畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(共29頁)

1、誠(chéng)信申明本人申明：我所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下對(duì)四年專業(yè)知識(shí)而進(jìn)行的研究工作及全面的總結(jié)。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中創(chuàng)新出不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得燕京理工學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而已經(jīng)使用過的材料。與我一同完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)對(duì)本課題所做的任何貢獻(xiàn)均已在文中做了明確地說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名： 年 月 日年產(chǎn)5.5萬噸苯酐生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)馬曉譜應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 應(yīng)化1304班 學(xué)號(hào)130150102指導(dǎo)教師 霍素紅講師摘 要苯酐是重要的有機(jī)化工原料之一，用于生產(chǎn)增塑劑、醇酸樹脂、不飽

2、和聚酯樹脂、染料及顏料、醫(yī)藥及農(nóng)藥等。目前，全球苯酐生產(chǎn)所采用的工藝路線有萘流化床氧化和萘/鄰二甲苯固定床氧化，其中鄰二甲苯固定床氧化技術(shù)約占世界總生產(chǎn)能力的90%以上。本設(shè)計(jì)采用鄰二甲苯氧化連續(xù)式生產(chǎn)鄰苯二甲酸酐，該法工藝比較成熟，資料較多，故采用該工藝。本設(shè)計(jì)確定生產(chǎn)6000噸鄰苯二甲酸酐的合理生產(chǎn)工藝；完成年產(chǎn)6000噸苯酐生產(chǎn)的全部工藝計(jì)算（物料衡算，熱量衡算），根據(jù)工藝計(jì)算確定生產(chǎn)設(shè)備的工藝尺寸；繪制工藝流程簡(jiǎn)圖、帶控制點(diǎn)的工藝流程圖和設(shè)備圖。關(guān)鍵詞：苯酐鄰二甲苯 氧化 工藝設(shè)計(jì)Production Technology Design of 55000 Tons of Phthali

3、c Anhydride with an Annual Output AbstractPhthalic anhydride is one of the important organic chemical raw materials for the production of plasticizers, alkyd resins, unsaturated polyester resins, dyes and pigments, pharmaceuticals and pesticides. At present, the global phthalic anhydride production

4、process used in naphthalene fluidized bed oxidation and naphthalene / o-xylene fixed bed oxidation, which o-xylene fixed bed oxidation technology accounts for about 90% of the world's total production capacity. The design of o-xylene oxidation continuous production of phthalic anhydride, the pro

5、cess is more mature, more information, so the use of the process.The design to determine the production of 6,000 tons of phthalic anhydride reasonable production process; complete with an annual output of 6,000 tons of phthalic anhydride production of all the process calculation (material accounting

6、, heat balance), according to the process to determine the production process equipment size; Schematic diagram, process diagram and equipment diagram with control points.Keywords：Phthalic anhydride O-xylene Oxidation Process Design目 錄前 言1 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)2第1.1節(jié)設(shè)計(jì)題目2第1.2節(jié)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容2第1.3節(jié)產(chǎn)品主要規(guī)格與參數(shù)2第1.4節(jié) 生產(chǎn)條件2第1.

7、5節(jié) 基礎(chǔ)條件3第二章 物料衡算4第2.1節(jié) 反應(yīng)器中氧化反應(yīng)的物料衡算4第2.2節(jié) 冷凝工段的物料衡算7第2.3節(jié) 精餾工段物料衡算8第2.5節(jié) 輕組分塔物料衡算8第三章 能量衡算11第3.1節(jié) 反應(yīng)器能量衡算過程11第3.2節(jié) 反應(yīng)器能量衡算表12第四章 主要設(shè)備選型及計(jì)算14第4.1節(jié) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理14第4.2節(jié) 塔板數(shù)的確定16第4.3節(jié) 塔徑的計(jì)算及半間距離的確定17第4.4節(jié) 塔高的計(jì)算18第4.5節(jié) 溢流堰長(zhǎng)計(jì)算19第4.6節(jié) 塔體厚度的計(jì)算19第4.7節(jié) 塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果列表19第六章 經(jīng)濟(jì)計(jì)算21第七章 設(shè)計(jì)說明22結(jié) 論23參考文獻(xiàn)24前 言苯酐生產(chǎn)工藝有三種：固定床氧化法、

