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摘 要

本设计对含有乙二醇-丙二醇-二甘醇为原料精馏制较纯乙二醇的过程进行工艺设计模拟。经过化工专业软件模拟选择了分隔壁精馏塔。塔板数为35块预分离塔板数为16 块，回流比为2，在压强为1bar下进行操作，进行物料衡算，分离纯度可达到95%。分离纯度提取到较醇的二乙醇行换热器的设计时对换热器进行设计、计算、选型。使用画工画图软件画出该换热器图，并进行换热器的设计、校核，完成换热器。最后选择了管壳式换热器。

关键词：乙二醇，丙二醇，二甘醇，分隔壁精馏塔，管壳式换热器

Abstract：The process of making pure ethylene glycol from ethylene glycol-propane diol-diethylene glycol as raw material was simulated. The distillation tower next door was chosen by simulation of chemical specialty software. The number of Tower plates is 35. The number of pre-separated tower plates is 16, the reflux ratio is 2, and the operation is performed at a pressure of 1 bar. The material accounting is conducted and the separation purity can reach 95 %. The heat exchanger is designed, calculated and typed when separating the purity to the alcohol. Draw the heat exchanger drawing software and design and check the heat exchanger to complete the heat exchanger. Finally, the shell type heat exchanger is selected.

Key words: Ethylene glycol， propylene glycol， diethylene glycol， fractionation next door, heat exchange，Pipe shell heat exchanger.

目录

1. 前言 4

1.1 乙二醇结构性质 4

2. 软件模拟简介 5

3.1 软件模拟过程 5

3.2 模拟参数 5

3.3 分隔壁精馏塔选用优点 7

3. 换热器引言 8

3.2 换热器选择影响准则 9

3.2.1 换热器选择 9

3.2.3 介质流程 10

3.2.4 流速选择 10

3.2.4 换热器压力降 11

3.2.5 换热器污垢热阻 11

3.3 换热器的确定 12

3.3.1 管径选择 12

3.3.2 管长的选择 13

3.3.4 管子排列顺序的选择 13

3.3.5 管程数和壳程型式 14

3.3.6 壳程折流板 14

3.4 设计标准 15

3.5 工艺软件的计算 15

3.6 换热器工艺参数确定 15

3.7 设计选用温度 15

3.8 设计选用压力 15

3.9 传热系数 16

4. HTRI 数据导入 16

4.1 HTRI换热器参数确定 16

4.2 换热器HTRI校核 18

4.3 详细尺寸 20

4.4 换热器计算与校核小结 22

结论 23

参考文献 24

致谢 25

前言

隔壁式精馏塔大多数用来分离含有三种物质的混合物，塔主要包括一个组分塔，一个实用的再沸器，一个用来冷凝换热设备，一个用来回流的仪器。隔壁式精馏塔能广泛地应用于石油精制、 石油化工 、 化学品及气体精制。在分隔壁精馏塔中,在再沸器中被分离组分只能被加热 1 次。分隔壁精馏塔应用于多组分分离，且用于想的到的中间组分较多的产品 。若分离甲 、 乙 和 丙 3种混合组分时, 且他们的相对挥发度有差距时, 被分离混合物中含有大部分中间组分丙的情况时, 使用分隔壁精馏塔分离三元组分得到中间组分产率最大 , 大大节约了成本，隔壁式精馏塔分离最为适用。当精馏时采用隔壁塔, 对于多元体系分离组分的时候，将几个塔共同完成分离变成了一个精馏塔分离，但是在整个分离过程中压力要选用固定值^[1] 。

换热器的定义，是将能量从热流体转移给冷流体，热交换器是它换一种的叫法。换热器在生产产品时、有着特别重要的应用，尤其对于化工而言更是不可或缺^[2]。本人的设计对乙二醇转移它的热量做换热计算用来达到校核的作用，使在更加节约成本的基础上进行热量交换。

1.1 乙二醇结构性质

乙二醇同时被人称作"甘醇"、"1,2- 亚乙二醇"。化学式为(CH2OH)2，在二元醇中很简单的一种醇。没有颜色没有味道的、作为一种没有颜色的液体，对于动物而言有伤害，有毒，当人类一次摄入1.6 g/kg，就会产生生命危险。乙二醇在水中和丙醇中可以溶解，在醚类中不能溶解。

乙二醇用途如下：

(1)本为有机原料之一。用于制造有机产品；

(2)用作树脂、有机溶剂、油墨、增塑剂、合成纤维、生物碱；

(3)是农药的制造、医学药品还有好多制作机化工产品的基础用料；

(4)是重要的燃料，可掺入汽油作替代燃料使用。

(5)用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成；

(6)乙二醇为玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。

软件模拟简介

3.1 软件模拟过程

Aspen Plus模拟三醇分离，醇类化合物送入到分隔壁精馏塔中分离，丙二醇从塔顶出料。乙二醇，二甘醇分别从塔中塔底出料。乙二醇从塔中部流出。塔底了的二甘醇经过换热器回收，丙二醇从塔顶出料直接回收，乙二醇再次回收精馏。

B1：分隔壁精馏塔 B2:换热器

3.2 模拟参数

塔进料参数

在进料时选择乙二醇-丙二醇-二甘醇进料组成分别为0.2,0.6,0.2，压力为1bar，流率为100km/h时操作。利用化工专业软件中严格计算模块方法模拟。

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