年产1.5万吨丙烯酸甲酯生产工艺中丙烯酸分馏工段的设计 大学毕业设计

北京化工大学北方学院

NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF

CHEMICAL TECHNOLOGY

（ 2013 ）届本科生毕业设计（论文）

题目： 年产1.5万吨丙烯酸甲酯生产工艺中丙烯酸分馏工段的设计 学院： 理工学院 专业： 化学工程与工艺 学号： 090101160 姓名： 杨岚祁 指导教师： 孟献民教授

北京化工大学北方学院毕业设计

诚信声明

本人申明：

我所呈交的本科毕业设计是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名： 年 月 日

I

北京化工大学北方学院毕业设计

年产1.5万吨丙烯酸甲酯工艺流程中丙烯酸分离工段的设计

杨岚祁

化学工程与工艺专业 化工0906班 学号090101160

指导教师 孟献民教授

摘 要

本人所做的毕业设计是根据北京东方化工厂丙烯酸甲酯的生产工艺流程规程所提供的相关数据，主要对丙烯酸分馏工段进行能量衡算，物料衡算及丙烯酸分馏塔及塔釜再沸器设备的选型计算。丙烯酸分馏塔设计的关键部分是对塔顶馏出液、进料液及塔釜液体在定性温度下混合液体的相关物性数据的确定。本人查找了较多的计算手册并将其中比较精确的计算公式运用到毕业论文物性参数的确定上，为之后的设备计算夯实了基础。由于相关文献资料中所涉及的多组分精馏塔的设计比较少见，尤其是通过手算的方法，所以本设计是对多组分精馏塔手算法的一个比较好的补充。再者有关文献资料对再沸器的设计选型计算步骤描述的比较浅显，大多是对单一组分的物料进行加热或冷却，对发生相变的过程描述的不够详尽，不能根据其描述的方法设计出比较合适的再沸器。很难满足实际工业生产要求。所以本设计也是对加热多组分物料立式热虹吸再沸器设计的一个很好的借鉴。

关键词：混合物的物性数据 多组分精馏塔 多组分立式热虹吸再沸器

II

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The Design of Fractional Distillation of Acrylic Acid Section in the Process of Annual Production of Fifteen Thousand Tons of Methyl

Acrylate

Abstract

My related data of graduation design is according to the production process of methacrylate in Beijing eastern chemical plant,which mainly design fractionation section of acrylicon on energy balance,material balance and the equipment type selection of acrylic fractionating tower and tower kettle reboiler. It is the key part of designing for the fractionating tower of acrylic that is to confirm the relevant physical properties under the qualitative temperature about feed liquid,overhead fraction and tower bottoms. I find many handbook of chemical engineering calculation,and select some precise of calculating formulas used to establish the date of physical property,which is greatest helpful to equipment calculation. Due to the design of multicomponent distillation is rare in related literature material, especially by hand calculation method, so this design is a good supplement for multicomponent distillation. Furthermore the description of calculation steps for reboiler is relatively shallow in relevant literature, which is mostly for heating or cooling single component material, and is not detailed about the process of phase change,and is difficult to design more appropriate reboiler according to its description method. It is not easy to meet the actual industrial production requirements. So this design is a good reference for vertical heated multicomponent materials heat siphon reboiler design .

Key words: Property data of mixture Multicomponent distillation dower

Multicomponent vertical thermosyphon reboiler

III

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目 录

前 言 ........................................................... 1 第1章 绪论 ...................................................... 2 1.1节 丙烯酸甲酯的简介 .......................................... 2 1.2节 丙烯酸甲酯生产工艺概述 .................................... 3 1.3节 丙烯酸甲酯的合成工艺 ...................................... 6 1.4节 丙烯酸甲酯的发展状况 ...................................... 7 第2章 丙烯酸分离塔T3011物料衡算和能量衡算 ...................... 9 2.1节 T3011的物料衡算 ........................................... 9 2.2节 T3011的能量衡算 ........................................... 9 第3章 丙烯酸分馏塔T3011的选型 ................................. 12 3.1节 T3011塔顶、进料、塔釜组成的确定 .......................... 12 3.2节 T3011塔板数的确定 ........................................ 14 3.3节 T3011精馏段的操作的工艺条件及相关物性数据的计算 .......... 15 3.4节 精馏段塔径、塔板和塔高主要工艺尺寸的计算.................. 19 3.5节 精馏段塞板的流体力学验证 ................................. 21 3.6节 精馏段塔板负荷性能图 ..................................... 22 3.7节 T3011提馏段的操作的工艺条件及相关物性数据的计算 .......... 24 3.8节 提馏段塔径、塔板和塔高主要工艺尺寸的计算.................. 26 3.9节 提馏段塞板的流体力学验证 ................................. 28 3.10节 提馏段塔板负荷性能图 .................................... 29

IV

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