8、流化床氣相氧化法和液相法。本文主要介紹的鄰法固定床氧化技術(shù)是世界苯酐生產(chǎn)最常用的，大約占苯酐生產(chǎn)總能力的80%以上。鄰二甲苯氧化法 3反應(yīng)器多數(shù)為列管固定床。將過濾后的無塵氣壓縮、預(yù)熱，與氣化的鄰二甲苯爭(zhēng)氣混合進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)行氧化反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入蒸氣生成器，被冷卻的反應(yīng)氣進(jìn)一步冷卻回收粗苯酐。粗苯酐經(jīng)減壓粗餾，由塔頂分離出低沸點(diǎn)的順丁烯二酸酐，甲基順丁烯二酸酐及苯甲酸等；塔底物料經(jīng)真空精餾，得到苯酐產(chǎn)品。第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)第1.1節(jié) 設(shè)計(jì)題目年產(chǎn)5.5萬噸苯酐工藝設(shè)計(jì)第1.2節(jié) 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1.裝置的物料衡算；2.裝置的熱量衡算；3.裝置的熱量衡算；4.管道及儀表流程圖(PID圖)（1張）；5

9、.設(shè)備布置圖（1張）；6.管道布置圖（1張）；7.成本核算及初步；8.設(shè)計(jì)說明書；第1.3節(jié) 產(chǎn)品主要規(guī)格與參數(shù)序號(hào)名 稱規(guī) 格國(guó)標(biāo)、部標(biāo)或企標(biāo)備 注1苯酐（wt%)992鄰二甲苯含量（wt %）=96管道進(jìn)入3空氣21%氧氣；78%氮?dú)猓w積分?jǐn)?shù)）管道進(jìn)入第1.4節(jié) 生產(chǎn)條件1、連續(xù)生產(chǎn)，四個(gè)班組三班倒；2、年操作日為333日，8000 h；3、精制采用連續(xù)精餾。第1.5節(jié) 基礎(chǔ)條件1.建設(shè)地點(diǎn)（地址與其它限制性要求）：建設(shè)地點(diǎn)選至在江蘇省內(nèi)，具體地點(diǎn)自定。2.工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)化率為99.8%，生成苯酐的選擇性為0.8；空氣與鄰二甲苯進(jìn)料比為9.5:1第二章 物料衡算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，苯酐生產(chǎn)能力

10、為5.5萬噸/年，產(chǎn)品純度達(dá)到99wt%按照8000小時(shí)開工計(jì)算，每小時(shí)的生產(chǎn)能力：55000×1000×99%/8000= 6806.25kg/h第2.1節(jié) 反應(yīng)器中氧化反應(yīng)的物料衡算主反應(yīng)中： (1)鄰二甲苯消耗量： x = 4874.7466kg/h 氧氣消耗量： y = 4414.8648kg/h 水的生成量： z = 2483.3615kg/h （2） 鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率為99.8%，選擇性為0.8，所以：鄰二甲苯的進(jìn)料量為：4874.7466/0.8/99.8%=6105.6445 kg/h（3）設(shè)計(jì)進(jìn)料空鄰比為9.5:1，所以空氣進(jìn)料量計(jì)算： w空 = 58003

11、.6227kg/h 空氣中 O2所占的比例為21%，所以工藝空氣中氧氣的進(jìn)料量：w氧 =58003.6227×21% =12180.7608kg/h。 進(jìn)而得出空氣中不參與反應(yīng)的惰性氣體（主要為氮?dú)猓┛偟倪M(jìn)料量： w惰 = 58003.6227-12180.7608= 45242.8257kg/h通過苯酐反應(yīng)原理可知，在反應(yīng)器中，苯酐與空氣接觸還發(fā)生一系列的副反應(yīng)4，由上面計(jì)算可知，鄰二甲苯氧化部分除了生成苯酐，還約有20%發(fā)生了副反應(yīng)。本次設(shè)計(jì)對(duì)副反應(yīng)只考慮占總比例較大部分反應(yīng)。根據(jù)工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)在該溫度段所得數(shù)據(jù)，具體給出鄰二甲苯對(duì)各副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率如下表：表2-1 副反應(yīng)轉(zhuǎn)化率副產(chǎn)

