论文总字数：44213字

摘 要

Aspen plus可以对塔设备进行水力学校核，以达优化的目的，SW-6可对设备强度进行校核，Cup-Tower对塔器单板水力学校核，在15wt/a醋酸乙烯工艺流程中的典型设备做了选型和设计优化，重点探讨了塔T0105,反应器R0101,储罐V0103工艺计算及强度校核及P0101工艺计算及选型。结果表明：T0105塔径3200mm，板间距500mm，降液管面积10.9，塔板开孔率6，出口堰长1947./3187，出口堰高50./50，降液板底隙50，溢流程数2。满足工艺生产要求，达到最优化。V0103回流罐筒体名义厚度16mm，支座垫板名义厚度 12mm，筒体厚度附加量3.3mm，腐蚀裕量3mm，筒体焊接接头系数0.85，封头名义厚度12mm，封头厚度附加量3mm，鞍座材料名称Q235-B，鞍座宽度 378mm，鞍座包角120°，满足强度要求。支座形心至封头切线距离1250mm，鞍座高度 250mm，地震烈度低于七度。P0101泵操作流量71.68m³/h，泵设计流量78.8m³/h，泵的扬程119.768m，泵有效汽蚀余量NPSHa-2.28m，泵的出口管道直径0.1m，泵出口端设备内最大操作压力0.99pa，泵进口标高0.5m。满足设计要求。

关键词：醋酸乙烯；设备选型；Aspen plus；优化设计；SW-6；Cup-Tower

Vinyl acetate process equipment selection and optimization design

Abstract

Aspen plus can undertake hydraulics check for Tower equipment, so as to achieve optimization, the purpose of SW - 6 can be used to check strength of equipment and Cup - Tower of veneer hydraulics test Tower in the 15 wt/a vinyl acetate process of typical equipment has made the selection and design optimization, T0105, probes into the Tower reactor R0101, tank V0103 process calculation and strength check and P0101 process calculation and selection. The results show that: T0105 tower diameter 3200mm, plate spacing 500mm, drawdown pipe area 10.9, tray opening rate 6, outlet weir length 1947./3187, outlet weir height 50./50, drawdown plate bottom gap 50, overflow flow number 2. Meet the process requirements and achieve optimization. V0103 reflux drum cylinder nominal thickness of 16 mm, bearing the name of the plate thickness 12 mm, the thickness of the shell additional quantity to 3.3 mm, 3 mm corrosion allowance, cylinder welding joint coefficient of 0.85, head of nominal thickness of 12 mm, the thickness of the head additional quantity of 3 mm, saddle name of material Q235 - B, saddle width 378 mm, saddle Angle 120 °, satisfy the strength requirement. The tangential distance from the support center to the head is 1250mm, the saddle height is 250mm, and the seismic intensity is less than 7 degrees. P0101 pump operating flow is 71.68m /h, pump design flow is 78.8m /h, pump head is 119.768m, pump effective cavitation residual npsha-2.28 m, pump outlet pipe diameter is 0.1m, maximum operating pressure in pump outlet equipment is 0.99pa, pump inlet elevation is 0.5m. Meet the design requirements.

Keywords: vinyl acetate；Equipment selection；Aspen plus；The optimization design；SW-6；Cup-Tower

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 5

1.1 醋酸乙烯及其工艺路线简介 5

1.1.1 醋酸乙烯简介 5

1.1.2 醋酸乙烯工艺路线 5

1.2 课题所选工艺路线及全流程模拟 6

1.3 Aspen plus在流程模拟在设备选型中的作用 6

第二章 ASpen plus中典型设备 7

2.1全流程典型设备-塔器 7

2.1.1 塔设备 7

2.1.2 塔设备设计依据 8

2.1.3 塔设备设计要求 8

2.2 全流程典型设备-储罐 8

2.2.1 设计依据 8

2.2.2 储罐选型简介及要求 9

2.2.3 储罐工艺计算（以V0103回流罐为例） 9

2.2.3.1 气体速度 9

2.2.3.2 气体空间 10

2.2.3.3 塔顶馏出液回流罐 10

2.2.3.4 液滴沉降速度 11

2.2.3.5 立式沉降罐尺寸确定 12

2.3 全流程典型设备-容器零部件结构设计 12

2.3.1 接口嘴子 12

2.3.2 防涡流挡板 12

2.3.3 破沫网 13

2.3.4 人孔和手孔 13

2.4 全流程典型设备-反应器 14

2.4.1 反应器单元模块简介 14

2.4.2 固定床反应器计算 15

2.4.2.1 催化剂颗粒当量直径 15

2.4.2.2 床层空隙率 15

2.4.2.2 固定床的压力降 15

2.5 全流程典型设备-泵 16

2.5.1 泵的概述 16

2.5.2 泵的类型 16

第三章 设备计算 17

3.1塔设备设计与校核（以T0105为例） 17

3.1.2 塔设备设计方法说明 17

3.1.3 塔内件设计（以T0105为例） 17

3.1.3.1 T0105醋酸乙烯第二精馏塔简介 17

3.1.3.2 塔径以及塔内件的计算 18

3.2塔设备机械设计 23

3.2.1塔高的计算 23

3.2.2筒体、封头及裙座的壁厚计算 24

3.3.3 塔设备强度核算（T0105为例） 25

3.3.3.1 塔设备承受的载荷分类 25

3.3 容器计算结果（V0103,V0104为例） 37

3.4 容器强度校核（V0103为例） 38

3.5 泵的计算 39

3.6 泵的设备选型 45

第四章 反应器 49

4.1全流程反应器数据 49

4.2 反应器数据结果 51

4.3 comsol反应器模拟 52

4.3.1 反应停留时间 52

第五章 结论与展望 57

致 谢 58

参考文献 59

附 录 60

第一章 引言

醋酸乙烯及其工艺路线简介

1.1.1 醋酸乙烯简介

醋酸乙烯在这些衍生物中的消费市场现状：聚乙烯醇(PVA)消费的醋酸乙烯酯占消费总量的 65 %左右；聚醋酸乙烯(PVAc)是第二大消费领域，占总消费量的16%左右，乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE)消费的醋酸乙烯约占总消费量的11 %，其他领域的消费量约占8 %[3]。醋酸乙烯在我国的消费领域与消费结构如图 1-1 所示。

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