回流比。在設計過程中還應考慮余熱的利用。 板型選擇 本次設計是通過對篩板塔和浮閥塔的計算和生產能力，塔板效率，操作效率，操作彈性，壓力降，以及操作和造價等多方面的比較，根據實際選型選擇四塔采用篩板塔。 操作壓力的選擇 精餾操作有常壓，加壓和減壓。本設計采用常壓操作，原因有以下幾點： (1) 甲醇和醋酸乙烯在常壓下呈液態，不必采用加壓裝置。 (2) 能用水將餾出物冷卻，在常壓下實現醋酸乙烯和聚醋酸乙烯的分離。 (3) 醋酸乙烯和聚醋酸乙烯不屬于熱敏性物料，混合液沸點不高，不必采用減壓蒸餾。 附屬設備的選擇 本設計選擇用冷卻水冷卻，采用冷凝器。塔釜一般采用間接蒸汽加熱，但對塔底產物基本是水，且在低濃度時的相對揮發度較大的體系，也可采用直接蒸汽加熱，設置再沸器。 回流比的選擇與塔板數 實際回流比總是介于最小回流比和全回流兩種極限之間。 為了是塔設備合操作費用實現最優化組合，本設計四塔 R＝10。 工藝流程圖 見附錄。第三章 醋酸乙烯酯精餾四塔(T204)的工藝設計 精餾工序的物料衡算及操作條件的確定基準：年產30000噸聚乙烯醇。精餾送出醋酸乙烯量： 已知皖維采用低堿法生產的聚乙烯醇平均純度為94%，按照年生產時間8000小時計算，%，%，聚合轉化率為50%，則300001000247。8000247。44=精餾送出醋酸乙烯量247。86% 精餾送出醋酸乙烯量=6924kg/h 年產30000噸聚乙烯醇的聚合轉化率為50%根據三塔加料中醋酸乙烯%=精餾送出醋酸乙烯量（%）聚合轉化率為50% 三塔加料中醋酸乙烯的量=6924247。247。50%=物料平衡表根據進料百分比得： 表31 三塔進料序號名稱公斤/時組成（重量%）12345678醋酸乙烯（VAC）醋酸甲酯（MeOAC）水（H2O）乙醛（Aed）丙酮（Me2CO)甲醇（MeOH）硫叉二苯胺（TDA）醋酸（HAC）三塔餾出液中水的重量與進料水量不變餾出液組分量 ： 247。%= 表32 三塔餾出液序號名稱公斤/時組成（重量%）123456醋酸乙烯（VAC）醋酸甲酯（MeOAC）水（H2O）乙醛（Aed）丙酮（Me2CO)甲醇（MeOH）四塔的進料為三塔的餾出液，則四塔進料可知表33 四塔進料序號名稱公斤/時組成（重量%）g/molkmol/h摩爾%1234567合計醋酸乙烯（VAC）醋酸甲酯（MeOAC）水（H2O）乙醛（Aed）丙酮（Me2CO)甲醇（MeOH）硫叉二苯胺（TDA）100867418445832100四塔餾出液中丙酮量與進料丙酮量不變，則餾出液量 247。%=餾出液組分表34 四塔餾出液序號名稱公斤/時組成（重量%）g/molkmol/h摩爾%123456合計醋酸乙烯（VAC）醋酸甲酯（MeOAC）水（H2O）乙醛（Aed）丙酮（Me2CO)甲醇（MeOH）100867418445832100釜出液組分表35 四塔釜出液序號名稱公斤/時組成（重量%）g/molkmol/h摩爾%1234合計醋酸乙烯（VAC）醋酸甲酯（MeOAC）水（H2O）硫叉二苯胺（TDA）100867418100表36尾氣序號名稱公斤