12、物順酐苯甲酸苯酞檸糠酐二氧化碳一氧化碳轉(zhuǎn)化率%7.744.481.951.363.231.24根據(jù)上表給出數(shù)據(jù)，對(duì)各副反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算：（1）CH3C6H4CH3+7.5O2C4H2O3（順酐）+4CO2+4H2O=436.0369 kg/h=783.0866 kg/h= 302.3536kg/h= 1067.8454 kg/h（2）CH3C6H4CH3+3O2C6H5COOH（苯甲酸）+CO2+2H2O=314.1912 kg/h= 113.3149 kg/h= 92.7122kg/h= 247.2324 kg/h（3）CH3C6H4CH3+2O2C8H6O2（苯酞）+2H2O=150.2089

13、 kg/h=40.3546 kg/h=71.7415 kg/h （4）CH3C6H4CH3+4.5O2C5H5O3（檸槺酐）+3CO+3H2O= 88.3433 kg/h =65.6711 kg/h= 42.2171 kg/h= 112.5791 kg/h（5）CH3C6H4CH3+6.5O28CO+5H2O= 159.6709 kg/h= 64.1535 kg/h = 148.2659kg/h（6）CH3C6H4CH3+10.5O28CO2+5H2O=653.5839 kg/h= 167.1095 kg/h=623.8756 kg/h 綜合以上計(jì)算數(shù)據(jù)，可以得出：反應(yīng)器中氧氣總的消耗量： =

14、 6686.4047 kg/h, 所以剩余氣體中氧氣含量：= 12180.7608-6686.4047 = 5494.3561 kg/h。反應(yīng)器內(nèi)所有反應(yīng)產(chǎn)生的水的含量： wH2O = 2493.3615+w1H2O+w2H2O+w3H2O+w4H2O+w5H2O+w6H2O = 3192.262 kg/h反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的CO： wCO = w1CO+w2CO =248.3439 kg/h反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的CO2： wCO2 = w1CO2+w2CO2+w3CO2= 1549.9954kg/h 根據(jù)以上計(jì)算及總結(jié)，列出反應(yīng)器內(nèi)物料衡算表：表2-2 反應(yīng)過程物料衡算表序號(hào)組分進(jìn)kg/h出kg/h1鄰二

15、甲苯6105.644512.21122氧氣12180.76085494.35613惰性氣體45242.825745242.82574CO0248.34395CO201549.99546苯酐06806.257順酐0436.03698苯甲酸0314.19129苯酞0150.208910檸糠酐088.343311H2O02486.3184合 計(jì)63529.23163529.081第2.2節(jié) 冷凝工段的物料衡算反應(yīng)生成氣體經(jīng)冷凝器冷卻到165-175后5，再經(jīng)預(yù)冷凝來到切換冷凝器，水冷凝成液體排出，含有雜質(zhì)的粗苯酐冷凝在冷凝器的翅片管內(nèi)，準(zhǔn)備進(jìn)入精餾工段，不凝有機(jī)氣體進(jìn)入尾氣洗滌裝置，經(jīng)過三級(jí)洗滌，尾

16、氣中順酐大部分被吸收，剩余尾氣直接排放出去，根據(jù)工廠實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及文獻(xiàn)資料給出物料平衡表格如下圖：表2-3 冷凝工段物料衡算表序號(hào)組 分進(jìn)kg/h出1（排出或進(jìn)入尾氣塔） kg/h出2（進(jìn)入精餾段）kg/h1鄰二甲苯12.21128.83663.37462O25494.35615494.356103惰性氣體45242.825745242.825704CO248.3439248.343905CO21549.99541549.995406苯酐6806.2506806.257順酐436.0369111.3319324.70508苯甲酸314.1912268.592845.60849苯酞150.208

17、985.386264.822710檸糠酐88.343351.401036.942311H2O3486.31843486.31840合計(jì)63529.08156553.56126975.5198第2.3節(jié) 精餾工段物料衡算由于粗苯酐中所含的蒽醌及其同系物等重組分含量極少6，在反應(yīng)工段中沒有對(duì)其進(jìn)行物料的計(jì)算，且沸點(diǎn)與苯酐相差很大，極易除去，對(duì)產(chǎn)品影響不大，而且粗苯酐中的雜質(zhì)經(jīng)過輕組分塔精餾后基本除去，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所以本次設(shè)計(jì)對(duì)苯酐精餾工段中的重組分塔只作介紹，不作計(jì)算。進(jìn)而在本章中對(duì)苯酐精餾工段進(jìn)行物料衡算時(shí)，可以近似認(rèn)為從輕組分塔塔底提取的苯酐熔液即為產(chǎn)品苯酐（即物流3）。同樣的，在本次設(shè)計(jì)

18、中對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算章節(jié)也只考慮其中的輕組分塔。第2.5節(jié) 輕組分塔物料衡算經(jīng)過冷凝工段，粗苯酐熱熔后送入預(yù)處理槽加熱，然后由輕組分塔進(jìn)料泵送入輕組分塔。預(yù)處理工段中：粗苯酐的雜質(zhì)苯酞經(jīng)高溫全部分解成苯酐和水： C8H6O2 + O2 C8H4O3 + H2O由苯酞分解生成的苯酐為：0.4838kmol則經(jīng)過預(yù)處理段后苯酐：F1=6806.25/148+0.4838=46.4720kmol 粗苯酐中含量較少的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸也基本除去7，為了后面精餾計(jì)算方便，可假設(shè)粗苯酐經(jīng)過預(yù)處理蒸餾后，雜質(zhì)中的鄰二甲苯、檸槺酐、苯甲酸、苯酞以及苯酞高溫分解產(chǎn)物水一起除去，通過泵送入尾氣洗滌裝置。 所

19、以進(jìn)入輕組分塔的原料物流：純苯酐的物料流量：F1=46.4720kmol/h 順酐的物料流量：F2=324.7050/98=3.3133kmol/h 進(jìn)入精餾塔粗苯酐總物料：F=F1+F2 =49.7853kmol/h物流1流量即為粗苯酐總的物料流量：F=49.7853kmol/h對(duì)該段精餾，進(jìn)料組成： xF1= xF2=物料1的平均摩爾質(zhì)量：MF=0.9334×148+0.0666×98 =138.1432+6.5268 =144.67本次設(shè)計(jì)對(duì)精餾要求：塔頂x10.1488；塔底x10.998，列出物料橫算式： F=D+W （1） F1=Dxd1+Wxw1 （2） F2

20、=Dxd2+Wxw2（3）先將已知數(shù)據(jù)代人式（1）、（2）式：49.7853=D+W46.4720=0.1498D+0.998W解得： D=3.7889 kmol/h W=45.9964 kmol/h所以苯酐： F1D=0.1488×3.7889 =0.5638kmol/h F1W=0.998×45.9964 =45.9044 kmol/h由： xd2=1-0.1498=0.8502 xw2=1-0.998 =0.002所以順酐： F2D=3.7889×0.8502=3.2213 kmol/h F2W=45.9964×0.002=0.0920 kmol/

21、h根據(jù)以上計(jì)算列出精餾物料平衡表：表2-4 精餾工段物料衡算表物 流 表123摩爾流量 kmol/h49.78533.788945.9964質(zhì)量流量 kg/h7156.5292391.68416802.8659苯酐 kg/h6769.3202.1786.18984983.1304順酐 kg/h289.4511282.83616.6150第三章 能量衡算根據(jù)熱力學(xué)第一定律，即能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，對(duì)化工過程進(jìn)行能量計(jì)算?；どa(chǎn)中消耗的能量形式有機(jī)械能8，電能和熱能等等，其中以熱能為主要形式，因此化工過程中的能量衡算重點(diǎn)是熱量衡算。本章具體對(duì)苯酐氧化反應(yīng)器進(jìn)行能量衡算如下：熱量衡算方程式： Q1+

22、Q2+Q3=Q4+Q5 其中式中： Q1初始物料帶入設(shè)備中的熱量，kJ Q2加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量，kJ Q3物理變化及化學(xué)變化的熱效應(yīng)，kJ Q4離開設(shè)備物料帶走的熱量，kJ Q5反應(yīng)器系統(tǒng)熱量損失，kJ第3.1節(jié) 反應(yīng)器能量衡算過程3.1.1 Q1與Q4計(jì)算 已知Q=Mi×Ci（t1-t2） 式中：Mi反應(yīng)物體系中組分的質(zhì)量，kg； Ci組分i在0-T時(shí)的平均比熱容，KJ/kg*K； t1，t2反應(yīng)物系在反應(yīng)前后的溫度，。 物料進(jìn)入設(shè)備時(shí)的溫度為145，熱量衡算的基準(zhǔn)為145，T=0,則： Q1=0 查得各物項(xiàng)平均比熱容數(shù)據(jù)： （kJ/kg.）表3-1 各物相平均比

23、熱容組分OXO2N2苯酐順酐檸康酐苯酞苯甲酸水COCO2比熱容6.961.151.065.234.934.524.915.184.181.111.45所以： =12.2112×6.96×(370-145)+5494.3561×1.15×225+45242.8257×1.06×225+6806.25×5.23×225+436.0369×4.93×225+88.3433×4.52×225+150.2089×4.91×225+314.1912×5.18

24、×225+2486.3184×4.18×225+248.3439×1.11×225+1549.9954×1.45×225=19122.7392+1421664.641+10790413.93+8009254.688+483673.9313+89495.1361+165943.2823+366189.8436+2338382.455+62023.8890+505685.9993=24251850.53kJ3.1.2Q3的計(jì)算主反應(yīng)：C8H10+3O2C8H4O3+3H2O +1302.2kJ Q3-1=6806.25/148&

25、#215;103×1302.2=5.9886×107kJ/h 副反應(yīng)：CH3C6H4CH3+7.5O2C4H2O3（順酐）+4CO2+4H2O +3177.9kJ Q3-2=436.0369/98×103×3177.9=1.4140×107kJ/hCH3C6H4CH3+3O2C6H5COOH（苯甲酸）+CO2+2H2O +1339.8kJ Q3-3=314.1912/122×103×1339.8=3.4504×106kJ/hCH3C6H4CH3+2O2C8H6O2（苯酞）+2H2O +837.4kJ Q3-4=15

26、0.2089/134×103×837.4=9.3869×105kJ/hCH3C6H4CH3+4.5O2C5H5O3（檸槺酐）+3CO+3H2O +1674.8kJ Q3-5=88.3433/113×103×1674.8=1.3094×106kJ/hCH3C6H4CH3+6.5O28CO+5H2O +2177.2kJ Q3-6=(248.3439/28-88.3433*3/113)×103×2177.2 =0.74×103×2177.2=1.6111×106kJ/hCH3C6H4CH3+

27、10.5O28CO2+5H2O +4576.4kJ Q3-7=(1549.9954/44-314.1912/122-436.0369×4/98) ×103×=1.69×103×4576.4=7.7341×105kJ/h綜上：Q3 = Q3-1+Q3-2+Q3-3+Q3-4+Q3-5+Q3-6+Q3-7=8.9070×107kJ/h3.1.3 Q5的計(jì)算該反應(yīng)中的熱損失按5%計(jì)算，即：Q5=5%×（Q1+Q3）=5%×（0+8.9070×107）=4.4535×106kJ/h3.1.4

28、Q2的計(jì)算Q2=Q4+Q5-Q1-Q3=24251850.53+4.4535×106-0-8.9070×107=6.0365×107kJ/h 第3.2節(jié) 反應(yīng)器能量衡算表根據(jù)以上計(jì)算列出氧化反應(yīng)工段能量衡算表格如下：表3-2 反應(yīng)工段能量衡算表（吸收熱量為“+”，釋放熱量為“-”）名稱熱量（kJ/h）輸入物料焓（Q1）0熱交換量（Q2）6.0365×107過程熱效率（Q3）-8.9070×107輸出熱料焓（Q4）24251850.53總的熱損失（Q5）-4.4535×106第四章 主要設(shè)備選型及計(jì)算 順酐為揮發(fā)組分，所以根據(jù)物料衡算得

29、摩爾分率： 進(jìn)料：塔頂：=0.8502塔底：=0.002 該設(shè)計(jì)根據(jù)工廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)給出實(shí)際回流比R=2（R=1.3Rmin），及以下操作條件： 塔頂壓力：10.0kPa； 塔底壓力：30.0kPa； 塔頂溫度：117.02； 塔底溫度：237.02； 進(jìn)料溫度：225； 塔板效率：ET=0.5 第4.1節(jié) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理（1）精餾段：F, xF12nn+1x1 y2x2 ynxn yn+1V , y1L,xD D,xD圖4-1 精餾段物流圖平均溫度： 平均壓力：pa根據(jù)物料衡算，列出精餾段物料流率表如下：表4-1精餾段物料流率物料質(zhì)量流量 kg/h分子量kg/kmol摩爾流量kmol/h

30、內(nèi)回流1856.5619818.9445 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積： V0=Nm3/h操作狀況下的體積： V1= =600.7719 Nm3/h氣體負(fù)荷： Vn= m3/s氣體密度：液體負(fù)荷： Ln= 171.01時(shí) 苯酐的密度為1455kg/m3（2）提餾段： 平均溫度：入料壓力：平均壓力： 22.5kPa根據(jù)物料衡算列出提餾段內(nèi)回流如下圖：表4-2 提餾段內(nèi)回流物料質(zhì)量流量kg/h分子量kg/kmol摩爾流量kmol/h內(nèi)回流4641.58389847.3631標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：Nm3/h 操作狀態(tài)下的體積： =375.5081氣體負(fù)荷：Vm=m3/s氣體密度 =kg/m3第4.2節(jié) 塔板數(shù)的確定

31、由于進(jìn)料中順酐的摩爾分率很小，無法用常規(guī)的作圖法求解塔板數(shù)。所以這里采用假設(shè)全回流計(jì)算理論最少塔板數(shù)Nmin，下面應(yīng)用芬斯克方程式有9：查得全塔平均相對(duì)揮發(fā)度=3.7，及精餾段平均響度揮發(fā)度4.5所以全塔的最少理論板層數(shù)： =5.1精餾段最少理論板層數(shù)： =1.7由： =0.17對(duì)應(yīng)吉利蘭圖查得： =0.48所以對(duì)全塔： =解得全塔理論板數(shù)： N= 11.7對(duì)精餾段： 解得精餾段理論塔板數(shù)： N2=5.1所以提餾段理論塔板數(shù)： N3=6.6所以得到實(shí)際板層數(shù)： 精餾段：N精=5.1/0.5=10.211 提餾段：N提=6.6/0.5=13.214全塔實(shí)際板層數(shù)： N總=25實(shí)際進(jìn)料板： NT=

32、12 第4.3節(jié) 塔徑的計(jì)算及半間距離的確定 由于浮閥塔塔板效率高10，生產(chǎn)能力大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塔的造價(jià)低，所以本次設(shè)計(jì)采用的是F1型浮閥塔，設(shè)全塔選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，板間距HT=0.35m，且因?yàn)樵擁橍闇p壓塔，所以設(shè)計(jì)溢流堰高h(yuǎn)c=0.025m4.3.1 精餾段(1)精餾段功能參數(shù)：() =0.217塔板間的有效高度H0=HT-hC=0.325m由史密斯圖查得：，(2)塔頂溫度117.02下=26.86mN/m，=30.21mN/m，所以=26.86×0.79+30.21× 0.21=27.5635mN/m進(jìn)料層溫度225下=16.125mN/m，=21.37mN/m所以=

33、16.125×0.054+21.37×0.946=21.0868mN/m所以精餾段液相平均表面張力24.3252mN/m(3)計(jì)算出操作物系的負(fù)荷因子C=所以最大空塔氣速設(shè)計(jì)氣速：取安全系數(shù)為0.7，則U=0.70.71.1007=0.7705m/s(4)塔徑D=m4.3.2 提餾段(1)精餾段功能參數(shù)為：（）=0.088塔板間有效高度：H0=0.320m由史密斯圖得負(fù)荷系數(shù)：=0.051(2)塔底溫度237.02下=15.681mN/m，=20.27mN/m所以=15.681×0.0013+20.27×0.9987=20.2640mN/m所以提餾段液相

34、平均表面張力=20.6754mN/m(3)計(jì)算出操作物系的負(fù)荷因子0.0513所以最大空塔氣速：設(shè)計(jì)氣速：取安全系數(shù)為0.7，則U=0.70.70.5859=0.4101m/s(4)塔徑對(duì)全塔，取圓整D=600mm塔截面積第4.4節(jié) 塔高的計(jì)算精餾段有效高度：提餾段有效高度：在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為0.8m所以精餾塔的有效高度為第4.5節(jié) 溢流堰長(zhǎng)計(jì)算 上面計(jì)算得出的塔徑為600mm，遠(yuǎn)小于2m，所以溢流方式采用單溢流12。堰長(zhǎng)一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，對(duì)于此次塔設(shè)備的弓形降液管，堰長(zhǎng)：第4.6節(jié) 塔體厚度的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中精餾操作為減壓操作，塔體材料選用12Q235-A，該材料的許用應(yīng)力： ，

35、厚度附加量2mm 塔體內(nèi)液柱高度13： 液柱靜壓力：(可忽略) 計(jì)算壓力： 塔體計(jì)算厚度： 塔體設(shè)計(jì)厚度： 塔體名義厚度：4mm 塔體有效厚度：2mm第4.7節(jié) 塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果列表表4-3 塔設(shè)備計(jì)算結(jié)果列表項(xiàng)目數(shù)值及說明塔徑，m0.600板間距，m0.350塔截面積，m20.285塔板形式單溢流弓形降液管堰長(zhǎng)，m0.420堰高，m0.025浮閥塔板數(shù)25進(jìn)料板12塔高，m8.05塔體名義厚度，mm4塔體內(nèi)液柱高度，m0.10計(jì)算壓力，MP0.11精餾段提餾段最大空塔氣速，m/s0.77050.4101第六章 經(jīng)濟(jì)計(jì)算擬定的生產(chǎn)裝置投資是根據(jù)這些年對(duì)鄰二甲苯酸酐工程項(xiàng)目的投資價(jià)格指數(shù)，用裝置能

36、力指數(shù)和價(jià)格指數(shù)推算的14，生產(chǎn)裝置以外的配套工程投資由工程量逐項(xiàng)估算的，總固定投資的估算。 表6-1總固定資產(chǎn)項(xiàng)目金額（萬元） 備注生產(chǎn)裝置12000運(yùn)用單因子估算法，區(qū)資金年周轉(zhuǎn)率TOR=3年-1輔助工程2117.65包括土地、安置費(fèi)、研究實(shí)驗(yàn)費(fèi)、工人培訓(xùn)、開工費(fèi)等流動(dòng)資金7651.85按生產(chǎn)成本的20%到30%計(jì)建設(shè)期利息748.24工程建設(shè)期間應(yīng)支付給銀行的貸款利息合計(jì)22517.74表6-2生產(chǎn)成本表項(xiàng)目金額（萬元）備注原材料費(fèi)28180基本折舊費(fèi)1200采用定額折舊法，折舊期取10年維修費(fèi)用600以設(shè)備投資的5%計(jì)算管理費(fèi)用144按折舊和維修費(fèi)用的8%計(jì)算貸款利息1153.8銷售費(fèi)用774.4按銷售收入的2%總成本32052.2合計(jì)29098.4總成本-基本折舊費(fèi)用-維修費(fèi)用-貸款利息 表6-3經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)表項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)消費(fèi)收入38720萬元凈利潤(rùn)4150.65增值稅1917.6萬元投資回報(bào)率27.5%所得稅2044.35萬元投資回收期4.2年利潤(rùn)61